WO2003044785A1 - Dispositif de captage optique, dispositif a disque optique, dispositif optique et element optique composite - Google Patents

Dispositif de captage optique, dispositif a disque optique, dispositif optique et element optique composite Download PDF

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Norio Fukasawa
Junichi Suzuki
Kiyoshi Toyota
Tetsu Tanaka
Satoru Ishii
Takeshi Kubo
Masahiro Saito
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Sony Corporation
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    • G11B7/0916—Foucault or knife-edge methods

Definitions

  • the present invention relates to an optical pickup device, an optical disk device, an optical device, and a composite optical element.
  • the present invention relates to an optical pickup device used for reproducing recorded information and an optical disk device provided with the optical pickup device, and further relates to an optical device used for these devices and a composite optical element integrally formed with the optical device. .
  • optical pickup device having an optical system 201 as shown in FIG. 1 as shown in FIG.
  • the optical system 201 shown in FIG. 1 includes a two-wavelength light source 211 that selectively emits laser beams having different wavelengths to the optical disc 204 in the order of the optical path, and an emission light that is emitted from the two-wavelength light source 211.
  • 2-wavelength light source 2 1 1 comprises a semiconductor laser is used and selectively exits the laser light of the laser light and a wavelength of about 6 5 5 nm example Ebaryaku 7 8 5 11 m from the light emitting point 2 1 1 a Shoot.
  • the three-beam diffraction grating 211 converts the light emitted from the two-wavelength light source 211 into a three-beam consisting of zero-order light and ⁇ first-order light. To divide.
  • the beam splitter 2 13 has a half mirror surface 2 13 a for reflecting the light emitted from the two-wavelength light source 2 11 in the direction of the optical disc 204, and emits the light from the two-wavelength light source 2 1 1
  • the reflected outgoing light is reflected in the direction of the optical disk 204 and the return light from the optical disk 204 is transmitted and guided to the light receiving section 2 16, thereby separating the optical path between the outgoing light and the return light.
  • the light receiving section 2 16 includes a main beam photodetector 2 2 1 described later, which receives the 0th-order light divided by the 3-beam diffraction grating 2 12 of the return light on the light receiving surface 2 16 a, It has a set of side-beam photodetectors (not shown) for receiving the primary light of the earth divided by the three-beam diffraction grating 2 12 of the light.
  • a so-called astigmatism method is used as a detection method for detecting a forcing error signal. For this reason, as shown in FIGS.
  • the main beam photodetector 221 has a substantially square light-receiving surface for receiving return light, and the center of the light-receiving surface is located at the center.
  • the light receiving areas a 5 , b 5 , c 5 , and d 5 are divided into four equal parts by a set of dividing lines that are orthogonal to each other. Further, the side beam photodetectors are respectively disposed at opposing positions with the main beam photodetector 221 therebetween.
  • the optical system 201 is provided with a light emitting point 2 1 1 a or a light emitting point 2 1 1 b of the two-wavelength light source 211 on the outward path from the two-wavelength light source 211 to the optical disk 204.
  • Each of the optical components is disposed such that an image point, which is a conjugate point, is positioned on the recording surface 205 of the optical disc 204.
  • the optical system 201 receives a point on the recording surface 205 of the optical disc 204 as an object point on the return path from the optical disc 204 to the light receiving section 214, 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 221 of the optical section 216.
  • the light emitting point of the two-wavelength light source 211 and the point on the light receiving surface of the main beam photodetector 222 of the light receiving section 216 are also conjugated to each other. I have.
  • the main beam the Photo Detector 2 2 1 of the respective light receiving regions a 5, b 5, c 5 , d 5 described above will be explained focusing error signal. Ru method below.
  • the two-wavelength objective lens 210 is positioned at the optimal position with respect to the recording surface 205 of the optical disc 204, and the so-called “just-in-time” focussed on the recording surface 205 of the optical disc 204.
  • the shape of the beam spot on the light receiving surface of the main beam photodetector 222 is circular as shown in FIG. 2B.
  • the two-wavelength objective lens 2 15 If the two-wavelength objective lens 2 15 is too close to the recording surface 205 of the optical disc 204, the light returns from the just-focused state and is separated by the beam splitter diffraction grating 2 12b. As a result of the astigmatism generated by the light passing through the composite optical element 212, the shape of the beam spot on the light-receiving surface of the main beam photodetector 221, as shown in FIG. There an elliptical shape extending over the light-receiving region a 5 and the light-receiving region c 5.
  • the two-wavelength objective lens 2 15 is too far from the recording surface 205 of the optical disc 204, it will be out of the just focus state and separated by the beam splitter diffraction grating 2 12b.
  • each S a 5 outputs the return light by the d 5, S b 5, when the S c 5, S d 5
  • the focusing error signal FE is calculated as shown in Equation 1 below.
  • the focusing error signal FE becomes positive and the main beam photodetector 2 21 If 15 is too far from the recording surface 205 of the optical disc 204, the focusing error signal FE becomes negative.
  • the tracking error signal TE is obtained by receiving the first-order soil light divided by the three-beam river diffraction grating 212a by the side beam photodetectors, and calculating the difference between the outputs of the side beam photodetectors. It is obtained by calculating.
  • the optical pickup device including the optical system 201 configured as described above includes a force-singing error signal FE obtained by the main beam photodetector 22 1 of the light receiving section 2 16, and a size.
  • a force-singing error signal FE obtained by the main beam photodetector 22 1 of the light receiving section 2 16, and a size.
  • semiconductor lasers such as the two-wavelength light source 211 generally have a property that the oscillation wavelength of laser light depends on the surrounding temperature. If the ambient temperature is T, the oscillation wavelength of the laser beam by a semiconductor laser, an oscillation wavelength at a temperature T; L T, the oscillation wavelength at an ordinary temperature. The temperature change from room temperature is ⁇ T, and the temperature coefficient is c, which can be approximately expressed by the following equation (2).
  • ⁇ is the wavelength of the laser beam
  • d is the lattice constant of the diffraction grating
  • m is the diffraction order
  • n is the input.
  • n ′ is the refractive index of the exit side medium.
  • Equation 2 through Equation 4 described above when the temperature of the ambient the optical system is placed changes, below and to assignment Equation 2 to Equation 4 and the diffraction angle at the temperature T fl 'tau Equation 5 can be obtained.
  • Equation 6 Equation 6 shown below can be obtained from Equation 5 using
  • Equation 7 the diffraction angle 6 at a temperature T of the returning light' is ⁇ , depends on the ⁇ ⁇ , That is, it depends on the temperature change around the optical system.
  • the position of the light receiving section returns the diffraction angle of the light to 0 '. It has been adjusted as However, if the ambient temperature changes after adjusting the position of the light receiving section, the diffraction angle of the return light changes as shown in Equation 3, and, for example, as shown in FIG.
  • the center of the beam spot irradiated on the light receiving surface of the photodetector 222 for the camera is displaced from a predetermined position.
  • the optical system 201 included in the optical pickup device described above irradiates the light receiving surface of the main beam photodetector 222 when the focusing error signal F # is obtained by the light receiving unit 216 described above. If the center of the beam spot is slightly deviated in either direction from the center of the main beam photodetector 222, the output in the just-focused state will not be 0, resulting in a focusing error signal. FE will be offset.
  • the focusing error signal F ⁇ is 0 Therefore, there is a problem that it is not possible to drive and control the two-wavelength objective lens 2 15 to an accurate focusing position.
  • An object of the present invention is to provide an optical device, a composite optical element, an optical pickup device, and an optical disk device that can guide return light from an optical disk to an appropriate position and improve the reliability of a focusing error signal. The purpose is to do.
  • An optical pickup device proposed to achieve the above-described object includes a light source that emits outgoing light beams having different wavelengths, an outgoing light beam emitted from the light source on an optical disc, and a return from the optical disc.
  • An objective lens that condenses light, a first diffraction element that transmits light emitted from the light source and diffracts return light from the optical disk, and return light diffracted by the first diffraction element enters
  • At least one optical path fluctuation detecting means disposed at a position, for correcting the optical path fluctuation of the return light generated in the first diffraction element due to the wavelength fluctuation of the emitted light emitted from the light source, and guiding the return light to a predetermined position.
  • a light receiving means for receiving, in a plurality of light receiving regions, return light whose optical path fluctuation has been corrected by the optical path fluctuation correcting means.
  • the emitted light emitted from the light source is condensed on an optical disk by an objective lens, and the return light from the optical disk is diffracted by a first diffraction element in the composite optical element to form an optical path for the emitted light.
  • the optical pickup device corrects the optical path fluctuation of the return light generated by the first diffraction element due to the wavelength fluctuation of the light emitted from the light source by the optical path fluctuation correction means, and returns the return light to a predetermined position of the light receiving means.
  • An appropriate focusing error signal is obtained by the light receiving means receiving the return light guided to a predetermined position in a plurality of light receiving areas.
  • Another optical pickup device includes a light source that emits light having wavelengths different from each other, a light source that collects light emitted from the light source on an optical disk, and An objective lens for condensing the return light from the light source, a beam splitter for separating the optical path between the output light emitted from the light source and the return light reflected from the optical disk, and a light emitting point at each wavelength of the light source.
  • An optical path synthesizing unit that corrects a deviation of the optical path of the outgoing light of the other wavelength from an optical path of the outgoing light of the other wavelength due to the misalignment of the paddle, and the optical path synthesizing unit separates the optical path by the beam splitter.
  • a light splitting unit that is arranged at a position where the corrected return light is incident, splits the return light into a plurality of light beams, and a light receiving unit that receives the plurality of return lights split by the light splitting unit in a plurality of light receiving regions.
  • a prism composed of a plurality of flat or curved surfaces is used as the light splitting means.
  • This optical pickup device guides outgoing light emitted from a light source to an optical disk, separates return light from the optical disk into an optical path different from the outgoing light by a beam splitter, and shifts one of the wavelengths due to a shift in the position of a light emitting point.
  • the return light is adjusted so as to be incident on a predetermined position of the light splitting means.
  • An optical disk device is an optical disk device including an optical pickup that records and / or reproduces information on an optical disk, and a disk rotation driving unit that drives the optical disk to rotate.
  • a light source that emits light from the optical disk, an objective lens that collects light emitted from the light source on the optical disk and collects return light from the optical disk, and a light that returns the light emitted from the optical disk by transmitting the light emitted from the light source.
  • a first diffraction element that diffracts light and a return light that is generated at the first diffraction element due to a wavelength variation of light emitted from a light source that is disposed at a position where the return light diffracted by the first diffraction element is incident.
  • a composite optical element having at least one optical path variation correcting means for correcting optical path variation and guiding return light to a predetermined position; In having a light receiving means for receiving the return light optical path deviation is Tadashisa catching a plurality of light receiving areas.
  • the optical disk is rotated by a disk rotation driving unit, and information is recorded and recorded or reproduced by an optical pickup.
  • the optical pickup focuses the emitted light emitted from the light source on the optical disk by the objective lens, diffracts the return light from the optical disk by the first diffraction element of the composite optical element, and emits the emitted light.
  • the pickup device corrects the optical path fluctuation of the return light generated by the first diffraction element due to the wavelength fluctuation of the light emitted from the light source by the optical path fluctuation correction means, and returns the return light to a predetermined position of the light receiving means.
  • An appropriate focusing error signal is obtained by the light receiving means receiving the returned light guided to a predetermined position in a plurality of light receiving areas.
  • Another optical disk device is an optical disk device comprising: an optical pickup for recording and / or reproducing information on or from an optical disk; and a disk rotation driving unit for driving the optical disk to rotate.
  • a light source that emits light from the optical disk, an objective lens that collects output light emitted from the light source on the optical disk and collects return light from the optical disk, and an output light emitted from the light source and return light reflected by the optical disk.
  • a beam splitter that separates the optical path between the light source and the light source, and corrects the deviation of the optical path of the emitted light of the other wavelength from the optical path of the emitted light of the other wavelength due to the deviation of the position of the emission point of each wavelength of the light source.
  • a light splitting means for splitting the return light into a plurality of light beams; and a light receiving means for receiving the plurality of return lights split by the light splitting means in a plurality of light receiving regions, wherein the light splitting means comprises a plurality of planes or curved surfaces.
  • the configured prism is used.
  • This optical disk device guides the emitted light emitted from the light source to the optical disk, separates the returned light from the optical disk into an optical path different from the emitted light by a beam splitter, and shifts one of the wavelengths due to a shift in the position of the emitting point.
  • the return light is adjusted so as to be incident on a predetermined position of the light splitting means.
  • the optical device used in the above-described optical pickup device includes a first diffractive element that transmits outgoing lights of different wavelengths emitted from a light source and diffracts return light from an optical disc, and a first diffractive element. It is arranged at a position where the diffracted return light is incident, corrects the optical path fluctuation of the return light generated by the first diffraction element due to the wavelength fluctuation of the output light emitted from the light source, and returns the return light to a predetermined position. And at least one optical path fluctuation detecting means for guiding.
  • This optical device guides outgoing light emitted from a light source to an optical disc, diffracts return light from the optical disc by a first diffraction element, separates the returned light from the optical path of the outgoing light, and
  • the optical path fluctuation of the return light generated by the first diffraction element due to the wavelength fluctuation of the light emitted from the first diffraction element is corrected by the optical path fluctuation correcting means to obtain a forcing error signal in the optical pickup device.
  • the return light is guided to an appropriate position of the light receiving means having a plurality of light receiving areas.
  • Another optical device includes a beam splitter that separates an optical path between output light having different wavelengths emitted from a light source and return light reflected by an optical disk, and a return split that is separated by a beam splitter.
  • a light splitting means which is arranged at a position where light is incident, splits the return light into a plurality of light, and guides the returned light to a light receiving means having a plurality of light receiving areas; and a light splitting means arranged between the beam splitter and the light splitting means.
  • a prism composed of a curved surface is used.
  • This optical device guides outgoing light emitted from a light source to an optical disk, separates return light from the optical disk into an optical path different from the outgoing light by a beam splitter, and shifts the position of the light emitting point to the outgoing light of one wavelength.
  • the return light is adjusted so as to be incident on a predetermined position of the light splitting means.
  • the composite optical element according to the present invention includes: a first diffractive element that transmits outgoing lights of different wavelengths emitted from the light source and diffracts return light from the optical disc; and a return diffracted by the first diffraction element. It is arranged at a position where light is incident, and corrects at least one optical path variation of return light generated in the first diffraction element due to a wavelength variation of light emitted from the light source to guide the return light to a predetermined position. And two optical path fluctuation correction means.
  • the composite optical element guides outgoing light emitted from the light source to the optical disc, diffracts return light from the optical disc by the first diffraction element, separates the returned light from the optical path of the outgoing light, and outputs the light emitted from the light source.
  • a light receiving means having a plurality of light receiving areas for obtaining a focusing error signal in an optical pickup device by correcting an optical path fluctuation of return light generated by the first diffraction element due to a wavelength fluctuation of the emitted light by an optical path fluctuation correcting means. Guide the light back to the appropriate location.
  • FIG. 2A to 2C show beam spots in each light receiving area of the main beam photodetector of the conventional optical system
  • FIG. 2A shows a state in which the objective lens is close to the optical disk
  • FIG. 2B shows a state in which the objective lens is
  • FIG. 2C shows a state where the object lens is located at the in-focus position
  • FIG. 2C shows a state where the objective lens is far from the optical disc.
  • FIG. 3 is a diagram showing a state where the center of the beam spot is deviated from the center of the light receiving surface in the main beam photodetector of the conventional optical system.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the optical disk device according to the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing an optical system of an optical pickup provided in the optical disk device.
  • FIG. 6 is a perspective view of a composite optical element provided in the optical system of the optical pickup.
  • FIG. 7 is a perspective view showing an optical path of return light in the composite optical element provided in the optical system of the optical pickup.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating the optical path fluctuation of the return light in the composite optical element provided in the optical system of the optical pickup.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a main beam photodetector and a side beam photodetector of a light receiving unit provided in the optical system of the optical pickup.
  • FIGS. 10A to 10C show beam spots in each light receiving area of the main beam photodetector of the optical pickup.
  • FIG. 10A shows a state in which the objective lens is close to the optical disc.
  • 0B shows a state where the objective lens is located at the focus position
  • FIG. 10C shows a state where the objective lens is far from the optical disk.
  • FIG. 11 is a diagram schematically showing another optical system in the optical pickup provided in the optical disk device.
  • FIG. 12 is a perspective view of a composite optical element provided in another optical system of the optical pickup shown in FIG.
  • FIG. 13 is a perspective view illustrating a split prism in a composite optical element provided in another optical system of the optical pickup shown in FIG.
  • FIG. 14 is a diagram of a split prism in a composite optical element provided in another optical system of the optical pickup shown in FIG. 11, as viewed from a return light incident surface side.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating a main beam photodetector and a side beam photodetector of a light receiving unit provided in another optical system of the optical pickup shown in FIG. 11.
  • FIG. 16 is a plan view showing a grating having a function equivalent to that of the split prism included in the composite optical element in another optical system of the optical pickup shown in FIG. 11.
  • FIGS. 17A to 17C show diffracted light incident on the splitting prism of the composite optical element in the optical pickup shown in FIG. 11, and FIG. 17A shows a state in which the objective lens is close to the optical disk.
  • FIG. 17B shows a state where the objective lens is located at the in-focus position
  • FIG. 17C shows a state where the objective lens is far from the optical disk.
  • FIGS. 18A to 18C show beam spots in each light receiving area of the main beam photodetector included in the optical pickup shown in FIG. 11, and FIG. 18A shows a state where the objective lens is close to the optical disc.
  • FIG. 18B shows a state where the objective lens is located at the in-focus position, and
  • FIG. 18C shows a state where the objective lens is far from the optical disc.
  • FIG. 19 is a view schematically showing still another optical system in the optical pickup provided in the optical disk device.
  • FIG. 20 is a diagram for explaining light emitting points of a two-wavelength light source provided in still another optical system of the optical pickup shown in FIG.
  • FIG. 21 is a perspective view illustrating a division prism provided in still another optical system of the optical pickup shown in FIG.
  • FIG. 22 is a side view illustrating a split prism provided in still another optical system of the optical pickup shown in FIG.
  • FIG. 23 is a view for explaining a main beam photodetector and a side beam photodetector of a light receiving section provided in still another optical system of the optical pickup shown in FIG.
  • FIGS. 24A to 24C show diffracted light incident on the splitting prism of the composite optical element in the optical pickup shown in FIG. 19, and FIG. 24A shows a state in which the objective lens is close to the optical disk.
  • Fig. 24B shows the state where the objective lens is located at the in-focus position.
  • FIG. 24C shows a state in which the objective lens is far from the optical disk.
  • FIGS. 25A to 25C show beam spots in each light receiving area of the main beam photodetector included in the optical pickup shown in FIG. 19, and III 25A shows a state in which the objective lens is close to the optical disk.
  • FIG. 25B shows a state where the objective lens is positioned at the in-focus position, and
  • FIG. 23C shows a state where the objective lens is far from the optical disk.
  • FIG. 26 is a view schematically showing still another optical system in the optical pickup provided in the optical disk device K.
  • FIG. 27 is a diagram schematically showing still another optical system in the optical pickup provided in the optical disk device.
  • FIG. 28 is a diagram schematically showing still another optical system in the optical pickup provided in the optical disk device.
  • FIG. 29 is a diagram schematically showing still another optical system in the optical pickup provided in the optical disk device.
  • FIG. 30 is a perspective view of a composite optical element provided in still another optical system of the optical pickup shown in FIG.
  • FIG. 31 is a perspective view illustrating a split prism in a composite optical element provided in still another optical system of the optical pickup shown in FIG.
  • FIG. 32 is a diagram of a split prism in a composite optical element provided in still another optical system of the optical pickup shown in FIG. 29, as viewed from a return light incident surface side.
  • FIG. 33 is a diagram illustrating a main-beam photodetector and a side-beam photodetector of a light receiving unit provided in still another optical system of the optical pickup shown in FIG.
  • FIGS. 34A to 34C show diffracted light incident on the splitting prism of the composite optical element in the optical pickup shown in FIG. 29, and FIG. 34A shows a state where the objective lens is close to the optical disk.
  • FIG. 34B shows a state where the objective lens is located at the in-focus position, and
  • FIG. 34C shows a state where the objective lens is far from the optical disk.
  • FIGS. 35A to 35C show beam spots in each light receiving area of the main beam photodetector included in the optical pickup shown in FIG. 29, and FIG. 35A shows a state in which the objective lens is close to the optical disk.
  • Figure 35B shows the objective lens in the in-focus position
  • FIG. 35C shows a state in which the objective lens is far from the optical disk.
  • FIG. 36 is a diagram schematically showing still another optical system in the optical pickup provided in the optical disk device.
  • FIG. 37 is a diagram schematically showing still another optical system in the optical pickup provided in the optical disk device.
  • FIG. 38 is a view schematically showing still another optical system in the optical pickup provided in the optical disk device.
  • CD Compact t D i sc
  • DVD Digital Versatile Disk
  • CD-R Recordable
  • CD-R ReWritable
  • magneto-optical disks It is possible to record and / or reproduce information (hereinafter, referred to as recording / reproducing) with respect to the optical disc 2 such as.
  • the optical disk device 1 uses a CD or DVD as the optical disk 2 and reproduces or records information from the CD or DVD.
  • the optical disc device 1 includes an optical pickup 3 for recording and reproducing information from the optical disc 2, a disc rotation drive mechanism 4 for driving the optical disc 2 to rotate, a feed mechanism 5 for moving the optical pickup 3 in the radial direction of the optical disc 2, A control unit 6 for controlling an optical pickup 3, a disk rotation drive mechanism 4, and a feed mechanism 5 is provided.
  • 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 controls the drive of the feed mechanism 5 to control the position of the optical pickup 3 with respect to the radial direction of the optical disc 2, and the optical control circuit 9.
  • a servo circuit 10 for driving and controlling the two-axis actuator of the backup 3; an access control circuit 9, a servo circuit 10 and a drive controller 11 for controlling the optical pickup 3;
  • the control unit 6 includes a signal demodulation circuit 12 for demodulating the signal from the optical pickup 3, an error correction circuit 13 for correcting the demodulated signal, and an external 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 driven to rotate by the spindle motor 8 of the disk rotation drive mechanism 4 and controlled by the access control circuit 9 of the control unit 6.
  • the feed mechanism 5 is driven and controlled in accordance with the signal, and the optical pickup 3 is moved to a position corresponding to a desired recording track on the optical disk 2 to record and reproduce information on the optical disk 2.
  • the optical pickup 3 includes, for example, as shown in FIG. 5, an optical system 30 for reproducing information from the optical disk 2, a lens driving mechanism (not shown) for driving and displacing an objective lens of the optical system 30 which will be described later. have.
  • the optical system 30 included in the optical pickup 3 includes, in the order of the optical path, a light-receiving / emitting integrated element 31 having a light source for emitting laser light and a light-receiving element for receiving return light from the optical disk 2 formed in a body.
  • a composite optical element 32 that splits outgoing light emitted from the integrated light receiving and emitting element 31 and separates return light from the optical disk 2 from the emitted light, and a composite optical element that is emitted from the integrated light receiving and emitting element 31 3
  • An aperture stop 3 3 that narrows outgoing light transmitted through 2 to a predetermined numerical aperture NA, and a two-wavelength objective lens 3 4 that focuses the outgoing light narrowed down by the aperture stop 3 3 on the recording surface 2 a of the optical disk 2.
  • the integrated light receiving and emitting element 31 is divided into a semiconductor laser which selectively emits a laser beam having a wavelength of, for example, about 780 nm and a laser beam having a wavelength of about 650 nm, and a light receiving region which will be described in detail later.
  • Light receiving element when the optical disc 2 is a CD-formatted optical disc, the integrated light receiving / emitting element 31 emits a laser beam having a wavelength of approximately 780 nm based on a control signal from the drive controller 11.
  • the optical disk 2 is a DVD-formatted optical disk, a laser beam having a wavelength of approximately 600 nm is generated based on a control signal from the drive controller ⁇ 1. Can be switched so as to emit light.
  • the composite optical element 32 is formed into a block shape by, for example, injection molding a resin material. It has a first surface 41 orthogonal to the optical axis of the light emitted from the integrated element 31 and a second surface 42 facing the first surface 41 in parallel.
  • a first diffraction grating 45 is provided on the first meta-element 41 for dividing the emitted light emitted from the integrated light receiving and emitting element 31 into three beams consisting of 0-order light and earth primary light. ing.
  • the optical system 30 employs a so-called three-spot method (three-beam method) in order to obtain a tracking error signal TE.
  • the optical system 30 receives and emits the ⁇ 1st-order light divided by the first diffraction grating 45.
  • the tracking servo is performed by detecting the difference between the outputs of the primary light and the light received by the element 31.
  • the 0th-order light and the 1st-order light split by the first diffraction grating 45 among the respective return lights from the optical disc 2 are diffracted, and the 0th-order light and the 1st-order light are further divided.
  • a second diffraction grating 46 is provided for dividing the light into primary light and separating the primary light from the optical path of the emitted light as return light, for example.
  • the first surface 41 is located on the optical path of the return light separated by the second diffraction grating 46, diffracts this return light, and further divides the return light into zero-order light and ⁇ first-order light.
  • a third diffraction grating 47 for guiding the primary light to the integrated light receiving / emitting element 31 is provided.
  • the third diffraction grating 47 is disposed adjacent to the first diffraction grating 45 on one side in the same plane.
  • the composite optical element 32 imparts a predetermined amount of astigmatism to the return light incident on the third diffraction grating 47 by passing the return light separated 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 emitted light emitted from the integrated light receiving and emitting element 31 in the optical axis direction.
  • the composite optical element 32 is formed by injection molding a resin material as described above.
  • the above-described first diffraction grating 45, second diffraction grating 46, and third diffraction grating 47 may be formed by etching, or may be formed by machining. Is also good.
  • a material for forming the composite optical element 32 The material is not limited to the resin material, and a light-transmitting optical material such as a glass material can be used, and the material configuration may be partially changed by a combination of these optical materials.
  • 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.
  • an optical path variation generated in the return light from the optical disc 2 due to a wavelength variation of the emitted light emitted from the integrated light receiving / emitting element 31 will be described.
  • the composite optical element 32 uses the return light from the optical disc 2 as L, diffracts the return light L as + 1st-order light by the second diffraction grating 46, and The return light L, whose optical path is separated by the second diffraction grating 46, is diffracted by the third diffraction grating 47 as primary light and guided to the integrated light receiving and emitting element 31.
  • c here are, within the composite optical element 3 2, as shown in FIG.
  • the diffraction angle of the second diffraction grating 4 6 0 3 round of the diffraction grating 4 7 The bending angle is 0 2 , the lattice constant of the second diffraction grating 46 is d, the lattice constant of the third diffraction grating 47 is d 2 , the diffraction order of the second diffraction grating 46 is +1 and the third diffraction
  • the diffraction order at the grating 47 is 11 and the refractive index of the medium between the second diffraction grating 46 and the third diffraction grating 47 is n, that is, the refractive index of the resin material forming the composite optical element 32.
  • n be the refractive index Is derived has the formula 8 and formula 9 follows the equation 3 described above.
  • n-s i XI ⁇ , ⁇ / d,... (8)
  • Equation 15 the position where the light ray 1 intersects with the first surface 41, that is, the position where the light enters the third diffraction grating 47 is It can be expressed as shown in Equation 15 below.
  • Equation 1 6 the optical path of the light beam 1 2 can be expressed by Equation 1 6 below.
  • Equation 17 tan 6 2 'x + a... (tan 0 1 - tan 0 2) ⁇ (1 6)
  • Equation 17 indicates that the position X on the X axis depends on the diffraction angle ⁇ of the second diffraction grating 46. Since the diffraction angle 0 is a function of the wavelength; L according to Equation 8, in the case of the above example, if the angle changes, the diffraction angle ⁇ changes, and the coordinates of the point B change. The position of the beam spot in the light receiving area of the integrated light receiving and emitting element 31 changes.
  • Expression 18 can be expressed as shown in Expression 20 below, for example, by substituting conditions as shown in Expression 19 below.
  • the composite optical element 32 such that the lattice constant of the second diffraction grating 46 and the lattice constant d 2 of the third diffraction grating 47 satisfy Expression 19,
  • the position of the beam spot in the light receiving area of the integrated light receiving and emitting element 31 can be fixed.
  • the composite optical element 32 is, for example, determined from the lattice constant d of the second diffraction grating 46 and the lattice constant d 2 of the third diffraction grating 47, so that When the return light from the optical disc 2 is diffracted as + 1st-order light by the second diffraction grating 46 and separated from the output light due to the wavelength variation of the emitted light, the optical path of the separated return light The return light from the optical disk 2 is always diffracted as a primary light by the third diffraction grating 47 even if the It is made to be able to be appropriately guided to the position.
  • the aperture stop 33 is disposed on the optical axis of the outgoing light that has passed through the second diffraction grating 46 of the composite optical element 32.
  • the two-wavelength objective lens 34 is a condensing lens corresponding to laser beams of different wavelengths emitted from the integrated light receiving and emitting element 31, and is constituted by at least one convex lens.
  • the light emitted from the aperture stop 33 and converged by the aperture stop 3 is arranged to be focused on the optical disc 2.
  • the integrated light receiving / emitting element 31 includes a substantially square main beam photodetector 51 that receives the main beam, which is the 0th-order light split by the first diffraction grating 45.
  • the integrated light receiving and emitting element 31 is the third diffraction grating of the composite optical element 32. It is provided so as to correspond to the position where the return light whose optical path fluctuation has been corrected by the child 47 is incident.
  • a substantially square main beam photodetector 51 is located at the center, and the main beam photodetector 51 is sandwiched between the main beam photodetectors 51.
  • a pair of substantially band-shaped photodetectors for side beams 52 and 53 are respectively located.
  • the main beam photodetector 51 of the integrated light receiving and emitting element 31 has a light receiving area a 1; b l ( c which is divided into four equal parts by a set of dividing lines orthogonal to each other. Return light whose optical path fluctuation has been corrected by the third diffraction grating 47 is incident on each of the light receiving regions abc.
  • the lens drive mechanism of the optical pickup 3 includes a lens holder for holding the two-wavelength objective lens 34, and a focusing direction parallel to the optical axis of the two-wavelength objective lens 34 and a two-wavelength objective lens. It has a holder support member that supports the lens 34 so that it can be displaced in two axial directions, that is, a tracking direction perpendicular to the optical axis of the lens 34, and an electromagnetic drive section that drives and displaces the lens holder in two axial directions using electromagnetic force. .
  • the lens drive mechanism is based on a two-wavelength objective lens based on the focusing error signal detected by the main beam photodetector 51 of the integrated light receiving and emitting element 31 and the tracking error signal detected by the side beam photodetectors 52, 53. 34 is driven and displaced in the focusing direction and the tracking direction, respectively, so that the emitted light is focused on the recording track on the recording surface 2a of the optical disk 2.
  • the first diffraction grating 45, the second diffraction grating 46, and the third diffraction grating 47 each form a predetermined hologram pattern as a hologram element by etching or the like. It may be.
  • a hologram element a surface relief type hologram is preferable, and a diffraction efficiency may be improved by using a blazed hologram.
  • the optical disk device 1 configured as described above transmits a servo force signal from the servo circuit 10 to the optical pickup 3 based on the forcing error signal and tracking error signal detected by the optical pickup 3 based on the return light from the optical disk 2.
  • a control signal is output to the twin-axis actuator, and the two-wavelength objective lens 34 is driven and displaced in the focusing direction and the tracking direction.
  • the optical disk 2 is focused on a desired recording track via the lens 34.
  • the optical disk device 1 reproduces the reproduced signal from the interface 14. Is output as
  • 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 light emitted from the integrated light receiving / emitting element 31 to the first light of the composite optical element 32.
  • the diffraction grating 45 divides each of the beams into three beams including the zero-order light and the soil first-order light.
  • the outgoing light split into three beams passes through the second diffraction grating 46 of the composite optical element 32 and is emitted to the recording surface 2a of the optical disk 2 by the two-wavelength objective lens 34.
  • the return light from the recording surface 2a of the optical disk 2 is diffracted by the second diffraction grating -7-46 of the composite optical element 32, and is split into 0th-order light and ⁇ 1st-order light. Is separated from the outgoing light as return light and is incident on the third diffraction grating 47.
  • the return light incident on the third diffraction grating 47 is diffracted by the third diffraction grating 47, further divided into zero-order light and soil primary light, and the primary light is received as return light.
  • emitting integrated element 3 first main beam the Photo detector 5 1 of the light receiving regions ab lt C l, the incident respectively.
  • the optical path fluctuation of the return light generated by the second diffraction grating 46 is corrected by the third diffraction grating 47, and the return light is integrated by the integrated light receiving and emitting element.
  • the light is appropriately incident on each light receiving area abc,, d of the main beam photodetector 51 of FIG.
  • the two-wavelength objective lens 34 is positioned at the optimum position with respect to the recording surface 2a of the optical disk 2, and is in a so-called just focus state where the two-wavelength objective lens 34 is focused on the recording surface 2a of the optical disk 2. if, detecting areas a lt bc 1 of the main beam photodetector 5 1; shape of the beam spot by the return light incident d, in becomes circular as shown in FIG. 1 0 beta.
  • the respective light receiving amounts of the opposing light receiving areas a C1 and d 1 are equal.
  • the objective lens 32 If the objective lens 32 is too close to the recording surface 2a of the optical disc 2, the light returns from the just-focused state and the return light separated by the second diffraction grating 46 passes through the composite optical element 32.
  • the astigmatism generated by the shape of the bi one Musupo' preparative due to the return light entering the light receiving Ryojo of the main-beam off Oto detector 5 1 ab t, c have d, in, as shown in FIG. 1 0 a
  • the long axis has an elliptical shape extending over the light receiving area at and the light receiving area ci.
  • the return light separated from the second diffraction grating 46 is deviated from the just focus state and the composite optical element 3 2
  • the shape of the beam spot due to the return light incident on each light receiving area abc 1; of the main beam photodetector 51 is as shown in FIG. 10C.
  • the major axis has an elliptical shape extending over the light receiving area bi and the light receiving area di, and has an elliptical shape in which the major axis direction is inclined by 90 degrees as compared with the beam spot shape shown in FIG. 10A described above.
  • the main beam photodetector 51 when the two-wavelength objective lens 34 is positioned at the in-focus position with respect to the recording surface 2a of the optical disc 2, the focusing error calculated by Expression 21 is used.
  • the signal FE becomes 0.
  • the main beam photodetector 51 if the two-wavelength objective lens 34 is too close to the recording surface 2a of the optical disk 2, the focusing error signal FE becomes positive, and the recording surface 2a of the optical disk 2 If the two-wavelength objective lens 3 4 is too far away from Casingella signal FE becomes negative.
  • the main-beam photodetector 51 of the integrated light receiving and emitting element 31 has a focusing error signal FE based on the output of each beam spot incident on each light receiving area a 1; b C l , di. And a reproduction signal is obtained.
  • the set of side beam photodetectors 52 and 53 is configured such that the side beam split by the first diffraction grating 45 into the primary light of the earth is reflected by the optical disk 2 to be returned light, and
  • the second diffraction grating 46 separates the outgoing light as + t-order light from the outgoing light
  • the third diffraction grating 47 captures the light path fluctuations and enters the light, detects the amount of light received in each light-receiving area, and c Note obtain a tracking error signal TE by calculating the difference between the respective outputs of the light, the optical pickup 3, for example, as shown in FIG.
  • an optical system 6 0 for reproducing information from the optical disc 2 the optical A lens driving mechanism (not shown) for driving and displacing an objective lens described later included in the system 60 may be provided.
  • the optical pickup 3 having the optical system 60 will be described.
  • the same reference numerals are given to the components substantially the same as those of the optical pickup 3 having the optical system 30, and description thereof will be omitted.
  • the optical system 60 included in the optical pickup 3 includes a two-wavelength light source 61 that selectively emits laser beams having mutually different wavelengths to the optical disc 2 in the order of the optical path, and a light emitted from the two-wavelength light source 61.
  • the composite optical element 62 which divides the return light from the optical disc 2 and the emitted light and further splits the return light separated from the emitted light, and the composite optical element 62 emitted from the two-wavelength light source 61
  • An aperture stop 3 3 for narrowing the transmitted outgoing light to a predetermined numerical aperture NA; a two-wavelength objective lens 3 4 for converging the outgoing light narrowed down by the aperture stop 33 on the recording surface 2 a of the optical disc 2;
  • a light receiving section 63 for receiving the return light from the light emitting element 2.
  • the optical system 60 includes a first light-shielding plate 64 between the two-wavelength light source 61 and the composite optical element 62 for blocking unnecessary light beams other than the effective light beam in the emitted light; There is a second light shielding plate 65 between the light receiving unit 63 and the light receiving unit 63 for blocking unnecessary light beams other than the effective light beam in the return light.
  • the two-wavelength light source 61 selectively emits a laser beam having a wavelength of, for example, about 780 nm and a laser beam having a wavelength, for example, about 650 nm from a light emitting point 61 a or a light emitting point 61 b. It has.
  • the two-wavelength light source 61 receives a signal from the drive controller 11 when the optical disk 2 is an optical disk having a CD format.
  • a laser beam having a wavelength of approximately 780 nm is emitted based on the control signal, and when the optical disk 2 is a DVD-formatted optical disk, the wavelength is approximately 650 nm based on a control signal from the drive controller 11. It is possible to switch so as to emit the laser light.
  • the composite optical element 62 is formed in a block shape by, for example, injection molding a resin material, and the composite optical element 62 is exposed to the two-wavelength light source 61.
  • a fourth surface 84 which is inclined at a predetermined angle with respect to the third surface 83 and faces the third surface 83.
  • a second light beam which divides outgoing light emitted from the light emitting point 61a or the light emitting point 61b of the two-wavelength light source 61 into three beams consisting of 0-order light and earth primary light,
  • One diffraction grating 75 is provided on the first surface 81.
  • the optical system 60 employs a so-called three-spot method (three-beam method) in order to obtain a tracking error signal TE.
  • the optical system 60 receives the first-order light split by the first diffraction grating 75 and receives light.
  • the tracking servo is performed by detecting the difference between the outputs of the ⁇ 1 order light received at 63.
  • the 0th-order light and the 1st-order light split by the first diffraction grating 75 among the respective return lights from the optical disk 2 are diffracted, and the 0th-order light and the 1st-order light are further divided into the 0th-order light and the 1st-order light.
  • a second diffraction grating 76 is provided which divides the light into primary light and separates, for example, the + 1st-order light as return light from the optical path of the emitted light.
  • the third surface 83 is located on the optical path of the return light separated by the second diffraction grating 76, reflects and diffracts this return light, and further converts it into 0th-order light and ⁇ 1st-order light.
  • a third diffraction grating 77 is provided for correcting the optical path fluctuation generated in the second diffraction grating 76 using the primary light as return light.
  • the third diffraction grating 77 is provided with a predetermined reflection film on the third surface 83 so that incident return light is totally reflected, and functions as a so-called reflection type diffraction grating.
  • a splitting prism 78 which is located on the optical path of the return light whose optical path fluctuation has been corrected by the third diffraction grating 77 and divides this return light into four.
  • the split prism 78 is formed in a substantially square pyramid shape, and the primary light reflected and diffracted by the third diffraction grating 77 is At or near the focal point of the diffracted light, the center of the diffracted light is arranged to be incident on the center of the apex angle of the square pyramid.
  • the splitting prism 78 is located inside the composite optical element 62 and is provided with its apex angle toward this inside. That is, the splitting prism 78 diffracts the 0th-order light of the three beams split by the first diffraction grating 75 by the second diffraction grating 76, and reflects and diffracts the light by the third diffraction grating 77. It is arranged so that it is incident on the apex angle.
  • the split prism 78 is disposed so that the bottom surface of the regular pyramid is orthogonal to the optical axis of the primary light reflected and diffracted by the third diffraction grating 77.
  • the composite optical element 62 imparts a predetermined amount of astigmatism to the return light incident on the split prism 78 by passing the return light separated by the second diffraction grating 76.
  • the composite optical element 62 can easily adjust the defocus with respect to the optical disc 2 by adjusting the position of the emitted light selectively emitted from the two-wavelength light source 61 in the optical axis direction.
  • the composite optical element 62 is formed by injection molding a resin material as described above. Further, as another forming method, the above-described first diffraction grating 75, second diffraction grating 76, third diffraction grating 77, and split prism 78 may be formed by etching. It may be formed by machining.
  • the material for forming the composite optical element 62 is not limited to a resin material, and a light-transmitting optical material such as a glass material can be used, and a combination of these optical materials can be used. In this case, the material composition may be partially changed.
  • the lattice constants of the second diffraction grating 76 and the third diffraction grating 77, the third surface 83 and the second surface 82 By designing the composite optical element 62 by calculating the angle formed by the angle and the like, it is possible to correct the optical path variation of the return light due to the wavelength variation and to accurately guide the return light to the apex angle of the split prism 78. Wear.
  • the composite optical element 62 designed in this way selectively emits light from the two-wavelength light source 61.
  • the return light from the optical disc 2 is diffracted as + 1st-order light by the second diffraction grating 76 and separated from the output light by the wavelength variation of the emitted light, the optical path of the separated return light is changed. Even if it fluctuates, this return light is reflected and diffracted as primary light by the third diffraction grating 77, so that the return light from the optical disc 2 is always guided to the apex angle of the split prism 78, and the split prism Each return light divided by 78 can be accurately guided to a predetermined position i: of the light receiving area of the light receiving section 63.
  • the aperture stop 33 is disposed so as to be located on the optical axis of the outgoing light that has passed through the second diffraction grating 76 of the composite optical element 62.
  • the two-wavelength objective lens 34 is a condensing lens composed of at least one convex lens and condensing outgoing lights of different wavelengths emitted from the two-wavelength light source 61, and is stopped down by the aperture stop 33.
  • the emitted light is arranged to be focused on the optical disc 2.
  • the light receiving unit 63 includes a substantially square main beam photodetector 91 that receives a main beam that is the 0th-order light split by the first diffraction grating 75, It has a pair of substantially band-shaped side-beam photodetectors 92, 93 that respectively receive two side beams, which are the primary soil light split by the diffraction grating 75.
  • the light receiving section 63 is provided at a position corresponding to each return light split by the split prism 78 of the composite optical element 62.
  • a substantially square main beam photodetector 91 is disposed at the center, and a pair of abbreviated main beam photodetectors 91 are located on both sides with the main beam photodetector 91 interposed therebetween.
  • Strip-shaped side beam photodetectors 92 and 93 are provided, respectively.
  • the main beam photodetector 91 of the light receiving section 63 has light receiving areas a 2 , b 2 , c 2 , and d 2 divided into four equal parts by a set of dividing lines orthogonal to each other. Each of the light receiving areas a 2 , b 2 , c 2> d 2 is irradiated with each return light divided by 4 by the dividing prism 78.
  • the first light-shielding plate 64 has a substantially circular opening corresponding to the effective light flux of the emitted light between the two-wavelength light source 61 and the composite optical element 62. The light is blocked by restricting the aperture of the light beam, so that stray light can be prevented from entering the composite optical element 62.
  • the second light shielding plate 65 serves as an effective light for returning light between the composite optical element 62 and the light receiving portion 63.
  • a substantially circular opening corresponding to the bundle is provided, so that unnecessary light beams other than the effective light beam are blocked by restricting the aperture, and the split prism 78 in the composite optical element 62 is c does not transmit stray light can be prevented from entering the light receiving portion 6 3 the first shielding plate 6 4 and the second light-shielding plate 6 5, which shape of the opening is restricted to a substantially circular
  • the shape may be another shape such as a substantially elliptical shape or a substantially polygonal shape.
  • the first light-shielding plate 64 and the second light-shielding plate 65 correspond to the 0-order light, that is, the main beam split by the first diffraction grating 75 in FIGS. 14 and 15. Although the shape is shown in which only an opening is provided, it is necessary to provide an opening corresponding to ⁇ primary light, that is, a side beam, or to deform the shape of the opening.
  • the lens drive mechanism of the optical pickup 3 includes a lens holder for holding the two-wavelength objective lens 34, and a focusing direction parallel to the optical axis of the two-wavelength objective lens 34 and a two-wavelength objective lens. It has a holder support member for supporting the lens 34 so that it can be displaced in two axial directions, that is, a tracking direction orthogonal to the optical axis of the lens 34, and an electromagnetic drive part for driving and displacing the lens holder in two axial directions by electromagnetic force. .
  • the lens driving mechanism is based on the focusing error signal detected by the main beam photodetector 91 of the light receiving section 63 and the tracking error signal detected by the side beam photodetectors 92 and 93, and the two-wavelength objective lens 34 Are driven and displaced in the focusing direction and the tracking direction, respectively, so that the emitted light is focused on the recording track on the recording surface 2 a of the optical disc 2.
  • the division prism 78 may be formed in, for example, an octagonal pyramid.
  • the main beam photodetector 91 of the light receiving section 63 may be divided into eight by a radial dividing line from the center of the light receiving surface.
  • the split prism 78 is provided on the inner side with respect to the fourth surface 84, but may be provided on the outer side with respect to the fourth surface 84.
  • the division prism 78 may be formed in a shape having a plurality of curved surfaces without being limited to a pyramid having a flat surface.
  • the divided regions of the main beam photodetector 91 of the light receiving section 63 are provided so as to correspond to each other.
  • the composite optical element 62 includes a first diffraction grating 75, a second diffraction grating 76, and Each of the third diffraction gratings 77 may be configured to form a predetermined hologram pattern as a hologram element by etching or the like.
  • a hologram element a surface relief hologram is preferable, and a blazed hologram may be used to improve diffraction efficiency.
  • the same effect can be obtained by using a grating 79 divided into four regions as shown in FIG. 16 instead of the division prism 78.
  • the grating 79 is provided with divided areas y 2 , y 3 I y 4 so as to obtain the same effect as the divided prism 78, and each divided area y 1; y 2 , yy J
  • the directions in which the grooves are formed are different. Specifically, the direction in which the groove between the divided areas y 1 and y 3 is formed and the direction in which the groove between the divided areas y 2 and y 3 are formed are orthogonal to each other.
  • Grating 7 9 the return light from the optical disc 2 incident, diffracts four divided according to the orientation and the lattice constants of the respective grooves in the divided areas y have y "y 3, y 4, the light receiving portion 63 leads to the main beam photodetector 91.
  • the grating 79 is formed as a hologram element by a predetermined hologram pattern by etching processing, etc. When a hologram element is used, the surface is Relief type holograms are preferable, and diffraction efficiency may be improved by using plate-shaped holograms.
  • the composite optical element 62 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.
  • the composite optical element 62 is such that the incident angle of the return light from the optical disk 2 that enters the splitting prism 78 is 45 ° or less with respect to each surface of the splitting prism 78, that is, the splitting prism
  • the angle of refraction can be increased so that the incident return light does not enter the condition of total reflection, so the beam spot of each split return light
  • the distance between each divided area in the main beam photodetector 91 and the distance between the main beam photodetector 91 and the side beam photodetectors 92, 93 can be increased.
  • the optical pickup 3 can be widely used and the assembling accuracy of the optical pickup 3 can be reduced.
  • Optical disc device 1 including optical pickup 3 having optical system 60 as described above 1
  • a control signal is output from the servo circuit 10 to the two-axis actuator of the optical pickup 3 based on the focusing error signal and the tracking error signal detected by the optical pickup 3 by the return light from the optical disc 2, and the two-wavelength objective lens
  • the lens 34 is driven and displaced in the focusing direction and the tracking direction, the emitted light is focused on a desired recording track of the optical disc 2 via the two-wavelength objective lens 34.
  • the signal read by the optical pickup 3 is subjected to demodulation processing and error correction processing by the signal demodulation circuit 12 and the error correction circuit 1.3, and then output as a reproduction signal from the interface 14.
  • optical disc apparatus 1 including the optical pickup 3 having the above-described optical system 60
  • the optical paths of the emitted light and the return light in the optical pickup 3 will be described with reference to the drawings.
  • the light emitted from the two-wavelength light source 61 is not necessary for the first light shielding plate 64.
  • the light is blocked and only the effective light flux enters the composite optical element 62, and is divided into three beams of 0-order light and earth primary light by the first diffraction grating 75 of the composite optical element 62, respectively. .
  • the outgoing light split into three beams is transmitted through the second diffraction grating 76 of the composite optical element 62 and is focused on the recording surface 2 a of the optical disc 2 by the two-wavelength objective lens 34.
  • the return light from the recording surface 2a of the optical disk 2 is diffracted by the second diffraction grating 76 of the composite optical element 62, guided to the optical path toward the third surface 83, and the + 1st-order light is emitted.
  • the light enters the third diffraction grating 77.
  • the + 1st-order light from the second diffraction grating 76 incident on the third diffraction grating 77 is reflected and diffracted by the third diffraction grating 77, and the _ first-order light is divided by the splitting prism 78. It is incident on the vertical angle.
  • the primary light incident on the apex of the square pyramid of the splitting prism 78 is refracted in different directions by being incident on each peripheral surface of the square pyramid, and is divided into four return lights by four. Unnecessary light is shielded by the second light shielding plate 65 and only the effective light flux is applied to the respective light receiving areas a 2 , b 2 , c 2 , and d 2 of the main beam photodetector 91 of the light receiving section 63. Irradiated.
  • the return light from the optical disc 2 is diffracted by the second diffraction grating 77 to be converted into primary light, and this primary light is split into split prisms.
  • Each of the peripheral surfaces X 1 , X 2 , X 3) x 4 is refracted in different directions from each other. The light is incident on each of the light receiving areas a 2 , b 2 , c 2 , and d 2 of the main beam photodetector 91. For this reason, as shown in FIGS.
  • two sets of light receiving areas a 2 and c 2 and two light receiving areas b 2 and d 2 of the main beam photodetector 91 facing each other are connected to each other. so In this case, the amount of light received by each light receiving region of one set increases, and the amount of light received by each light receiving region of the other set decreases.
  • the main beam photodetector 91 assumes that the respective outputs detected by the respective light receiving areas a 2 , b 2 , c 2 , d are S a 2 , S b S c 2) S d 2 , respectively.
  • the sing error signal FE can be calculated by Equation 22 shown below.
  • the focusing error signal FE calculated by the equation 22 is generated by the main beam photodetector 91. It becomes 0.
  • the focusing error signal FE becomes positive, and the main beam photodetector 91 changes to the recording surface 2 a of the optical disk 2.
  • the focusing error signal FE becomes negative.
  • the main beam photodetector 91 of the light receiving section 63 receives the focusing error by the output of each beam spot incident on each light receiving area a 2 , b 2 , c 2) d 2. Obtain the signal FE and the reproduced signal.
  • a set of side-beam photodetectors 92 and 93 detect the amount of each light received from the optical disk 2 among the soil primary light split by the first diffraction grating 75 and detect these amounts. Sat Tracking error by calculating the difference between each output of primary light Obtain the signal TE.
  • the servo circuit 10 drives the lens based on the focusing error signal FE and the tracking error signal TE obtained by the optical pickup 3 having the optical system 30 or the optical system 60.
  • the mechanism and drivingly displacing the two-wavelength objective lens 34 in the focusing direction and the tracking direction the emitted light is focused on the recording surface 2a of the optical disk 2, and information is reproduced from the optical disk 2.
  • the optical pickup 3 having the optical system 30 includes the second diffraction grating 46 for diffracting the return light from the optical disc 2, and the second diffraction grating.
  • the composite optical element 32 provided with the + 1st-order light diffracted by 46 as return light and a third diffraction grating 47 for further diffracting this return light provides a change in ambient temperature. Accordingly, even if the oscillation wavelength of the light emitted selectively from the integrated light receiving and emitting element 31 fluctuates, it can be guided to an appropriate position.
  • the optical disc apparatus 1 can improve the reliability of the obtained focusing error signal FE by using an optical pickup having a simple structure without increasing the number of components as in the conventional composite optical element.
  • the optical pickup 3 having the optical system 60 is diffracted by the second diffraction grating 76 for diffracting the return light from the optical disc 2 and the second diffraction grating 76. + The first order light as return light, a third diffraction grating 77 that further diffracts this return light, and the first order light diffracted by this third diffraction grating 77 as return light.
  • the composite optical element 62 provided with the splitting prism 78 for splitting the return light into four, the oscillation wavelength of the emitted light selectively emitted from the two-wavelength light source 61 fluctuates due to ambient temperature changes. Can be guided to an appropriate position.
  • the optical disc apparatus 1 can improve the reliability of the obtained focusing error signal FE by using an optical pickup having a simple structure without increasing the number of components as in the conventional composite optical element.
  • the optical disc device 1 is an optical pickup 3 having an optical system 30.
  • the composite optical element 32 only separates outgoing light and return light, and the wavelength of the outgoing light emitted from the integrated light receiving / emitting element 31. It has a function to correct optical path fluctuations caused by fluctuations. Therefore, the number of optical components can be kept to a minimum and the configuration of the optical system 30 can be simplified, downsized, and the manufacturing cost can be reduced.
  • the optical system 30 in the optical pickup 3 since the optical system 30 in the optical pickup 3 includes the composite optical element 32, productivity can be improved, manufacturing costs can be reduced, and reliability can be improved.
  • the optical disc device 1 separates outgoing light and return light only by the composite optical element 62, and changes the wavelength of the outgoing light emitted from the two-wavelength light source 61. Since it has a function to correct the generated optical path fluctuations, the number of optical components must be kept to a minimum and the configuration of the optical system 60 can be simplified and downsized, and the manufacturing cost can be reduced. Is made possible.
  • the optical system 60 in the optical pickup 3 since the optical system 60 in the optical pickup 3 has the composite optical element 62, the productivity can be improved, the manufacturing cost can be reduced, and the reliability can be improved. .
  • the optical disc device 1 is an optical unit using the integrated light receiving and emitting element 31 in which the light source and the light receiving element are integrated. It is said that the number of parts can be reduced and the manufacturing cost can be reduced.
  • the optical disc device 1 is configured such that the optical pickup 3 having the optical system 60 includes the composite optical element 62 having the splitting prism 78 for splitting the return light from the optical disc 2, thereby dividing the main beam photodetector. Since the return light is split on the optical path as compared with the form in which the beam spot is split by a line, the main beam photodetector 9 receives the four return lights split by the splitting prisms 78 By securing each of the light receiving areas a 2 , b 2 , c 2 , and d 2 of the predetermined size of 1, the accuracy required for the split position of the main beam photodetector and the like is eased.
  • the optical disc apparatus 1 reduces the manufacturing cost of the main beam photodetector 91 in the optical pickup 3 and easily adjusts the position of the main beam photodetector 91 in the manufacturing process of the optical pickup 3. It is possible to improve the reliability of the obtained focusing error signal FE.
  • the optical disc device 1 has a configuration in which the optical pickup 3 having the optical system 60 has the first light shielding plate 64 that guides only the effective light flux of the light emitted from the two-wavelength light source 61 to the composite optical element 62. In addition, unnecessary light entering the composite optical element 62 is blocked, and diffuse reflection of stray light in the composite optical element 62 can be reduced.
  • the optical pick-up 3 having the optical system 60 is used to guide only the effective light flux of the return light transmitted through the composite optical element 62 to the light receiving unit 63 to the second light shielding plate 65. With this configuration, unnecessary light incident on the light receiving unit 63 is blocked, and the reliability of the light detection level in the light receiving unit 63 can be improved.
  • the optical disc device 1 is not limited to the example of the optical pickup 3 having the first light shielding plate 64 and the second light shielding plate 65 like the optical system 60.
  • a light-absorbing paint on the surface of the composite optical element 62, depositing a film that does not transmit light on the surface of the composite optical element 62, or roughening the surface of the composite optical element 62, Unnecessary light may be blocked.
  • the optical disc device 1 employs the so-called astigmatism method in order to obtain the focusing error signal FE in the optical pickup 3 described above, but another detection method such as the Foucault method may be used.
  • the optical disk apparatus 1 is an optical system in which each optical element is individually arranged in the same manner as described above. It goes without saying that the same function can be obtained by doing so.
  • the optical pickup 3 including the above-described composite optical element 32 or the composite optical element 62 has an optical system for detecting optical path fluctuation, in the following example, laser light of different wavelengths is used. When the positions of the light emitting points 61a and 61b are far apart, the difference between the light paths of the laser lights of different wavelengths becomes large. An example having an optical system for capturing will be described.
  • the optical pickup 3 is, for example, as shown in FIG.
  • the optical system 100 includes an optical system 100 for reproducing information from the optical disc 2 and a lens driving mechanism (not shown) for driving and displacing an objective lens of the optical system 100 described later.
  • the optical pickup 3 having the optical system 100 will be described.
  • the same components as those of the optical pickup 3 having the optical system 30 or 60 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. I do.
  • the optical system 100 of the optical pickup 3 includes a two-wavelength light source 101 that selectively emits laser beams having mutually different wavelengths in the order of the optical path, and a two-wavelength light source 10
  • a diffraction grating 102 that divides the output light selectively emitted from 1 into three, and a beam that reflects the output light that is divided into three by the diffraction grating 102 and transmits the return light from the optical disk 2.
  • Optical path synthesis that corrects optical path fluctuations caused by a shift in the light emitting point of the return light from optical disk 2 that has passed through beam splitter 103 and two-wavelength objective lens 105 that converges on recording surface 2a of optical disk 2.
  • Diffraction element 106 and optical path synthesis diffraction element 106 correct optical path fluctuation
  • a split prism 107 for dividing the returned light into four light beams and a light receiving unit 108 for receiving the return light separated by the split prism 107 are provided.
  • the two-wavelength light source 101 emits, for example, a laser beam having a wavelength of about 780 nm and a laser beam having a wavelength of about 0 1 b.
  • the two-wavelength light source 101 switches the light emitting point in accordance with the format of the optical disk 2 based on the control signal from the drive controller 11 to switch the wavelength of the emitted light.
  • the two-wavelength light source 101 is disposed such that a light emitting point 101b that emits a short-wavelength laser beam is located at the center of the optical axis.
  • the diffraction grating 102 is a diffraction element that divides outgoing light selectively emitted from the two-wavelength light source 101 into three-order so that it becomes zero-order light and ⁇ first-order light. It corresponds to the recording track direction of the optical disc 2.
  • the optical system 100 uses the so-called DPP (Differential Push-Pull) method to obtain the tracking error signal TE, and receives the ⁇ 1st order light split by the diffraction grating 102.
  • the unit 108 is configured to receive light and perform tracking servo.
  • the beam splitter 103 is a light-transmissive parallel plate member composed of a first surface 103a and a second surface 103b, and is emitted from the two-wavelength light source 101.
  • the first surface 103 a and the second surface 103 b are arranged so as to have a predetermined angle with respect to the emitted light, and the laser light emitted from the two-wavelength light source 101 Is reflected by the surface 103a of the optical disk 2 and guided to the optical disk 2 side, and the reflected light reflected by the optical disk 2 is transmitted through the first surface 103a and the second surface 103b to split the prism. It leads to 107.
  • the beam splitter 103 applies a predetermined amount of astigmatism to the return light incident on the split prism 107 when the return light from the optical disc 2 passes.
  • the beam splitter 103 can easily adjust the defocus on the optical disk 2 by selectively adjusting the position of the emitted light emitted from the two-wavelength light source 101 in the optical axis direction. It is said.
  • the first surface 103 a of the beam splitter 103 reflects the light selectively emitted from the two-wavelength light source 101 and transmits the return light from the optical disk 2.
  • Half mirror surface is provided.
  • the aperture stop 104 is located on the optical axis of the outgoing light reflected by the first surface 103 a of the beam splitter 103 in order to stop the laser light so as to have a predetermined numerical aperture. It is arranged.
  • the two-wavelength objective lens 105 is a condensing lens corresponding to laser beams of different wavelengths emitted from the two-wavelength light source 101, and is constituted by at least one convex lens.
  • the light emitted from 1 and narrowed by the aperture stop 104 is arranged to be condensed on the optical disk 2.
  • the optical path combining diffraction element 106 is a diffraction element that corrects an optical path variation due to a shift of a light emitting point of the two-wavelength light source 101.
  • laser light having a wavelength of approximately 780 nm is emitted from the emission point 101 a of the two-wavelength light source 101, but the emission point 1 0 1a is deviated from the center of the optical axis, causing a shift in the focusing position of the return light from optical disk 2 and returning the light from optical disk 2 to the vertical angle of splitting prism 107 appropriately. It will not be incident.
  • Optical path synthesis diffraction element 1 Numeral 06 is such that the optical path is synthesized by detecting the deviation of the optical path of the laser light having a wavelength of about 780 nm with respect to the optical path of the laser light having a wavelength of about 650 nm.
  • the principle of correcting the optical path fluctuation in the optical path combining diffraction element 106 is the same as the above-described principle of correcting the optical path fluctuation due to the fluctuation of the oscillation wavelength, and therefore the description is omitted. .
  • the optical path synthesis diffraction element 106 may have a configuration in which a predetermined hologram pattern is formed as a wedge-shaped element on a substantially flat light transmitting member by etching processing or the like.
  • a hologram element When a hologram element is used, a surface relief hologram is preferable, and a blazed hologram may be used to improve diffraction efficiency.
  • the split prism 107 is formed in a substantially square pyramid shape, and returns at or near the focal point of the return light passing through the beam splitter 103.
  • the light is arranged so that the center of the light is incident on the center of the apex of the square pyramid.
  • the splitting prism 107 is located on the optical path of the return light transmitted through the beam splitter 103, and splits this return light into four.
  • the splitting prism 107 is disposed so as to be incident on the zero-order light power apex angle of the three beams split by the diffraction grating 102.
  • the split prism 107 is arranged such that the bottom surface of the regular quadrangular pyramid is orthogonal to the optical axis of the zero-order light in the three beams split by the diffraction grating 102.
  • the split prism 107 is formed by injection molding a resin material.
  • the material for forming the split prism 107 is not limited to a resin material, but may be a light-transmitting optical material such as a glass material. Further, a combination of these optical materials may be used. However, the material composition may be partially changed.
  • the light receiving unit 108 includes a substantially square main beam photodetector 111 for receiving the main beam, which is the 0th order light split by the diffraction grating 102, and a diffraction grating 1 It has a pair of substantially band-shaped side beam photodetectors 1 1 2 and 1 1 3 that respectively receive the two side beams that are the primary light of the soil divided by O 2.
  • the light receiving section 108 is disposed at a position corresponding to each return light split by the split prism 107.
  • the light-receiving part 108 has an approximately square shape
  • a main beam photodetector 1 1 1 is disposed, and a pair of substantially square side beam photodetectors 1 1 1 1 1 1 1 2 and 1 .1 3 are provided, respectively.
  • the main beam photodetector 111 of the light receiving unit 108 has light receiving areas a 3 , bc 3 , and d 3 divided into four equal parts by a pair of dividing lines orthogonal to each other. Each of the light receiving areas a 3 and bcd 3 is irradiated with each return light divided into four by the division prism 107.
  • each of the light receiving areas e 3 and f 3 is irradiated with one of the return lights from the optical disk 2 corresponding to the ⁇ first order light split by the diffraction grating 102, and these light receiving areas g 3 and h Is irradiated with the other of the return light from the optical disc 2 corresponding to the primary soil light divided by the diffraction grating 102.
  • the lens drive mechanism of the optical pickup 3 includes a lens holder for holding the two-wavelength objective lens 105, and a focusing direction parallel to the optical axis of the two-wavelength objective lens 105. It has a holder support member that supports the wavelength objective lens 105 so that it can be displaced in two axial directions perpendicular to the optical axis of the wavelength objective lens 105 and a tracking direction, and an electromagnetic drive unit that drives and displaces the lens holder in two axial directions by electromagnetic force. ing.
  • the lens drive mechanism has two wavelengths based on the focusing error signal detected by the main beam photodetector 111 of the light-receiving unit 108 and the tracking error signal detected by the side beam photodetectors 112, 113.
  • the objective lens 105 is driven and displaced in the focusing direction and the tracking direction, respectively, so that the emitted light is focused on the recording track on the recording surface 2a of the optical disc 2.
  • the optical disc apparatus 1 including the optical pickup 3 having the optical system 100 as described above performs servo control based on a forcing error signal and a tracking error signal detected by the optical pickup 3 by return light from the optical disc 2.
  • a control signal is output from the circuit 10 to the two-axis actuator of the optical pickup 3, and the two-wavelength objective lens 105 is driven and displaced in the focusing direction and the tracking direction, so that the outgoing light is transmitted to the two-wavelength objective lens 1. 0 5 through the desired O 03/044785
  • the recording track is focused.
  • the signal read by the optical pickup 3 is subjected to demodulation processing and error correction processing by the signal demodulation circuit 12 and error correction circuit 13, and then output as a reproduction signal from the interface 14.
  • the optical paths of the emitted light and the return light in the optical pickup 3 having the above-described optical system 100 will be described with reference to the drawings.
  • the optical disc 2 When the optical disc ⁇ 2 1 reproduces information from the recording medium 2 a of the optical disc 2, as shown in FIG. 22, the optical disc 2 has a wavelength corresponding to the optical disc 2 selectively emitted from the two-wavelength light source 101.
  • the emitted light is split by the diffraction grating 102 into three beams consisting of the zero-order light and the soil first-order light.
  • the outgoing light split into three beams is reflected by the first surface 103 a of the beam splitter 103, is stopped down to a predetermined numerical aperture by an aperture stop 104, and has a two-wavelength objective lens 1.
  • the light is condensed on the recording surface 2a of the optical disk 2 by 05.
  • the return light from the recording surface 2a of the optical disk 2 is refracted by the first surface 103a of the beam splitter 103 and transmitted through the beam splitter 103 to the second surface 103b.
  • the optical path synthesis diffractive element 106 corrects the optical path fluctuation due to the shift of the light emitting point of the light source 10 "I to form an optical path, which corresponds to the 0th-order light split by the diffraction grating 102.
  • Return light is incident on the apex angle of the splitting prism 107.
  • Return light incident on the apex angle of the square pyramid of the splitting prism 107 is incident on each peripheral surface of the square pyramid.
  • the astigmatism caused by the return light passing through the beam splitter 103 causes the apex angle of the split prism 107 to have a long axis.
  • the c return light is elliptical and is the return light of the upper right in the drawing is incident is incident on the apex of the beam-splitting prism 1 0 7, as shown in FIG. 2 4 C, the optical disc 2 the recording surface 2
  • the two-wavelength objective lens 105 is too far away from a, the two-wavelength objective lens 105 will be out of focus, and this will be caused by the return light passing through the beam splitter 103. Due to astigmatism, the vertical axis of the split prism 107 is elliptical with the long axis rising to the left in the figure. And the return light is incident.
  • the split prism 107 into which the return light having an elliptical shape is incident most of the return light is incident on each of a pair of opposed peripheral surfaces X 5 and x 7 . At the same time, very little of the return light is incident on each of the pair of opposed peripheral surfaces X 6 and x 8 .
  • the split prism 107 into which the return light having an elliptical shape is incident most of the return light is incident on each of the pair of peripheral surfaces X 6 and X 8 , and A very small part of the returning light is incident on each of the opposing peripheral surfaces X 5 and x 7 of the pair.
  • FIGS. 25A and 25C two sets of light receiving areas a 3 and c 3 and two light receiving areas b 3 and d 3 of the main beam photodetector 11 1 facing each other are opposed to each other.
  • the amount of light received by each light receiving area of one set increases, and the other set The amount of light received by each light receiving area is reduced.
  • the main beam photodetector 1 1 1 focuses on the assumption that the respective outputs detected by the respective light receiving areas a 3 , bc 3 , and d 3 are S a 3 , S b 3 , and S c S d 3 , respectively.
  • the error signal FE can be calculated as shown in Equation 23 below.
  • the main beam photodetector 111 of the light receiving section 108 obtains the focusing error signal FE by using the output of each beam spot incident on each of the light receiving areas a 3 and bcd 3. Obtain a playback signal.
  • Each set of side-beam photodetectors 1 1 2 and 1 1 3 converts the amount of primary light received by the diffraction grating 10 2 of the return light from the optical disk 2 into each light-receiving area e. Receives light at fgh 3 .
  • the optical path The diffractive element 106 can correct the optical path that fluctuates due to the positional shift of the light emitting point due to the difference in the wavelength of the emitted light that the two-wavelength light source 101 selectively emits. Since the return light of each wavelength can be guided to the apex angle and divided into four, the return light can be appropriately guided to each light receiving area of the light receiving section 108.
  • an optical pickup 3 includes an optical system 120 for reproducing information from the optical disc 2 and an objective which the optical system 120 has, which will be described later.
  • a lens driving mechanism (not shown) for driving and displacing the lens is described below.
  • the optical pickup 3 having the optical system 120 will be described.
  • the same components as those of the optical pickup 3 having the optical system 100 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the optical system 120 of the optical pickup 3 includes a two-wavelength light source 101 that selectively emits laser beams having different wavelengths in the order of the optical path, and an emission light emitted from the two-wavelength light source 101.
  • a beam splitter 1 2 3 for separating the optical path of the output light and the return light from the optical disk 2 divided by the diffraction grating 102, and a beam splitter 1
  • An aperture stop (104) for narrowing the emitted light separated by (3) to a predetermined numerical aperture (NA), and the emitted light narrowed by the aperture stop (104) is focused on the recording surface (2a) of the optical disc (2)
  • a split prism 1 0 7 that splits the return light into four, whose optical path fluctu
  • the beam splitter 123 is a translucent parallel plate member composed of a first surface 123 and a second surface 123, and is emitted from the two-wavelength light source 101.
  • the first surface 123a and the second surface 123b are arranged so as to have a predetermined angle with respect to the laser light, and the emitted light selectively emitted from the two-wavelength light source 101. Is reflected on the first surface 123a and guided to the optical disk 2 side, and the return light reflected on the optical disk 2 is transmitted through the first surface 123a and reflected on the second surface 123b. Then, it leads to the split prism 107.
  • the beam splitter 123 has a half-mirror surface at the incident area of the first surface 123a, and a total reflection surface at the second surface 123b.
  • Surface 1 2 3 b Force Formed by a method such as vapor deposition of a reflective film, so that return light is totally reflected.
  • the beam splitter 123 applies a predetermined amount of astigmatism to the return light incident on the split prism 107 when the return light from the optical disc 2 passes.
  • the beam splitter 123 can easily adjust the defocus with respect to the optical disc 2 by adjusting the position of the light emitted selectively from the two-wavelength light source 101 in the optical axis direction. .
  • the split prism 107 is formed in a substantially square pyramid shape, and is located at or near the focal point of the return light that has passed through the beam splitter 123. It is arranged so that the center of the return light is incident on the center of the apex angle of the square pyramid.
  • the splitting prism 107 is located on the optical path of the return light that has passed through the beam splitter 123, and splits this return light into four.
  • the optical disk device 1 including the optical pickup 3 having the optical system 120 described above is provided with a servo circuit based on the forcing error signal and the tracking error signal detected by the optical pickup 3 by the return light from the optical disk 2. From 10, a control signal is output to the biaxial actuator of the optical pickup 3, and the two-wavelength objective lens 105 is driven and displaced in the focusing direction and the tracking direction, so that the outgoing light is transmitted to the two-wavelength objective lens 10.
  • the optical disc 2 is focused on a desired recording track via 5.
  • the optical disc device 1 demodulates the signal read by the optical pickup 3 by the signal demodulation circuit 12 and the error correction circuit 13. After the processing and error correction processing, it is output as a reproduction signal from the interface 14.
  • the optical disc device 1 reproduces information from the recording surface 2a of the optical disc 2, as shown in FIG. 26, the emitted light of the wavelength corresponding to the optical disc 2 selectively emitted from the two-wavelength light source 101 is used. Is divided by the diffraction grating 102 into three beams consisting of the zero-order light and the first-order light. The outgoing light split into three beams is reflected by the first surface 123 a of the beam splitter 123, narrowed down to a predetermined numerical aperture by the aperture stop 104, and the two-wavelength objective lens 105. As a result, the light is focused on the recording surface 2a of the optical disk 2.
  • the return light from the recording surface 2a of the optical disk 2 passes through the first surface 123b of the beam splitter 123, is reflected by the second surface 123b, and is reflected by the first surface 123b.
  • the light passes through 23a and is corrected by the optical path combining diffractive element 106 to correct the optical path fluctuation due to the shift of the light emitting point of the light source 101, and the optical path is synthesized, and it corresponds to the 0th-order light split by the diffraction grating 102.
  • Returning light is incident on the apex angle of the splitting prism 107.
  • the return light incident on the apex angle of the regular pyramid of the split prism 107 is refracted in different directions by entering each peripheral surface of the regular pyramid, and is divided into four return lights. Then, each of the light receiving areas a 3 , b 3 , c 3 , and d 3 of the main beam photodetector 111 of the light receiving section 108 is irradiated, respectively.
  • One of the return lights transmitted through the beam splitter 123 corresponding to the ⁇ first-order light split by the diffraction grating 102 is transmitted to each of the side beam photodetectors 112 of the light receiving unit 108.
  • the light receiving areas e 3 and f 3 are respectively irradiated to the light receiving areas e 3 and f 3 , and the other light is irradiated to the light receiving areas g 3 and h 3 of the side beam photodetector 113 of the light receiving section 108 respectively.
  • an optical pickup 3 includes an optical system 130 for reproducing information from the optical disk 2 and an objective included in the optical system 130 described later.
  • a lens driving mechanism (not shown) for driving and displacing the lens.
  • the optical pickup 3 having the optical system 130 will be described.
  • the same components as those of the optical pickup 3 having the optical system 100 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the optical system 130 included in the optical pickup 3 selectively emits laser beams having mutually different wavelengths in the order of optical paths, and a two-wavelength light source 101 and selectively emits light from the two-wavelength light source 101.
  • Diffraction grating 102 that divides the emitted light into three
  • a beam splitter 133 that separates the optical path between the emitted light that is divided into three by the diffraction grating 102 and the return light from the optical disk 2
  • a beam splitter An aperture stop 104 that narrows the emitted light separated by 1 3 3 to a predetermined numerical aperture NA, and two wavelengths that focus the emitted light narrowed by the aperture stop 104 on the recording surface 2 a of the optical disk 2.
  • the optical path is composed of an objective lens 105, an optical path combining and diffractive element 106 that corrects a change in the optical path due to a shift of a light emitting point of return light from the optical disk 2 that has passed through the beam splitter 133, and an optical path combining and diffractive element 106.
  • a split prism 1 07 that splits the return light into which the fluctuation of And a light receiving unit 108 that receives the return light separated by the split prism 107.
  • the beam splitter 133 includes a first surface 133a, a second surface 133b parallel to the first surface 133a, and a first surface 133a.
  • the beam splitter 133 is arranged so that the first surface 133a and the second surface 133b are substantially orthogonal to the light selectively emitted from the two-wavelength light source 101.
  • the light emitted selectively from the two-wavelength light source 101 is disposed, transmitted through the first surface 133a, reflected by the third surface 133c, and reflected by the fourth surface 133c. 3d is transmitted to the optical disk 2 side, and the return light reflected by the optical disk 2 is transmitted through the fourth surface 13 3d and the third surface 13 3c and the fifth surface 13 3e And is transmitted through the emission area of the first surface 133 a to be guided to the optical path combining diffraction element 106.
  • the beam splitter 13 3 has a third surface 13 3 c serving as a half mirror surface, and a fifth surface 13 3 e serving as a total reflection surface. 3e is formed by, for example, a method of depositing a reflection film, and totally reflects the return light.
  • the beam splitter 133 imparts a predetermined amount of astigmatism to the return light incident on the optical path combining diffraction element 106 when the return light from the optical disc 2 passes.
  • the beam splitter 133 can easily adjust the defocus with respect to the optical disc 2 by adjusting the position of the emitted light emitted from the two-wavelength light source 101 in the optical axis direction.
  • the split prism 107 is formed in a substantially square pyramid shape, and is located at or near the focal point of the return light passing through the beam splitter 133. It is arranged such that the center of the return light is incident on the center of the apex angle of the square pyramid.
  • the splitting prism 107 is located on the optical path of the return light that has passed through the beam splitter 133, and splits this return light into four.
  • the optical disc apparatus 1 including the optical pickup 3 having the optical system 130 described above is provided with a servo circuit 1 based on the forcing error signal and the tracking error signal detected by the optical pickup 3 by the return light from the optical disc 2. From 0, a control signal is output to the two-axis actuator of the optical pickup 3, and the two-wavelength objective lens 105 is driven and displaced in the focusing direction and the tracking direction, respectively, so that the emitted light becomes Is focused on a desired recording track of the optical disc 2 via the. Then, in the optical disc device 1, the signal read by the optical pickup 3 is subjected to demodulation processing and error correction processing by the signal demodulation circuit 12 and the error correction circuit 13, and then output as a reproduction signal from the interface 14. .
  • the optical disk device 1 reproduces information from the recording surface 2a of the optical disk 2, as shown in FIG. 27, the emitted light of the wavelength corresponding to the optical disk 2 selectively emitted from the two-wavelength light source 101 is used. Is divided by the diffraction grating 102 into three beams consisting of the zero-order light and the soil first-order light, respectively. The outgoing light split into three beams is split into beams. Through the first surface 13 3 a of the filter 13 3, reflected by the third surface 13 3 c and transmitted through the fourth surface 13 3 d, and a predetermined aperture by the aperture stop 104. The light is focused on the recording surface 2a of the optical disc 2 by the two-wavelength objective lens 105.
  • the return light from the recording surface 2a of the optical disk 2 is transmitted through the fourth surface 133d and the third surface 133c of the beam splitter 133, and is reflected by the fifth surface 133e.
  • the light is transmitted through an emission area different from the incidence area of the first surface 133 a, and the optical path synthesis diffractive element 106 corrects the optical path fluctuation due to the shift of the light emitting point of the light source 101, thereby synthesizing the optical path.
  • Return light corresponding to the zero-order light split by the diffraction grating 102 is incident on the apex angle of the split prism 107.
  • the return light incident on the apex angle of the regular pyramid of the split prism 107 is incident on each peripheral surface of the regular pyramid, so that it is bent in different directions and divided into four return lights. Then, the light is irradiated on each of the light receiving areas a 3 , bc 3) d 3 of the main beam photodetector 111 of the light receiving section 108.
  • One of the return lights that have passed through the beam splitter 133 corresponding to the soil primary light split by the diffraction grating 102 is received by each of the side beam photodetectors 111 of the light receiving unit 108.
  • the regions e 3 and f 3 are respectively radiated, and the other is radiated to the respective light receiving regions g 3 and h 3 of the side beam photodetector 113 of the light receiving unit 108.
  • the optical path that fluctuated due to the position shift can be captured, and the return light of each wavelength can be guided to the apex angle of the split prism 107 and divided into four parts. And the light can be guided appropriately.
  • an optical pickup 3 is composed of an optical system 140 for reproducing information from the optical disc 2 and an objective of the optical system 140 which will be described later.
  • a lens driving mechanism (not shown) for driving and displacing the lens.
  • the optical pickup 3 having the optical system 140 will be described.
  • the same components as those of the optical pickup 3 having the optical system 100 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the optical system 140 included in the optical pickup 3 is selected from a two-wavelength light source 101 that selectively emits laser beams having mutually different wavelengths in the order of the optical path, and a two-wavelength light source 101.
  • Diffraction grating 102 that divides the emitted light that has been selectively emitted into three
  • a beam splitter 14 that separates the optical path of the output light that is divided into three by the diffraction grating 102 and the return light from the optical disk 2 3
  • an aperture stop 104 for narrowing the output light separated by the beam splitter 144 to a predetermined numerical aperture NA, and recording the output light narrowed by the aperture stop 104 on an optical disk 2.
  • a two-wavelength objective lens 105 that focuses light on the surface 2a, and an optical path combining diffraction element 100 that captures fluctuations in the optical path due to a shift in the light emitting point of the return light from the optical disk 2 that has passed through the beam splitter 144 6, a splitting prism 107 that divides the return light whose optical path fluctuation is corrected by the optical path combining element 106 into four, and a light receiving unit 1 that receives the return light that is split by the splitting prism 107 0 and 8.
  • the beam splitter 1443 includes a first surface 144a, a second surface 144b perpendicular to the first surface 144a, a first surface 144a and a first surface 144b.
  • the third surface 144 c that is in contact with the second surface 144 b is a substantially triangular prism-shaped light-transmitting member that forms an approximately isosceles triangle.
  • the beam splitter 144 reflects the emitted light selectively emitted from the two-wavelength light source 101 on the first surface 144 a and guides the emitted light to the optical disk 2 side, and the return light reflected on the optical disk 2 Is transmitted through the first surface 144 a and reflected by the third surface 144 c, and transmitted through the second surface 144 b to be guided to the optical path combining diffraction element 106.
  • the first surface 144a is a half mirror surface
  • the third surface 144c is a total reflection surface
  • the third surface 144c is For example, it is formed by a method such as vapor deposition of a reflective film, and totally reflects the return light.
  • the beam splitter 144 applies a predetermined amount of astigmatism to the return light incident on the optical path combining diffraction element 106 when the return light from the optical disk 2 passes.
  • the beam splitter 144 can adjust the defocus with respect to the optical disc 2 easily by adjusting the position of the light emitted from the two-wavelength light source 101 in the optical axis direction.
  • the split prism 107 is formed in a substantially square pyramid shape, and returns at or near the focal point of the return light passing through the beam splitter 144.
  • the light is arranged so that the center of the light is incident on the center of the apex of the square pyramid.
  • the splitting prism 107 is located on the optical path of the return light transmitted through the optical path combining diffraction element 106 and divides this return light into four.
  • the optical disc device 1 including the optical pickup 3 having the optical system 140 as described above is provided with a servo circuit 1 based on a forcing error signal and a tracking error signal detected by the optical pickup 3 by the return light from the optical disc 2.
  • a control signal is output to the two-axis actuator of the optical pickup 3, and the two-wavelength objective lens 105 is driven and displaced in the focusing direction and the tracking direction, respectively, so that the emitted light becomes a two-wavelength objective lens 105.
  • the optical disc 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 outgoing light and return light in the optical pickup 3 having the above-described optical system 140 will be described with reference to the drawings.
  • the optical disc device 1 When the optical disc device 1 reproduces information from the recording surface 2a of the optical disc 2, as shown in FIG. 26, the emitted light of the wavelength corresponding to the optical disc 2 selectively emitted from the two-wavelength light source 101 is used. Is divided by the diffraction grating 102 into three beams consisting of the zero-order light and the soil first-order light, respectively. The outgoing light split into three beams is reflected by the first surface 144 a of the beam splitter 144, is stopped down to a predetermined numerical aperture by an aperture stop 104, and has a two-wavelength objective lens 104. The light is condensed on the recording surface 2a of the optical disk 2 by 5.
  • the return light from the recording surface 2a of the optical disc 2 passes through the first surface 144a of the beam splitter 144, is reflected by the third surface 144c, and is reflected by the second surface 144. 3b is transmitted, and the optical path fluctuation due to the shift of the light emitting point of the light source 101 is corrected by the optical path combining diffraction element 106, the optical path is synthesized, and it corresponds to the 0th order light split by the diffraction grating 102. Returning light is incident on the apex angle of the splitting prism 107.
  • the return light incident on the apex angle of the regular pyramid of the split prism 107 is refracted in different directions by entering each peripheral surface of the regular pyramid, and is divided into four return lights. Then, the light is irradiated to each of the light receiving areas a 3 , b 3 , c 3> d 3 of the main beam photodetector 111 of the light receiving section 108.
  • One of the return lights transmitted through the beam splitter 144 corresponding to the ⁇ first-order light split by the diffraction grating 102 is a side beam photodetector 1 1 2 of the light receiving section 108.
  • the light receiving areas e 3 , f 3 are respectively illuminated, and the other light is irradiated to the respective light receiving areas g 3 , h 3 of the side beam photodetector 113 of the light receiving section 108. Each is irradiated.
  • the light path combining diffraction element 106 causes the two-wavelength light source 101 to emit light selectively due to the difference in the wavelength of the emitted light.
  • the optical path that fluctuated due to the positional deviation can be corrected, and the return light of each wavelength can be guided to the apex angle of the split prism 107 and divided into four parts. The return light can be guided appropriately.
  • the optical pickup 3 uses the beam splitters 103, 123, 133, and 143 to return the light from the optical disc 2 to the two-wavelength light source 61. Since the optical path fluctuation due to the shift of the light emitting point can be corrected, the return light having different wavelengths corresponding to the optical disk 2 can be appropriately incident on the apex angle of the split prism 107 to improve the reliability of the focusing error signal. Can be improved.
  • the optical pickup device 1 has an optical pickup 3 having optical systems 100, 120, 130, 140, instead of a split prism 107, as shown in FIG. The same effect can be obtained by using a grating 79 divided into regions.
  • the grating 79 is provided with divided areas yl, y2, y3, y4 so as to obtain the same effect as the divided prism 107, and each divided area y1, y2,
  • the directions in which the grooves are formed are different at y 3 and y 4. Specifically, the direction in which the groove between the divided regions y1 and y3 is formed and the direction in which the groove between the divided regions y2 and y4 are formed are orthogonal to each other.
  • the grating 79 diffracts the incident return light from the optical disc 2 according to the direction of each groove and the lattice constant in each of the divided areas y 1, y 2, y 3, and y 4, and divides the light into four.
  • the light is guided to the main beam photodetector 111 of the light receiving section 108.
  • the grating 79 is formed as a hologram element by etching a predetermined hologram pattern.
  • a hologram element is used, a surface relief hologram is preferable, and a blazed hologram may be used to improve diffraction efficiency.
  • the above-described split prism 107 may be formed, for example, in an octagonal pyramid.
  • the main beam photodetector 111 of the light receiving section 108 may be divided into eight by a radial dividing line from the center of the light receiving surface.
  • the split prism 107 is not limited to a pyramid having a flat surface, and may have a shape having a plurality of curved surfaces. In this case, the divided areas of the main beam photodetector 111 of the light receiving section 108 are provided so as to correspond to each other.
  • the split prism 107 may be configured to form a predetermined hologram pattern as a hologram element on a substantially flat light transmitting member by etching processing or the like.
  • a hologram element is jH
  • a surface relief hologram is preferable, and a blazed hologram may be used to improve diffraction efficiency.
  • the optical disc device 1 may be designed such that the optical pickup 3 having the optical systems 100, 120, 130, and 140 has a reflective surface in the optical path.
  • the degree of freedom in optical design can be improved by bending the road.
  • the optical pickup 3 having the optical systems 100, 120, 130, and 140 receives the return light from the optical disc 2 incident on the split prism 107. Is not more than 45 ° with respect to each surface of the split prism 107. That is, by setting the inclination angle of each surface of the split prism 107 to 45 ° or less, the refraction angle can be increased so that the incident return light does not enter the condition of total reflection.
  • the beam spot interval of each return beam can be separated, and the interval between each divided area in the main beam photodetector 1 1 1 and the main beam photodetector 1 1 1 and the side beam photodetector 1 1 1
  • the distance between the optical pickup 3 and the optical pickup 3 can be widened, and the assembly accuracy of the optical pickup 3 can be reduced.
  • the optical pickup 3 having the optical systems 100, 120, 130, and 140 can use the same configuration as the conventional optical pickup, thereby reducing the manufacturing cost.
  • the degree of freedom in the arrangement of the optical elements can be increased, and the design of the optical system can be facilitated.
  • the optical disc apparatus 1 is configured such that an optical pickup 3 having optical systems 100, 120, 130, and 140 has a split prism 107 for splitting the return light from the optical disc 2. Since the return light is split on the optical path as compared with the case where the beam spot is split by the split line of the main beam photodetector, each of the four return lights split by the split prism 107 is received. Photodetector for main beam By ensuring that each light receiving area abcd of the photodetector 111 has a predetermined size, the accuracy required for the division position of the main beam photodetector 111 is eased.
  • the optical disk device 1 reduces the manufacturing cost of the main beam photodetector 111 in the optical pickup 3 and places the main beam photodetector 111 in the optical pickup 3 manufacturing process.
  • the adjustment can be easily performed, and the reliability of the obtained focusing error signal FE can be improved.
  • the optical disc device 1 uses a two-wavelength light source 101 that selectively emits laser light of a different wavelength from the light emitting point 101 a or the light emitting point 101 b, so that the light emitted from each wavelength can be separated.
  • the presence of the optical path combining diffraction grating 106 makes it possible to combine different optical paths and align the optical axis of the output light with the apex angle of the split prism 107. it can.
  • the optical disc device 1 can appropriately guide the return lights of different wavelengths to the apex angle of the split prism 107, and can split this return light.
  • the optical disc device 1 can appropriately guide the return light to each light receiving area of the light receiving section 108, and can stabilize the focusing error signal FE.
  • the optical disc apparatus 1 employs a so-called astigmatism method to obtain the focusing error signal FE in the optical pickup 3 described above, but other detection methods such as a Foucault method may be used.
  • the optical disc device 1 employs the so-called DPP method to obtain the tracking error signal TE in the optical pickup 3 described above, but other detection methods such as the differential phase detection (DPD) method are used. You may.
  • the integrated light receiving / emitting element 31 or the two-wavelength light source 61 has the optical system 30 or 60 for capturing the optical path variation due to the wavelength variation of the emitted light, and the emission of the two-wavelength light source 61
  • the configuration and operation of the optical pickup 3 have been described in the case where the optical system 100, 120, 130, or 140 has the optical system 100 for correcting the optical path variation due to the light emitting point shift due to the wavelength difference
  • An optical system that corrects the optical path fluctuation due to the wavelength fluctuation of the emitted light and corrects the optical path fluctuation due to the shift of the light emitting point due to the difference in the emitted wavelength Is also good.
  • the optical pickup 3 including an optical system that corrects an optical path variation due to a wavelength variation of the emitted light and corrects an optical path variation due to a light emitting point shift due to a difference in the emission wavelength will be described. Note that the same reference numerals are given to the components substantially the same as those of the optical pickup 3 having the optical system 30 and the optical system 60, and description thereof will be omitted.
  • an optical system 150 included in the optical pickup 3 shown as a fifth example includes a two-wavelength light source 61 that selectively emits laser beams having mutually different wavelengths in the order of the optical path.
  • a composite optical element 151 which transmits the light emitted from the wavelength light source 61 and guides the return light from the optical disc 2 to a light receiving section 1556, which will be described later, and an output light transmitted through the composite optical element 151
  • a plate-like optical element 15 2 that separates the optical path from the return light from the optical disc 2
  • a collimator lens 15 3 that makes the outgoing light transmitted through the plate-like optical element 15 2 a parallel light
  • a collimator lens 1 5 3 Changes the polarization state of the outgoing light that has been converted into parallel light by means of the ⁇ wavelength plate 154 and the 1Z 4 wavelength plate 154, and converges the outgoing light transmitted through the recording surface 2a of the optical disk 2. It has a two-wavelength objective lens 15 5 and a light receiving section 15
  • the two-wavelength light source 61 selectively emits a laser beam having a wavelength of, for example, about 780 nm and a laser beam having a wavelength of, for example, about 650 nm from a light emitting point 61 a and a light emitting point 61 b, respectively. It has a semiconductor laser.
  • the two-wavelength light source 61 emits laser light having a wavelength of approximately 780 nm in response to a control signal from the drive controller 11 when the optical disk 2 is an optical disk in a CD format.
  • the optical disk 2 When the optical disk 2 emits from the point 61a and the optical disk 2 is a DVD-formatted optical disk, a laser beam having a wavelength of approximately 600 nm is emitted based on a control signal from the drive controller 11 to emit the light. It can be switched so as to emit from b.
  • the two-wavelength light source 61 is arranged such that the light emitting point 61b is located at the center of the optical axis of the two-wavelength objective lens 155.
  • the composite optical element 15 1 is formed in a block shape by, for example, injection molding a resin material.
  • it has a fourth surface 151 e that is inclined at a predetermined angle with respect to the third surface 151 d.
  • the light emitted from the light emitting point 61 a or light emitting point 61 b of the two-wavelength light source 61 is divided into three beams consisting of the 0th-order light and the earth primary light.
  • a three-beam generating diffraction grating 16 1 is provided.
  • the optical system 150 employs the so-called DPP method in order to obtain the tracking error signal TE, and the ⁇ 1st-order light split by the three-beam generating diffraction grating 161 is received by the light receiving portion 156. It is configured to perform tracking servo by detecting each output by receiving light.
  • an optical path combining diffraction element is provided on the optical path of the outgoing light selectively emitted from the two-wavelength light source 61, for correcting the optical path variation due to the shift of the light emitting point of the two-wavelength light source 61.
  • 16 2 is provided on the second surface 15 1 b.
  • the return light is diffracted on the optical path of the return light, and further divided into 0-order light and soil primary light.
  • a first color compensating diffraction grating 163 for correcting optical path fluctuation generated in an optical path branching diffraction grating 152a described later is provided.
  • the optical path combining diffraction element 162 since the optical axis of the outgoing light having a wavelength of about 65 nm emitted from the light emitting point 61b is aligned with the optical axis center of the objective lens 150, The light emitted from the light emitting point 61a and having a wavelength of about 780 nm is aligned with the optical axis of the light emitted from the light emitting point 61b.
  • the third surface 15 1 d is located on the optical path of the return light corrected by the first color compensation diffraction grating 16 3, reflects and diffracts this return light, Soil is split into primary light, and the optical path fluctuation generated in the optical path branching diffraction grating 152a described later is captured together with the first color compensation diffraction grating 163, for example, using the primary light as return light.
  • a second color capturing diffraction grating 164 is provided.
  • the second color capture diffraction grating 164 is provided with a predetermined reflection film on the third surface 151d so that the incident return light is totally reflected, and is a so-called reflection type diffraction grating. Function as
  • the fourth surface 15 1 e is located on the optical path of the return light whose optical path fluctuation has been corrected by the second color compensation diffraction grating 16 4, and is divided into four split prisms 1 6 5 are provided.
  • the split prism 165 is formed in a substantially square pyramid shape, and is reflected and diffracted by the second color compensation diffraction grating 164.
  • the primary light is arranged such that the center of the diffracted light is incident on the center of the apex of the square pyramid at or near the focal point of the diffracted light.
  • the splitting prism 165 is located inside the composite optical element 151 and is provided with its apex angle toward this inside.
  • the splitting prism 1665 is configured such that the 0th-order light of the three beams split by the three-beam generation diffraction grating 161 is diffracted by the first color compensation diffraction grating 163, and the second color compensation diffraction grating It is arranged so that it is reflected and diffracted at 164 and enters the apex angle.
  • the splitting prism 165 is disposed so that the bottom surface of the regular pyramid is orthogonal to the optical axis of the primary light reflected and diffracted by the second color compensation diffraction grating 144. I have.
  • the composite optical element 151 imparts a predetermined amount of astigmatism to the return light incident on the split prism 165 by passing the return light separated by the optical path branching diffraction grating 152a.
  • the composite optical element 151 can easily adjust the defocus on the optical disk 2. You.
  • the composite optical element 151 is formed, for example, by injection molding a resin material having a light transmitting property.
  • Other forming methods include the above-described three-beam generation diffraction grating 161, optical path combining diffraction grating 162, first color compensation grating 163, and second color compensation by etching.
  • the diffraction grating 164 and the split prism 165 may be formed, or may be formed by machining.
  • the material for forming the composite optical element 151 is not limited to a resin material, and a light-transmitting optical material such as a glass material can be used. However, the material composition may be partially changed.
  • the composite optical element 15 1 has a three-beam generation diffraction grating 16 1, an optical path combining diffraction grating 16 2, a first color compensation diffraction grating 16 3, and a second color compensation diffraction grating 16 4, respectively.
  • the hologram element may be configured to form a predetermined hologram pattern by etching or the like. When a hologram element is used, a surface relief hologram is preferable. By using a blazed hologram, the diffraction efficiency can be improved. You may do it.
  • the lattice constants of the first color-capture diffraction grating 163 and the second color-capture R diffraction grating 1664 and the third surface By calculating the angle between 15 1 d and the second surface 15 1 b to design the composite optical element 15 1, the optical path fluctuation of the return light due to the wavelength fluctuation is corrected and the split prism 1 6 This return light can be accurately guided to the vertical angle of 5.
  • the composite optical element 15 1 designed in this way is configured such that the return light from the optical disc 2 reflects the optical path branching diffraction grating 15 2 a due to the wavelength fluctuation of the emitted light selectively emitted from the two-wavelength light source 61.
  • the optical path of the separated return light fluctuates when the light is diffracted as + first-order light and is separated from the output light, the return light is reflected by the first color compensation diffraction grating 16-3. Diffracted as secondary light, and reflected and diffracted as primary light by the second color compensation diffraction grating 1664, so that the return light from the optical disc 2 is always guided to the apex angle of the split prism 165 and split.
  • Each return light split by the prism 165 can be accurately guided to a predetermined position in the light receiving area of the light receiving section 156.
  • the plate-like optical element 152 is, for example, a plate-like optical element having a light-transmitting property, and three beams of the return light from the optical disc 2 are provided on the incident surface of the outgoing light passing through the composite optical element 151.
  • the 0th-order light and the 1st-order light split by the generated diffraction grating 16 1 are diffracted, and each is further split into the 0th-order light and ⁇ 1st-order light.
  • An optical path branching diffraction grating 15a is provided as return light for separating the light from the optical path of the emitted light.
  • the optical path branching diffraction grating 152 a diffracts only a polarized light component in a specific direction, and diffracts only return light from the optical disc 2.
  • the plate-like optical element 152 is formed by injection molding a resin material.
  • the above-described optical path branching diffraction grating 152a may be formed by etching, or may be formed by mechanical processing.
  • the material for forming the plate-shaped optical element 152 is not limited to a resin material, and a light-transmitting optical material such as a glass material can be used. However, the material composition may be partially changed.
  • the plate-like optical element 152 may be configured such that the optical path branching diffraction grating 152 a forms a predetermined hologram pattern as a hologram element by etching or the like. No. When a hologram element is used, a surface relief hologram is preferable, and a blazed hologram may be used to improve diffraction efficiency.
  • the collimator lens 15 3 is a lens that generates parallel light.
  • the collimator lens 15 3 transmits the outgoing light transmitted through the plate-shaped optical element 15 2 as a parallel light beam to the 1 Z4 wavelength plate 15 54 and returns light from the optical disk 2. Through the plate-like optical element 152.
  • the quarter-wave plate 154 is a * element that changes the polarization state, and is configured so that the output light parallelized by the collimator lens 153 and the return light from the optical disk 2 are transmitted. Then, the polarization direction of the return light with respect to the output light is rotated by 90 degrees.
  • the two-wavelength objective lens 1 5 5 is a condensing lens composed of at least one convex lens and condensing outgoing lights of different wavelengths emitted from the two-wavelength light source 61.
  • the output light whose polarization state has been changed in 54 is converged on the optical disc 2.
  • the light receiving section 156 is a substantially square main beam photodetector 175 that receives the 0th-order main beam divided by the three-beam generating diffraction grating 161. 1 and a set of approximately band-shaped side-beam photodetectors 17 2 and 1 7 3 that respectively receive the two side beams that are the primary light of the soil divided by the 3-beam generating diffraction grating 16 1 have.
  • the light receiving section 156 is disposed at a position corresponding to each return light split by the splitting prism 165 of the composite optical element 151.
  • a substantially square main beam photodetector 171 is disposed at the center, and the main beam photodetector 171 is sandwiched between the photodetectors 156 and is positioned at both sides.
  • a set of substantially strip-shaped side beam photodetectors 172 and 173 are provided, respectively.
  • the main beam photodetector 171 of the light receiving section 156 has light receiving areas a 4 , b 4 , c 4 , and d 4 divided into four equal parts by a pair of dividing lines orthogonal to each other.
  • Each of the light receiving areas a 4 , b 4 , c 4) d 4 is irradiated with each return light divided into four by the dividing prism 165.
  • the side beam photodetectors 17 2 and 17 3 of the light receiving section 156 have light receiving areas e 4 , f 4 and light receiving areas g 4 , h 4 equally divided by dividing lines, respectively. You. Each of these light receiving areas e 4 , fj is irradiated with one of the return lights from the optical disc 2 corresponding to the soil primary light split by the optical path branching diffraction grating 15 2 a, and these light receiving areas g 4 , f j the h 4, the other return light from the optical disc 2 corresponding to ⁇ 1 order light beams from the optical path branching diffraction grating 1 5 2 a is irradiated.
  • the lens drive mechanism of the optical pickup 3 includes a lens holder for holding the two-wavelength objective lens 155, and a focusing direction parallel to the optical axis of the two-wavelength objective lens 155. It has a holder support member that supports the wavelength objective lens 155 so that it can be displaced in two axial directions perpendicular to the optical axis of the wavelength objective lens 155, and an electromagnetic drive unit that drives and displaces the lens holder in two axial directions using electromagnetic force. ing.
  • the lens driving mechanism is based on a focusing error signal detected by the main beam photodetector 171 of the light receiving section 156 and a tracking error signal detected by the side beam photodetectors 172 and 173.
  • the two-wavelength objective lens 155 is driven and displaced in the forcing direction and the tracking direction, respectively, so that the emitted light is focused on the recording track on the recording surface 2a of the optical disc 2.
  • the optical disk device 1 including the optical pickup 3 having the optical system 150 as described above is provided with a servo circuit 1 based on a forcing error signal and a tracking error signal detected by the optical pickup 3 by return light from the optical disk 2. From 0, a control signal is output to the two-axis actuator of the optical pickup 3, and the two-wavelength objective lens 155 is driven and displaced in the focusing direction and the tracking direction. Is focused on a desired recording track of the optical disc 2 via the.
  • the signal read by the optical pickup 3 is subjected to demodulation processing and error correction processing by the signal demodulation circuit 12 and error correction circuit 13, and then output as a reproduction signal from the interface 14.
  • the optical path of the outgoing light and the return light in the optical pickup 3 of the optical disc device 1 including the optical pickup 3 having the above-described optical system 150 will be described with reference to the drawings.
  • the optical disc device 1 When the optical disc device 1 reproduces information from the recording surface 2a of the optical disc 2 as shown in FIG. 29, the light beams having different wavelengths selectively emitted from the two-wavelength light source 61 are combined optical signals. 0th-order light is reflected by the 3-beam generating diffraction grating 1 6 1 of the element 15 1 Is divided into three beams consisting of primary light. The outgoing light split into three beams is corrected for optical path fluctuation by the optical path combining diffraction grating 162 of the composite optical element 151, and is transmitted through the optical path branching diffraction grating 152a of the plate-like optical element 152. I do.
  • the outgoing light transmitted through the optical path splitting diffraction grating 15 2 a is converted into parallel light by the collimator lens 15 3, the polarization state is changed by the 1/4 wavelength plate 15 4, and the optical disk is changed by the 2 wavelength objective lens 15 5 It is focused on the recording surface 2a of 2.
  • the light from the recording surface 2a of the optical disk 2 passes through the two-wavelength objective lens 155, the polarization state is changed by the quarter-wave plate 154, and then passes through the collimator lens 153 to plate.
  • the optical path splitting diffraction grating 15 2 a of the optical element 15 2 only the return light whose polarization direction is rotated by 90 degrees with respect to the emitted light is diffracted, and the second surface 15 1 b of the composite optical element 15 1 Is guided to the optical path toward the first color compensation diffraction grating 163, and the + 1st-order light is incident on the first color compensation diffraction grating 163.
  • the return light from the optical path branching diffraction grating 15 2 a incident on the first color capturing diffraction grating 16 3 is diffracted by the first color capturing diffraction grating 16 3 — Is incident on the second color compensation diffraction grating 1664 as return light, is reflected and diffracted from the second color compensation diffraction grating 164, and the primary light is split as return light at the top of the prism 1665. Incident on the corner.
  • the return light that has entered the apex angle of the regular pyramid of the split prism 165 is incident on each peripheral surface of the regular pyramid including the apex angle, and is refracted in different directions from each other.
  • the light is divided into four light beams, and each of the light receiving areas a 4 , b 4 , c 4 , and d J of the main beam photodetector 17 1 of the light receiving section 156 is irradiated.
  • One of the return lights passing through the composite optical element 151 which corresponds to the ⁇ 1st-order light split by the optical path branching diffraction grating 15a, is supplied to the side-beam photodetector 172 of the light-receiving unit 1556.
  • the light receiving areas e 4 and f 4 are respectively irradiated to the light receiving areas e 4 and f 4 , and the other light is irradiated to the light receiving areas g 4 and h 4 of the side beam photodetector 1773 of the light receiving section 156.
  • the diffracted light is incident on the apex angle of the split prism 165, it is shown in Fig. 34A.
  • the two-wavelength objective lens 150 comes too close to the recording surface 2a of the optical disc 2, the two-wavelength objective lens 150 will be out of the focus position, and the diffracted light will be a composite optical element 15 Due to astigmatism generated by passing through 1, the diffracted light whose major axis has an elliptical shape whose right axis rises to the right in the figure is incident on the apex angle of the split prism 165.
  • the diffracted light is incident on the term angle of the split prism 165, as shown in FIG.
  • the split prism 1665 on which the elliptical diffracted light is incident has the majority of the diffracted light incident on each of a pair of opposed peripheral surfaces X 9 and x embark. At the same time, a very small amount of the diffracted light is incident on a pair of opposing peripheral surfaces X x 12.
  • the returning light from the optical disk 2 is reflected and diffracted by the second color compensation diffraction grating 1664 to be converted into _primary light.
  • the primary light is refracted in different directions by being incident on the respective peripheral surfaces X 9 , X 10) X lt) x 12 including the apex angle of the splitting prism 16 5, respectively.
  • the light is divided into four return lights, and each of the light receiving areas a 4 , b 4 , c 4 , and d J of the main beam photodetector 17 1 of the light receiving section 156 is incident.
  • FIGS. 35A and 35C two sets of light receiving areas a 4 and c 4 and two light receiving areas b 4 and d 4 of the main beam photodetector 17 1 facing each other are opposed to each other.
  • the amount of light received by each light receiving area of one set increases, and the other set The amount of light received by each light receiving area is reduced.
  • the main beam photodetector 171 when the elliptical diffracted light as shown in FIG. 34A is incident on the splitting prism 165, the main beam photodetector 171, as shown in FIG. The amount of light received by the regions a 4 and c 4 increases, and the amount of light received by the opposing light receiving regions b 4 and d 4 decreases.
  • each light receiving amount of each light receiving area a 4 , c 4 and each light receiving area b 4 , d 4 becomes equal.
  • the main beam photodetector 17 1 outputs the outputs detected by the respective light receiving areas a 4 , b 4 , c 4 , d 4 to Sa 4 , S b., S c 4 , S d 4, respectively.
  • the focusing error signal FE can be calculated as shown in Equation 25 below.
  • the main beam photodetector 17 1 The error signal FE becomes 0.
  • the focusing error signal FE becomes positive, and the recording surface of the optical disc 2 If the two-wavelength objective lens 155 is too far away from 2a, the focusing error signal FE becomes negative.
  • a set of side beam photodetectors 17 2 and 17 3 receive ⁇ 1 order light received by the optical path branching diffraction grating 15 2 a of the return light from the optical disk 2. The amount is received in each light receiving area e 4 , f 4 , g 4 , h 4 .
  • the side beam photodetectors 1 1 and 2 1 3 output the respective outputs detected by the respective light receiving areas e 4) f. 1; g 4 and h 4 to S e., S f lakeand S g, respectively. 4 , S h, the tracking error signal TE can be calculated as shown in Equation 26 below.
  • the optical disc device 1 is an optical pickup having the optical system 1.50.
  • the servo circuit 10 controls the lens drive mechanism to move the two-wavelength objective lens 155 in the focusing and tracking directions, respectively. By driving and displacing, the outgoing light is focused on the recording surface 2a of the optical disk 2, and information is reproduced from the optical disk 2.
  • the optical system 180 of the optical pickup 3 shown as a sixth example has a two-wavelength light source that selectively emits laser beams having different wavelengths in the order of the optical path. 6 1 and the light emitted from the two-wavelength light source 6 1
  • the composite optical element 151 which guides the return light from 2 to the light receiving section 1556 described later, and the outgoing light that has passed through the composite optical element 151, is converted into parallel light, and transmitted through the composite optical element 15 1.
  • a collimator lens that separates the optical path between the outgoing light and return light from the optical disk 2
  • the collimator lens 1 5 3 is a lens that generates parallel light
  • This optical path splitting diffraction grating 15 3 a is a collimator lens.
  • 153 is provided on the incident surface of the outgoing light, diffracts only the polarized light component in a specific direction, transmits the outgoing light, and diffracts only the return light from the optical disk 2. .
  • the collimator lens 153 is formed, for example, by injection molding a resin material having a light transmitting property.
  • the above-mentioned optical path branching diffraction grating 153a may be formed by etching, or may be formed by mechanical processing.
  • the material for forming the collimator lens 153 is not limited to a resin material, and a light-transmitting optical material such as a glass material can be used, and a combination of these optical materials can be used. , The material composition may be partially changed.
  • the collimator lens 1553 may be configured such that the optical path branching diffraction grating 1553a forms a predetermined hologram pattern as an hologram element by etching processing or the like. When a hologram element is used, a surface relief type hologram is preferred, and a diffraction efficiency may be improved by using a blazed hologram.
  • the optical disc apparatus 1 including the optical pickup 3 having the optical system 180 as described above, the servo circuit 1 based on the forcing error signal and the tracking error signal detected by the optical pickup 3 by the return light from the optical disc 2. From 0, a control signal is output to the two-axis actuator of the optical pickup 3, and the two-wavelength objective lens 155 is driven and displaced in the focusing direction and the tracking direction.
  • the signal read by the optical pickup 3 is subjected to demodulation processing and error correction processing by the signal demodulation circuit 12 and error correction circuit 13, and then output as a reproduction signal from the interface 14.
  • the optical path of the emitted light and the return light in the optical pickup 3 of the optical disc device 1 including the optical pickup 3 having the above-described optical system 150 will be described with reference to the drawings.
  • the optical disk device 1 When the optical disk device 1 reproduces information from the recording surface 2a of the optical disk 2 as shown in FIG. 36, the emitted lights having different wavelengths selectively emitted from the two-wavelength light source 61 are combined.
  • the outgoing light split into three beams is corrected for optical path fluctuation by the optical path combining diffraction grating 162 of the composite optical element 151, and passes through the optical path branching diffraction grating 1553a of the collimator lens 1553.
  • the light is collimated, and the polarization state is changed by the ⁇ wavelength plate 154, and the light is focused on the recording surface 2 a of the optical disk 2 by the two-wavelength objective lens 155.
  • the return light from the recording surface 2a of the optical disk 2 passes through the two-wavelength objective lens 155, the polarization state is changed by the ⁇ wave plate 154, and the optical path branch of the collimator lens 153
  • the diffraction grating 1553a diffracts only the return light whose polarization direction is rotated 90 degrees with respect to the outgoing light, and the first color compensation diffraction of the second surface 151b of the composite optical element 151
  • the first-order light is guided into the optical path toward the grating 1631 and enters the first color-compensating diffraction grating 163.
  • the return light from the optical path branching diffraction grating 15 3 a incident on the first color compensation diffraction grating 16 3 is diffracted by the first color compensation diffraction grating 16 3, and the primary light is returned.
  • Incident on the second color-capturing diffraction grating 1664, reflected and diffracted by the second color-compensating diffraction grating 1664, and the primary light is returned to the apex angle of the splitting prism 1665. It is incident.
  • the return light that is incident on the apex angle of the regular pyramid of the split prism 1 65 is incident on each of the peripheral surfaces of the regular pyramid including the apex angle, and is refracted in different directions from each other.
  • the light is divided into four parts and returned to the respective light receiving areas a 4 , b 4 Jc 4 , d J of the main beam photodetector 17 1 of the light receiving section 156.
  • One of the return lights passing through the composite optical element 15 1 corresponding to the ⁇ first-order light split by the optical path branching diffraction grating 15 3 a is a side beam photodetector 17
  • Each of the light receiving areas e 4 and f J of 2 is irradiated, and the other light is irradiated to each of the light receiving areas gh 4 of the side beam photodetector 173 of the light receiving section 156.
  • the servo circuit 10 controls the lens drive mechanism based on the focusing error signal FE and the tracking error signal TE obtained by the optical pickup 3 having the optical system 180.
  • the emitted light is focused on the recording surface 2 a of the optical disk 2, and information is reproduced from the optical disk 2.
  • the optical system 185 of the optical pickup 3 shown as a seventh example is shown in FIG.
  • a two-wavelength light source 6 1 that selectively emits laser beams having mutually different wavelengths in the order of the optical path, and a light beam that passes through the light beam emitted from the two-wavelength light source 61 and returns from the optical disk 2
  • Optical element 151 which guides the light to the light receiving section 1556, which will be described later
  • a collimator lens 153 that makes the outgoing light transmitted through the composite optical element 151 into parallel light
  • a collimator lens The focused outgoing light is collected on the recording surface 2 a of the optical disc 2, and the two-wavelength objective lens 1 55 which separates the optical path between the outgoing light and the return light from the optical disc 2, and the return light from the optical disc 2
  • a light receiving section 156 for receiving light.
  • the two-wavelength objective lens 1 5 5 is a condensing lens composed of at least one convex lens and condensing outgoing lights of different wavelengths emitted from the two-wavelength light source 6 1. It is arranged to collect light.
  • the two-wavelength objective lens 155 diffracts the 0th-order light and the 1st-order light, which are divided by the 3-beam generating diffraction grating 161, of the return light from the optical disc 2 on the incident surface side of the outgoing light.
  • An optical path splitting diffraction grating 155a is further provided, which further divides each of the light into 0-order light and ⁇ 1st-order light, and separates the + 1st-order light from the optical path of the emitted light as return light. .
  • This optical path branching diffraction grating 150a is provided on the incident surface of the outgoing light of the two-wavelength objective lens 1505.
  • the two-wavelength objective lens 155 is formed by, for example, injection molding a resin material having translucency.
  • the above-described optical path branching diffraction grating 155a may be formed by etching, or may be formed by mechanical processing.
  • the material for forming the two-wavelength objective lens 155 is not limited to a resin material, but may be a light-transmitting optical material such as a glass material. The material composition may be partially changed depending on the combination of materials.
  • the two-wavelength objective lens 1505 may be configured such that the optical path branching diffraction grating 1555a forms a predetermined hologram pattern as a hologram element by etching or the like.
  • a hologram element When a hologram element is used, a surface relief type hologram is preferred, and a diffraction efficiency may be improved by using a blazed hologram.
  • Optical disc device including optical pickup 3 having optical system 18 5 as described above 1 is a control signal output from the servo circuit 10 to the two-axis actuator of the optical pickup 3 based on the forcing error signal and the tracking error signal detected by the optical pickup 3 by the return light from the optical disc 2;
  • the wavelength objective lens 155 is driven and displaced in the focusing direction and the tracking direction, the emitted light is focused on a desired recording track of the optical disc 2 via the two-wavelength objective lens 155.
  • the signal read by the optical pickup 3 is subjected to demodulation processing and error correction processing by the signal demodulation circuit 12 and the error correction circuit 13 and then output as a reproduction signal from the interface 14 .
  • the optical path of the emitted light and the return light in the optical pickup 3 of the optical disc apparatus 1 including the optical pickup 3 having the above-described optical system 185 will be described with reference to the drawings.
  • the optical disc device 1 When the optical disc device 1 reproduces information from the recording surface 2a of the optical disc 2, as shown in FIG. 37, the light beams having different wavelengths selectively emitted from the two-wavelength light source 61 are combined optical signals.
  • the three-beam generating diffraction grating 16 1 of the element 15 1 divides the beam into three beams consisting of the zero-order light and the soil primary light.
  • the outgoing light split into three beams is corrected for optical path fluctuations by the optical path synthesis diffraction grating 162 of the composite optical element 151, and is converted into parallel light by the collimator lens 153.
  • the light is transmitted through the optical path branching diffraction grating 150 a and is focused on the recording surface 2 a of the optical disk 2.
  • the return light from the recording surface 2a of the optical disk 2 diffracts the outgoing light at the optical path branching diffraction grating 1555a of the two-wavelength objective lens 1505, passes through the collimator lens 1553, and forms a composite optical element.
  • the + 1st-order light is incident on the first color-compensating diffraction grating 16 3 Is done. No.
  • the return light from the optical path branching diffraction grating 1555a incident on the color-compensation diffraction grating 1 63 of 1 is diffracted by the first color-compensation diffraction grating 1663, and the primary light returns.
  • Incident on the second color-compensating diffraction grating 1664 is reflected and diffracted by the second color-compensating diffraction grating 1664, and the primary light is incident on the apex angle of the split prism 1665 as return light. Is done.
  • the return light incident on the apex angle of the square pyramid of the split prism 165 is refracted in different directions from each other by being incident on each peripheral surface of the square pyramid including the apex angle.
  • the returned light is divided into four parts, and is irradiated on the respective light receiving areas a 4 , b 4 , c 4) d 4 of the main beam photodetector 17 1 of the light receiving part 156.
  • 3 Beam generation diffraction grating 16 One of the return light that has passed through the composite optical element 15 1 corresponding to the soil primary light split by the diffraction grating 16 1 is received by the side beam photodetector 17 2 of the light receiving section 15 6
  • the areas e 4 and f 4 are respectively irradiated to the light receiving areas g 4 and h 4 of the side beam photodetector 1773 of the light receiving section 156.
  • 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 having the optical system 1885.
  • the lens driving mechanism By driving and displacing the two-wavelength objective lens 155 in the focusing direction and the tracking direction, the outgoing light is focused on the recording surface 2a of the optical disk 2, and information is reproduced from the optical disk 2.
  • the optical system 190 of the optical pickup 3 shown as an eighth example includes a two-wavelength light source 6 1 that selectively emits laser beams having mutually different wavelengths in the order of the optical path.
  • the composite optical element 15 1 which transmits the light emitted from the two-wavelength light source 61 and guides the return light from the optical disc 2 to the light receiving section 15 6 described later, and transmits the composite optical element 15 1
  • a plate-like optical element 158 that separates the optical path of the emitted light and the return light from the optical disk 2
  • a collimator lens 1553 that makes the emitted light transmitted through the plate-like optical element 158 parallel light
  • the collimator lens 1553 changes the polarization state of the outgoing light that has been collimated by the collimator lens 15 3 and the 1Z 4 wavelength plate 15 5 and the emitted light that has passed through the 1 Z 4 wavelength plate 15 4
  • the two-wavelength objective lens 155 that focuses light on the optical disk and the light-receiving part 156
  • the composite optical element 151 diffracts the return light on the optical path of the return light and further divides the return light into zero-order light and ⁇ first-order light.
  • a first color compensation diffraction grating 163 is provided to correct the optical path fluctuation generated in the path branching diffraction grating 158a. It is assumed that the composite optical element 151 in the optical system 190 does not have the optical path combining diffraction grating 162 described in the optical systems 150, 180, and 185 described above.
  • the plate-shaped optical element 158 is a plate-shaped optical element having translucency, and is a composite optical element.
  • the emitted light that has passed through 15 1 is transmitted.
  • the plate-like optical element 158 is provided on the incident surface side of the return light from the optical disk 2 with the 0th-order light and the 1st-order light divided by the three-beam generating diffraction grating 161 of the return light from the optical disk 2.
  • the light is diffracted, and each light is further divided into 0th-order light and ⁇ 1st-order light.
  • an optical path-branching diffraction grating 158a that separates the + 1st-order light as return light from the optical path of outgoing light is Is provided.
  • the optical path branching diffraction grating 158a diffracts only a polarized light component in a specific direction, and diffracts only return light from the optical disc 2.
  • the plate-like optical element 158 is provided on the optical path of the outgoing light on the incident surface side of the light emitted from the two-wavelength light source 61, and an optical path for correcting the optical path fluctuation due to the shift of the light emitting point of the two-wavelength light source 61.
  • a third color-compensated diffraction that is provided with a synthetic diffraction grating 158b and that corrects optical path fluctuations due to wavelength fluctuations of the two-wavelength light source 61 on the optical path of the return light on the exit surface side of the return light from the optical disc 2.
  • a grid 158 c is provided.
  • the plate-like optical element 158 is formed, for example, by injection molding a resin material having a light transmitting property.
  • the above-described optical path branching diffraction grating 158a, the optical path synthesis diffraction grating 158b, and the third color compensation diffraction grating 158c may be formed by etching. It may be formed by machining.
  • the material for forming the plate-like optical element 158 is not limited to a resin material, and a light-transmitting optical material such as a glass material can be used. The material configuration may be partially changed by the combination.
  • the optical path branching diffraction grating 158a, the optical path synthesis diffraction grating 158b, and the third color compensation diffraction grating 158c each etch a predetermined hologram pattern as a hologram element. It may be configured to be formed by processing or the like. When a hologram element is used, a surface relief type hologram is preferable, and a diffraction efficiency may be improved by using a hologram formed as a plate.
  • the optical disc device 1 including the optical pickup 3 having the optical system 190 as described above is provided with a servo circuit 1 based on a forcing error signal and a tracking error signal detected by the optical pickup 3 by return light from the optical disc 2. From 0, a control signal is output to the two-axis actuator of the optical pickup 3, and the two-wavelength objective lens 155 is driven and displaced in the focusing and tracking directions, respectively. As a result, the emitted light is focused on a desired recording track of the optical disc 2 via the two-wavelength objective lens 155. Then, the optical disc device 1 performs demodulation processing and error correction processing on the signal read by the optical pickup 3 by the signal demodulation circuit 12 and the error correction circuit 13, and then outputs the reproduced signal from the interface 14. It is.
  • optical disc apparatus 1 including the optical pickup 3 having the above-described optical system 190
  • the optical paths of the emitted light and the return light in the optical pickup 3 will be described with reference to the drawings.
  • the light beams having different wavelengths selectively emitted from the two-wavelength light source 61 are mixed optical waves.
  • the three-beam generating diffraction grating 16 1 of the element 15 1 splits the beam into three beams consisting of the 0th-order light and the 1st-order light.
  • the outgoing light split into three beams passes through the composite optical element 151, and the optical path fluctuation is corrected by the optical path synthesis diffraction grating 1558b of the plate-shaped optical element 158.
  • the light passes through the optical path branching diffraction grating 158 b of 158.
  • the return light from the recording surface 2a of the optical disk 2 passes through the two-wavelength objective lens 155, the polarization state is changed by the ⁇ wavelength plate 154, and then passes through the collimator lens 153 to plate.
  • the optical path branching diffraction grating 158a of the optical element 158 only the return light whose polarization direction is rotated 90 degrees with respect to the outgoing light is diffracted, and diffracted by the third color compensation diffraction grating 158c.
  • the optical path of the composite optical element 15 1 is guided to an optical path of the second surface 15 1 c toward the first color-capturing diffraction grating 16 3 It is incident on lattice 16 3.
  • the return light from the third color-compensation diffraction grating 158 c incident on the first color-compensation diffraction grating 163 is diffracted by the first color-compensation diffraction grating 163, and — 1
  • the secondary light is incident on the second color compensation diffraction grating 1664 as return light, is reflected and diffracted by the second color compensation diffraction grating 1664, and the primary light is returned as split light. Is fired at the apex of.
  • the return light incident on the apex angle of the regular pyramid of the split prism 1 65 The incident light is incident on each of the peripheral surfaces of the square pyramid, and is refracted respectively in different directions, divided into four return lights into four, and the main beam photodetector 1
  • Each of the light receiving areas a 4 , b, c 4 , d J of 7 1 is irradiated.
  • the optical disk device 1 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 having the optical system 190 to control the two-wavelength objective lens 15 5. By driving and displacing in the focusing direction and the tracking direction, the emitted light is focused on the recording surface 2a of the optical disk 2, and information is reproduced from the optical disk 2.
  • the optical disc apparatus 1 includes the optical pickup 3 having the optical system 150, 180, or 185, and the first color compensation diffraction grating 1 that diffracts the return light from the optical disc 2. 63, and a second color compensation diffraction grating 164 that further diffracts the return light using the + 1st-order light diffracted by the first color compensation diffraction grating 163 as return light.
  • the composite optical element 151 even if the oscillation wavelength of the light emitted selectively from the two-wavelength light source 61 fluctuates due to a change in ambient temperature, it can be guided to an appropriate position.
  • the optical disc apparatus 1 includes an optical pickup 3 having an optical system 190, a first color compensation diffraction grating 16 3 for diffracting return light from the optical disc 2, and a first color compensation diffraction grating 1.
  • the + 1st-order light diffracted by 63 is used as return light, and in addition to the composite optical element 15 1 provided with a second color compensation diffraction grating 164 for further refracting this return light,
  • the plate-shaped optical element 158 having the color-capturing diffraction grating 158 c, the oscillation wavelength of the emitted light selectively emitted from the two-wavelength light source 61 changes due to ambient temperature changes. Can also be guided to the appropriate position.
  • the optical disc device 1 uses the optical pick-up having a simple structure without an increase in the number of parts compared to the conventional optical disc device, thereby obtaining the focusing error Shingo FE. Reliability can be improved.
  • the optical system 150, 180 or 185 in the optical pickup 3 has the composite optical element 151, thereby improving the productivity and reducing the manufacturing cost. The reliability can be improved.
  • the optical disc device 1 is generated only by the composite optical element 151, by the wavelength variation of the light emitted from the two-wavelength light source 61. Since it has a function to correct optical path fluctuations, the number of optical components is kept to a minimum and the configuration of the optical system 150, 180 or 185 is simplified and downsized. It is possible to reduce manufacturing costs.
  • the optical disc apparatus 1 is a composite optical element in which an optical pickup 3 having an optical system 150, 180, 185 or 190 has a split prism 165 for splitting return light from the optical disc 2. Since the return light is split on the optical path as compared with the form in which the beam spot is split by the split line of the main beam photodetector, the splitting by the splitting prism 16 5
  • the main beam photodetector 17 is secured by securing the respective light receiving areas a 4 , b 4 , c 4 , and d 4 of the main beam photodetector 17 1 to a predetermined size so as to receive each return light of the main beam. 7
  • the accuracy required for the division position of 1 etc. is eased.
  • the optical disc device 1 reduces the manufacturing cost of the main beam photodetector 171 in the optical pickup 3 and adjusts the position of the main beam photodetector 171 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.
  • the optical disc device 1 uses the two-wavelength light source 61 that selectively emits laser beams of different wavelengths from the light-emitting point 61 a or the light-emitting point 61 b, so that the optical path fluctuation between the light emitted from each wavelength is reduced.
  • the composite optical element 15 1 has the combined optical path diffraction grating 15 1 b or the plate-shaped optical element 15 8 has the combined optical path diffraction grating 15 58 b, different optical paths are combined.
  • the optical axis of the emitted light can be aligned with the optical axis center of the two-wavelength objective lens 155.
  • the optical disc device 1 can appropriately guide outgoing lights of different wavelengths to the signal recording surface 2a of the optical disc 2. Since the optical disc device 1 includes two or more color compensation diffraction gratings, it is possible to reduce the correction amount of the optical path fluctuation that is corrected per one color correction diffraction grating. This allows the optical disc device 1 to be designed with a wide grating pitch of each color capture diffraction grating, and is easier to manufacture than a case where optical path fluctuation is corrected by one color capture diffraction grating. Become.
  • the optical disc apparatus 1 employs the so-called astigmatism method in order to obtain the focusing error signal FE in the optical pickup 3 described above, but other detection methods such as the Foucault method may be used.
  • the optical disc device 1 does not need to provide the three-beam generating diffraction grating 161 in the composite optical element 151, when tracking control is not performed using three beams and only one beam is used.
  • the optical disc device 1 does not include the three-beam generation diffraction grating 161, so that a diffraction grating or the like having a function of correcting optical path fluctuations and aberrations is provided on the first surface 151a of the composite optical element 151.
  • the composite optical element 15 1 is provided with a diffraction grating for correcting the amount of astigmatism, and an appropriate beam shape is formed such that the beam shape becomes substantially circular at the apex angle of the split prism 16 5. And return light can be collected.
  • the split prism 165 may be formed in, for example, an octagonal pyramid.
  • the main beam photodetector 171 of the light receiving section 156 may be divided into eight by a radial dividing line from the center of the light receiving surface.
  • the split prism 16 5 is provided on the inner side with respect to the fourth surface 84, but protrudes outward with respect to the fourth surface 15 1 e. It may be done.
  • the split prism 165 is not limited to a pyramid having a flat surface, and may have a shape having a plurality of curved surfaces. In this case, the divided regions of the main beam photodetector 171 of the light receiving section 156 are provided so as to correspond to each other.
  • the same effect can be obtained by using a grating 79 divided into four regions as shown in FIG. 22 instead of the split prism 16 5 .
  • the grating 79 is divided into a split prism 1 65 and
  • the direction of forming the grooves in the divided areas 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 79 is formed as a hologram element by etching a predetermined hologram pattern or the like. When a hologram element is used, a surface relief hologram is preferable, and a diffraction efficiency may be improved by using a hologram formed as a plate.
  • the composite optical element 151 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. Furthermore, the composite optical element 15 1 is so arranged that the incident angle of the return light from the optical disk 2 entering the splitting prism 16 5 is 45 ° or less with respect to each surface of the splitting prism 165. In other words, by setting the tilt angle of each surface of the splitting prism 16 5 to 45 ° or less, the refraction angle can be increased so that the incident return light does not enter the condition of total reflection.
  • the beam spot interval of each returned light beam can be separated, the interval between each divided area in the main beam photodetector 171, the main beam photodetector 171, and the side beam photodetector 171
  • the distance between the optical pickup 3 and the optical pickup 3 can be reduced.
  • the optical pickup device is capable of returning from an optical disc.
  • the wavelength fluctuation correction unit improves productivity and reduces manufacturing costs.
  • the reliability of the focusing error signal can be improved.
  • the optical device used in the optical pickup device according to the present invention is characterized in that when the return light from the optical disk is separated by the diffraction element, the shift in the optical path due to the wavelength variation of the emitted light emitted from the light source is corrected by the wavelength variation correcting means. By capturing the light, the light can be appropriately guided to the light receiving means, so that the reliability of the focusing error signal in the optical disk device can be improved.
  • the optical device used in the optical pickup device according to the present invention when separating the return light from the optical disk from the optical path of the emitted light, corrects the light so as to have an optimal amount of astigmatism, thereby leading the light to the light splitting unit. Since the shape of the returning light beam can be made favorable, the reliability of the focusing error signal in the optical disc device can be improved.

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Description

明細書 光ピックアツプ装置及び光ディスク装置並びに光学装置及び複合光学素子 技術分野 本発明は、 光磁気ディスク、 相変化型の光ディスク等の光学的に情報の記録 fff 生が行われる光ディスクに対して情報を記録し記録された情報の再生を行うため に用いられる光ピックアップ装置及びこの光ピックアップ装置を備える光デイス ク装置に関し、 さらにはこれら装置に用いられる光学装置及び光学装置を一体に 形成した複合光学素子に関する。
本出願は、 日本国において 200 1年 1 1月 2 2日に出願された日本特許出願 番号 2 0 0 1— 3 5 8 24 4及び 2 0 0 2年 8月 2日に出願された日本特許出願 番号 2 0 0 2 - 2 2 6 7 6 4を基礎として優先権を主張するものであり、 これら の出願は参照することにより、 本出願に援用される。 背景技術 従来、 それぞれ異なる記録フォーマットで情報信号を記録した光ディスク、 例 えば、 CD (Compact Disk) や DVD (Digital Versatile Disk) といった光デ イスクを再生するために、 それぞれのフォーマツトに対応する波長のレーザ光を 出射することができる光源と光学系を備えた光ピックアップ装置がある。
この種の光ピックアップ装置として、 図 1に示すような光学系 2 0 1を備えた ものがある。 図 1に示す光学系 20 1は、 光路順に、 光ディスク 20 4に互いに 異なる波長のレーザ光を選択的に出射する 2波長光源 2 1 1と、 この 2波長光源 2 1 1から出射された出射光を 3分割する 3ビーム用回折格子 2 1 2と、 出射光 と光ディスク 2 04からの戻り光とを分離するビームスプリッタ 2 1 3と、 出射 光を所定の開口数 N Aに絞るための開口絞り 2 1 4と、 光ディスク 2 0 4に出射 光を集光する 2波長対物レンズ 2 1 5と、 光ディスク 2 04からの戻り光を受光 する受光部 2 1 6とを備えている。
2波長光源 2 1 1は、 半導体レーザが用いられており、 発光点 2 1 1 aから例 えば略 7 8 5 11 mのレーザ光と略 6 5 5 n mの波長のレーザ光を選択的に出射す る。
3ビーム用回折格子 2 1 2は、 いわゆる 3ビーム法によってトラッキングエラ 一信号を得るために、 2波長光源 2 1 1から出射された出射光を 0次光及び ± 1 次光からなる 3 ビームに分割する。
ビームスプリッタ 2 1 3は、 2波長光源 2 1 1から出射された出射光を光ディ スク 2 0 4方向へ反射するハーフミラー面 2 1 3 aを有し、 2波長光源 2 1 1か ら出射された出射光を光ディスク 2 0 4方向へ反射するとともに光ディスク 2 0 4からの戻り光を透過して受光部 2 1 6へ導くことで、 出射光と戻り光との光路 を分離する。
受光部 2 1 6は、 受光面 2 1 6 a上に、 戻り光のうち 3 ビーム用回折格子 2 1 2で分割された 0次光を受光する後述するメインビーム用フォトディテクタ 2 2 1と、 戻り光のうち 3 ビーム用回折格子 2 1 2で分割された土 1次光をそれぞれ 受光する一組の図示しないサイ ドビーム用フォトディテクタとを有している。 光学系 2 0 1には、 フォー力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 2 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 5， b 5， c 5 , d 5を有する分割パターンとされ ている。 また、 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 2 2 1を間に挾んで対向する位置にそれぞれ配設されている。
光学系 2 0 1は、 図 1に示すように、 2波長光源 2 1 1から光ディスク 2 0 4 までの往路において、 2波長光源 2 1 1の発光点 2 1 1 a又は発光点 2 1 1 bを 物点として、 その共役点である像点が、 光ディスク 2 0 4の記録面 2 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 2 0 1は、 光ディスク 2 0 4から受光部 2 1 6までの復路において、 光 ディスク 2 0 4の記録面 2 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 2 1 6のメインビーム用フォ トディテクタ 2 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 20 1は、 2波長光源 2 1 1の発光点と受光部 2 1 6のメ インビーム用フォ トディテクタ 2 2 1の受光面上における点も、 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 2 2 1の各受光領域 a 5, b 5, c 5, d 5により、 フォーカシングエラー信号を .る方法を以下説明する。
まず、 光ディスク 2 04の記録面 2 0 5に対して 2波長対物レンズ 2 1 5が最 適な位置とされて、 光ディスク 2 04の記録面 2 0 5に対して合焦された、 いわ ゆるジャス 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 2 2 1の受光面上におけるビームスポッ トの形状は、 図 2 Bに示すように、 円形とな る。
2波長対物レンズ 2 1 5が光ディスク 2 04の記録面 2 0 5に近づき過ぎた場 合、 ジャス トフォーカスの状態から外れて、 ビームスプリ ッタ用回折格子 2 1 2 bで分離された戻り光が複合光学素子 2 1 2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 2 2 1の受光面上におけるビ 一ムスポッ トの形状は、 図 2 Aに示すよ うに長軸が受光領域 a 5及び受光領域 c 5 に跨った楕円形状になる。
さらに、 2波長対物レンズ 2 1 5が光ディスク 2 04の記録面 2 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、 ビームスプリ ッタ用回 折格子 2 1 2 bで分離された戻り光が複合光学素子 2 1 2を通過することによつ 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 2 2 1の受光面 上におけるビームスポッ トの形状は、 図 2 Cに示すように長軸が受光領域 b 5及 び受光領域 d5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 2 2 1は、 各受光領域 a5， b 5, c s, d 5に よる戻り光の出力を各々 S a 5， S b 5, S c 5， S d5とすると、 フォーカシング エラー信号 F Eは、 以下の式 1に示すように計算される。
F E = ( S a 5+ S c J 一 ( S b 5+ S d 5) · . · · ( 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 2 2 1は、 2波長対物レンズ 2 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。
メインビーム用フォ トディテクタ 2 2 1は、 2波長対物レンズ 2 1 5が光ディ スク 2 0 4の記録面 2 05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 2波長対物レンズ 2 1 5が光ディスク 2 04の記録面 2 0 5か ら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。
トラッキングエラ一信号 T Eは、 3 ビーム川回折格子 2 1 2 a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 2 0 1を'備える光ピックアップ装置は、 受光部 2 1 6のメインビーム用フォ トディテクタ 2 2 1によつて得られたフォー力シン 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、 2波長対物レンズ 2 1 5を駆動変位させる ことによって、 光ディスク 2 0 4の記録面 2 0 5に対して 2波長対物レンズ 2 1 5が合焦位置に移動されて、 出射光が光ディスク 2 04の記録面 20 5上に合焦 されて、 光ディスク 2 04から情報が再生される。
ところで、 一般的に 2波長光源 2 1 1のような半導体レーザは、 レーザ光の発 振波長が周囲の温度に依存するという性質を有している。 周囲の温度が Tである 場合、 半導体レーザによるレーザ光の発振波長は、 温度 Tでの発振波長を； LT、 常温での発振波長を 。、 常温からの変化温度を Δ T、 温度係数を c と して、 以 下に示す式 2で近似的に表すことができる。
λ τ= 。+ c · Δ Τ · · · · ( 2 )
また、 レーザ光が回折格子に入射して回折する場合、 入射角を 0、 回折角を 0 ' と して、 入射角 0 と回折角を 0 ' との関係は、 以下に示す式 3で表すことがで さる。
η · s i η Θ — η · s i ii 0 =m ' L/ d · · · · ( 3)
なお、 λはレーザ光の波長、 dは回折格子の格子定数、 mは回折次数、 nは入 射側媒質の屈折率、 n ' は出射側媒質の屈折率である。 例えば、 戻り光を回折 格子で回折して光路分離をする場合に、 メインビームに関して n = 1、 θ = 0で あるので、 回折次数を + 1次とすれば、 式 3を以下に示す式 4とすることができ る。
η ' - s i η θ ' = λ/ d . . . . (4)
上述した式 2乃至式 4より、 この光学系が置かれた周囲の温度が変化した場合 には、 温度 Tにおける回折角を fl ' τと して式 4に式 2を代人すると以下に示す 式 5を得ることができる。
η ' · s i η り ' .,.= (え。 + c · Δ Τ) / d . . . . ( 5 )
さらに、 常温での回折角をり ' 。として回折角 0 ' 。を用いて式 5から以下に示 す式 6を得ることができる。
n ' · s i η Θ ' T= n ' ' s i n 0 ' 。+ c ' A TZd . . . · ( 6 ) 式 6より、 温度 Tでの回折角 0 ' τは、 以下に示す式 7で表すことができる。 0 ' T= 0 ' 。+ s i n- ' ( ((： - 厶！^ ノ ' ！！ ' ） ） . . . . ( 7 ) 式 7より、 戻り光の温度 Tにおける回折角 6 ' τは、 Δ Τに依存する、 すなわ ち光学系の周囲の温度変化に依存することがわかる。
次に、 光ピックアップ装置においては、 製造工程が常温で行われているので、 受光部の位置が戻り光の回折角を 0 ' 。であると して調整されている。 しかし、 受光部の位置を調整した後に、 周囲の温度が変化すると、 式 3に示すように戻り 光の回折角が変化して、 例えば、 図 3に示すよ うに、 受光部 2 1 6のメインビ一 ム用フォ トディテクタ 2 2 1の受光面上に照射されるビームスポットの中心は、 所定の位置からずれる。
上述した光ピックアップ装匱が備える光学系 2 0 1は、 上述した受光部 2 1 6 によってフォーカシングエラ一信号 F Εを得る場合、 メインビーム用フォ トディ テクタ 2 2 1の受光面上に照射されるビームスポッ トの中心が、 メインビーム用 フォ トディテクタ 2 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 トフォーカス状態の場合の出力が 0でなくなるため、 結果的にフォーカシ ングエラ一信号 FEにオフセッ トがかかることになる。
上述したように光ピックァップ装置では、 フォーカシングエラ一信号 F Εが 0 になるようにフォ一力シング制御が行われるため、 2波長対物レンズ 2 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。
また、 上述した光ピックアップ装置では、 受光部 2 1 6のパッケージの位置基 準に受光部 2 1 6を正確に配設しなければならず、 位置精度が厳しくなるため生 産性が悪くなるという問題がある。 発明の開示 本発明の目的は、 光ディスクからの戻り光を適切な位置に導き、 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光学装置、 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に提案される本発明に係る光ピックァップ装置は、 互いに異なる波長の出射光を出射する光源と、 光ディスクに光源から出射された 出射光を集光するとともに光ディスクからの戻り光を集光する対物レンズと、 光 源から出射された出射光を透過し光ディスクからの戻り光を回折させる第 1の回 折素子と第 1の回折素子で回折された戻り光が入射される位置に配置され、 光源 から出射される出射光の波長変動により第 1の回折素子で発生する戻り光の光路 変動を捕正し、 所定の位置に戻り光を導く少なくとも一つの光路変動捕正手段と を有する複合光学素子と、 光路変動補正手段で光路変動が捕正された戻り光を複 数の受光領域で受光する受光手段とを備える。
この光ピックアップ装置は、 光源から出射された出射光を対物レンズにより光 ディスクに集光し、 光デイスクからの戻り光を複合光学素子内の第 1の回折素子 により回折させて出射光の光路と分離する。 そして、 光ピックアップ装置は、 光 源から出射する出射光の波長変動により第 1の回折素子で発生する戻り光の光路 変動を光路変動補正手段により捕正して戻り光を受光手段の所定の位置に導き、 所定の位置に導かれた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 適切なフォーカシングエラ一信号を得る。
本発明に係る他の光ピックアップ装置は、 互いに異なる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出射光を集光するとともに光ディスクか らの戻り光を集光する対物レンズと、 光源から出射された出射光と光ディスクで 反射された戻り光との光路を分離するビームスプリ ッタと、 光源のそれぞれの波 長の発光点の位匱のずれによる、 一方の波長の出射光の光路に対する他方の波長 の出射光の光路のずれを捕正する光路合成手段と、 ビームスプリ ッタで分離され、 光路合成手段により光路のずれが捕正された戻り光が入射される位置に配置され、 戻り光を複数に分割する光分割手段と、 光分割手段により分割された複数の戻り 光を複数の受光領域で受光する受光手段とを備え、 光分割手段と して複数の平面 又は曲面により構成されたプリズムを用いる。
この光ピックアップ装置は、 光源から出射された出射光を光ディスクに導き、 光ディスクからの戻り光をビームスプリ ッタにより出射光と異なる光路に分離し、 発光点の位置のずれによる、 一方の波長の出射光の光路に対する他方の波長の出 射光の光路のずれを補正することで、 戻り光を光分割手段の所定の位置に入射す るように調整する。
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を記録及び/又は再 生する光ピックアップと、 光ディスクを回転駆動するディスク回転駆動手段とを 備える光ディスク装置において、 光ピックアップは、 互いに異なる波長の光を出 射する光源と、 光ディスクに光源から出射された出射光を集光するとともに上記 光ディスクからの戻り光を集光する対物レンズと、 光源から出射された出射光を 透過させ光ディスクからの戻り光を回折させる第 1の回折素子と第 1の回折素子 で回折された戻り光が入射される位置に配置され光源から出射される出射光の波 長変動により第 1の回折素子で発生する戻り光の光路変動を捕正し所定の位置に 戻り光を導く少なく とも一つの光路変動補正手段とを有する複合光学素子と、 光 路変動捕正手段で光路変動が捕正された戻り光を複数の受光領域で受光する受光 手段とを有する。
この光ディスク装置は、 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ノ又は再生が行われる。 このとき光 ディスク装置は、 光ピックアップが、 光源から出射された出射光を対物レンズに より光ディスクに集光し、 光ディスクからの戻り光を複合光学素子の第 1の回折 素子により回折させて出射光の光路と分離する。 そして、 光ディスク装置は、 光 ピックアップ装置が、 光源から出射された出射光の波長変動により第 1の回折素 子で発生する戻り光の光路変動を光路変動捕正手段により捕正して戻り光を受光 手段の所定の位置に導き、 所定の位置に導かれた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適切なフォーカシングエラ一信号を得る。
本発明に係る他の光ディスク装置は、 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、 光ディスクを回転駆動するデイスク回転駆動手段 とを備える光ディスク装置において、 光ピックアップは、 互いに異なる波長の光 を出射する光源と、 光ディスクに光源から出射された出射光を集光するとともに 光ディスクからの戻り光を集光する対物レンズと、 光源から出射された出射光と 光ディスクで反射された戻り光との光路を分離するビームスプリ ッタと、 光源の それぞれの波長の発光点の位置のずれによる、 一方の波長の出射光の光路に対す る他方の波長の出射光の光路のずれを捕正する光路合成手段と、 ビームスプリ ッ タで分離され、 光路合成手段により光路のずれが捕正された戻り光が入射される 位置に配置され、 戻り光を複数に分割する光分割手段と、 光分割手段により分割 された複数の戻り光を複数の受光領域で受光する受光手段とを備え、 光分割手段 として複数の平面又は曲面により構成されたプリズムを用いる。
この光ディスク装置は、 光源から出射された出射光を光ディスクに導き、 光デ イスクからの戻り光をビームスプリッタにより出射光と異なる光路に分離し、 発 光点の位置のずれによる、 一方の波長の出射光の光路に対する他方の波長の出射 光の光路のずれを捕正することで、 戻り光を光分割手段の所定の位置に入射する ように調整する。
上述した光ピックアップ装置に用いられる光学装置は、 光源から出射された互 いに異なる波長の出射光を透過させ、 光ディスクからの戻り光を回折させる第 1 の回折素子と、 第 1の回折素子で回折された戻り光が入射される位置に配置され、 光源から出射される出射光の波長変動により第 1の回折素子で発生する戻り光の 光路変動を捕正し、 所定の位置に戻り光を導く少なくとも一つの光路変動捕正手 段とを備える。
この光学装置は、 光源から出射された出射光を光ディスクに導き、 光ディスク からの戻り光を第 1の回折素子により回折させて出射光の光路と分離し、 光源か ら出射される出射光の波長変動により第 1の回折素子で発生する戻り光の光路変 動を光路変動補正手段により補正することで、 光ピックアップ装匱におけるフォ 一力シングエラ一信号を得るための複数の受光領域を有する受光手段の適切な位 置に戻り光を導く。
本発明に係る他の光学装置は、 光源から出射された互いに異なる波長の出射光 と光ディスクで反射された戻り光との光路を分離するビームスプリ ッタと、 ビー ムスプリ ッタで分離された戻り光が入射される位置に配置され、 戻り光を複数に 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、 ビームスプリ ッ タと光分割手段との間に配され、 光源のそれぞれの波長の発光点の位置のずれに よる、 一方の波長の出射光の光路に対する他方の波長の出射光の光路のずれを捕 正する光路合成手段とを備え、 光分割手段として複数の平面又は曲面により構成 されたプリズムを用いる。
この光学装置は、 光源から出射された出射光を光ディスクに導き、 光ディスク からの戻り光をビームスプリッタにより出射光と異なる光路に分離し、 発光点の 位置のずれによる、 一方の波長の出射光の光路に対する他方の波長の出射光の光 路のずれを適切に補正することで、 戻り光を光分割手段の所定の位置に入射する ように調整する。
本発明に係る複合光学素子は、 光源から出射された互いに異なる波長の出射光 を透過させ、 光ディスクからの戻り光を回折させる第 1の回折素子と、 第 1の回 折素子で回折された戻り光が入射される位置に配置され、 光源から出射される出 射光の波長変動により第 1の回折素子で発生する戻り光の光路変動を補正し、 所 定の位置に戻り光を導く少なく とも一つの光路変動捕正手段とを備える。
この複合光学素子は、 光源から出射された出射光を光ディスクに導き、 光ディ スクからの戻り光を第 1の回折素子により回折させて出射光の光路と分離し、 光 源から出射される出射光の波長変動により第 1の回折素子で発生する戻り光の光 路変動を光路変動補正手段により補正することで、 光ピックアップ装置における フォーカシングエラ一信号を得るための複数の受光領域を有する受光手段の適切 な位置に戻り光を導く。 図面の簡単な説明 図 1は、 従来の光ピックァップ装置が備える光学系を示す側面図である。 図 2 A乃至図 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 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における受光面の中 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の構成を示すプロック図である。
図 5は、 光ディスク装置が備える光ピックアップの光学系の概略を示す図であ る。
図 6は、 光ピックアップの光学系に設けられた複合光学素子の斜視図である。 図 7は、 光ピックアップの光学系に設けられた複合光学素子内の戻り光の光路 を示す斜視図である。
図 8は、 光ピックアップの光学系に設けられた複合光学素子内における戻り光 の光路変動を説明する図である。
図 9は、 光ピックアップの光学系に設けられた受光部のメインビーム用フォト ディテクタ及びサイ ドビーム用フォトディテクタを説明する図である。
図 1 0 A乃至図 1 0 Cは、 光ピックア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 1 0 Aは対物レンズが光ディス クに近い状態を示し、 図 1 0 Bは対物レンズが合焦位置に位置する状態を示し、 図 1 0 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 1 1は、 光ディスク装置が備える光ピックアップにおける他の光学系の概略 を示す図である。
図 1 2は、 図 1 1に示す光ピックアップの他の光学系に設けられた複合光学素 子の斜視図である。
図 1 3は、 図 1 1に示す光ピックアップの他の光学系に設けられた複合光学素 子内の分割プリズムを説明する斜視図である。 図 1 4は、 図 1 1に示す光ピックアップの他の光学系に設けられた複合光学素 子内の分割プリズムを戻り光の入射面側から見た図である。
図 1 5は、 図 1 1に示す光ピックアップの他の光学系に設けられた受光部のメ インビーム用フォトディテクタ及びサイ ドビーム用フォ トディテクタを説明する 図である。
図 1 6は、 図 1 1に示す光ピックアップの他の光学系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 1 7 A乃至図 1 7 Cは、 図 1 1に示す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 7 Aは対物レンズが光デ イスクに近い状態を示し、 図 1 7 Bは対物レンズが合焦位置に位置する状態を示 し、 図 1 7 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 1 8 A乃至図 1 8 Cは、 図 1 1に示す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 1 8 Aは対物レン ズが光ディスクに近い状態を示し、 図 1 8 Bは対物レンズが合焦位置に位置する 状態を示し、 図 1 8 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 1 9は、 光ディスク装置が備える光ピックアップにおける更に他の他の光学 系の概略を示す図である。
図 2 0は、 図 1 9に示す光ピックアップの更に他の光学系に設けられた 2波長 光源の発光点を説明するための図である。
図 2 1は、 図 1 9に示す光ピックアップの更に他の光学系に設けられた分割プ リズムを説明する斜視図である。
図 2 2は、 図 1 9に示す光ピックアップの更に他の光学系に設けられた分割プ リズムを説明する側面図である。
図 2 3は、 図 1 9に示す光ピックアップの更に他の光学系に設けられた受光部 のメインビーム用フォトディテクタ及びサイ ドビ一ム用フォトディテクタを説明 する図である。
図 2 4 A乃至図 2 4 Cは、 図 1 9に示す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 2 4 Aは対物レンズが光デ イスクに近い状態を示し、 図 2 4 Bは対物レンズが合焦位置に位置する状態を示 し、 図 2 4 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 2 5 A乃至図 2 5 Cは、 図 1 9に示す光ピックァップが有するメィンビーム 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、 III 2 5 Aは対物レン ズが光ディスクに近い状態を示し、 図 2 5 Bは対物レンズが合焦位置に位匱する 状態を示し、 図 2 3 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 2 6は、 光ディスク装 Kが備える光ピックアップにおける更に他の光学系の 概略を示す図である。
図 2 7は、 光ディスク装置が備える光ピックァップにおける更に他の光学系の 概略を示す図である。
図 2 8は、 光ディスク装置が備える光ピックアップにおける更に他の光学系の 概略を示す図である。
図 2 9は、 光ディスク装置が備える光ピックアップにおける更に他の光学系の 概略を示す図である。
図 3 0は、 図 2 9に示す光ピックアップの更に他の光学系に設けられた複合光 学素子の斜視図である。
図 3 1は、 図 2 9に示す光ピックアップの更に他の光学系に設けられた複合光 学素子内の分割プリズムを説明する斜視図である。
図 3 2は、 図 2 9に示す光ピックアップの更に他の光学系に設けられた複合光 学素子内の分割プリズムを戻り光の入射面側から見た図である。
図 3 3は、 図 2 9に示す光ピックアップの更に他の光学系に設けられた受光部 のメインビーム用フォトディテクタ及びサイドビーム用フォトディテクタを説明 する図である。
図 3 4 A乃至図 3 4 Cは、 図 2 9に示す光ピックァ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 3 4 Aは対物レンズが光デ イスクに近い状態を示し、 図 3 4 Bは対物レンズが合焦位置に位置する状態を示 し、 図 3 4 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 5 A乃至図 3 5 Cは、 図 2 9に示す光ピック了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 3 5 Aは対物レン ズが光ディスクに近い状態を示し、 図 3 5 Bは対物レンズが合焦位置に位置する 状態を示し、 図 3 5 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 6は、 光ディスク装置が備える光ピックアップにおける更に他の光学系の 概略を示す図である。
図 3 7は、 光ディスク装置が備える光ピックァップにおける更に他の光学系の 概略を示す図である。
図 3 8は、 光ディスク装置が備える光ピックアップにおける更に他の光学系の 概略を示す図である。 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 c 光ディスク装置 1は、 図 4に示すように、 例えば、 C D (Compac t D i 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 (Recordable) , 情報の書換えが可能とされる C D一 R W (ReWritab le)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及び/又は再生 （以下では記録再 生と記述する。 ） を行うことができるようにされている。 特に、 以下で光デイス ク装置 1は、 光ディスク 2として C D又は D V Dを用い、 これら C D又は D V D から情報の再生行いあるいは記録を行うものと して説明する。
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と光ピックアップ 3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 るためのインタフェース 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、 光デイスク 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、 例えば、 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 と光ディスク 2からの戻り光を受光する受光素子とがー体に形成された受発光一 体型素子 3 1 と、 この受発光一体型素子 3 1から出射された出射光を分割し、 光 ディスク 2からの戻り光を出射光と分離する複合光学素子 3 2 と、 受発光一体型 素子 3 1から出射され複合光学素子 3 2を透過した出射光を所定の開口数 N Aに 絞る開口絞り 3 3と、 この開口絞り 3 3により絞られた出射光を光ディスク 2の 記録面 2 aに集光させる 2波長対物レンズ 3 4とを有している。
受発光一体型素子 3 1は、 波長が例えば 7 8 0 n m程度のレーザ光と波長が 6 5 0 n m程度のレーザ光とを選択的に出射する半導体レーザと、 詳細を後述する 受光領域が分割された受光素子とを有している。 ここで、 受発光一体型素子 3 1 は、 光デイスク 2が C Dフォーマッ トとされた光デイスクである場合に、 ドライ プコントローラ 1 1からの制御信号に基づき波長が略 7 8 0 n mのレーザ光を出 射し、 光ディスク 2が D V Dフォーマッ トとされた光ディスクである場合に、 ド ライブコントローラ丄 1からの制御信号に基づき波長が略 6 5 0 n mのレーザ光 を出射するように切り換え可能とされている。
複合光学素子 3 2は、 図 5乃至図 7に示すように、 例えば樹脂材料を射出成型 することでプロック状に形成されており、 受発光一体型素子 3 1に臨まされると ともにこの受発光一体型素子 3 1から出射される出射光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の而 4 1には、 受発光一体型素子 3 1から出射された出射光を、 0次光及 び土 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、 第 1の回折格子 4 5により分割された ± 1 次光を受発光一体型素子 3 1で受光し土 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、 光ディスク 2からの各戻り光のうち第 1の回折格子 4 5で 分割された 0次光及び土 1次光を回折させて、 それぞれをさらに 0次光及び土 1 次光に分割して、 例えば、 この + 1次光を戻り光として出射光の光路と分離する 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によって分離された戻り光の光路上に 位置して、 この戻り光を回折させて、 さらに 0次光及び ± 1次光に分割して、 例 えばこの一 1次光を受発光一体型素子 3 1に導く第 3の回折格子 4 7が設けられ ている。 この第 3の回折格子 4 7は、 第 1の回折格子 4 5に対して同一面内で一 方側に隣接して配設されている。
複合光学素子 3 2は、 第 2の回折格子 4 6で分離された戻り光が通過すること によって、 第 3の回折格子 4 7に入射される戻り光に非点収差を所定量だけ付与 する。 複合光学素子 3 2は、 受発光一体型素子 3 1から出射された出射光の光軸 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。
複合光学素子 3 2は、 上述したように樹脂材料を射出成型することにより形成 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及び第 3の回折格子 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、 硝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。
複合光学素子 3 2は、 内部に反射面を有するように設計してもよく、 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。 ここで、 複合光学素子 3 2内において、 受発光一体型素子 3 1から出射される 出射光の波長変動により、 光ディスク 2からの戻り光に発生する光路変動につい て説明する。
複合光学素子 3 2は、 図 7に示すように、 光ディスク 2からの戻り光を Lとし て、 戻り光 Lを第 2の回折格子 4 6で + 1次光として回折させて出射光の光路と 分離し、 第 2の回折格子 4 6で光路が分離された戻り光 Lを第 3の回折格子 4 7 で— 1次光として回折させて受発光一体型素子 3 1に導くように構成されている c ここで、 複合光学素子 3 2内では、 図 8に示すように、 戻り光の波長をえ、 第 2の回折格子 4 6での回折角を 0 第 3の回折格子 4 7での回折角を 02、 第 2 の回折格子 4 6の格子定数を d 第 3の回折格子 4 7の格子定数を d 2、 第 2の 回折格子 4 6での回折次数を + 1、 第 3の回折格子 4 7での回折次数を一 1、 第 2の回折格子 4 6と第 3の回折格子 4 7 との間の媒質の屈折率を n、 すなわち複 合光学素子 3 2を形成する樹脂材料の屈折率を nとすると、 前述した式 3より以 下の式 8及び式 9が導き出される。
n - s i XI θ ,= λ / d , . . . . ( 8 )
s ϊ η θ 2- η · s i n Θ ,= - λ / d 2 · ' · · ( 9 )
次に、 式 8及び式 9より、 s i n 0 >及び s i n θ 2は、 以下の式 1 0及び式 1 1に示すように表すことができる。
s i η θ χ= λ/ ( d , - n) . . . . ( 1 0 )
s i n θ 2= λ - ( 1. Zd ,— 1 Zd J · · · · ( 1 1 )
次に、 式 1 0及び式 1 1より、 c o s 0：及び c o s θ 2は、 以下の式 1 2及び 式 1 3に示すように表すことができる。
c o s Θ ,= ( 1 - λ 2/ ( d , · n ) 2) 1 2 . . . . ( 1 2 ) c o s θ 2= ( Ι - λ ' - ( 1/ d ,- l /d 2) 2) 1 2 · · · · ( 1 3 ) 次に、 第 2の面 4 2を X = 0として第 2の面 4 2から垂直に第 1の面 4 1側へ X軸をとり、 この X軸からのずれを y軸にとり、 第 2の回折格子 4 6で + 1次光 として回折された光ディスク 2からの戻り光のうち第 1の回折格子 4 5で 0次光 とされたメインビームを光線しとすると、 この光線しの光路は、 以下の式 1 4 に示すように表すことができる。
y = t a η Θ！ · x · · · · 、丄 4)
次に、 第 1の面 4 1と第 2の Γίίί4 2との間隔を aとして、 光線 1 と第 1の面 4 1とが交差する、 すなわち第 3の回折格子 4 7に入射する位置は、 以下の式 1 5に示すように表すことができる。
X = a , y = a · t a η θ x · · · . ( 1 5 )
したがって、 第 3の回折格子 4 7で一 1次光として回折された戻り光を光線 1 2とすると、 この光線 1 2の光路は、 以下の式 1 6で表すことができる。
y = t a n 62 ' x + a ( t a n 01— t a n 02) . · . . ( 1 6 ) 次に、 光線 1 2と X軸とが交差する点を Bとして、 B点の位置は、 以下の式 1 7に示すように表すことができる。 .
= a ( 1— t a n ^Z t a n e J ， y = 0 · · · · ( 1 7)
式 1 7より、 X軸上の位置 Xが第 2の回折格子 4 6の回折角 θ ,に依存して いることがわかる。 回折角 0 が式 8より波長； Lの関数であるので、 上述した例 の場合は、 えが変化すれば回折角 θ が変化して B点の座標が変わることとなり、 出射光の波長変動により受発光一体型素子 3 1の受光領域でのビームスポットの 位置が変わることとなる。
したがって、 受発光一体型素子 3 1の受光領域でのビームスポッ トの位置が波 長変動にかかわらず一定であるために、 式 1 7の Xを表す式の右辺第 2項を、 式 1 7乃至式 2 0を用いてえで表すと、 以下の式 1 8に示すように表すことができ る。
d2< とすると、
t a η Θノ t a n θ 2
= ( s i n e i/c o s fl j / ( s i n Θ 2/ c o s Θ 2)
=一 ( (d^d,2 ( d 2- d J 2- λ 2) / (n 2 d !2- λ 2) ) 1/2 • · · · ( 1 8 ) ここで、 式 1 8は、 例えば、 以下の式 1 9に示すような条件を代入して整理す ると以下の式 2 0に示すように表すことができる。
( n + 1 ) d 2 = n d : . . . . ( 1 9)
t a n ^/ t a n -— 1 . · · · ( 20)
式 1 9及び式 2 0より、 第 3の回折格子 4 7の B点の X座標は λによらず一定 となることがわかる。
すなわち、 例えば、 第 2の回折格子 4 6の格子定数 と第 3の回折格子 4 7 の格子定数 d2とが式 1 9を満たすように複合光学素子 3 2を設計することで、 波長変動により受発光一体型素子 3 1の受光領域でのビームスポットの位置を一 定にすることができる。
このように複合光学素子 3 2は、 例えば、 第 2の回折格子 4 6の格子定数 d と第 3の回折格子 4 7の格子定数 d 2とを定めることで、 受発光一体型素子 3 1 から出射される出射光の波長変動により、 光ディスク 2からの戻り光が第 2の回 折格子 46で + 1次光として回折されて出射光と分離される際に、 この分離され た戻り光の光路が変動しても、 この戻り光を第 3の回折格子 4 7で一 1次光とし て回折させることにより、 光ディスク 2からの戻り光を常に受発光一体型素子 3 1の受光領域の所定の位置に適切に導くことができるようにされている。
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を通過した出射光の 光軸上に位置して配設されている。
2波長対物レンズ 3 4は、 受発光一体型素子 3 1から出射された互いに異なる 波長のレーザ光に対応する集光レンズであり、 少なく とも 1つの凸レンズにより 構成され、 受発光一体型素子 3 1から出射され開口絞り 3 3で絞られた出射光を 光ディスク 2に集光するように配設されている。
受発光一体型素子 3 1は、 図 9に示すように、 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。 受発光一体型素子 3 1は、 複合光学素子 3 2の第 3の回折格 子 4 7によって光路変動が捕正された戻り光が入射される位置に対応するように 配設されている。 受発光一体型素子 3 1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。
受発光一体型素子 3 1のメインビーム用フォ トディテクタ 5 1は、 図 9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 1 ; b l ( c を有している。 これら各受光領域 a b c には、 第 3の 回折格子 4 7によって光路変動が捕正された戻り光が入射される。
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、 2波長対物レン ズ 3 4を保持するレンズホルダと、 このレンズホルダを 2波長対物レンズ 3 4の 光軸に平行なフォーカシング方向及び 2波長対物レンズ 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、 受発光一体型素子 3 1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一信号及びサイ 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、 2波長対物レンズ 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 イスク 2の記録面 2 aの記録トラックに出射光を合焦させる。
なお、 複合光学素子 3 2は、 第 1の回折格子 4 5、 第 2の回折格子 4 6及び第 3の回折格子 4 7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としてもよい。 ホログラム素子を用いる場合 には、 表面レリーフ型ホログラムが好ましく、 ブレーズ化ホログラムとすること で回折効率を向上させるようにしてもよい。
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からの戻り光によ つて光ピックアップ 3が検出したフォー力シングエラー信号及びトラッキングェ 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のニ軸ァクチユエ一 タに制御信号が出力されて、 2波長対物レンズ 3 4が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れることにより、 出射光が 2波長対物レン 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 イスク装置 1は、 光ピックアップ 3によつ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 について、 光ピックアップ 3内の出射光及び戻り光 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 5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、 受発光一体型素子 3 1から出射された出射光が、 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ビ一ムにそれ ぞれ分割される。 3 ビームに分割された出射光は、 複合光学素子 3 2の第 2の回 折格子 4 6を透過し、 2波長対物レンズ 3 4により光ディスク 2の記録面 2 aに それぞれ粜光される。
光ディスク 2の記録面 2 aからの戻り光は、 複合光学素子 3 2の第 2の回折格 -7- 4 6により回折され、 0次光及び ± 1次光に分割され、 この + 1次光が戻り光 として出射光と分離されて第 3の回折格子 4 7に入射される。 第 3の回折格子 4 7に入射された戻り光は、 第 3の回折格子 4 7により回折され、 さらに 0次光及 び土 1次光に分割され、 この一 1次光が戻り光として受発光一体型素子 3 1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 l t C l， にそれぞれ 入射する。
ここで、 複合光学素子 3 2内では、 第 2の回折格子 4 6で発生する戻り光の光 路変動は第 3の回折格子 4 7により補正されることとなり、 戻り光が受発光一体 型素子 3 1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 , , d に適切に入射する。
ここで、 光ディスク 2の記録面 2 aに対して 2波長対物レンズ 3 4が最適な位 置とされて、 光ディスク 2の記録面 2 aに対して合焦された、 いわゆるジャスト 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 5 1の各受光領域 a l t b c 1 ; d ,に入射した戻り光によるビームスポットの形状は、 図 1 0 Β に示すように円形となる。
図 1 0 Βに示すような円形のビームスポットである場合、 メインビーム用フォ トディテクタ 5 1は、 それぞれ対向する各受光領域 a C lと各受光領域 d ,の各受光量が等しくなる。
対物レンズ 3 2が光ディスク 2の記録面 2 aに近づき過ぎた場合、 ジャス トフ オーカスの状態から外れて、 第 2の回折格子 4 6で分離された戻り光が複合光学 素子 3 2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 オトディテクタ 5 1の各受光領城 a b t , cい d ,に入射した戻り光によるビ 一ムスポッ トの形状は、 図 1 0 Aに示すように長軸が受光領域 a t及び受光領域 c iに跨った楕円形状になる。
さらに、 2波長対物レンズ 3 4が光ディスク 2の記録面 2 a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、 第 2の回折格子 4 6で分離され た戻り光が複合光学素子 3 2を通過することによつ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 5 1の各受光領域 a b c 1 ; に入射し た戻り光によるビームスポットの形状は、 図 1 0 Cに示すように長軸が受光領域 b i及び受光領域 d iに跨った楕円形状になり、 上述した図 1 0 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。
このため、 図 1 O A及び図 1 0 Bに示すような楕円形状のビームスポットであ る場合、 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 b 1 ; 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。 したがって、 メインビーム用フォトディテクタ 5 1において各受光領域 a 1 } b c t > d 1がそれぞれ検出する各出力を S a S b S cい S d i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 2 1で計算することができる。
F E = ( S a ^ S c J ― ( S b：+ S d J · · · · ( 2 1 )
すなわち、 メインビーム用フォ トディテクタ 5 1では、 光ディスク 2の記録面 2 aに対して 2波長対物レンズ 3 4が合焦位置に位置された場合、 式 2 1によつ 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。 メインビーム用フォ ト ディテクタ 5 1では、 光ディスク 2の記録面 2 aに対して 2波長対物レンズ 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、 また光デイス ク 2の記録面 2 aに対して 2波長対物レンズ 3 4が遠ざかり過ぎた場合、 フォー カシングェラ一信号 F Eが負となる。
上述のように受発光一体型素子 3 1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 1 ; b C l , d iにそれぞれ入射された各ビームスポッ トの出力に より、 フォ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。
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 で土 1次光に分割されたサイ ドビームが、 光ディスク 2で反射されて戻り光とさ れ、 第 2の回折格子 4 6で + t次光として出射光と分離され、 第 3の回折格子 4 7で光路変動を捕正されて入射され各受光領域の各受光量を検出し、 これら士 1 次光の各出力の差分を演算することによってトラッキングエラー信号 T Eを得る c なお、 光ピックアップ 3は、 例えば、 図 1 1に示すように、 光ディスク 2から 情報を再生する光学系 6 0と、 この光学系 6 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すると してもよい。 以下で、 光学 系 6 0を有する光ピックアップ 3について説明するが、 光学系 3 0を有する光ピ ックアップ 3と略同等の構成については同じ符号を付して説明を省略する。
光ピックアップ 3が有する光学系 6 0は、 光路順に、 互いに異なる波長のレー ザ光を選択的に光ディスク 2に出射する 2波長光源 6 1 と、 この 2波長光源 6 1 から出射された出射光を分割し、 光ディスク 2からの戻り光を出射光と分離する とともに、 出射光と分離された戻り光をさらに分割する複合光学素子 6 2と、 2 波長光源 6 1から出射され複合光学素子 6 2を透過した出射光を所定の開口数 N Aに絞る開口絞り 3 3 と、 この開口絞り 3 3により絞られた出射光を光ディスク 2の記録面 2 aに集光させる 2波長対物レンズ 3 4と、 光ディスク 2からの戻り 光を受光する受光部 6 3とを有している。 また、 光学系 6 0は、 2波長光源 6 1 と複合光学素子 6 2との間に出射光における有効光束以外の不要な光束を遮光す る第 1の遮光板 6 4と、 複合光学素子 6 2と受光部 6 3 との間に戻り光における 有効光束以外の不要な光束を遮光する第 2の遮光板 6 5とを有している。
2波長光源 6 1は、 波長が例えば 7 8 0 n m程度のレーザ光と波長が例えば 6 5 0 n m程度のレーザ光を選択的に発光点 6 1 a又は発光点 6 1 bから出射する 半導体レーザを備えている。 ここで、 2波長光源 6 1は、 光ディスク 2が C Dフ ォーマツ トとされた光ディスクである場合に、 ドライブコントローラ 1 1からの 制御信号に基づき波長が略 7 8 0 n mのレーザ光を出射し、 光ディスク 2が D V Dフォーマツトとされた光ディスクである場合に、 ドライブコントローラ 1 1か らの制御信号に基づき波長が略 6 5 0 n mのレ一ザ光を出射するように切り換え 可能とされている。
複合光学素子 6 2は、 図 1 1及び図 1 2に示すように、 例えば樹脂材料を射出 成型することでプロック状に形成されており、 2波長光源 6 1に臨まされるとと もにこの 2波長光源 6 1の発光点 6 1 a又は発光点 6 1 bから出射される出射光 の光軸に直交する第 1の面 8 1と、 この第 1の面 8 1と平行に対向する第 2の面 8 2と、 第 2の面 8 2に対して所定の角度だけ傾斜して対向する第 3の面 8 3と、 第 1の面 8 1及び第 2の面 8 2に対して垂直且つ第 3の面 8 3に対して所定の角 度だけ傾斜して対向する第 4の面 8 4とを有している。
第 1の面 8 1には、 2波長光源 6 1の発光点 6 1 a又は発光点 6 1 bから出射 された出射光を、 0次光及び土 1次光からなる 3 ビームに分割する第 1の回折格 子 7 5が設けられている。 光学系 6 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、 第 1の回折格子 7 5により分割された士 1次光を受光部 6 3で受光し ± 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 8 2には、 光ディスク 2からの各戻り光のうち第 1の回折格子 7 5で 分割された 0次光及び土 1次光を回折させて、 それぞれをさらに 0次光及び土 1 次光に分割して、 例えば、 この + 1次光を戻り光として出射光の光路と分離する 第 2の回折格子 7 6が設けられている。
第 3の面 8 3には、 第 2の回折格子 7 6によって分離された戻り光の光路上に 位置して、 この戻り光を反射及び回折させて、 さらに 0次光及び ± 1次光に分割 して、 例えばこの一 1次光を戻り光として第 2の回折格子 7 6で発生する光路変 動を補正する第 3の回折格子 7 7が設けられている。
この第 3の回折格子 7 7は、 入射された戻り光が全反射するように第 3の面 8 3に所定の反射膜が設けられており、 いわゆる反射型の回折格子として機能する。 第 4の面 8 4には、 第 3の回折格子 7 7によって光路変動が捕正された戻り光 の光路上に位置して、 この戻り光を 4分割する分割プリズム 7 8が設けられてい る。
この分割プリズム 7 8は、 図 1 3及び図 1 4に示すように、 略正四角錐をなす 形状に形成されており、 第 3の回折格子 7 7によって反射及び回折された一 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。
また、 分割プリズム 7 8は、 複合光学^子 6 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 7 8は、 第 1の回折格 子 7 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 7 6で回折され、 第 3の回折格子 7 7で反射及び回折されて、 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 7 8は、 正四角錐の底面が、 第 3の回折格子 7 7で反 射及び回折された一 1次光の光軸に対して直交するように配設されている。
また、 複合光学素子 6 2は、 第 2の回折格子 7 6で分離された戻り光が通過す ることによって、 分割プリズム 7 8に入射される戻り光に非点収差を所定量だけ 付与する。 複合光学素子 6 2は、 2波長光源 6 1から選択的に出射された出射光 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。
複合光学素子 6 2は、 上述したように樹脂材料を射出成型することにより形成 される。 また、 その他の形成方法としては、 エツチング加ェにより上述の第 1の 回折格子 7 5、 第 2の回折格子 7 6、 第 3の回折格子 7 7及び分割プリズム 7 8 を形成してもよいし、 機械加工により形成してもかまわない。 なお、 複合光学素 子 6 2を形成する材科としては、 樹脂材料に限定されるものではなく、 硝材等の 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。
ここで、 複合光学素子 3 2で説明した場合と同様に、 例えば、 第 2の回折格子 7 6及び第 3の回折格子 7 7の格子定数や第 3の面 8 3と第 2の面 8 2とがなす 角度などを計算して複合光学素子 6 2を設計することで、 波長変動による戻り光 の光路変動を捕正し分割プリズム 7 8の頂角にこの戻り光を正確に導く ことがで きる。
このように設計された複合光学素子 6 2は、 2波長光源 6 1から選択的に出射 される出射光の波長変動により、 光ディスク 2からの戻り光が第 2の回折格子 7 6で + 1次光として回折されて出射光と分離される際に、 この分離された戻り光 の光路が変動しても、 この戻り光を第 3の回折格子 7 7で一 1次光として反射及 び回折させることにより、 光ディスク 2からの戻り光を常に分割プリズム 7 8の 頂角に導き、 分割プリズム 7 8で分割された各戻り光を受光部 6 3の受光領域の 所定の位 i:に正確に導くことができるようにされている。
開口絞り 3 3は、 複合光学素子 6 2の第 2の回折格子 7 6を通過した出射光の 光軸上に位置して配設されている。
2波長対物レンズ 3 4は、 少なく とも 1つの凸レンズにより構成され、 2波長 光源 6 1から出射された互いに異なる波長の出射光を集光する集光レンズであり、 開口絞り 3 3で絞られた出射光を光ディスク 2に集光するように配設されている。 受光部 6 3は、 図 1 2に示すように、 第 1の回折格子 7 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 9 1 と、 第 1の回折格子 7 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 9 2 , 9 3とを有 している。 受光部 6 3は、 複合光学素子 6 2の分割プリズム 7 8によって分割さ れた各戻り光に対応する位置に配設されている。 受光部 6 3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 9 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 9 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 9 2 , 9 3がそれぞれ配設されている。 また、 受光部 6 3のメインビーム用フォトディテクタ 9 1は、 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 2， b 2， c 2， d 2を有してい る。 これら各受光領域 a 2 , b 2 , c 2 > d 2には、 分割プリズム 7 8によって 4分 割された各戻り光がそれぞれ照射される。
第 1の遮光板 6 4は、 2波長光源 6 1と複合光学素子 6 2との間に出射光の有 効光束に対応する略円形状の開口部が設けられており、 有効光束以外の不要な光 束を開口制限することで遮光するようにされており、 複合光学素子 6 2内に迷光 が入り込まないようにすることができる。
第 2の遮光板 6 5は、 複合光学素子 6 2と受光部 6 3との間に戻り光の有効光 束に対応する略円形状の開口部が設けられており、 有効光束以外の不要な光束を 開口制限することで遮光するようにされており、 複合光学素子 6 2内の分割プリ ズム 7 8を透過しない迷光が受光部 6 3に入り込まないようにすることができる c なお、 第 1の遮光板 6 4及び第 2の遮光板 6 5は、 開口部の形状が略円形に限 定されるものではなく、 略楕円形状や略多角形状等の他の形状とされていてもよ レ、。
また、 第 1の遮光板 6 4及び第 2の遮光板 6 5は、 図 1 4及び図 1 5中におい て、 第 1の回折格子 7 5により分割された 0次光、 すなわちメインビームに対応 する開口部のみが設けられた形状を示しているが、 ± 1次光、 すなわちサイ ドビ ームに対応する開口部を設けるか、 開口部の形状を変形させる必要がある。
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、 2波長対物レン ズ 3 4を保持するレンズホルダと、 このレンズホルダを 2波長対物レンズ 3 4の 光軸に平行なフォーカシング方向及び 2波長対物レンズ 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 6 3のメインビーム用フォトディテクタ 9 1が検出 するフォーカシングェラ一信号及びサイ ドビーム用フォトディテクタ 9 2， 9 3 が検出するトラッキングエラー信号に基づいて、 2波長対物レンズ 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の記録トラックに出射光を合焦させる。
上述した複合光学素子 6 2は、 分割プリズム 7 8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 6 3のメインビーム用フォ トディテクタ 9 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。 複合光学素子 6 2は、 分割プリズム 7 8が、 第 4の面 8 4に対して内方 側に設けられたが、 第 4の面 8 4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 6 2は、 分割プリズム 7 8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 6 3のメイ ンビーム用フォトディテクタ 9 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 6 2は、 第 1の回折格子 7 5、 第 2の回折格子 7 6、 及び 第 3の回折格子 7 7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、 ホログラム素 子を用いる場合には、 表面レリーフ型ホログラムが好ましく、 また、 ブレーズ化 ホログラムとすることで回折効率を向上させるようにしてもよい。
複合光学素子 6 2は、 分割プリズム 7 8の代わりに、 図 1 6に示すように、 4 つの領域に分割されたグレーティング 7 9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 7 9は、 分割プリズム 7 8 と同等の効果が得 られるように、 分割領域 yい y 2, y 3 I y 4が設けられ、 各分割領域 y 1 ; y 2， y y Jこ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 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 7 9は、 入射した光ディ スク 2からの戻り光を、 各分割領域 yい y„ 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 6 3のメインビーム用フ オ トディテクタ 9 1に導く。 グレーティング 7 9は、 ホログラム素子と して所定 のホログラムパターンをェツチング処理等によって形成される。 また、 ホログラ ム素子を用いる場合には、 表面レリーフ型ホログラムが好ましく、 また、 プレー ズ化ホログラムとすることで回折効率を向上させるようにしてもよい。
さらに、 複合光学素子 6 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。
さらにまた、 複合光学素子 6 2は、 分割プリズム 7 8に入射する光ディスク 2 からの戻り光の入射角が分割プリズム 7 8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 7 8の各面の傾角を 4 5 ° 以下とすることで、 入 射する戻り光が全反射条件に入らないように、 屈折角を大きくすることができる ので、 分割された各戻り光のビームスポッ ト間隔を離すことができ、 メインビー ム用フォ トディテクタ 9 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 9 1 とサイ ドビーム用フォ トディテクタ 9 2， 9 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。
以上のような光学系 6 0を有する光ピックアップ 3を備える光ディスク装置 1 は、 光ディスク 2からの戻り光によって光ピックアップ 3が検出したフォーカシ ングエラー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 ピックァップ 3のニ軸ァクチユエータに制御信号が出力されて、 2波長対物レン ズ 3 4が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れるこ とにより、 出射光が 2波長対物レンズ 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。 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、 インタフェース 1 4から再生信号として出力される。
ここで、 上述した光学系 6 0を有する光ピックアップ 3を備える光ディスク装 置 1について、 光ピックアップ 3内の出射光及び戻り光の光路を、 図面を参照し て説明する。
光ディスク装置 1が、 図 1 1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、 2波長光源 6 1から出射された出射光は、 第 1の遮光板 6 4 に不要光を遮光されて有効光束のみ複合光学素子 6 2に入射し、 複合光学素子 6 2の第 1の回折格子 7 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出射光は、 複合光学素子 6 2の第 2の回折 格子 7 6を透過されて、 2波長対物レンズ 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からの戻り光は、 複合光学素子 6 2の第 2の回折格 子 7 6により回折し、 第 3の面 8 3に向かう光路に導かれて、 + 1次光が第 3の 回折格子 7 7に入射される。 第 3の回折格子 7 7に入射された第 2の回折格子 7 6からの + 1次光は、 第 3の回折格子 7 7により反射及び回折し、 _ 1次光が分 割プリズム 7 8の頂角に入射される。 分割プリズム 7 8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本の戻り光に 4分割されて、 第 2の遮光板 6 5 により不要光が遮光されて有効光束のみ受光部 6 3のメインビーム用フォ トディ テクタ 9 1の各受光領域 a 2, b 2 , c 2 , d 2にそれぞれ照射される。
第 3の回折格子 7 7で回折された回折光が分割プリズム 7 8の頂角に入射され るとき、 図 1 7 Bに示すように、 光ディスク 2の記録面 2 aに対して 2波長対物 レンズ 3 4が合焦位置に位匱されている場合、 分割プリズム 7 8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 7 8の頂角に入射されるとき、 図 1 7 Aに示すよ うに、 光ディスク 2の記録面 2 aに対して 2波長対物レンズ 3 4が近づき過ぎた 場合、 2波長対物レンズ 3 4が合焦位置から外れるため、 回折光が複合光学素子 6 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 7 8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。
回折光が分割プリズム 7 8の頂角に入射されるとき、 図 1 7 Cに示すように、 光ディスク 2の記録面 2 aに対して 2波長対物レンズ 3 4が遠ざかり過ぎた場合、 2波長対物レンズ 3 4が合焦位置から外れるため、 回折光が複合光学素子 6 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 7 8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、 2波長対物レンズ 3 4が合焦位置から外れた状態で、 分割プリズ ム 7 8の頂角に回折光が入射するとき、 分割プリズム 7 8の互いに対向する二組 の周面 X l， 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 7 A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 7 8には、 回折光の大部分が一組の対向する各周面 X t , x 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 Jこ入射する。 また、 図 1 7 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 7 8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い x 3に入射する。
第 1の回折格子 Ί 5で分割された 0次光のうち光ディスク 2からの戻り光は、 第 2の回折格子 7 7で回折され— 1次光とされて、 この— 1次光が分割プリズム 7 8の各周面 X l , X 2 , X 3 ) 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本の戻り光に分割されて、 受光部 6 3のメインビー ム用フォ トディテクタ 9 1の各受光領域 a 2, b 2 , c 2, d 2にそれぞれ入射する。 このため、 図 1 8 A及び図 1 8 Cに示すように、 メインビーム用フォ トディテ クタ 9 1の互いに対向する二組の各受光領域 a 2， c 2と各受光領域 b 2, d 2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 7 Aに示すような楕円形の回折光が分割プリズム 7 8に入射し た場合、 メインビーム用フォ トディテクタ 9 1は、 図 1 8 Aに示すように、 対向 する各受光領域 a 2 , c 2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 b ， d 2が受光する受光量が少なくなる。 図 1 7 Cに示すような楕円形の回 折光が分割プリズム 7 8に入射した場合、 メインビーム用フォ トディテクタ 9 1 は、 図 1 8 Cに示すように、 対向する各受光領城 b 2, d 2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 a 2, c 2が受光する受光量が少なくなる。 図 1 7 Bに示すような円形の回折光が分割プリズム 7 8の頂角に入射した場合、 メィンビーム用フォ トディテクタ 9 1は、 図 1 8 Bに示すように、 対向する各受 光領域 a 2, c 2と各受光領域 b 2， d 2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 9 1は、 各受光領域 a 2, b 2 , c 2 , d がそれぞれ検出する各出力を S a 2， S b S c 2 ) S d 2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 2で計算することができる。
F E = ( S a S c 2) 一 ( S b 2 + S d J · . . . ( 2 2 )
すなわち、 メインビーム用フォ トディテクタ 9 1は、 光ディスク 2の記録面 2 aに対して 2波長対物レンズ 3 4が合焦位置に位置された場合、 式 2 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。 メインビーム用フォ トデ ィテクタ 9 1は、 光ディスク 2の記録面 2 aに対して 2波長対物レンズ 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 2波長対物レンズ 3 4が遠ざかり過ぎた場合、 フォーカシ ングエラ一信号 F Eが負となる。
上述のように受光部 6 3のメインビーム用フォ トディテクタ 9 1は、 各受光領 域 a 2 , b 2, c 2 ) d 2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 9 2 , 9 3は、 第 1の回折格 子 7 5で分割された土 1次光のうち光ディスク 2からの戻り光の各受光量を検出 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ッキングエラー 信号 T Eを得る。
以上のように光ディスク装置 1は、 光学系 3 0又は光学系 6 0を有する光ピッ クアップ 3により得られたフォーカシングエラ一信号 F E及びトラッキングエラ 一信号 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 2波長対物 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に出射光を合焦させて、 光ディスク 2 から情報を再生する。
上述したように、 本発明に係る光ディスク装置 1は、 光学系 3 0を有する光ピ ックアップ 3が、 光ディスク 2からの戻り光を回折する第 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 + 1次光を戻り光と して、 この戻り光 をさらに回折する第 3の回折格子 4 7とが設けられた複合光学素子 3 2を有する ことにより、 周囲の温度変化により受発光一体型素子 3 1から選択的に出射され る出射光の発振波長が変動しても適切な位置に導く ことができる。
このため、 光ディスク装置 1は、 従来の複合光学素子のように部品点数の増加 もなく簡単な構造の光ピックアップを用いることで、 得られるフォーカシングェ ラー信号 F Eの信頼性を向上することができる。
また、 光ディスク装置 1は、 光学系 6 0を有する光ピックアップ 3が、 光ディ スク 2からの戻り光を回折する第 2の回折格子 7 6 と、 この第 2の回折格子 7 6 により回折された + 1次光を戻り光と して、 この戻り光をさらに回折する第 3の 回折格子 7 7と、 この第 3の回折格子 7 7により回折された一 1次光を戻り光と してこの戻り光を 4分割する分割プリズム 7 8 とが設けられた複合光学素子 6 2 を有することにより、 周囲の温度変化により 2波長光源 6 1から選択的に出射さ れる出射光の発振波長が変動しても適切な位置に導く ことができる。
このため、 光ディスク装置 1は、 従来の複合光学素子のように部品点数の増加 もなく簡単な構造の光ピックアップを用いることで、 得られるフォーカシングェ ラー信号 F Eの信頼性を向上することができる。
光ディスク装置 1は、 光学系 3 0を有する光ピックアップ 3において、 複合光 学素子 3 2のみで、 出射光と戻り光とを分離し、 受発光一体型素子 3 1から出射 される出射光の波長変動により発生する光路変動を捕正する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、 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。
光ディスク装置 1は、 光学系 6 0を有する光ピックアップ 3において、 複合光 学素子 6 2のみで、 出射光と戻り光とを分離し、 2波長光源 6 1から出射される 出射光の波長変動により発生する光路変動を捕正する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 6 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、 光ディスク装匱 1は、 光ピックアップ 3内の光学系 6 0が複合光 学素子 6 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。
光ディスク装置 1は、 光学系 3 0を有する光ピックアップ 3を用いる場合、 光 源と受光素子とが一体化された受発光一体型素子 3 1を用いた光学ュニッ トとさ れているので、 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。
光ディスク装置 1は、 光学系 6 0を有する光ピックアップ 3が、 光ディスク 2 からの戻り光を分割する分割プリズム 7 8を有する複合光学素子 6 2を有するこ とにより、 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光が分割されるため、 分割プリズム 7 8で分 割された 4本の各戻り光を受光するよ うにメインビーム用フォ トディテクタ 9 1 の各受光領域 a 2, b 2, c 2, d 2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、 光ディスク装置 1は、 光ピックアップ 3におけるメインビーム用フ オ トディテクタ 9 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 9 1の位置調整を容易に行うことが可能 とされて、 得られるフォ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 さる。 光ディスク装置 1は、 光学系 6 0を有する光ピックアップ 3が、 2波長光源 6 1から出射された出射光の有効光束のみを複合光学素子 6 2に導く第 1の遮光板 6 4を有することにより、 複合光学素子 6 2内に入射する不要光を遮光し、 複合 光学素子 6 2内における迷光の乱反射を低減させることができる。 この光ディス ク装置 1は、 光学系 6 0を有する光ピック了ップ 3が、 複合光学素子 6 2を透過 する戻り光の 効光束のみを受光部 6 3に導く第 2の遮光板 6 5を有することに より、 受光部 6 3に入射する不要光を遮光し、 受光部 6 3における光検出レベル の信頼性を向上させることができる。
なお、 本発明に係る光ディスク装置 1は、 光学系 6 0のように第 1の遮光板 6 4及び第 2の遮光板 6 5を有する光ピックアップ 3の例に限定されず、 例えば、 複合光学素子 6 2の表面に光を吸収する塗料を塗布したり、 複合光学素子 6 2の 表面に光を透過しない膜を蒸着したり、 若しくは、 複合光学素子 6 2の表面を粗 面化することで、 不要光を遮光するようにしてもよい。
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 —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が、 フーコー法等の 他の検出方法が用いられてもよい。
光ディスク装置 1は、 上述した複合光学素子 3 2及び複合光学素子 6 2のよう に 1つの素子を構成することが難しい場合、 各光学素子を個別に上述と同じよう な配置とする光学系とすることで同様の機能を得ることができることは言うまで もない。
そこで、 以下では、 複合光学素子 3 2及び複合光学素子 6 2のように 1つの素 子により構成せずに各光学素子を上述と同じような配置とする光学系を備える光 ピックアップ 3の構成例について説明する。 なお、 上述の複合光学素子 3 2又は 複合光学素子 6 2を備えた光ピックアップ 3では、 光路変動を捕正する光学系を 備えていたが、 以下での例では、 互いに異なる波長のレーザ光の発光点 6 1 a及 び 6 1 bの位置が離れて場合に、 互いに異なる波長のレーザ光における互いの光 路の差が大きくなるので、 互いに異なる波長のレーザ光の発光点ずれによる光路 変動を捕正する光学系を有する例を説明する。
まず、 第 1の例として、 光ピックアップ 3は、 例えば、 図 1 9に示すように、 光ディスク 2から情報を再生する光学系 1 0 0と、 この光学系 1 0 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する。 以下 で、 光学系 1 0 0を有する光ピックアップ 3について説明するが、 光学系 3 0又 は 6 0を有する光ピックアップ 3 と共通の構成については共通の符号を付して詳 細な説明は省略する。
光ピックアップ 3が有する光学系 1 0 0は、 図 1 9に示すように、 光路順に、 互いに異なる波長のレーザ光を選択的に出射する 2波長光源 1 0 1 と、 この 2波 長光源 1 0 1から選択的に出射された出射光を 3分割する回折格子 1 0 2と、 こ の回折格子 1 0 2により 3分割された出射光を反射させるとともに光デイスク 2 からの戻り光を透過させるビームスプリ ッタ 1 0 3と、 このビームスプリ ッタ 1 0 3で反射された出射光を所定の開口数 N Aに絞る開口絞り 1 0 4と、 この開口 絞り 1 0 4により絞られた出射光を光ディスク 2の記録面 2 aに集光させる 2波 長対物レンズ 1 0 5 と、 ビ一ムスプリ ッタ 1 0 3を透過した光ディスク 2からの 戻り光の発光点ずれによる光路変動を補正する光路合成回折素子 1 0 6 と、 この 光路合成回折素子 1 0 6により光路変動が捕正された戻り光を 4分割する分割プ リズム 1 0 7と、 この分割プリズム 1 0 7で分離された戻り光を受光する受光部 1 0 8 とを有している。
2波長光源 1 0 1は、 図 2 0に示すように、 例えば、 波長が 7 8 0 n m程度の レーザ光と波長が 6 5 0 n m程度のレーザ光とを発光点 1 O l a と発光点 1 0 1 b とからそれぞれ出射する半導体レーザを有している。 2波長光源 1 0 1は、 ド ライプコントローラ 1 1からの制御信号に基づき光ディスク 2のフォーマツ トに 対応して発光点を切り換えて、 出射光の波長を切り換える。 2波長光源 1 0 1は、 短い波長のレーザ光を出射する発光点 1 0 1 bが光軸中心となるように配設され ている。
回折格子 1 0 2は、 2波長光源 1 0 1から選択的に出射された出射光を 0次光 及び ± 1次光となるように 3分割する回折素子であり、 出射光の分散方向は、 光 ディスク 2の記録トラック方向に対応するようにされている。 光学系 1 0 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 D P P (D ifferential Pus h-Pull) 法が適用されており、 回折格子 1 0 2により分割された ± 1次光を受光 部 1 0 8で受光してトラッキングサーボを行うように構成されている。
ビームスプリ ッタ 1 0 3は、 第 1の面 1 0 3 a と第 2の面 1 0 3 b と力 らなる 透光性を有する平行平板部材であり、 2波長光源 1 0 1から出射された出射光に 対して第 1の面 1 0 3 a と第 2の面 1 0 3 b とが所定の角度を有するように配置 され、 2波長光源 1 0 1から出射されたレーザ光を第 1の面 1 0 3 aで反射して 光ディスク 2側に導く とともに、 光ディスク 2で反射された戾り光を第 1の面 1 0 3 a及び第 2の面 1 0 3 bを透過させて分割プリズム 1 0 7に導く ようになつ ている。
ビームスプリ ッタ 1 0 3は、 光ディスク 2からの戻り光が通過することによつ て、 分割プリズム 1 0 7に入射される戻り光に非点収差を所定量だけ付与する。 ビームスプリ ッタ 1 0 3は、 2波長光源 1 0 1から出射された選択的に出射光の 光軸方向の位匮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、 ビームスプリ ッタ 1 0 3の第 1の面 1 0 3 aには、 2波長光源 1 0 1 から選択的に出射された出射光を反射し、 光ディスク 2からの戻り光を透過させ るハーフミラー面が設けられている。
開口絞り 1 0 4は、 所定の開口数となるようにレーザ光を絞るために、 ビーム スプリ ッタ 1 0 3の第 1の面 1 0 3 aで反射した出射光の光軸上に位置して配設 されている。
2波長対物レンズ 1 0 5は、 2波長光源 1 0 1から出射された互いに異なる波 長のレーザ光に対応する集光レンズであり、 少なく とも 1つの凸レンズにより構 成され、 2波長光源 1 0 1から出射され開口絞り 1 0 4で絞られた出射光を光デ イスク 2に集光するように配設されている。
光路合成回折素子 1 0 6は、 2波長光源 1 0 1の発光点ずれによる光路変動を 捕正する回折素子である。 ここで、 光ディスク 2が C Dに対応するフォーマッ ト である場合に 2波長光源 1 0 1 の発光点 1 0 1 aから波長が略 7 8 0 n mのレー ザ光が出射されるが、 発光点 1 0 1 aが光軸中心から外れているため、 光デイス ク 2からの戻り光の集光位置のずれを発生させ、 光ディスク 2からの戻り光が分 割プリズム 1 0 7の頂角に適切に入射しなくなってしまう。 光路合成回折素子 1 0 6は、 波長が略 6 5 0 n mのレーザ光の光路に対する波長が略 7 8 0 n mのレ 一ザ光の光路のずれを捕正することで光路を合成するようになっている。 ここで, 光路合成回折素子 1 0 6における、 光路変動を捕正する原理については、 上述の 発振波長の変動による光路変動を補正する場合と同様の原理を用いることができ るので説明を省略する。
光路合成回折素子 1 0 6は、 略平板形状の光透過部材上にホ口グラム素子とし て所定のホログラムパターンをエツ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、 ホログラム素子を用いる場合には、 表面レリーフ型ホログラムが 好ましく、 また、 ブレーズ化ホログラムとすることで回折効率を向上させるよう にしてもよい。
分割プリズム 1 0 7は、 図 2 1及び図 2 2に示すように、 略正四角錐をなす形 状に形成されており、 ビームスプリッタ 1 0 3を通過した戻り光の焦点又は焦点 近傍で、 戻り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 1 0 7は、 ビームスプリッタ 1 0 3を透過した戻り光の光路上 に位置して、 この戻り光を 4分割する。
分割プリズム 1 0 7は、 回折格子 1 0 2で分割された 3ビームにおける 0次光 力 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 1 0 7は、 正 四角錐の底面が、 回折格子 1 0 2で分割された 3ビームにおける 0次光の光軸に 対して直交するように配設されている。
分割プリズム 1 0 7は、 樹脂材料を射出成型することにより形成される。 なお、 分割プリズム 1 0 7を形成する材科としては、 樹脂材料に限定されるものではな く、 硝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。
受光部 1 0 8は、 図 2 3に示すように、 回折格子 1 0 2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 1 1 1 と、 回折格子 1 0 2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 1 1 2 , 1 1 3とを有 している。 受光部 1 0 8は、 分割プリズム 1 0 7によって分割された各戻り光に 対応する位置に配設されている。 受光部 1 0 8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 1 1 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 1 1 1を間に挟み込んで両側に位置して一組の略方形状の サイ ドビーム用フォ トディテクタ 1 1 2 , 1 .1 3がそれぞれ配設されている。 受光部 1 0 8のメインビーム用フォ トディテクタ 1 1 1は、 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 3， b c 3 , d 3を有している。 これら各受光領域 a 3 , b c d 3には、 分割プリズム 1 0 7によって 4分割 された各戻り光がそれぞれ照射される。
受光部 1 0 8のサイ ドビーム用フォ トディテクタ 1 1 2 , 1 1 3は、 それぞれ 分割線によって 2等分割された受光領域 e 3, ί 3 , 受光領域 g 3, h 3を有してい る。 これら各受光領城 e 3， f 3には、 回折格子 1 0 2で分割された ± 1次光に対 応する光ディスク 2からの戻り光の一方が照射され、 これら各受光領域 g 3 , h には、 回折格子 1 0 2で分割された土 1次光に対応する光ディスク 2からの戻り 光の他方が照射される。
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、 2波長対物レン ズ 1 0 5を保持するレンズホルダと、 このレンズホルダを 2波長対物レンズ 1 0 5の光軸に平行なフォーカシング方向及び 2波長対物レンズ 1 0 5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 1 0 8のメインビーム用フォ トディテクタ 1 1 1が 検出するフォーカシングエラー信号及びサイ ドビーム用フォトディテクタ 1 1 2， 1 1 3が検出する トラッキングエラー信号に基づいて、 2波長対物レンズ 1 0 5 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の記録トラックに出射光を合焦させる。
以上のような光学系 1 0 0を有する光ピックアップ 3を備える光ディスク装置 1は、 光デイスク 2からの戻り光によって光ピックアップ 3が検出したフォー力 シングエラー信号及びトラッキングエラ一信号に基づいて、 サーボ回路 1 0から 光ピックアップ 3のニ軸ァクチユエータに制御信号が出力されて、 2波長対物レ ンズ 1 0 5が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れ ることにより、 出射光が 2波長対物レンズ 1 0 5を介して光ディスク 2の所望の O 03/044785
38 記録トラックに合焦される。 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、 インタフェース 1 4から再生信号として出力される。 ここで、 上述した光学系 1 0 0を有する光ピックアップ 3内の出射光及び戻り 光の光路を、 図面を参照して説明する。
光ディスク ¾ ϋ 1が、 光ディスク 2の記録而 2 aから情報を再生する場合、 図 2 2に示すように、 2波長光源 1 0 1から選択的に出射された光デイスク 2に対 応する波長の出射光は、 回折格子 1 0 2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出射光は、 ビームスプリ ツ タ 1 0 3の第 1の面 1 0 3 aで反射されて、 開口絞り 1 0 4により所定の開口数 に絞られ、 2波長対物レンズ 1 0 5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からの戻り光は、 ビームスプリッタ 1 0 3の第 1の 面 1 0 3 aで屈折してビームスプリッタ 1 0 3内を透過して、 第 2の面 1 0 3 b で屈折し、 光路合成回折素子 1 0 6により光源 1 0 "Iの発光点ずれによる光路変 動が捕正されて光路が合成され、 回折格子 1 0 2で分割された 0次光に対応する 戻り光が分割プリズム 1 0 7の頂角に入射される。 分割プリズム 1 0 7の正四角 錐の頂角に入射された戻り光は、 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本の戻り光に 4分割されて、 受光 部 1 0 8のメインビーム用フォトディテクタ 1 1 1の各受光領域 a 3, b c 3， d 3にそれぞれ照射される。 また、 回折格子 1 0 2で分割された ± 1次光に対応 するビームスプリツタ 1 0 3を透過した戻り光の一方は、 受光部 1 0 8のサイ ド ビーム用フォ トディテクタ 1 1 2の各受光領域 e 3, f 3にそれぞれ照射され、 他 方は、 受光部 1 0 8のサイ ドビーム用フォ トディテクタ 1 1 3の各受光領域 g 3, h 3にそれぞれ照射される。
ここで、 ビームスプリッタ 1 0 3を透過した戻り光が分割プリズム 1 0 7の頂 角に入射されるとき、 図 2 4 Bに示すように、 光ディスク 2の記録面 2 aに対し て 2波長対物レンズ 1 0 5が合焦位置に位置されている場合、 分割プリズム 1 0 7の頂角には、 ほぼ円形とされた戻り光が入射される。 一方、 戻り光が分割プリズ 1 0 7の頂角に入射されるとき、 図 2 4 Aに示す ように、 光ディスク 2の記録面 2 aに対して 2波長対物レンズ 1 0 5が近づき過 ぎた場合、 2波長対物レンズ 1 0 5が合焦位置から外れるため、 戻り光がビーム スプリッタ 1 0 3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 1 0 7の頂角には、 長軸が図中右上がりの楕円形とされた戻り光が入射される c 戻り光が分割プリズム 1 0 7の頂角に入射されるとき、 図 2 4 Cに示すように、 光ディスク 2の記録面 2 aに対して 2波長対物レンズ 1 0 5が遠ざかり過ぎた場 合、 2波長対物レンズ 1 0 5が合焦位置から外れるため、 戻り光がビームスプリ ッタ 1 0 3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 1 0 7の頂角には、 長軸が図中左上がりの楕円形とされた戻り光が入射される。
したがって、 2波長対物レンズ 1 0 5が合焦位置から外れた状態で、 分割プリ ズム 1 0 7の頂角に戻り光が入射するとき、 分割プリズム 1 0 7の互いに対向す る二組の周面 x 5 , x 7と周面 x s , X 8には、 一方の組の各周面に戻り光の大部分 が入射するとともに、 他方の組の各周面に戻り光のごく僅かが入射するように分 かれる。
すなわち、 図 2 4 Aに示すように楕円形とされた戻り光が入射する分割プリズ ム 1 0 7には、 戻り光の大部分が一組の対向する各周面 X 5， x 7に入射するとと もに、 戻り光のごく僅かが一組の対向する各周面 X 6， x 8に入射する。 また、 図 2 4 Cに示すように楕円形とされた戻り光が入射する分割プリズム 1 0 7には、 戻り光の大部分が一組の各周面 X 6， X 8に入射するとともに、 戻り光のごく僅か がー組の対向する各周面 X 5, x 7に入射する。
光デイスク 2からの戻り光のうち回折格子 1 0 2で分割された 0次光は、 分割 プリズム 1 0 7の各周面 x 5 , X 6 , x 7 , X 8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本の戻り光に分割されて、 受光部 1 0 8 のメインビーム用フォトディテクタ 1 1 1の各受光領域 a 3, b c 3 ) d 3にそ れぞれ入射する。
このため、 図 2 5 A及び図 2 5 Cに示すように、 メインビーム用フォ トディテ クタ 1 1 1の互いに対向する二組の各受光領域 a 3， c 3と各受光領域 b 3, d 3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 24 Aに示すような楕円形の戻り光が分割プリズム 1 0 7に入射 した場合、 メインビーム用フォ トディテクタ 1 1 1は、 図 2 5 Aに示すように、 対向する各受光領域 a 3， c 3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 b 3, d 3が受光する受光量が少なくなる。 図 2 4 Cに示すような楕円形 の戻り光が分割プリズム 1 0 7に入射した場合、 メインビーム用フォ トディテク タ 1 1 1は、 図 2 5 Cに示すように、 対向する各受光領域 b 3, d 3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 a 3, c 3が受光する受光量が少な くなる。
図 2 4 Bに示すような円形の戻り光が分割プリズム 1 0 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 1 1 1は、 図 2 5 Bに示すように、 対向す る各受光領域 a 3, c 3と各受光領域 b 3, d3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 1 1 1は、 各受光領域 a 3， b c 3， d 3がそれぞれ検出する各出力を S a 3， S b3, S c S d 3とすると、 フ オーカシングエラ一信号 F Eは、 以下の式 2 3に示すように計算することができ る。
F E = (S a 3+ S c 3) - (S b 3+ S d3) · . . · (2 3) すなわち、 メインビーム用フォ トディテクタ 1 1 1は、 光ディスク 2の記録面 2 aに対して 2波長対物レンズ 1 0 5が合焦位置に位置された場合、 式 2 3によ つ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。 メインビーム用フォ 1、ディテクタ 1 1 1は、 光ディスク 2の記録面 2 aに対して 2波長対物レンズ 1 0 5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 イスク 2の記録面 2 aに対して 2波長対物レンズ 1 0 5が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。
上述のように受光部 1 0 8のメインビーム用フォ トディテクタ 1 1 1は、 各受 光領域 a 3， b c d 3にそれぞれ入射された各ビームスポッ トの出力により、 フォーカシングエラ一信号 F Eを得るとともに再生信号を得る。
一組の各サイ ドビーム用フォ トディテクタ 1 1 2 , 1 1 3は、 光ディスク 2か らの戻り光うち回折格子 1 0 2で分割された土 1次光の各受光量を各受光領域 e f g h 3で受光する。
したがって、 サイ ドビーム用フォ トディテクタ 1 1 2， 1 1 3は、 各受光領域 e f g h sがそれぞれ検出する各出力を S e 3 , S f S g S h 3と すると、 トラッキングエラー信号 T Eは、 以下の式 2 4に示すように計算するこ とができる。
T E = ( S a 3 + S c 3 ) ― ( S b S d 3)
- a ( ( S e S f 3) + ( S g 3 - S h 3 ) ) · · · ( 2 4 ) 以上のように構成された光学系 1 0 0を有する光ピックアップ 3では、 光路合 成回折素子 1 0 6により、 2波長光源 1 0 1が選択的に出射する出射光の波長の 違いによる発光点の位置ずれで変動した光路を捕正することができ、 分割プリズ ム 1 0 7の頂角にそれぞれの波長の戻り光を導き 4分割することができるので、 受光部 1 0 8の各受光領域に戻り光を適切に導く ことができる。
次に、 第 2の例として、 光ピックアップ 3は、 例えば、 図 2 6に示すように、 光ディスク 2から情報を再生する光学系 1 2 0と、 この光学系 1 2 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冇する。 以下 で、 光学系 1 2 0を有する光ピックアップ 3について説明するが、 光学系 1 0 0 を有する光ピックアップ 3 と共通する構成については共通の符号を付して詳細な 説明は省略する。
光ピックアップ 3が有する光学系 1 2 0は、 光路順に、 互いに異なる波長のレ 一ザ光を選択的に出射する 2波長光源 1 0 1 と、 この 2波長光源 1 0 1から出射 された出射光を 3分割する回折格子 1 0 2と、 回折格子 1 0 2により 3分割され た出射光と光ディスク 2からの戻り光との光路を分離するビームスプリ ッタ 1 2 3 と、 ビームスプリ ッタ 1 2 3で分離された出射光を所定の開口数 N Aに絞る開 口絞り 1 0 4と、 この開口絞り 1 0 4により絞られた出射光を光ディスク 2の記 録面 2 aに集光させる 2波長対物レンズ 1 0 5 と、 ビームスプリ ッタ 1 2 3を透 過した光ディスク 2からの戻り光の発光点ずれによる光路の変動を補正する光路 合成回折素子 1 0 6と、 光路合成回折素子 1 0 6により光路の変動が補正された 戻り光を 4分割する分割プリズム 1 0 7と、 分割プリズム 1 0 7で分離された戻 り光を受光する受光部 1 0 8とを有している。 ビームスプリ ッタ 1 2 3は、 第 1の面 1 2 3 a と第 2の面 1 2 3 b とからなる 透光性を有する平行平板部材であり、 2波長光源 1 0 1から出射されたレーザ光 に対して第 1の面 1 2 3 a と第 2の面 1 2 3 bとが所定の角度を有するように配 置され、 2波長光源 1 0 1から選択的に出射された出射光を第 1の面 1 2 3 aで 反射して光ディスク 2側に導く とともに、 光ディスク 2で反射された戻り光を第 1の面 1 2 3 a を透過させ第 2の面 1 2 3 bで反射させて分割プリズム 1 0 7に 導く ようになつている。
ビームスプリ ッタ 1 2 3は、 第 1 の面 1 2 3 aの入射領域がハーフミラー面と され、 また、 第 2の面 1 2 3 bが全反射面とされており、 この第 2の面 1 2 3 b 力 例えば反射膜を蒸着するなどの手法で形成され、 戻り光を全反射するように なっている。
ビームスプリ ッタ 1 2 3は、 光ディスク 2からの戻り光が通過することによつ て、 分割プリズム 1 0 7に入射される戻り光に非点収差を所定量だけ付与する。 ビームスプリッタ 1 2 3は、 2波長光源 1 0 1から選択的に出射された出射光の 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。
分割プリズム 1 0 7は、 図 2 1及び図 2 2に示すように、 略正四角錐をなす形 状に形成されており、 ビームスプリ ッタ 1 2 3を通過した戻り光の焦点又は焦点 近傍で、 戻り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 1 0 7は、 ビームスプリ ッタ 1 2 3を通過した戻り光の光路上 に位置して、 この戻り光を 4分割する。
以上のような光学系 1 2 0を有する光ピックアップ 3を備える光ディスク装置 1は、 光ディスク 2からの戻り光によって光ピックアップ 3が検出したフォ一力 シングエラー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のニ軸ァクチユエータに制御信号が出力されて、 2波長対物レ ンズ 1 0 5が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れ ることにより、 出射光が 2波長対物レンズ 1 0 5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、 インタフェース 1 4から再生信号として出力さ れる。
ここで、 上述した光学系 1 2 0を有する光ピックアップ 3内の出射光及び戻り 光の光路を、 図面を参照して説明する。
光ディスク装置 1が、 光ディスク 2の記録面 2 aから情報を再生する場合、 図 2 6に示すように、 2波長光源 1 0 1から選択的に出射された光ディスク 2に対 応する波長の出射光は、 回折格子 1 0 2によって 0次光及び士 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出射光は、 ビームスプリツ タ 1 2 3の第 1の面 1 2 3 aで反射されて、 開口絞り 1 0 4により所定の開口数 に絞られ、 2波長対物レンズ 1 0 5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からの戻り光は、 ビ一ムスプリッタ 1 2 3の第 1の 面 1 2 3 aを透過して第 2の面 1 2 3 bで反射され、 第 1の面 1 2 3 aを透過し、 光路合成回折素子 1 0 6により光源 1 0 1の発光点ずれによる光路変動が補正さ れて光路が合成され、 回折格子 1 0 2で分割された 0次光に対応する戻り光が分 割プリズム 1 0 7の頂角に入射される。 分割プリズム 1 0 7の正四角錐の頂角に 入射された戻り光は、 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本の戻り光に 4分割されて、 受光部 1 0 8の メインビーム用フォ トディテクタ 1 1 1の各受光領域 a 3， b 3 , c 3, d 3にそれ ぞれ照射される。 また、 回折格子 1 0 2で分割された ± 1次光に対応するビーム スプリッタ 1 2 3を透過した戻り光の一方は、 受光部 1 0 8のサイ ドビーム用フ オ トディテクタ 1 1 2の各受光領域 e 3， f 3にそれぞれ照射され、 他方は、 受光 部 1 0 8のサイ ドビーム用フォトディテクタ 1 1 3の各受光領域 g 3, h 3にそれ ぞれ照射される。
以上のように構成された光学系 1 2 0を有する光ピックアップ 3では、 光路合 成回折素子 1 0 6により、 2波長光源 1 0 1が選択的に出射する出射光の波長の 違いによる発光点の位置ずれで変動した光路を捕正することができ、 分割プリズ ム 1 0 7の頂角にそれぞれの波長の戻り光を導き 4分割することができるので、 受光部 1 0 8の各受光領域に戻り光を適切に導くことができる。 次に、 第 3の例として、 光ピックアップ 3は、 例えば、 図 2 7に示すように、 光ディスク 2から情報を再生する光学系 1 3 0と、 この光学系 1 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する。 以下 で、 光学系 1 3 0を有する光ピックアップ 3について説明するが、 光学系 1 0 0 を有する光ピックアップ 3と共通する構成については共通の符号を付して詳細な 説明は ¾ΐ略する。
光ピックアップ 3が有する光学系 1 3 0は、 光路順に、 互いに異なる波長のレ 一ザ光を選択的に出射する 2波長光源 1 0 1と、 この 2波長光源 1 0 1から選択 的に出射された出射光を 3分割する回折格子 1 0 2と、 回折格子 1 0 2により 3 分割された出射光と光ディスク 2からの戻り光との光路を分離するビームスプリ ッタ 1 3 3と、 ビームスプリッタ 1 3 3で分離された出射光を所定の開口数 N A に絞る開口絞り 1 04と、 この開口絞り 1 04により絞られた出射光を光デイス ク 2の記録面 2 aに集光させる 2波長対物レンズ 1 0 5と、 ビームスプリッタ 1 3 3を通過した光ディスク 2からの戻り光の発光点ずれによる光路の変動を補正 する光路合成回折素子 1 0 6と、 光路合成回折素子 1 0 6により光路の変動が捕 正された戻り光を 4分割する分割プリズム 1 0 7と、 分割プリズム 1 0 7で分離 された戻り光を受光する受光部 1 0 8とを有している。
ビームスプリッタ 1 3 3は、 第 1の面 1 3 3 aと、 この第 1の面 1 3 3 aに対 して平行な第 2の面 1 3 3 bと、 第 1の面 1 3 3 a及び第 2の面 1 3 3 bとの間 に出射光の光軸に対して所定の角度だけ傾いた第 3の面 1 3 3 cと、 第 1の面 1 3 3 a及び第 2の面 1 3 3 bと直交する第 4の面 1 3 3 dと、 第 3の面 1 3 3 c と略平行とされた第 5の面 1 3 3 eとからなる透光性を有する部材である。 ビー ムスプリッタ 1 3 3は、 2波長光源 1 0 1から選択的に出射された出射光に対し て第 1の面 1 3 3 aと第 2の面 1 3 3 bとが略直交するように配置され、 2波長 光源 1 0 1から選択的に出射された出射光を、 第 1の面 1 3 3 aを透過させて第 3の面 1 3 3 cで反射し、 第 4の面 1 3 3 dを透過させて光ディスク 2側に導く とともに、 光ディスク 2で反射された戻り光を第 4の面 1 3 3 d及び第 3の面 1 3 3 cを透過させ第 5の面 1 3 3 eで反射させ、 第 1の面 1 3 3 aの出射領域を 透過させて光路合成回折素子 1 0 6に導く。 ビームスプリ ッタ 1 3 3は、 第 3の面 1 3 3 cがハーフミラー面とされ、 また- 第 5の面 1 3 3 eが全反射面とされており、 この第 5の面 1 3 3 eが、 例えば反 射膜を蒸着するなどの手法で形成され、 戻り光を全反射する。
ビームスプリ ッタ 1 3 3は、 光ディスク 2からの戻り光が通過することによつ て、 光路合成回折素子 1 0 6に入射される戻り光に非点収差を所定量だけ付与す る。 ビームスプリ ッタ 1 3 3は、 2波長光源 1 0 1から出射された出射光の光軸 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。
分割プリズム 1 0 7は、 図 2 1及び図 2 2に示すように、 略正四角錐をなす形 状に形成されており、 ビームスプリ ッタ 1 3 3を通過した戻り光の焦点又は焦点 近傍で、 戻り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 1 0 7は、 ビームスプリ ッタ 1 3 3を通過した戻り光の光路上 に位置して、 この戻り光を 4分割する。
以上のような光学系 1 3 0を有する光ピックアップ 3を備える光ディスク装置 1は、 光ディスク 2からの戻り光によって光ピックアップ 3が検出したフォー力 シングエラー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のニ軸ァクチユエータに制御信号が出力されて、 2波長対物レ ンズ 1 0 5が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れ ることにより、 出射光が 2波長対物レンズ 1 0 5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、 インタフェース 1 4から再生信号として出力さ れる。
ここで、 上述した光学系 1 3 0を有する光ピックアップ 3内の出射光及び戻り 光の光路を、 図面を参照して説明する。
光ディスク装置 1が、 光ディスク 2の記録面 2 aから情報を再生する場合、 図 2 7に示すように、 2波長光源 1 0 1から選択的に出射された光ディスク 2に対 応する波長の出射光は、 回折格子 1 0 2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出射光は、 ビームスプリ ッ タ 1 3 3の第 1の面 1 3 3 aを透過して第 3の面 1 3 3 cで反射され第 4の面 1 3 3 dを透過して、 開口絞り 1 0 4により所定の開口数に絞られ、 2波長対物レ ンズ 1 0 5により光デイスク 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からの戻り光は、 ビームスプリッタ 1 3 3の第 4の 面 1 3 3 d及び第 3の面 1 3 3 cを透過し第 5の面 1 3 3 eで反射され、 第 1の 面 1 3 3 aの入射領域とは異なる出射領域を透過し、 光路合成回折素子 1 0 6に より光源 1 0 1の発光点ずれによる光路変動が捕正されて光路が合成され、 回折 格子 1 0 2で分割された 0次光に対応する戻り光が分割プリズム 1 0 7の頂角に 入射される。 分割プリズム 1 0 7の正四角錐の頂角に入射された戻り光は、 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本の戻り光に 4分割されて、 受光部 1 0 8のメインビーム用フォ トディ テクタ 1 1 1の各受光領域 a 3， b c 3 ) d 3にそれぞれ照射される。 また、 回 折格子 1 0 2で分割された土 1次光に対応するビームスプリッタ 1 3 3を通過し た戻り光の一方は、 受光部 1 0 8のサイ ドビーム用フォトディテクタ 1 1 2の各 受光領域 e 3, f 3にそれぞれ照射され、 他方は、 受光部 1 0 8のサイ ドビーム用 フォ トディテクタ 1 1 3の各受光領域 g 3, h 3にそれぞれ照射される。
以上のように構成された光学系 1 3 0を有する光ピックアップ 3では、 光路合 成回折素子 1 0 6により、 2波長光源 1 0 1が選択的に出射する出射光の波長の 違いによる発光点の位置ずれで変動した光路を捕正することができ、 分割プリズ ム 1 0 7の頂角にそれぞれの波長の戻り光を導き 4分割することができるので、 受光部 1 0 8の各受光領域に戻り光を適切に導くことができる。
次に、 第 4の例として、 光ピックアップ 3は、 例えば、 図 2 8に示すように、 光ディスク 2から情報を再生する光学系 1 4 0と、 この光学系 1 4 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する。 以下 で、 光学系 1 4 0を有する光ピックアップ 3について説明するが、 光学系 1 0 0 を有する光ピックァップ 3と共通する構成については共通の符号を付して詳細な 説明は省略する。
光ピックアップ 3が有する光学系 1 4 0は、 光路順に、 互いに異なる波長のレ 一ザ光を選択的に出射する 2波長光源 1 0 1と、 この 2波長光源 1 0 1から選択 的に出射された出射光を 3分割する回折格子 1 0 2と、 回折格子 1 0 2により 3 分割された出射光と光デイスク 2からの戻り光との光路を分離するビームスプリ ッタ 1 4 3と、 ビームスプリ ッタ 1 4 3で分離された出射光を所定の開口数 N A に絞る開口絞り 1 0 4と、 この開口絞り 1 0 4により絞られた出射光を光デイス ク 2の記録面 2 aに集光させる 2波長対物レンズ 1 0 5 と、 ビームスプリ ッタ 1 4 3を通過した光ディスク 2からの戻り光の発光点ずれによる光路の変動を捕正 する光路合成回折素子 1 0 6と、 光路合成 折素子 1 0 6により光路の変動が捕 正された戻り光を 4分割する分割プリズム 1 0 7と、 分割プリ ズム 1 0 7で分離 された戻り光を受光する受光部 1 0 8とを有している。
ビームスプリッタ 1 4 3は、 第 1 の面 1 4 3 aと、 この第 1の面 1 4 3 aに垂 直な第 2の面 1 4 3 bと、 第 1の面 1 4 3 a及び第 2の面 1 4 3 bと接する第 3 の面 1 4 3 cが略二等辺三角形をなす略三角柱形状された透光性を有する部材で ある。 ビームスプリッタ 1 4 3は、 2波長光源 1 0 1から選択的に出射された出 射光を第 1の面 1 4 3 aで反射して光ディスク 2側に導く とともに、 光ディスク 2で反射された戻り光を、 第 1の面 1 4 3 aを透過させて第 3の面 1 4 3 cで反 射し、 第 2の面 1 4 3 bを透過させて光路合成回折素子 1 0 6に導く。
ビームスプリッタ 1 4 3は、 第 1 の面 1 4 3 aがハーフミラー面とされ、 第 3 の面 1 4 3 cが全反射面とされており、 この第 3の面 1 4 3 cが、 例えば反射膜 を蒸着するなどの手法で形成され、 戻り光を全反射する。 ビームスプリ ッタ 1 4 3は、 光ディスク 2からの戻り光が通過することによって、 光路合成回折素子 1 0 6に入射される戻り光に非点収差を所定量だけ付与する。 ビームスプリッタ 1 4 3は、 2波長光源 1 0 1から出射された出射光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。
分割プリズム 1 0 7は、 図 2 1及び図 2 2に示すように、 略正四角錐をなす形 状に形成されており、 ビームスプリッタ 1 4 3を通過した戻り光の焦点又は焦点 近傍で、 戻り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 1 0 7は、 光路合成回折素子 1 0 6を透過した戻り光の光路上 に位置して、 この戻り光を 4分割する。 以上のような光学系 1 4 0を有する光ピックアップ 3を備える光ディスク装置 1は、 光ディスク 2からの戻り光によって光ピックアップ 3が検出したフォー力 シングエラー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のニ軸ァクチユエータに制御信号が出力されて、 2波長対物レ ンズ 1 0 5が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れ ることにより、 出射光が 2波長対物レンズ 1 0 5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。 光ディスク装暧 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、 復調処理及ぴ 誤り訂正処理された後、 ィンタフェース 1 4から再生信号と して出力される。 ここで、 上述した光学系 1 4 0を有する光ピックアップ 3内の出射光及び戻り 光の光路を、 図面を参照して説明する。
光ディスク装置 1が、 光ディスク 2の記録面 2 aから情報を再生する場合、 図 2 6に示すように、 2波長光源 1 0 1から選択的に出射された光ディスク 2に対 応する波長の出射光は、 回折格子 1 0 2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出射光は、 ビームスプリ ッ タ 1 4 3の第 1の面 1 4 3 aで反射され、 開口絞り 1 0 4により所定の開口数に 絞られ、 2波長対物レンズ 1 0 5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からの戻り光は、 ビームスプリ ッタ 1 4 3の第 1の 面 1 4 3 aを透過し第 3の面 1 4 3 cで反射され、 第 2の面 1 4 3 bを透過し、 光路合成回折素子 1 0 6により光源 1 0 1の発光点ずれによる光路変動が捕正さ れて光路が合成され、 回折格子 1 0 2で分割された 0次光に対応する戻り光が分 割プリズム 1 0 7の頂角に入射される。 分割プリズム 1 0 7の正四角錐の頂角に 入射された戻り光は、 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本の戻り光に 4分割されて、 受光部 1 0 8の メインビーム用フォ トディテクタ 1 1 1の各受光領域 a 3， b 3， c 3 > d 3にそれ ぞれ照射される。 また、 回折格子 1 0 2で分割された ± 1次光に対応するビーム スプリ ッタ 1 4 3を透過した戻り光の一方は、 受光部 1 0 8のサイ ドビーム用フ オ トディテクタ 1 1 2の各受光領域 e 3 , f 3にそれぞれ照射され、 他方は、 受光 部 1 0 8のサイ ドビーム用フォ トディテクタ 1 1 3の各受光領城 g 3 , h 3にそれ ぞれ照射される。
以上のように構成された光学系 1 4 0を有する光ピックアップ 3では、 光路合 成回折素子 1 0 6により、 2波長光源 1 0 1が選択的に出射する出射光の波長の 違いによる発光点の位置ずれで変動した光路を補正することができ、 分割プリズ ム 1 0 7の頂角にそれぞれの波長の戻り光を導き 4分割することができるので、 受光部 1 0 8の各受光領域に戻り光を適 に導くことができる。
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か らの戻り光をビームスプリ ッタ 1 0 3 , 1 2 3， 1 3 3 , 1 4 3により、 2波長 光源 6 1の発光点ずれによる光路変動を捕正することができるので、 光ディスク 2に対応する波長の互いに異なる戻り光を分割プリズム 1 0 7の頂角に適切に入 射させることで、 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。 光ディスク装置 1は、 光学系 1 0 0， 1 2 0 , 1 3 0 , 1 4 0を有する光ピッ クアップ 3が、 分割プリズム 1 0 7の代わりに、 図 1 6に示すように、 4つの領 域に分割されたグレーティング 7 9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 7 9は、 分割プリズム 1 0 7 と同等の効果が得られ るように、 分割領域 y l， y 2 , y 3 , y 4が設けられ、 各分割領域 y 1 , 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 1 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 7 9は、 入射した 光ディスク 2からの戻り光を、 各分割領域 y 1 , 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 1 0 8のメイ ンビーム用フォ トディテクタ 1 1 1に導く。 グレーティング 7 9は、 ホログラム 素子と して所定のホログラムパターンをエツチング処理等によって形成される。 また、 ホログラム素子を用いる場合には、 表面レリーフ型ホログラムが好ましく、 また、 ブレーズ化ホログラムとすることで回折効率を向上させるようにしてもよ レ、。
上述した分割プリズム 1 0 7は、 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 1 0 8のメインビーム用フォトディテクタ 1 1 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、 分割プリズム 1 0 7は、 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 1 0 8のメインビーム用フォ ト ディテクタ 1 1 1の分割領域を対応するよ'うに設けることとなる。
分割プリズム 1 0 7は、 略平板形状の光透過部材上にホログラム素子と して所 定のホログラムパターンをエツチング処理等によつて形成する構成とされてもよ い。 また、 ホログラム素子を jHいる場合には、 表面レリーフ型ホログラムが好ま しく、 また、 ブレーズ化ホログラムとすることで回折効率を向上させるようにし てもよい。
光ディスク装置 1は、 光学系 1 0 0 , 1 2 0 , 1 3 0 , 1 4 0を有する光ピッ クアップ 3が、 光路中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。
さらに、 光ディスク装置 1は、 光学系 1 0 0 , 1 2 0 , 1 3 0， 1 4 0を有す る光ピックアップ 3が、 分割プリズム 1 0 7に入射する光ディスク 2からの戻り 光の入射角が分割プリズム 1 0 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 1 0 7の各面の傾角を 4 5 ° 以下とすることで、 入射す る戻り光が全反射条件に入らないように、 屈折角を大きくすることができるので、 分割された各戻り光のビームスポッ ト間隔を離すことができ、 メインビーム用フ ォ トディテクタ 1 1 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 1 1 1 とサイ ドビーム用フォ トディテクタ 1 1 2， 1 1 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。
光ディスク装置 1は、 光学系 1 0 0 , 1 2 0， 1 3 0 , 1 4 0を有する光ピッ クアップ 3が、 従来の光ピックアップと同様の構成を用いることができ、 製造コ ス トの低減を図ることができるとともに、 光学素子の配置の自由度が広がり、 光 学系の設計を容易とすることができる。
光ディスク装置 1は、 光学系 1 0 0 , 1 2 0， 1 3 0， 1 4 0を有する光ピッ クアップ 3が、 光ディスク 2からの戻り光を分割する分割プリズム 1 0 7を有す ることにより、 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光が分割されるため、 分割プリズム 1 0 7で分割された 4本の各戻り光を受光するようにメインビーム用フォ トディテク タ 1 1 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 1 1 1の分割位置等に要求される精度が緩和され る。
このため、 光ディスク装置 1は、 光ピックアップ 3におけるメインビーム用フ オ トディテクタ 1 1 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 1 1 1の位既調整を容易に行うことが 可能とされて、 得られるフォ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。
光ディスク装置 1は、 発光点 1 0 1 a又は発光点 1 0 1 bから選択的に異なる 波長のレーザ光を出射する 2波長光源 1 0 1を用いることにより、 それぞれの波 長の出射光の間で光路変動が発生してしまうが、 光路合成回折格子 1 0 6を有す ることで、 異なる光路を合成して分割プリズム 1 0 7の頂角に出射光の光軸を合 わせることができる。 これにより、 光ディスク装置 1は、 異なる波長の戻り光を 適切に分割プリズム 1 0 7の頂角に導く ことができ、 この戻り光を分割すること ができる。
これにより、 光ディスク装置 1は、 受光部 1 0 8の各受光領域に適切に戻り光 を導く ことができ、 フォーカシングエラー信号 F Eを安定化することができる。 なお、 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が、 フーコー 法等の他の検出方法が用いられてもよい。 また、 光ディスク装置 1は、 上述した 光ピックアップ 3においてトラッキングエラー信号 T Eを得るために、 いわゆる D P P法が採用されたが、 D P D (Di fferent ial Phase Detect ion) 法等の他の 検出方法が用いられてもよい。
上述した例では、 受発光一体型素子 3 1又は 2波長光源 6 1における出射光の 波長変動による光路変動を捕正する光学系 3 0又は 6 0を有する場合と、 2波長 光源 6 1の出射波長の違いによる発光点ずれによる光路変動を捕正する光学系 1 0 0， 1 2 0 , 1 3 0又は 1 4 0を有する場合とで、 光ピックアップ 3の構成及 び動作について説明したが、 出射光の波長変動による光路変動を補正し、 且つ出 射波長の違いによる発光点ずれによる光路変動を捕正する光学系を有すると して もよい。
以下では、 出射光の波長変動による光路変動を捕正し、 且つ出射波長の違いに よる発光点ずれによる光路変動を補正する光学系を備える光ピックアップ 3の構 成例について説明する。 なお、 光学系 3 0及び光学系 6 0を有する光ピックアツ プ 3と略同等の構成については同じ符号を付して説明を省略する。
第 5の例として示す光ピックアップ 3が有する光学系 1 5 0は、 図 2 9に示す ように、 光路順に、 互いに異なる波長のレーザ光を選択的に出射する 2波長光源 6 1 と、 この 2波長光源 6 1から出射された出射光を透過し、 光ディスク 2から の戻り光を後述する受光部 1 5 6に導く複合光学素子 1 5 1 と、 複合光学素子 1 5 1を透過した出射光と光ディスク 2からの戻り光との光路を分離する板状光学 素子 1 5 2と、 板状光学素子 1 5 2を透過した出射光を平行光とするコリメータ レンズ 1 5 3と、 コリメータレンズ 1 5 3により平行光とされた出射光の偏光状 態を変化させる 1 / 4波長板 1 5 4と、 1 Z 4波長板 1 5 4を透過した出射光を 光ディスク 2の記録面 2 aに集光させる 2波長対物レンズ 1 5 5 と、 光ディスク 2からの戻り光を受光する受光部 1 5 6 とを有している。
2波長光源 6 1は、 波長が例えば 7 8 0 n m程度のレーザ光と波長が例えば 6 5 0 n m程度のレーザ光を選択的に発光点 6 1 a と発光点 6 1 b とからそれぞれ 出射する半導体レーザを有している。 ここで、 2波長光源 6 1は、 光ディスク 2 が C Dフォーマツ トとされた光ディスクである場合に、 ドライブコントロ一ラ 1 1からの制御信号に墓づき波長が略 7 8 0 n mのレーザ光を発光点 6 1 aから出 射し、 光ディスク 2が D V Dフォーマツ トとされた光ディスクである場合に、 ド ライブコントローラ 1 1からの制御信号に基づき波長が略 6 5 0 n mのレーザ光 を発光点 6 1 bから出射するように切り換え可能とされている。 また、 2波長光 源 6 1は、 発光点 6 1 bが 2波長対物レンズ 1 5 5の光軸中心に位置するように 配されている。
複合光学素子 1 5 1は、 図 3 0に示すように、 例えば樹脂材料を射出成型する ことでプロック状に形成されており、 2波長光源 6 1に臨まされるとともにこの 2波長光源 6 1の発光点 6 1 bから出射される出射光の光軸に直交する第 1の面 1 5 1 a と、 この第 1の面 1 5 1 a と略平行に対向する第 2の面 1 5 1 b と、 第 2の面 1 5 1 bに対して所定の角度だけ傾斜して対向する第 3の面 1 5 1 dと、 第 1の面 1 5 1 a及び第 2の面 1 5 1 bに対して垂直且つ第 3の面 1 5 1 dに対 して所定の角度だけ傾斜して対向する第 4の面 1 5 1 eとを有している。
第 1の面 1 5 1 aには、 2波長光源 6 1の発光点 6 1 a又は発光点 6 1 bから 出射された出射光を、 0次光及び土 1次光からなる 3 ビームに分割する 3ビーム 生成回折格子 1 6 1が設けられている。 光学系 1 5 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 D P P法が適用されており、 3 ビーム生成回折格 子 1 6 1により分割された ± 1次光を受光部 1 5 6で受光して各出力を検出する 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 1 5 1 bには、 2波長光源 6 1から選択的に出射された出射光の光路 上に、 2波長光源 6 1の発光点ずれによる光路変動を捕正する光路合成回折素子 1 6 2が設けられており、 また、 戻り光の光路上にこの戻り光を回折させて、 さ らに 0次光及び土 1次光に分割して、 例えばこの一 1次光を戻り光として後述す る光路分岐回折格子 1 5 2 aで発生する光路変動を捕正する第 1の色捕償回折格 子 1 6 3が設けられている。 光路合成回折素子 1 6 2は、 発光点 6 1 bから出射 される波長が 6 5 0 n m程度の出射光の光軸が対物レンズ 1 5 5の光軸中心に位 置合わせされているので、 発光点 6 1 aから出射される波長が略 7 8 0 n m程度 の出射光を発光点 6 1 bから出射された出射光の光軸に合わせるようになってい る。
第 3の面 1 5 1 dには、 第 1の色補償回折格子 1 6 3によって補正された戻り 光の光路上に位置して、 この戻り光を反射及び回折させて、 さらに 0次光及び土 1次光に分割して、 例えばこの— 1次光を戻り光として後述する光路分岐回折格 子 1 5 2 aで発生する光路変動を第 1の色補償回折格子 1 6 3とともに捕正する 第 2の色捕偾回折格子 1 6 4が設けられている。 この第 2の色捕偾回折格子 1 6 4は、 入射された戻り光が全反射するように第 3の面 1 5 1 dに所定の反射膜が 設けられており、 いわゆる反射型の回折格子として機能する。
第 4の面 1 5 1 eには、 第 2の色捕償回折格子 1 6 4で光路変動が捕正された 戻り光の光路上に位置して、 この戻り光を 4分割する分割プリズム 1 6 5が設け られている。 この分割プリズム 1 6 5は、 図 3 1及び図 3 2に示すように、 略正四角錐をな す形状に形成されており、 第 2の色補償回折格子 1 6 4によって反射及び回折さ れたー 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 1 6 5は、 複合光学素子 1 5 1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 1 6 5は、 3ビーム生成 回折格子 1 6 1で分割された 3ビームにおける 0次光が、 第 1の色補償回折格子 1 6 3で回折され、 第 2の色補償回折格子 1 6 4で反射及び回折されて、 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 1 6 5は、 正四角錐の底 面が、 第 2の色補償回折格子 1 4 3で反射及び回折された一 1次光の光軸に対し て直交するように配設されている。
複合光学素子 1 5 1は、 光路分岐回折格子 1 5 2 aで分離された戻り光が通過 することによって、 分割プリズム 1 6 5に入射される戻り光に非点収差を所定量 だけ付与する。 複合光学素子 1 5 1は、 2波長光源 6 1から選択的に出射された 出射光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 一カスを容易に調整することが可能とされる。
複合光学素子 1 5 1は、 例えば、 透光性を有する樹脂材料を射出成型すること により形成される。 また、 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 3 ビーム生成回折格子 1 6 1、 光路合成回折格子 1 6 2、 第 1の色捕償回折 格子 1 6 3、 第 2の色捕償回折格子 1 6 4及び分割プリズム 1 6 5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 1 5 1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、 硝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。
複合光学素子 1 5 1は、 3ビーム生成回折格子 1 6 1、 光路合成回折格子 1 6 2、 第 1の色捕償回折格子 1 6 3、 第 2の色捕償回折格子 1 6 4がそれぞれホ口 グラム素子として所定のホログラムパターンをエツチング処理等によつて形成す る構成とされてもよい。 ホログラム素子を用いる場合には、 表面レリーフ型ホロ グラムが好ましく、 ブレーズ化ホログラムとすることで回折効率を向上させるよ うにしてもよい。
ここで、 複合光学素子 3 2で説明した場合と同様に、 例えば、 第 1の色捕償回 折格子 1 6 3及び第 2の色捕 R回折格子 1 6 4の格子定数や第 3の面 1 5 1 dと 第 2の面 1 5 1 bとがなす角度などを計算して複合光学素子 1 5 1を設計するこ とで、 波長変動による戻り光の光路変動を補正し分割プリズム 1 6 5の頂角にこ の戻り光を正確に導くことができる。
このように設計された複合光学素子 1 5 1は、 2波長光源 6 1から選択的に出 射される出射光の波長変動により、 光ディスク 2からの戻り光が光路分岐回折格 子 1 5 2 aで + 1次光として回折されて出射光と分離される際に、 この分離され た戻り光の光路が変動しても、 この戻り光を第 1の色捕償回折格子 1 6 3で— 1 次光として回折し、 第 2の色捕償回折格子 1 6 4で一 1次光として反射及び回折 させることにより、 光ディスク 2からの戻り光を常に分割プリズム 1 6 5の頂角 に導き、 分割プリズム 1 6 5で分割された各戻り光を受光部 1 5 6の受光領域の 所定の位置に正確に導くことができるようにされている。
板状光学素子 1 5 2は、 例えば、 透光性を有する板状の光学素子であり、 複合 光学素子 1 5 1を通過した出射光の入射面に、 光ディスク 2からの戻り光のうち 3ビーム生成回折格子 1 6 1で分割された 0次光及び士 1次光を回折させて、 そ れぞれをさらに 0次光及び ± 1次光に分割して、 例えば、 この + 1次光を戻り光 として出射光の光路と分離する光路分岐回折格子 1 5 2 aが設けられている。 こ の光路分岐回折格子 1 5 2 aは、 特定方向の偏光成分のみを回折するようにされ ており、 光ディスク 2からの戻り光だけを回折するようになつている。
板状光学素子 1 5 2は、 樹脂材料を射出成型することにより形成される。 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光路分岐回折格子 1 5 2 a 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、 板状光学素子 1 5 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、 硝材等の透光 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。
板状光学素子 1 5 2は、 光路分岐回折格子 1 5 2 aが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、 ホログラム素子を用いる場合には、 表面レリーフ型ホログラムが好ま しく、 また、 ブレーズ化ホログラムとすることで回折効率を向上させるようにし てもよい。
コリメータレンズ 1 5 3は、 平行光を生成するレンズであり、 板状光学素子 1 5 2を透過した出射光を平行光束として 1 Z4波長板 1 5 4へ透過するとともに- 光ディスク 2からの戻り光を板状光学素子 1 5 2へ透過させる。
1 /4波長板 1 5 4は、 偏光状態を変化させる *子であり、 コリメータレンズ 1 5 3で平行光とされた出射光と光ディスク 2からの戻り光とがそれぞれ透過す るようにされており、 出射光に対する戻り光の偏光方向を 9 0度回転させる。
2波長対物レンズ 1 5 5は、 少なくとも 1つの凸レンズにより構成され、 2波 長光源 6 1から出射された互いに異なる波長の出射光を集光する集光レンズであ り、 1 /4波長板 1 5 4で偏光状態が変化された出射光を光ディスク 2に集光す るように配設されている。
受光部 1 5 6は、 図 3 3に示すように、 3 ビーム生成回折格子 1 6 1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 1 7 1と、 3ビーム生成回折格子 1 6 1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 1 7 2 , 1 7 3とを有している。 受光部 1 5 6は、 複合光学素子 1 5 1の分 割プリズム 1 6 5によって分割された各戻り光に対応する位置に配設されている。 受光部 1 5 6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 1 7 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 1 7 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 1 7 2， 1 7 3がそれぞれ配設されている。
受光部 1 5 6のメインビーム用フォトディテクタ 1 7 1は、 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 4， b 4， c 4， d 4を有している。 これら各受光領域 a 4, b 4, c 4) d 4には、 分割プリズム 1 6 5によって 4分割 された各戻り光がそれぞれ照射される。
受光部 1 5 6のサイ ドビーム用フォトディテクタ 1 7 2， 1 7 3は、 それぞれ 分割線によって 2等分割された受光領域 e 4, f 4, 受光領域 g 4， h 4を有してい る。 これら各受光領域 e 4, f jこは、 光路分岐回折格子 1 5 2 aで分割された土 1次光に対応する光ディスク 2からの戻り光の一方が照射され、 これら各受光領 域 g 4， h 4には、 光路分岐回折格子 1 5 2 aで分割された ± 1次光に対応する光 ディスク 2からの戻り光の他方が照射される。
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、 2波長対物レン ズ 1 5 5を保持するレンズホルダと、 このレンズホルダを 2波長対物レンズ 1 5 5の光軸に平行なフォーカシング方向及び 2波長対物レンズ 1 5 5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 1 5 6のメインビーム用フォ トディテクタ 1 7 1が 検出するフォーカシングエラー信号及びサイ ドビーム用フォ トディテクタ 1 7 2 , 1 7 3が検出する トラッキングエラー信号に基づいて、 2波長対物レンズ 1 5 5 をフォー力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の記録トラックに出射光を合焦させる。
以上のよ うな光学系 1 5 0を有する光ピックアップ 3を備える光ディスク装置 1は、 光ディスク 2からの戻り光によって光ピックアップ 3が検出したフォー力 シングエラー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のニ軸ァクチユエータに制御信号が出力されて、 2波長対物レ ンズ 1 5 5が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れ ることにより、 出射光が 2波長対物レンズ 1 5 5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。 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、 インタフェース 1 4から再生信号として出力される。 上述した光学系 1 5 0を有する光ピックアップ 3を備える光ディスク装置 1に ついて、 光ピックアップ 3内の出射光及び戻り光の光路を、 図面を参照して説明 する。
光ディスク装置 1が、 図 2 9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、 2波長光源 6 1から選択的に出射された互いに異なる波長の 出射光は、 複合光学素子 1 5 1の 3ビーム生成回折格子 1 6 1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出射 光は、 複合光学素子 1 5 1の光路合成回折格子 1 6 2により光路変動が補正され て、 板状光学素子 1 5 2の光路分岐回折格子 1 5 2 aを透過する。 光路分岐回折 格子 1 5 2 aを透過した出射光は、 コリメータレンズ 1 5 3により平行光とされ、 1 /4波長板 1 5 4により偏光状態が変化され、 2波長対物レンズ 1 5 5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からの り光は、 2波長対物レンズ 1 5 5を透過し て、 1 /4波長板 1 5 4により偏光状態が変化され、 コリメータレンズ 1 5 3を 透過して板状光学素子 1 5 2の光路分岐回折格子 1 5 2 aにおいて出射光に対し て偏光方向が 9 0度回転した戻り光のみ回折し、 複合光学素子 1 5 1の第 2の面 1 5 1 bの第 1の色補償回折格子 1 6 3に向かう光路に導かれて、 + 1次光が第 1の色補償回折格子 1 6 3に入射される。 第 1の色捕偾回折格子 1 6 3に入射さ れた光路分岐回折格子 1 5 2 aからの戻り光は、 第 1の色捕偾回折格子 1 6 3に より回折し、 — 1次光が戻り光として第 2の色捕償回折格子 1 6 4に入射され、 第 2の色捕償回折格子 1 64より反射及び回折し、 一 1次光が戻り光として分割 プリズム 1 6 5の頂角に入射される。 分割プリズム 1 6 5の正四角錐の頂角に入 射された戻り光は、 頂角を含む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本の戻り光に 4分割されて、 受光部 1 5 6のメインビーム用フォ トディテクタ 1 7 1の各受光領域 a 4, b 4, c 4, d Jこそれぞれ照射される。 また、 光路分岐回折格子 1 5 1 aで分割された ± 1 次光に対応する複合光学素子 1 5 1を通過した戻り光の一方は、 受光部 1 5 6の サイ ドビーム用フォトディテクタ 1 7 2の各受光領城 e 4, f 4にそれぞれ照射さ れ、 他方は、 受光部 1 5 6のサイ ドビーム用フォトディテクタ 1 7 3の各受光領 域 g 4， h4にそれぞれ照射される。
第 2の色補償回折格子 1 64で反射及び回折された戻り光が分割プリズム 1 6 5の頂角に入射されるとき、 図 3 4 Bに示すように、 光ディスク 2の記録面 2 a に対して 2波長対物レンズ 1 5 5が合焦位置に位置されている場合、 分割プリズ ム 1 6 5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 1 6 5の頂角に入射されるとき、 図 3 4 Aに示す ように、 光ディスク 2の記録面 2 aに対して 2波長対物レンズ 1 5 5が近づき過 ぎた場合、 2波長対物レンズ 1 5 5が合焦位置から外れるため、 回折光が複合光 学素子 1 5 1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 1 6 5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。 回折光が分割プリズム 1 6 5の項角に入射されるとき、 図 3 4 Cに示すように、 光ディスク 2の記録面 2 aに対して 2波長対物レンズ 1 5 5が遠ざかり過ぎた場 合、 2波長対物レンズ 1 5 5が合焦位匱から外れるため、 回折光が複合光学素子 1 5 1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 1 6 5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、 2波長対物レンズ 1 5 5が合焦位置から外れた状態で、 分割プリ ズム 1 6 5の頂角に回折光が入射するとき、 分割プリズム 1 6 5の互いに対向す る二組の周面 x 9, X llと周面 X l。， X 12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 3 4 A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 1 6 5には、 回折光の大部分が一組の対向する各周面 X 9， x „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 x 12に入射する。 図 3 4 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 1 6 5には、 回 折光の大部分が一組の各周面 X 10， X 12に入射するとともに、 回折光のごく僅か がー組の対向する各周面 X 9, x„に入射する。
3ビーム生成回折格子 1 6 1で分割された 0次光のうち光ディスク 2からの戻 り光は、 第 2の色補償回折格子 1 6 4で反射及び回折され _ 1次光とされて、 こ の— 1次光が分割プリズム 1 6 5の頂角を含む各周面 X 9， X 10) X l t) x 12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 光に分割されて、 受光部 1 5 6のメインビーム用フォトディテクタ 1 7 1の各受 光領域 a 4, b 4, c 4， d Jこそれぞれ入射する。
このため、 図 3 5 A及び図 3 5 Cに示すように、 メインビーム用フォ トディテ クタ 1 7 1の互いに対向する二組の各受光領域 a 4, c 4と各受光領域 b 4， d 4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 3 4 Aに示すような楕円形の回折光が分割プリズム 1 6 5に入射 した場合、 メインビーム用フォ トディテクタ 1 7 1は、 図 3 5 Aに示すように、 対向する各受光領域 a 4， c 4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 b 4， d 4が受光する受光量が少なくなる。 図 3 4 Cに示すような楕円形 の回折光が分割プリズム 1 6 5に入射した場合、 メインビーム用フォ トディテク タ 1 7 1は、 図 3 5 Cに示すように、 対向する各受光領域 b 2， d 2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 a 4, c 4が受光する受光量が少な くなる。
図 3 4 Bに示すような円形の回折光が分割プリズム 1 6 5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 1 7 1は、 図 3 5 Bに示すように、 対向す る各受光領域 a 4, c 4と各受光領域 b 4, d 4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 1 7 1は、 各受光領域 a 4， b 4， c 4, d 4がそれぞれ検出する各出力を S a 4, S b .,, S c 4, S d 4とすると、 フ オーカシングエラー信号 F Eは、 以下の式 2 5に示すように計算することができ る。
F E = ( S a 4+ S c J - (S b 4+ S d 4) · . · . (2 5)
すなわち、 メインビーム用フォ トディテクタ 1 7 1は、 光ディスク 2の記録面 2 aに対して 2波長対物レンズ 1 5 5が合焦位置に位置された場合、 式 2 5によ つ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。 メインビーム用フォ トディテクタ 1 7 1は、 光ディスク 2の記録面 2 aに対して 2波長対物レンズ 1 5 5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 イスク 2の記録面 2 aに対して 2波長対物レンズ 1 5 5が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。
上述のように受光部 1 5 6のメインビーム用フォ トディテクタ 1 7 1は、 各受 光領域 a 4， b , c 4， d Jこそれぞれ入射された各ビームスポッ トの出力により、 フォ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 1 7 2, 1 7 3は、 光ディス ク 2からの戻り光うち光路分岐回折格子 1 5 2 aで分割された ± 1次光の各受光 量を各受光領域 e 4， f 4, g 4, h 4で受光する。
したがって、 サイ ドビーム用フォ トディテクタ 1 1 2 , 1 1 3は、 各受光領域 e 4) f .1; g 4, h 4がそれぞれ検出する各出力を S e .,， S f „, S g 4, S h すると、 トラッキングエラー信号 T Eは、 以下の式 2 6に示すように計算するこ とができる。
T E = ( S a 4 + S c 4) - ( S b 4+ S d 4)
- a ( (S e 4— S f 4) + ( S g 4— S h 4) ) · · · · ( 2 6) 以上のように光ディスク装置 1は、 光学系 1. 5 0を有する光ピックアップ 3に より得られたフォーカシングェラ一信号 F E及ぴトラッキングエラ一信号 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 2波長対物レンズ 1 5 5 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に出射光を合焦させて、 光ディスク 2から情報を 再生する。
次に、 第 6の例と して示す光ピックァップ 3が有する光学系 1 8 0は、 図 3 6 に示すように、 光路順に、 互いに異なる波長のレーザ光を選択的に出射する 2波 長光源 6 1 と、 この 2波長光源 6 1から出射された出射光を透過し、 光ディスク
2からの戻り光を後述する受光部 1 5 6に導く複合光学素子 1 5 1 と、 複合光学 素子 1 5 1を透過した出射光を平行光とするとともに、 複合光学素子 1 5 1.を透 過した出射光と光ディスク 2からの戻り光との光路を分離するコリメータレンズ
1 5 3 と、 コリメータレンズ 1 5 3により平行光とされた出射光の偏光状態を変 ィ匕させる 1Z4波長板 1 5 4と、 1 /4波長板 1 5 4を透過した出射光を光ディ スク 2の記録面 2 aに集光させる 2波長対物レンズ 1 5 5 と、 光ディスク 2から の戻り光を受光する受光部 1 5 6 とを有している。
コリメータレンズ 1 5 3は、 平行光を生成するレンズであり、 複合光学素子 1
5 1 を透過した出射光を平行光束として 1 Z4波長板 1 5 4へ透過するとともに、 光ディスク 2からの戻り光のうち 3 ビーム生成回折格子 1 6 1で分割された 0次 光及び ± 1次光を回折させて、 それぞれをさらに 0次光及び土 1次光に分割して、 例えば、 この + 1次光を戻り光と して出射光の光路と分離する光路分岐回折格子
1 5 3 aが設けられている。 この光路分岐回折格子 1 5 3 aは、 コリメータレン ズ 1 5 3の出射光の入射面に設けられており、 特定方向の偏光成分のみを回折す るようにされ、 出射光を透過し光ディスク 2からの戻り光だけを回折するよ うに なっている。
コリメ一タレンズ 1 5 3は、 例えば、 透光性を有する樹脂材料を射出成型する ことにより形成される。 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 光路分岐回折格子 1 5 3 aを形成してもよいし、 機械加工により形成しても よい。 コ リメータレンズ 1 5 3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、 硝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。
コリメータレンズ 1 5 3は、 光路分岐回折格子 1 5 3 aがホログラム素子と し て所定のホログラムパターンをエツチング処理等によって形成する構成とされて もよい。 ホログラム素子を用いる場合には、 表面レリーフ型ホログラムが好まし く、 ブレーズ化ホログラムとすることで回折効率を向上させるようにしてもよい。 以上のような光学系 1 8 0を有する光ピックアップ 3を備える光ディスク装置 1は、 光ディスク 2からの戻り光によって光ピックアップ 3が検出したフォー力 シングエラー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のニ軸ァクチユエータに制御信号が出力されて、 2波長対物レ ンズ 1 5 5が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れ ることにより、 出射光が 2波長対物レンズ 1 5 5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。 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、 インタフェース 1 4から再生信号として出力される。 ここで、 上述した光学系 1 5 0を有する光ピックアップ 3を備える光ディスク 装置 1について、 光ピックアップ 3内の出射光及び戻り光の光路を、 図面を参照 して説明する。
光ディスク装匱 1が、 図 3 6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、 2波長光源 6 1から選択的に出射された互いに異なる波長の 出射光は、 複合光学素子 1 5 1の 3 ビーム生成回折格子 1 6 1によって 0次光及 び ± 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出射 光は、 複合光学素子 1 5 1の光路合成回折格子 1 6 2により光路変動が捕正され て、 コリメータレンズ 1 5 3の光路分岐回折格子 1 5 3 aを透過するとともに平 行光とされ、 1 / 4波長板 1 5 4により偏光状態が変化され、 2波長対物レンズ 1 5 5により光ディスク 2の記録面 2 aに集光される。
光デイスク 2の記録面 2 aからの戻り光は、 2波長対物レンズ 1 5 5を透過し て、 1 / 4波良板 1 5 4により偏光状態が変化され、 コリメータレンズ 1 5 3の 光路分岐回折格子 1 5 3 aにおいて出射光に対して偏光方向が 9 0度回転した戻 り光のみ回折し、 複合光学素子 1 5 1の第 2の面 1 5 1 bの第 1の色捕償回折格 子 1 6 3に向かう光路に導かれて、 + 1次光が第 1の色補償回折格子 1 6 3に入 射される。 第 1の色捕償回折格子 1 6 3に入射された光路分岐回折格子 1 5 3 a からの戻り光は、 第 1の色補償回折格子 1 6 3により回折し、 一 1次光が戻り光 として第 2の色捕偾回折格子 1 6 4に入射され、 第 2の色補償回折格子 1 6 4よ り反射及び回折し、 一 1次光が戻り光として分割プリズム 1 6 5の頂角に入射さ れる。 分割プリズム 1 6 5の正四角錐の頂角に入射された戻り光は、 頂角を含む 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本の戻り光に 4分割されて、 受光部 1 5 6のメインビーム用フォト ディテクタ 1 7 1の各受光領域 a 4, b 4 J c 4, d Jこそれぞれ照射される。 また、 光路分岐回折格子 1 5 3 aで分割された ± 1次光に対応する複合光学素子 1 5 1 を通過した戻り光の一方は、 受光部 1 5 6のサイ ドビーム用フォ トディテクタ 1 7 2の各受光領域 e 4, f Jこそれぞれ照射され、 他方は、 受光部 1 5 6のサイ ド ビーム用フォトディテクタ 1 7 3の各受光領域 g h 4にそれぞれ照射される。 以上のように光ディスク装置 1は、 光学系 1 8 0を有する光ピックアップ 3に より得られたフォーカシングエラー信号 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 2波長対物レンズ 1 5 5 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に出射光を合焦させて、 光ディスク 2から情報を 再生する。
次に、 第 7の例として示す光ピックアップ 3が有する光学系 1 8 5は、 図 3 7 に示すように、 光路順に、 互いに異なる波長のレーザ光を選択的に出射する 2波 長光源 6 1 と、 この 2波長光源 6 1から出射された出射光を透過し、 光ディスク 2からの戻り光を後述する受光部 1 5 6に導く複合光学素子 1 5 1 と、 複合光学 素子 1 5 1を透過した出射光を平行光とするコリメータレンズ 1 5 3 と、 コリメ ータレンズ 1 5 3により平行光とされた出射光を光デイスク 2の記録面 2 aに集 光させるとともに、 出射光と光ディスク 2からの戻り光との光路を分離する 2波 長対物レンズ 1 5 5 と、 光ディスク 2からの戻り光を受光する受光部 1 5 6 とを 有している。
2波長対物レンズ 1 5 5は、 少なく とも 1つの凸レンズにより構成され、 2波 長光源 6 1から出射された互いに異なる波長の出射光を集光する集光レンズであ り、 出射光を光ディスク 2に集光するように配設されている。 また、 2波長対物 レンズ 1 5 5は、 出射光の入射面側に光ディスク 2からの戻り光のうち 3 ビーム 生成回折格子 1 6 1で分割された 0次光及び土 1次光を回折させて、 それぞれを さらに 0次光及び ± 1次光に分割して、 例えば、 この + 1次光を戻り光と して出 射光の光路と分離する光路分岐回折格子 1 5 5 aが設けられている。 この光路分 岐回折格子 1 5 5 aは、 2波長対物レンズ 1 5 5の出射光の入射面に設けられて いる。
2波長対物レンズ 1 5 5は、 例えば、 透光性を有する樹脂材料を射出成型する ことにより形成される。 また、 その他の形成方法と しては、 ェツチング加工によ り上述の 光路分岐回折格子 1 5 5 aを形成してもよいし、 機械加工により形成 してもかまわない。 なお、 2波長対物レンズ 1 5 5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、 硝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。
2波長対物レンズ 1 5 5は、 光路分岐回折格子 1 5 5 aがホログラム素子と 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。 ホログラム素子を用いる場合には、 表面レリーフ型ホログラムが好まし く、 ブレーズ化ホログラムとすることで回折効率を向上させるようにしてもよい。 以上のような光学系 1 8 5を有する光ピックアップ 3を備える光ディスク装置 1は、 光ディスク 2からの戻り光によって光ピックアップ 3が検出したフォー力 シングエラー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のニ軸ァクチユエータに制御信号が出力されて、 2波長対物レ ンズ 1 5 5が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れ ることにより、 出射光が 2波長対物レンズ 1 5 5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。 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、 ィンタフェース 1 4から再生信号として出力される。 ここで、 上述した光学系 1 8 5を有する光ピックアップ 3を備える光ディスク 装置 1について、 光ピックアップ 3内の出射光及び戻り光の光路を、 図面を参照 して説明する。
光ディスク装置 1が、 図 3 7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、 2波長光源 6 1から選択的に出射された互いに異なる波長の 出射光は、 複合光学素子 1 5 1の 3ビーム生成回折格子 1 6 1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出射 光は、 複合光学素子 1 5 1の光路合成回折格子 1 6 2により光路変動が捕正され て、 コリメータレンズ 1 5 3により平行光とされ、 2波長対物レンズ 1 5 5にお いて光路分岐回折格子 1 5 5 aを透過するとともに光ディスク 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からの戻り光は、 2波長対物レンズ 1 5 5の光路分 岐回折格子 1 5 5 aにおいて出射光を回折し、 コリメータレンズ 1 5 3を透過し て、 複合光学素子 1 5 1の第 2の面 1 5 1 bの第 1 の色補償回折格子 1 6 3に向 かう光路に導かれて、 + 1次光が第 1の色捕償回折格子 1 6 3に入射される。 第
1の色捕償回折格子 1 6 3に入射された光路分岐回折格子 1 5 5 aからの戻り光 は、 第 1の色捕償回折格子 1 6 3により回折し、 ― 1次光が戻り光として第 2の 色補償回折格子 1 6 4に入射され、 第 2の色補償回折格子 1 6 4より反射及び回 折し、 一 1次光が戻り光として分割プリズム 1 6 5の頂角に入射される。 分割プ リズム 1 6 5の正四角錐の頂角に入射された戻り光は、 頂角を含む正四角錐の各 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 本の戻り光に 4分割されて、 受光部 1 5 6のメインビーム用フォトディテクタ 1 7 1の各受光領域 a 4 , b 4 , c 4 ) d 4にそれぞれ照射される。 3 ビーム生成回折 格子 1 6 1で分割された土 1次光に対応する複合光学素子 1 5 1を通過した戻り 光の一方は、 受光部 1 5 6のサイ ドビーム用フォトディテクタ 1 7 2の各受光領 域 e 4, f 4にそれぞれ照射され、 他方は、 受光部 1 5 6のサイ ドビーム用フォト ディテクタ 1 7 3の各受光領域 g 4， h 4にそれぞれ照射される。
以上のように光ディスク装^ 1は、 光学系 1 8 5を有する光ピックアップ 3に より得られたフォーカシングエラー信号 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 2波長対物レンズ 1 5 5 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に出射光を合焦させて、 光ディスク 2から情報を 再生する。
次に、 第 8の例として示す光ピックアップ 3が有する光学系 1 9 0は、 図 3 8 に示すように、 光路順に、 互いに異なる波長のレーザ光を選択的に出射する 2波 長光源 6 1 と、 この 2波長光源 6 1から出射された出射光を透過し、 光ディスク 2からの戻り光を後述する受光部 1 5 6に導く複合光学素子 1 5 1と、 複合光学 素子 1 5 1を透過した出射光と光ディスク 2からの戻り光との光路を分離する板 状光学素子 1 5 8と、 板状光学素子 1 5 8を透過した出射光を平行光とするコリ メータレンズ 1 5 3と、 コリメータレンズ 1 5 3により平行光とされた出射光の 偏光状態を変化させる 1 Z 4波長板 1 5 4と、 1 Z 4波長板 1 5 4を透過した出 射光を光ディスク 2の記録面 2 aに集光させる 2波長対物レンズ 1 5 5と、 光デ イスク 2からの戻り光を受光する受光部 1 5 6とを有している。
複合光学素子 1 5 1は、 戻り光の光路上に、 この戻り光を回折させて、 さらに 0次光及び ± 1次光に分割して、 例えばこの一 1次光を戻り光として後述する光 路分岐回折格子 1 5 8 aで発生する光路変動を捕正する第 1の色補償回折格子 1 6 3が設けられている。 なお、 この光学系 1 9 0における複合光学素子 1 5 1は、 前述した光学系 1 5 0 , 1 8 0 , 1 8 5で説明した光路合成回折格子 1 6 2を備 えないものとする。
板状光学素子 1 5 8は、 透光性を有する板状の光学素子であり、 複合光学素子 1 5 1を通過した出射光を透過させる。 板状光学素子 1 5 8は、 光ディスク 2か らの戻り光の入射面側に、 光ディスク 2からの戻り光のうち 3ビーム生成回折格 子 1 6 1で分割された 0次光及び土 1次光を回折させて、 それぞれをさらに 0次 光及ぴ ± 1次光に分割して、 例えば、 この + 1次光を戻り光として出射光の光路 と分離する光路分岐回折格子 1 5 8 aが設けられている。 この光路分岐回折格子 1 5 8 aは、 特定方向の偏光成分のみを回折するようにされており、 光ディスク 2からの戻り光だけを回折するようになつている。
また、 板状光学素子 1 5 8は、 2波長光源 6 1から出射された 光の入射面側 における出射光の光路上に、 2波長光源 6 1の発光点ずれによる光路変動を捕正 する光路合成回折格子 1 5 8 bが設けられ、 光ディスク 2からの戻り光の出射面 側における戻り光の光路上に、 2波長光源 6 1の波長変動による光路変動を捕正 する第 3の色補償回折格子 1 5 8 cが設けられている。
板状光学素子 1 5 8は、 例えば、 透光性を有する樹脂材料を射出成型すること 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光 路分岐回折格子 1 5 8 a、 光路合成回折格子 1 5 8 b及び第 3の色補償回折格子 1 5 8 c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、 板状光学 素子 1 5 8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、 硝材 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。
板状光学素子 1 5 8は、 光路分岐回折格子 1 5 8 a、 光路合成回折格子 1 5 8 b及び第 3の色補償回折格子 1 5 8 c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。 ホ ログラム素子を用いる場合には、 表面レリーフ型ホログラムが好ましく、 プレー ズ化ホログラムとすることで回折効率を向上させるようにしてもよい。
以上のような光学系 1 9 0を有する光ピックアップ 3を備える光ディスク装置 1は、 光ディスク 2からの戻り光によって光ピックアップ 3が検出したフォー力 シングエラー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のニ軸ァクチユエータに制御信号が出力されて、 2波長対物レ ンズ 1 5 5が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れ ることにより、 出射光が 2波長対物レンズ 1 5 5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、 ィンタフェース 1 4から再生信号として出力さ れる。
ここで、 上述した光学系 1 9 0を有する光ピックアップ 3を備える光ディスク 装置 1について、 光ピックアップ 3内の出射光及び戻り光の光路を、 図面を参照 して説明する。
光ディスク装置 1が、 図 3 8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、 2波長光源 6 1から選択的に出射された互いに異なる波長の 出射光は、 複合光学素子 1 5 1の 3 ビーム生成回折格子 1 6 1によって 0次光及 び士 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出射 光は、 複合光学素子 1 5 1を透過して、 板状光学素子 1 5 8の光路合成回折格子 1 5 8 bにより光路変動が捕正されて、 板状光学素子 1 5 8の光路分岐回折格子 1 5 8 bを透過する。 光路分岐回折格子 1 5 8 bを透過した出射光は、 板状光学 素子 1 5 8を透過し、 コリメ一タレンズ 1 5 3により平行光とされ、 1 Z 4波長 板 1 5 4により偏光状態が変化され、 2波長対物レンズ 1 5 5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からの戻り光は、 2波長対物レンズ 1 5 5を透過し て、 1 / 4波長板 1 5 4により偏光状態が変化され、 コリメータレンズ 1 5 3を 透過して板状光学素子 1 5 8の光路分岐回折格子 1 5 8 aにおいて出射光に対し て偏光方向が 9 0度回転した戻り光のみ回折し、 第 3の色捕償回折格子 1 5 8 c により回折して、 複合光学素子 1 5 1の第 2の面 1 5 1 cの第 1の色捕償回折格 子 1 6 3に向かう光路に導かれて、 + 1次光が第 1の色捕偾回折格子 1 6 3に入 射される。 第 1の色捕償回折格子 1 6 3に入射された第 3の色捕償回折格子 1 5 8 cからの戻り光は、 第 1の色捕償回折格子 1 6 3により回折し、 — 1次光が戻 り光として第 2の色補償回折格子 1 6 4に入射され、 第 2の色補償回折格子 1 6 4より反射及び回折し、 一 1次光が戻り光として分割プリズム 1 6 5の頂角に入 射される。 分割プリズム 1 6 5の正四角錐の頂角に入射された戻り光は、 頂角を 含む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本の戻り光に 4分割されて、 受光部 1 5 6のメインビーム用フ オトディテクタ 1 7 1の各受光領域 a 4 , b , c 4, d Jこそれぞれ照射される。 3 ビ一ム生成回折格子 1 6 1で分割された ± 1次光に対応する複合光学素子 1 5 1を通過した戻り光の一方は、 受光部 1 5 6のサイ ドビーム用フォトディテクタ 1 2の各受光領域 e„ f 4にそれぞれ照射され、 他方は、 受光部 1 5 6のサイ ドビーム用フォ トディテクタ 1 7 3の各受光領域 g 4, h にそれぞれ照射される。 以上のように光ディスク装置 1は、 光学系 1 9 0を有する光ピックアップ 3に より得られたフォーカシングエラー信号 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 2波長対物レンズ 1 5 5 を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せることによ り、 光ディスク 2の記録面 2 aに出射光を合焦させて、 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、 光学系 1 5 0， 1 8 0又は 1 8 5を有 する光ピックアップ 3が、 光ディスク 2からの戻り光を回折する第 1の色捕償回 折格子 1 6 3と、 この第 1の色補償回折格子 1 6 3により回折された + 1次光を 戻り光として、 この戻り光をさらに回折する第 2の色補償回折格子 1 6 4とが設 けられた複合光学素子 1 5 1を有することにより、 周囲の温度変化により 2波長 光源 6 1から選択的に出射される出射光の発振波長が変動しても適切な位置に導 くことができる。
光ディスク装置 1は、 光学系 1 9 0を有する光ピックアップ 3が、 光ディスク 2からの戻り光を回折する第 1の色捕償回折格子 1 6 3と、 この第 1の色捕償回 折格子 1 6 3により回折された + 1次光を戻り光として、 この戻り光をさらに回 折する第 2の色補償回折格子 1 6 4とが設けられた複合光学素子 1 5 1に加えて、 第 3の色捕償回折格子 1 5 8 cを有する板状光学素子 1 5 8を有することにより、 周囲の温度変化により 2波長光源 6 1から選択的に出射される出射光の発振波長 が変動しても適切な位置に導くことができる。
このため、 光ディスク装置 1は、 従来に比して部品点数の増加もなく簡単な構 造の光ピックアツプを用いることで、 得られるフォーカシングエラー信吾 F Eの 信頼-性を向上することができる。
したがって、 光ディスク装置 1は、 光ピックアップ 3内の光学系 1 5 0 , 1 8 0又は 1 8 5が複合光学素子 1 5 1 を有することで、 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。
光ディスク装置 1は、 光学系 1 5 0 , 1 8 0又は 1 8 5を有する光ピックアツ プ 3において、 複合光学素子 1 5 1のみで、 2波長光源 6 1から出射光の波長変 動により発生する光路変動を捕正する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 1 5 0， 1 8 0又は 1 8 5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。
光ディスク装置 1は、 光学系 1 5 0， 1 8 0 , 1 8 5又は 1 9 0を有する光ピ ックアツプ 3が、 光ディスク 2からの戻り光を分割する分割プリズム 1 6 5を有 する複合光学素子 1 5 1を有することにより、 メインビ一ム用フォ 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光が分割 されるため、 分割プリズム 1 6 5で分割された 4本の各戻り光を受光するよ うに メインビーム用フォトディテクタ 1 7 1の各受光領域 a 4, b 4 , c 4 , d 4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 1 7 1の分割位置 等に要求される精度が緩和される。
このため、 光ディスク装置 1は、 光ピックアップ 3におけるメインビーム用フ オ トディテクタ 1 7 1の製造コス トを低減するとともに、 光ピックァップ 3の製 造工程でメインビーム用フォトディテクタ 1 7 1の位置調整を容易に行うことが 可能とされて、 得られるフォ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。
光ディスク装置 1は、 発光点 6 1 a又は発光点 6 1 bから選択的に異なる波長 のレーザ光を出射する 2波長光源 6 1を用いることにより、 それぞれの波長の出 射光の間で光路変動が発生してしまうが、 複合光学素子 1 5 1が光路合成回折格 子 1 5 1 b又は板状光学素子 1 5 8が光路合成回折格子 1 5 8 bを有することで、 異なる光路を合成して 2波長対物レンズ 1 5 5の光軸中心に出射光の光軸を合わ せることができる。 これにより、 光ディスク装置 1は、 異なる波長の出射光を適 切に光ディスク 2の信号記録面 2 aに導くことができる。 光ディスク装置 1は、 色補償回折格子を 2つ以上備えることで、 1つの色捕償 回折格子あたりが捕正する光路変動の捕正量を少なくすることができる。 これに より、 光ディスク装置 1は、 それぞれの色捕偾回折格子の格子ピッチを広く設計 することが可能となり、 一つの色捕償回折格子で光路変動を補正する場合と比し て製造が容易となる。
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 一信号 F Eを得るために、 いわゆる非点収差法が採用されたが、 フーコー法等の 他の検出方法が用いられてもよい。
光ディスク装置 1は、 3 ビームを用いてトラッキング制御を行わず、 1 ビーム のみを用いる場合に、 複合光学素子 1 5 1に 3 ビーム生成回折格子 1 6 1を設け なく ともよい。 光ディスク装置 1は、 3 ビーム生成回折格子 1 6 1を設けないこ とにより複合光学素子 1 5 1の第 1の面 1 5 1 aに光路変動や収差などの補正機 能を有する回折格子等を配設することができ、 この複合光学素子 1 5 1に更なる 機能を追加することで、 部品点数を減らすことが可能となり、 生産性が向上する。 ここで、 複合光学素子 1 5 1は、 非点収差量を補正する回折格子を設けるように することが好ましく、 分割プリズム 1 6 5の頂角にビーム形状が略円形状となる ように、 適切に戻り光を集光させることができるようになる。
上述した複合光学素子 1 5 1は、 分割プリズム 1 6 5が例えば八角錐に形成さ れると してもよレ、。 この場合には、 受光部 1 5 6のメインビーム用フォ トディテ クタ 1 7 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。 複合光学素子 1 5 1は、 分割プリズム 1 6 5が、 第 4の面 8 4 に対して内方側に設けられたが、 第 4の面 1 5 1 e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 1 5 1は、 分割プリズム 1 6 5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 1 5 6のメインビーム用フォ トディテクタ 1 7 1の分割領域を対応す るように設けることとなる。
上述した複合光学素子 1 5 1は、 分割プリズム 1 6 5の代わりに、 図 2 2に示 すように、 4つの領域に分割されたグレーティング 7 9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 7 9は、 分割プリズム 1 6 5 と 同等の効果が得られるように、 分割領域 y i, y =, y 3， y 4が設けられ、 各分割 領域 y 2, y 3， y Jこ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 7 9は、 入射した光ディスク 2からの戻り光を、 各分割領域 yい y = , y 3， y .: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 1 5 6の メインビーム用フォ トディテクタ 1 7 1に導く。 グレーテイング 7 9は、 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され る。 ホログラム素子を用いる場合には、 表面レリーフ型ホログラムが好ましく、 また、 プレーズ化ホログラムとすることで回折効率を向上させるようにしてもよ い。
複合光学素子 1 5 1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。 さらにまた、 複合光学素子 1 5 1は、 分割プリズム 1 6 5に入射する光デイス ク 2からの戻り光の入射角が分割プリズム 1 6 5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 1 6 5の各面の傾角を 4 5 ° 以下とするこ とで、 入射する戻り光が全反射条件に入らないように、 屈折角を大きくすること ができるので、 分割された各戻り光のビームスポッ ト間隔を離すことができ、 メ インビーム用フォ トディテクタ 1 7 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 1 7 1 とサイ ドビーム用フォ トディテクタ 1 7 2 , 1 7 3 との 間隔を広く取ることができ、 光ピックァップ 3の組立精度を緩くすることができ る。
なお、 本発明は、 図面を参照して説明した上述の実施例に限定されるものでは なく、 添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、 様々な変更、 置換又 はその同等のものを行うことができることは当業者にとって明らかである。 産業上の利用可能性 上述したように、 本発明に係る光ピックアップ装置は、 光ディスクからの戻り 光を回折素子により分離する際に、 光源から出射する出射光の波長変動による光 路のずれを波長変動補正手段により補正する光学装置を用いることで、 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。
本発明に係る光ピックアツプ装置に用いられる光学装置は、 光デイスクからの 戻り光を回折素子により分離する際に、 光源から出射する出射光の波長変動によ る光路のずれを波長変動補正手段により捕正することで、 受光手段に適切に光を 導くことができるので、 光ディスク装置における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。
本発明に係る光ピックアツプ装置に用いられる光学装置は、 光ディスクからの 戻り光を出射光の光路と分離する際に、 最適な非点収差量となるように補正する ことで、 光分割手段に導く戻りの光ビームの形状を良好なものとすることができ るので、 光ディスク装置における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 . 互いに異なる波長の出射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出射光を集光するとともに上記光ディス クからの戻り光を集光する対物レンズと、
上記光源から出射された出射光を透過し上記光ディスクからの戻り光を回折さ せる第 1の回折素子と、 上記第 1の回折素子で回折された戻り光が入射される位 置に配匮され、 上記光源から出射される出射光の波長変動により上記第 1の回折 素子で発生する戻り光の光路変動を捕正し、 所定の位置に戻り光を導く少なく と も一つの光路変動捕正手段とを有する複合光学素子と、
上記光路変動捕正手段で光路変動が捕正された戻り光を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。
2 . 上記複合光学素子は、 上記第 1の回折素子と上記光路変動捕正手段とが樹脂 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項記載の光ピッ クァップ装置。
3 . 上記第 1の回折素子は、 ホログラムであることを特徴とする請求の範囲第 1 項記載の光ピックアツプ装置。
4 . 上記光路変動補正手段は、 第 2の回折素子であり、 上記第 1の回折素子で回 折された戻り光を更に回折させることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の光ピ ックアップ装置。
5 . 上記第 2の回折素子は、 反射型の回折素子であることを特徴とする請求の範 囲第 4項記載の光ピックアップ装置。
6 . 上記第 2の回折素子は、 ホログラムであることを特徴とする請求の範囲第 4 項記載の光ピックァップ装置。
7 . 更に、 上記複合光学素子は、 上記光路変動捕正手段で光路変動が捕正された 戻り光が入射される位置に配置され、 上記戻り光を複数に分割して上記受光手段 の各受光領域に導く光分割手段を有する請求の範囲第 1項記載の光ピックアップ
8 . 上記複合光学素子は、 上記第 1の回折素子と上記光路変動捕正手段と上記光 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 7項記載の光ピックァップ装置。
9 . 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 7項記載の光ピックアツプ装置。
1 0 . 上記複合光学素子は、 上記プリズムが、 略四角錐状に形成されてなり、 上 記光路変動補正手段で光路変動が捕正された戻り光を 4分割するとともに、 上記受光手段は、 上記複合光学素子の上記プリズムで 4分割された各戻り光を 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 9項記載の 光ピックァップ装置。
1 1 . 上記プリズムは、 上記光路変動捕正手段で光路変動が捕正された戻り光の 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 0項記載の光ピックアツプ装置。
1 2 . 更に、 上記複合光学素子は、 上記光源から出射された出射光の光路上で上 記出射光を上記第 1の回折素子へ反射させ、 及び/又は上記第 1の回折素子で回 折された戻り光の光路上で当該戻り光を上記所定の位置へ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項記載の光ピックアツプ装置。
1 3 . 上記複合光学素子は、 上記第 1の回折素子と上記光路変動補正手段と上記 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 2項記載の光ピックァップ装置。
1 4 . 更に、 上記複合光学素子は、 上記光源と上記第 1の回折素子との間の光路 上に配置され、 上記光源から出射された出射光を 0次光及び土 1次光に 3分割す る第 3の回折素子を有し、
上記受光手段は、 上記光分割手段で分割された各戻り光のうち、 上記第 3の回 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、 上記第 3の回折素子で分割された土 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 1項記載の光ピックアップ装置。
1 5 . 上記複合光学素子は、 上記第 1の回折素子と上記光路変動補正手段と上記 第 3の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 4項記載の光ピックアップ装置。
1 6 . 上記第 3の回折素子は、 ホログラムであることを特徴とする請求の範囲第 1 4項記載の光ピックァップ装置。
1 7 . 更に、 上記複合光学素子は、 上記光源と上記第 1の回折素子との間に配設 され、 上記光源のそれぞれの波長の発光点の位置のずれによる、 一方の波長の出 射光の光路に対する他方の波長の出射光の光路のずれを捕正する光路合成手段を 有することを特徴とする請求の範囲第 1項記載の光ピックアツプ装置。
1 8 . 上記複合光学素子は、 上記第 1の回折尜子と上記光路変動補正手段と上記 光路合成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 7項記載の光ピックアツプ装置。
1 9 . 上記光路合成手段は、 第 4の回折素子であり、 上記第 1の回折素子で回折 された戻り光を更に回折させることを特徴とする請求の範囲第 1 7項記載の光ピ ックアップ装置。
2 0 . 上記第 4の回折素子は、 ホログラムであることを特徴とする請求の範囲第 1 9項記載の光ピックァップ装置。
2 1 . 上記複合光学素子は、 上記光路合成手段と上記少なくとも一つの光路変動 捕正手段とが第 5の回折素子により同一面内に形成されていることを特徴とする 請求の範囲第 1 7項記載の光ピックアップ装置。
2 2 . 上記第 5の回折素子は、 ホログラムであることを特徴とする請求の範囲第 2 1項記載の光ピックアツプ装置。
2 3 . 上記光ディスクからの戻り光を回折させる第 1の回折素子は、 上記対物レ ンズ表面に設けられていることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の光ピックァ ップ装置。
2 4 . 更に、 上記光源から出射された互いに異なる波長の出射光を平行光とする コリメータレンズを備え、
上記光ディスクからの戻り光を回折させる第 1の回折素子は、 上記コリメータ レンズ表面に設けられていることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の光ピック アップ装置。
2 5 . 更に、 上記光源と上記第 1の回折素子との間に上記光源から出射された出 射光の光路中で有効光束以外の光束を遮光する遮光手段を備えることを特徴とす る請求の範囲第 1項記載の光ピックアップ装置。
2 6 . 更に、 上記光路変動補正手段により所定の位置に導かれる戻り光の光路中 で有効光束以外の光束を遮光する遮光手段を備えることを特徴とする請求の範囲 第 1項記載の光ピックァップ装置。
2 7 . 互いに異なる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出射光を集光するとともに上記光デ イスクからの戻り光を集光する対物レンズと、
上記光源から出射された出射光と光ディスクで反射された戻り光との光路を分 離するビームスプリッタと、
上記光源のそれぞれの波長の発光点の位置のずれによる、 一方の波長の出射光の 光路に対する他方の波長の出射光の光路のずれを捕正する光路合成手段と、 上記ビームスプリッタで分離され、 上記光路合成手段により光路のずれが捕正 された戻り光が入射される位置に配置され、 上記戻り光を複数に分割する光分割 手段と、
上記光分割手段により分割された複数の戻り光を複数の受光領域で受光する受 光手段とを備え、
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 を特徴とする光ピックアップ装置。
2 8 . 上記プリズムは、 略四角錐状に形成されてなり、 上記光路変動捕正手段で 光路変動が捕正された戻り光を 4分割することを特徴とする請求の範囲第 2 7項 記載の光ピックァップ装置。
2 9 . 上記プリズムは、 ビームスプリッタで分離された戻り光の各面への入射角 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 7項記載 の光ピックアップ装置。
3 0 . 更に、 上記光源から出射された出射光の光路上で当該出射光を上記ビーム スプリ ッタへ反射させ、 及び/又は上記ビームスプリッタで分離された戻り光の 光路上で上記戻り光を上記所定の位置へ反射させる反射手段を備える請求の範囲 第 2 7項記載の光ピックアツプ装置。
3 1 . 更に、 上記光源と上記ビームスプリッタとの間の光路上に配置され、 上記 光源から出射された出射光を 0次光及ぴ土 1次光に 3分割する第 3の回折素子を 備える請求の範囲第 2 7項記載の光ピックアツプ装置。
3 2 . 上記ビームスプリ ッタは、 第 1の面及び第 2の面からなる略平板状に形成 され、 上記光源から出射された出射光を上記第 1の面で反射するとともに、 戻り の光ビームを上記第 1の面及び第 2の面ともに透過させることを特徴とする請求 の範囲第 2 7項記載の光ピックアツプ装置。
3 3 . 上記ビームスプリ ッタは、 第 1の面及び第 2の面からなる略平板状に形成 され、 上記光源から出射された出射光を上記第 1の面で反射するとともに、 戻り の光ビームを上記第 1の面から入射させ上記第 2の面で反射して再び上記第 1の 面を透過させることを特徴とする請求の範囲第 2 7項記載の光ピックァップ装置。
3 4 . 上記ビームスプリ ッタは、 少なく とも第 1の面、 第 2の面及び第 3の面か らなり、 これらの面を略二等辺三角形状に配設して形成され、 上記光源から出射 された出射光を上記第 1の面で反射するとともに、 戻りの光ビームを上記第 1 の 面から入射させ上記第 2の面で反射して上記第 3の面を透過させることを特徴と する請求の範囲第 2 7項記載の光ピックアツプ装置。
3 5 . 更に、 上記光源と上記ビームスプリ ッタとの間に上記光源から出射された 出射光の光路中で有効光束以外の光束を遮光する遮光手段を備えることを特徴と する請求の範囲第 2 7項記載の光ピックァップ装置。
3 6 . 更に、 上記ビームスプリ ッタにより分離される戻り光の光路中で有効光束 以外の光束を遮光する遮光手段を備えることを特徴とする請求の範囲第 2 7項記 載の光ピックアップ装置。
3 7 . 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、 互いに異なる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出射光を集光するとともに上記光デ イスクからの戻り光を集光する対物レンズと、
上記光源から出射された出射光を透過させ、 上記光ディスクからの戻り光を回 折させる第 1の回折素子と、 上記第 1の回折素子で回折された戻り光が入射され る位置に配置され、 上記光源から出射される出射光の波長変動により上記第 1の 回折素子で発生する戻り光の光路変動を捕正し、 所定の位置に戻り光を導く少な く とも一つの光路変動補正手段とを有する複合光学素子と、
上記光路変動補正手段で光路変動が捕正された戻り光を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光ディスク装置。
3 8 . 上記複合光学^子は、 上記第 1の回折素子と上記光路変動捕正手段とが榭 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 7項記載の光 ディスク装置。
3 9 . 上記第 1の回折素子は、 ホログラムであることを特徴とする請求の範囲第
3 8項記載の光ディスク装置。
4 0 . 上記光路変動補正手段は、 第 2の回折素子であり、 上記第 1の回折素子で 回折された戻り光を更に回折させることを特徴とする請求の範囲第 3 7項記載の 光ディスク装置。
4 1 . 上記第 2の回折素子は、 反射型の回折素子であることを特徴とする請求の 範囲第 4 0項記載の光ディスク装置。
4 2 . 上記第 2の回折素子は、 ホログラムであることを特徴とする請求の範囲第 4 0項記載の光ディスク装置。
4 3 . 更に、 上記複合光学素子は、 上記光路変動補正手段で光路変動が補正され た戻り光が入射される位置に配置され、 上記戻り光を複数に分割して上記受光手 段の各受光領域に導く光分割手段を有することを特徴とする請求の範囲第 3 7項 記載の光ディスク装置。
4 4 . 上記複合光学素子は、 上記第 1の回折素子と上記光路変動補正手段と上記 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 4 3項記載の光ディスク装置。
4 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 4 3項記載の光ディスク装置。
4 6 . 上記複合光学素子は、 上記プリズムが、 略四角錐状に形成されてなり、 上 記光路変動補正手段で光路変動が捕正された戻り光を 4分割するとともに、 上記受光手段は、 上記複合光学素子の上記プリズムで 4分割された各戻り光を 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 4 5項記載の光 ディスク装置。
4 7 . 上記プリズムは、 上記光路変動補正手段で光路変動が捕正された戻り光の 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 5項記載の光ディスク装置。
4 8 . 更に、 上記複合光学素子は、 上記光源から出射された出射光の光路上で上 記出射光を上記第 1の回折素子へ反射させ、 及び/又は上記第 1の回折素子で回 折された戻り光の光路上で当該戻り光を上記所定の位置へ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 3 7項記載の光ディスク装匿。
4 9 . 上記複合光学素子は、 上記第 1の回折素子と上記光路変動補正手段と上記 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 8項記載の光ディスク装置。
5 0 . 更に、 上記複合光学素子は、 上記光源と上記第 1の回折素子との間の光路 上に配置され、 上記光源から出射された出射光を 0次光及び土 1次光に 3分割す る 3の回折素子を有し、
上記受光手段は、 上記光分割手段で分割された各戻り光のうち、 上記第 3の回 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、 上記更に他の回折素子で分割された士 1次光を、 トラッキングエラ一信号を得る ために受光することを特微とする請求の範囲第 3 7項記載の光ディスク装置。
5 1 . 上記複合光学素子は、 上記第 1の回折素子と上記光路変動補正手段と上記 第 3の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 5 0項記載の光ディスク装置。
5 2 . 上記第 3の回折素子は、 ホログラムであることを特徴とする請求の範囲第 5 0項記載の光ディスク装置。
5 3 . 更に、 上記複合光学素子は、 上記光源と上記第 1の回折素子との間に配設 され、 上記光源のそれぞれの波長の発光点の位置のずれによる、 一方の波長の出 射光の光路に対する他方の波長の出射光の光路のずれを捕正する光路合成手段を 有することを特徴とする請求の範囲第 3 7項記載の光ディスク装置。
5 4 . 上記複合光学素子は、 上記第 1の回折素子と上記光路変動補正手段と上記 光路合成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 5 3項記載の光ディスク装置。
5 5 . 上記光路合成手段は、 第 4の回折素子であり、 上記第 1の回折素子で回折 された戻り光を更に回折させることを特徴とする請求の範囲第 5 3項記載の光デ ィスク装置。
5 6 . 上記第 4の回折素子は、 ホログラムであることを特徴とする請求の範囲第 5 5項記載の光ディスク装置。
5 7 . 上記複合光学素子は、 上記光路合成手段と上記少なく とも一つの光路変動 捕正手段とが第 5の回折素子により同一面内に形成されていることを特徴とする 請求の範囲第 5 3項記載の光ディスク装置。 -
5 8 . 上記第 5の回折素子は、 ホログラムであることを特徴とする請求の範囲第 5 7項記載の光ディスク装置。
5 9 . 上記光デイスクからの戻り光を回折させる第 ].の回折素子は、 上記対物レ ンズ表面に設けられていることを特徴とする請求の範囲第 3 7項記載の光ディス ク装置。
6 0 . 更に、 上記光源から出射された互いに異なる波長の出射光を平行光とする コリ メータレンズを備え、
上記光ディスクからの戻り光を回折させる第 1の回折素子は、 上記コ リメータ レンズ表面に設けられていることを特徴とする請求の範囲第 3 7項記載の光ディ スク装置。
6 1 . 更に、 上記光源と上記第 1の回折素子との間に上記光源から出射された出 射光の光路中で有効光束以外の光束を遮光する遮光手段を備えることを特徴とす る請求の範囲第 3 7項記載の光ディスク装置。
6 2 . 更に、 上記光路変動捕正手段により所定の位置に導かれる戻り光の光路中 で有効光束以外の光束を遮光する遮光手段を備えることを特徼とする請求の範囲 第 3 7項記載の光ディスク装置。
6 3 . 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、 互いに異なる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出射光を集光するとともに上記光デ ィスクからの戻り光を集光する対物レンズと、
上記光源から出射された出射光と光ディスクで反射された戻り光との光路を分 離するビームスプリッタと、
上記光源のそれぞれの波長の発光点の位置のずれによる、 一方の波長の出射光 の光路に対する他方の波長の出射光の光路のずれを捕正する光路合成手段と、 上記ビームスプリ ッタで分離され、 上記光路合成手段により光路のずれが補正 された戻り光が入射される位置に配置され、 上記戻り光を複数に分割する光分割 手段と、
上記光分割手段により分割された複数の戻り光を複数の受光領域で受光する受 光手段とを備え、
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 を特徴とする光ディスク装置。
6 4 . 上記プリズムは、 略四角錐状に形成されてなり、 上記光路変動補正手段で 光路変動が補正された戻り光を 4分割することを特徴とする請求の範囲第 6 3項 記載の光ディスク装置。
6 5 . 上記プリズムは、 ビームスプリッタで分離された戻り光の各面への入射角 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 6 3項記載 の光ディスク装置。
6 6 . 更に、 上記光源から出射された出射光の光路上で当該出射光を上記ビーム スプリッタへ反射させ、 及び/又は上記ビームスプリッタで分離された戻り光の 光路上で上記戻り光を上記所定の位置へ反射させる反射手段を備える請求の範囲 第 6 3項記載の光ディスク装置。
6 7 . 更に、 上記光源と上記ビームスプリッタとの間の光路上に配置され、 上記 光源から出射された出射光を 0次光及び土 1次光に 3分割する第 3の回折素子を 備える請求の範囲第 6 3項記載の光ディスク装置。
6 8 . 上記ビームスプリッタは、 第 1の面及び第 2の面からなる略平板状に形成 され、 上記光源から出射された出射光を上記第 1の面で反射するとともに、 戻り の光ビームを上記第 1の面及び第 2の面ともに透過させることを特徴とする請求 の範囲第 6 3項記載の光ディスク装置。
6 9 . 上記ビームスプリッタは、 第 1の面及び第 2の面からなる略平板状に形成 され、 上記光源から出射された出射光を上記第 1の面で反射するとともに、 戻り の光ビームを上記第 1の面から入射させ上記第 2の面で反射して再び上記第 1の 面を透過させることを特徴とする請求の範囲第 6 3項記載の光ディスク装置。
7 0 . 上記ビームスプリッタは、 少なくとも第 1の面、 第 2の面及び第 3の面か らなり、 これらの面を略二等辺三角形状に配設して形成され、 上記光源から出射 された出射光を上記第 1の面で反射するとともに、 戻りの光ビームを上記第 1の 面から入射させ上記第 2の面で反射して上記第 3の面を透過させることを特徴と する請求の範囲第 6 3項記載の光ディスク装置。
7 1 . 更に、 上記光源と上記ビームスプリッタとの間に上記光源から出射された 出射光の光路中で有効光束以外の光束を遮光する遮光手段を備えることを特徴と する請求の範囲第 6 3項記載の光ディスク装置。
7 2 . 更に、 上記ビームスプリッタにより分離される戻り光の光路中で有効光束 以外の光束を遮光する遮光手段を備えることを特徴とする請求の範囲第 6 3項記 載の光ディスク装置。
7 3 . 光源から出射された互いに異なる波長の出射光を透過させ、 光ディスクか らの戻り光を回折させる第 1の回折素子と、
上記第 1の回折素子で回折された戻り光が入射される位置に配置され、 上記光 源から出射される出射光の波長変動により上記第 1の回折素子で発生する戻り光 の光路変動を補正し、 所定の位置に戻り光を導く少なくとも一つの光路変動捕正 手段とを備える光学装置。
7 4 . 上記第 1の回折素子は、 ホログラムであることを特徴とする請求の範囲第 7 3項記載の光学装置。
7 5 . 上記光路変動捕正手段は、 第 2の回折素子であり、 上記第 1の回折素子で 回折された戻り光を更に回折させることを特徴とする請求の範囲第 7 3項記載の 光学装置。
7 6 . 上記第 2の回折素子は、 反射型の回折素子であることを特徴とする請求の 範囲第 7 5項記載の光学装置。
7 7 . 上記第 2の回折素子は、 ホログラムであることを特徴とする請求の範囲第 7 5項記載の光学装置。
7 8 . 更に、 上記光路変動捕正手段で光路変動が捕正された戻り光が入射される 位置に配置され、 上記戻り光を複数に分割して複数の受光領域を有する受光手段 に導く光分割手段を備える請求の範囲第 7 3項記載の光学装置。
7 9 . 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 7 8項記載の光学装置。
8 0 . 上記プリズムは、 略四角錐状に形成されてなり、 上記光路変動補正手段で 光路変動が補正された戻り光を 4分割することを特徴とする請求の範囲第 7 9項 記載の光学装置。
8 1 . 上記プリズムは、 上記光路変動補正手段で光路変動が捕正された戻り光の 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 7 9項記載の光学装置。
8 2 . 更に、 上記光源から出射された互いに異なる波長の出射光の光路上で当該 出射光を上記第 1の回折素子へ反射させ、 及び/又は上記第 1の回折素子で回折 された戻り光の光路上で上記戻り光を上記所定の位置へ反射させる反射手段を備 える請求の範面第 7 3項記載の光学装置。
8 3 . 更に、 上記光源と上記第 1の回折素子との間の光路上に配置され、 上記光 源から出射された出射光を 0次光及び土 1次光に 3分割する第 3の回折素子を備 える請求の範囲第 7 3項記載の光学装置。
8 4 . 上記第 3の回折素子は、 ホログラムであることを特徴とする請求の範囲第 8 3項記載の光学装置。
8 5 . 更に、 上記光源と上記第 1の回折素子との間に配設され、 上記光源のそれ ぞれの波長の発光点の位置のずれによる、 一方の波長の出射光の光路に対する他 方の波長の出射光の光路のずれを捕正する光路合成手段を備えることを特徴とす る請求の範囲第 7 3項記載の光学装置。
8 6 . 上記光路合成手段は、 第 4の回折素子であり、 上記第 1の回折素子で回折 された戻り光を更に回折させることを特徴とする請求の範囲第 8 5項記載の光学
8 7 . 上記第 4の回折素子は、 ホログラムであることを特徴とする請求の範囲第 8 6項記載の光学装置。
8 8 . 上記光路合成手段と上記少なく とも一つの光路変動補正手段とが第 5の回 折素子により同一面内に形成されていることを特徴とする請求の範囲第 8 5項記 載の光学装置。
8 9 . 上記第 5の回折素子は、 ホログラムであることを特徴とする請求の範囲第
8 8項記載の光学装置。
9 0 . 更に、 上記光源と上記第 1の回折素子との間に上記光源から出射された出 射光の光路中で有効光束以外の光束を遮光する遮光手段を備えることを特徴とす る請求の範囲第 7 3項記載の光学装置。
9 1 . 更に、 上記光路変動補正手段により所定の位置に導かれる戻り光の光路中 で有効光束以外の光束を遮光する遮光手段を備えることを特徴とする請求の範囲 第 7 3項記載の光学装置。
9 2 . 光源から出射された互いに異なる波長の出射光と光ディスクで反射された 戻り光との光路を分離するビームスプリ ッタと、
上記ビ一ムスプリ ッタで分離された戻り光が入射される位置に配置され、 上記 戻り光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、 上記ビームスプリ ッタと上記光分割手段との間に配され、 上記光源のそれぞれ の波長の発光点の位置のずれによる、 一方の波長の出射光の光路に対する他方の 波長の出射光の光路のずれを捕正する光路合成手段とを備え、
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 を特徴とする光学装置。
9 3 . 上記プリズムは、 略四角錐状に形成されてなり、 上記光路変動捕正手段で 光路変動が捕正された戻り光を 4分割することを特徴とする請求の範囲第 9 2項 記載の光学装置。
9 4 . 上記プリズムは、 ビームスプリ ッタで分離された戻り光の各面への入射角 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 9 3項記載 の光学装 。
9 5 . 更に、 上記光源から出射された出射光の光路上で当該出射光を上記ビーム スプリッタへ反射させ、 及び/又は上記ビ一ムスプリ ッタで分離された戻り光の 光路上で上記戻り光を上記所定の位置へ反射させる反射手段を備える請求の範囲 第 9 2項記載の光学装置。
9 6 . 更に、 上記光源と上記ビームスプリッタとの間の光路上に配置され、 上記 光源から出射された出射光を 0次光及び ± 1次光に 3分割する更に他の回折素子 を備える請求の範 第 9 2項記載の光学装置。
9 7 . 上記ビームスプリッタは、 第 1 の面及び第 2の面からなる略平板状に形成 され、 上記光源から出射された出射光を上記第 1の面で反射するとともに、 戻り の光ビームを上記第 1の面及び第 2の面ともに透過させることを特徴とする請求 の範囲第 9 2項記載の光学装置。
9 8 . 上記ビームスプリッタは、 第 1の面及び第 2の面からなる略平板状に形成 され、 上記光源から出射された出射光を上記第 1の面で反射するとともに、 戻り の光ビームを上記第 1の面から入射させ上記第 2の面で反射して再び上記第 1の 面を透過させることを特徴とする請求の範囲第 9 2項記載の光学装置。
9 9 . 上記ビームスプリッタは、 少なく とも第 1の面、 第 2の面及び第 3の面か らなりこれらの面を略二等辺三角形状に配設して形成され、 上記光源から出射さ れた出射光を上記第 1の面で反射するとともに、 戻りの光ビームを上記第 1の面 から入射させ上記第 2の面で反射して上記第 3の面を透過させることを特徴とす る請求の範囲第 9 2項記載の光学装置。
1 0 0 . 更に、 上記光源と上記ビームスプリッタとの間に上記光源から出射され た出射光の光路中で有効光束以外の光束を遮光する遮光手段を備えることを特徴 とする請求の範囲第 9 2項記載の光学装置。
1 0 1 . 更に、 上記ビームスプリッタにより分離された戻り光の光路中で有効光 束以外の光束を遮光する遮光手段を備えることを特徴とする請求の範囲第 9 2項 記載の光学装置。
1 0 2 . 光源から出射された互いに異なる波長の出射光を透過させ、 光ディスク からの戻り光を回折させる第 1の回折素子と、
上記第 1の回折素子で回折された戻り光が入射される位置に配置され、 上記光 源から出射される出射光の波長変動により上記第 1の回折素子で発生する戻り光 の光路変動を補正し、 所定の位置に戻り光を導く少なく とも一つの光路変動捕正 手段とを備える複合光学素子。
1 03. 上記第 1の回折素子と上記光路変動捕正手段とが榭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 102項記載の複合光学素子。
104. 上記第 1の回折素子は、 ホログラムであることを特徴とする請求の範囲 第 102項記載の複合光学素子。
1 05. 上記光路変動補正手段は、 第 2の回折素子であり、 上記第 1の回折素子 で回折された戻り光を更に回折させることを特徴とする請求の範囲第 1 02項記 載の複合光学素子。
1 06. 上記第 2の回折素子は、 反射型の回折素子であることを特徴とする請求 の範囲第 1 0 5項記載の複合光学素子。
1 07. 上記第 2の回折素子は、 ホログラムであることを特徴とする請求の範囲 第 10 5項記載の複合光学素子。
1 08. 更に、 上記光路変動補正手段で光路変動が捕正された戻り光が入射され る位置に配置され、 上記戻り光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を備える請求の範囲第 102項記載の複合光学素子。
1 09. 上記第 1の回折素子と上記光路変動補正手段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 08項記載の複 合光学素子。
1 10. 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 08項記載の複合光学素子。
1 1 1. 上記プリズムは、 略四角錐状に形成されてなり、 上記光路変動捕正手段 で光路変動が捕正された戻り光を 4分割することを特徴とする請求の範囲第 1 1 0項記載の複合光学素子。
1 1 2. 上記プリズムは、 上記光路変動捕正手段で光路変動が捕正された戻り光 の各面への入射角が 45° 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 10項記載の複合光学素子。
1 1 3. 更に、 上記光源から出射された互いに異なる波長の出射光の光路上で当 該出射光を上記第 1の回折素子へ反射させ、 及び/又は上記第 1の回折素子で回 折された戻り光の光路上で上記戻り光を上記所定の位置へ反射させる反射手段を 備える請求の範囲第 1 02項記載の複合光学素子。
1 1 4. 上記第 1の回折素子と上記光路変動補正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 1 3項記載の複合 光学素子。
1 1 5. 更に、 上記光源と上記第 1の回折素子との間の光路上に配置され、 上記 光源から出射された出射光を 0次光及び土 1次光に 3分割する第 3の回折素子を 備える請求の範囲第 1 02項記載の複合光学素子。
1 1 6. 上記第 1の回折素子と上記光路変動補正手段と上記第 3の回折素子とが 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 1 5項記載 の複合光学素子。
1 1 7. 上記第 3の回折素子は、 ホログラムであることを特徴とする請求の範囲 第 1 1 5項記載の複合光学素子。
1 1 8. 更に、 上記光源と上記第 1の回折素子との間に配設され、 上記光源のそ れぞれの波長の発光点の位置のずれによる、 一方の波長の出射光の光路に対する 他方の波長の出射光の光路のずれを補正する光路合成手段を備えることを特徴と する請求の範囲第 1 0 2項記載の複合光学素子。
1 1 9. 上記第 1の回折素子と上記光路変動捕正手段と上記光路合成手段とが榭 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 1 8項記載の 複合光学素子。
1 20. 上記光路合成手段は、 第 4の回折素子であり、 上記第 1の回折素子で回 折された戻り光を更に回折させることを特徴とする請求の範囲第 1 1 8項記載の 複合光学素子。
1 2 1. 上記第 4の回折素子は、 ホログラムであることを特徴とする請求の範囲 第 1 20項記載の複合光学素子。
1 22. 上記光路合成手段と上記少なくとも一つの光路変動補正手段とが第 5の 回折素子により同一面内に形成されていることを特徴とする請求の範囲第 1 1 8 項記載の複合光学素子。
1 2 3. 上記第 5の回折素子は、 ホログラムであることを特徴とする請求の範囲 第 1 2 2項記載の複合光学素子。
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