(57)【要約】【課題】  複数の光源を集積化した光源を有する光ピックアップにおいて、トラッキング信号等のビームを２分割する信号を、搭載するすべての光源の動作時に検出することが困難であった。【解決手段】  光ディスク５００上に情報の記録・再生又は消去を行う光ピックアップ装置であって、すくなくとも２つの光源を集積化した半導体レーザ素子１００と、半導体レーザ素子１００より出射された各光の光ディスク５００からの反射光を分割する複数の出射領域を有するホログラム光学素子２００とを含み、ホログラム光学素子２００は前記反射光の各光軸と交差する位置に出射領域を分割する分割線２０１〜２０３を有する。【選択図】  図１
2006209851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光磁気媒体上に情報の記録・再生又は消去を行う光ピックアップ装置であって、
すくなくとも２つの光源を集積化した発光手段と、
前記発光手段より出射された各光の前記光磁気媒体からの反射光を分割する複数の出射領域を有する光学手段とを含み、
前記光学手段は前記反射光の各光軸と交差する位置に出射領域を分割する分割線を有することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記光学手段はホログラム光学素子であることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記光学手段は、前記発光手段内の光源の間隔と略同等の間隔で出射領域を分割する分割線を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記光ピックアップ装置は、さらに前記発光手段からの光ビームを集光する集光手段を含み、
前記光学手段が、前記発光手段と前記集光手段との間に存在することを特徴とする請求項３に記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
前記光学手段が、前記発光手段の光軸方向に前記発光手段から３ｍｍ以内の距離に存在することを特徴とする請求項３に記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
前記光ピックアップ装置は、さらに前記光学手段の出射光を検出する受光手段と、
前記発光手段より出射された各光の前記光磁気媒体からの反射光を屈折して前記受光手段に集光する屈折手段とを含み、
前記光学手段は、前記屈折手段により屈折された前記反射光の各光軸と交差する位置に出射領域を分割する分割線を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のピックアップ装置。
【請求項７】
前記光学手段が、前記受光手段と前記屈折手段との間に存在することを特徴とする請求項６に記載の光ピックアップ装置。
【請求項８】
前記光学手段が、前記受光手段の受光光軸方向に前記受光手段から３ｍｍ以内の距離に存在することを特徴とする請求項６に記載の光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク又は光カードなど、光媒体又は光磁気媒体上に情報の記録・再生あるいは消去を行う光ピックアップ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクは高密度かつ大容量の記録媒体として、音楽だけでなく映像や各種データの保存・配布用として様々な分野で活用されており、その市場も急激に拡大しつつある。
【０００３】
そのような光ディスク装置のなかで、光ディスクからの情報の取り出しや光ディスクへの記録の役割を担う部分が光ピックアップ装置である。この光ピックアップ装置は、一般に光源である半導体レーザ素子、半導体レーザ素子からの光ビームを光ディスク上に集光する集光光学系、光ディスク上で反射し集光光学系を透過し戻ってくる一部の光ビームを分岐する分岐光学系、分岐された光ビームの光検出を行う受光素子から構成される。
【０００４】
近年急激に普及しつつあるＤＶＤは、その装置の仕様としてＤＶＤとＣＤを再生・記録するため、半導体レーザ素子として赤色半導体レーザ素子と赤外半導体レーザ素子を搭載している。
【０００５】
近年この半導体レーザ素子において、２つのレーザ素子をひとつのパッケージに（モノリシックもしくはハイブリッドに）集積化した２波長レーザ素子（例えばモノリシック集積の例として特許文献１参照）を使用することが光ピックアップ装置の今後の技術トレンドになりつつある。
【０００６】
また、このような技術トレンドは現在更なる高密度ディスクとして開発されつつある青色光源を用いて記録・再生を行う次世代の光ディスク装置でも同様である。つまり次世代光ディスク装置に搭載される光ピックアップ装置は従来のＤＶＤやＣＤの再生・記録を行う必要があるため、青色光源だけでなく赤色・赤外光の光源も必要とし、さらに将来的にはそれらの光源をすべて一つのデバイスに集積化した光源およびその光源を用いた光ピックアップ装置の実現が必要となる。
【０００７】
複数の波長の光源を集積化した半導体レーザ素子はその光源がある距離をおいて存在するため、それぞれの光源の光軸が異なっている。一方光ピックアップは光ディスク情報の読み出し・書き込みを行うため、その対物レンズのトラッキングサーボをかけるためのサーボ信号、もしくはアドレス信号を検出するためのアドレス信号、等々を検出する必要がある。
【０００８】
これらの信号を得るために、対物レンズで光ディスク上に集光されて反射し再度対物レンズ内に取り込まれた光ビームを光ディスクのトラック列に対して左右２分割し、その２分割のそれぞれを検出して差動をとる方法が一般に使用される。
【特許文献１】特開平１１―１８６６５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、これらの複数の光源は２分割する方向、つまり光ディスクのトラック列とは垂直の方向に配列されるため、図５に示す通り、複数の光源から出射された光ビームと反射光との光軸は光学系内で異なっており、そのため単純な２分割光学素子で理想的な２分割信号を得ることは困難である。（唯一複数の反射光の光軸の交点であれば理想的に分割は可能であるが、その交点はレンズの中である場合、また対物レンズのフォーカスサーボによる追従動作のため交点が移動する場合などがあり、物理的に２分割を安定に取り出す手段を講じることができない。）
そこで、本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、複数の光源から出射されたビームを理想的に２分割する光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決し上記目的を達成するために、本発明の光ピックアップ装置では光磁気媒体上に情報の記録・再生又は消去を行う光ピックアップ装置であって、すくなくとも２つの光源を集積化した発光手段と、前記発光手段より出射された各光の前記光磁気媒体からの反射光を分割する複数の出射領域を有する光学手段とを含み、前記光学手段は前記反射光の各光軸と交差する位置に出射領域を分割する分割線を有することを特徴としている。
【００１１】
このように、本発明の光ピックアップ装置では、反射光の各光軸と交差する位置で光学手段の出射領域を分割している。これにより、いずれの光源から出射された光ビームの光磁気媒体からの反射光も２分割することが可能となる。
【００１２】
ここで、前記光学手段はホログラム光学素子であっても良い。
この構成によれば、ホログラム光学素子により光学手段を構成することができる。
【００１３】
ここで、前記光学手段は、前記発光手段内の光源の間隔と略同等の間隔で出射領域を分割する分割線を有しても良い。
【００１４】
この構成によれば、光学手段は発光手段内の光源の間隔と略同等の間隔で出射領域を分割する分割線を有している。そのため、発光手段内の何れの光源からの光ビームの光記磁気体からの反射光も光学手段によって２分割することが可能である。
【００１５】
ここで、前記光ピックアップ装置は、さらに前記発光手段からの光ビームを集光する集光手段を含み、前記光学手段が、前記発光手段と前記集光手段との間に存在しても良い。
【００１６】
この構成によれば、光学手段を発光手段と集光手段の間に設けることができる。
ここで、前記光学手段が、前記発光手段の光軸方向に前記発光手段から３ｍｍ以内の距離に存在しても良い。
【００１７】
この構成によれば、発光手段の光軸方向３ｍｍ以内に光学手段を設ける。これにより、受光手段で受光される信号の精度を高めることができる。
【００１８】
ここで、前記光ピックアップ装置は、さらに前記光学手段の出射光を検出する受光手段と、前記発光手段より出射された各光の前記光磁気媒体からの反射光を屈折して前記受光手段に集光する屈折手段とを含み、前記光学手段は、前記屈折手段により屈折された前記反射光の各光軸と交差する位置に出射領域を分割する分割線を有しても良い。
【００１９】
この構成によれば、光学手段は屈折手段により屈折された光ビームの光磁気媒体からの反射光の各光軸と交差する位置に出射領域を分割する分割線とを有している。そのため、何れの発光手段からの光ビームの光磁気媒体からの反射光も光学手段によって２分割することができる。
【００２０】
ここで、前記光学手段が、前記受光手段と前記屈折手段との間に存在しても良い。
この構成によれば、光学手段を受光手段と屈折手段の間に設けることができる。
【００２１】
ここで、前記光学手段が、前記受光手段の受光光軸方向に前記受光手段から３ｍｍ以内の距離に存在しても良い。
【００２２】
この構成によれば、受光手段の受光光軸方向３ｍｍ以内に光学手段を設ける。これにより、受光手段で受光される信号の精度を高めることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、何れの光源からの光ビームに対しても所望の２分割信号を検出することができる。そのため、何れの光源による動作時にも安定なサーボ・アドレスその他各種信号を検出することができる光ピックアップ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における光ピックアップ装置の構成図およびホログラム近傍の拡大図である。光ピックアップ装置は３つの光源を有する半導体レーザ素子１００、ホログラム光学素子２００、受光素子４００、光ディスク５００、コリメートレンズ５０１、対物レンズ５０２により構成されており、光ディスク５００からの情報の取り出しや光ディスクへの記録の役割等を担う。ホログラム光学素子２００は、各レーザ素子１０１、１０２、１０３からの光ビームの光ディスク５００からの各反射光の光軸と交差する位置に分岐線２０１、２０２，２０３を有している。
【００２５】
図１においては、３つの光源１０１、１０２，１０３を有する半導体レーザ素子１００より出射された光ビームが集光光学系５０１，５０２により光ディスクと結合している状態を現している。光学系は半導体レーザ素子１００の３つの光源のうち、中央の光源１０２に光軸が合わせられている。
【００２６】
図１（ａ−１）（ａ−２）においては、光源１０２が発光している場合であるが、光ディスクに結合・反射した光ビームは同一の経路をたどり、ホログラム２００に到達する。このとき、ホログラム２００上の分割線２０２の左右にほぼ均等な２分割状態で分割されていることがわかる。
【００２７】
この状態で、３つの分割線で分割されたホログラム領域３０１〜３０４のそれぞれの領域に投射された光ビームは受光素子４００上の検出領域４０１〜４０４のそれぞれの領域に回折もしくは集光されるようにすることにより、それぞれの領域での光信号を電気信号として検出することができ、
差動信号＝（４０１＋４０２）−（４０３＋４０４）
で演算・検出することができる。
【００２８】
図１（ｂ−１）（ｂ−２）においては、光源１０３が発光している場合の状態を現している。光源１０３に対応するようにホログラム面上には分割線２０３が存在する。光源１０３から出射した光ビームは図面上の経路を往復し、本構成により分割線２０３によりほぼ均等に２分割されている。
【００２９】
図１（ｂ−２）に示すように、ホログラム面では領域３０２、３０３、３０４にまたがるように光ビームが投射され、各領域のホログラムパタンにより受光素子４０２、４０３、４０４に導かれる。
【００３０】
このとき、差動信号は、
差動信号＝（４０２＋４０３）−（４０４）
で検出することができる。
【００３１】
図１（ｃ−１）（ｃ−２）は光源１０１の発光状態を現しているが、図１（ｂ−１）（ｂ−２）と左右反転しているものであり、ここでは説明を省略する。
【００３２】
このように本発明によれば、複数の光源が配列される光ピックアップ装置において、どの光源が動作している状態においても均等な２分割信号を検出することができ、トラッキング信号やアドレス信号等の必要な信号を安定に検出することができるようになる。
【００３３】
なお、発光点が２つの場合や４つ以上の場合、もしくは光学系の中心が中央以外の光源に設定される構成も考えられるが、上記効果が同様に得られることはいうまでもない。以下の実施例においても同様である。
【００３４】
また、本構造は半導体レーザの光源が複数存在する場合に安定な信号を得られるものであり、その効果は複数の半導体レーザの波長が異なる場合、光出力が異なる場合、又は同一のレーザでも、発光点が異なる構造であれば同様の効果を有するものである。本特徴は以下の実施例においても同様である。
【００３５】
また、ホログラムパタンの各領域は投射される光ビームに所望の収差を与えるために設計され、その際に各領域内をさらに分割されることもあるが、本実施の形態は発光点の間隔と略等しい間隔で分割線が存在する構成であれば同様の効果をえることができ、それ以上の分割を有していても同様の効果が得られることはいうまでもない。以下の実施例においても同様である。
【００３６】
（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２における光ピックアップ装置の構成図およびホログラム近傍の拡大図である。実施の形態１の光ピックアップ装置と同様の構成に関しては同一の符号を付し、説明を省略する。５０３はビームスプリッタ、５０４は検出レンズである。ホログラム光学素子２００は、各レーザ素子１０１、１０２、１０３からの光ビームの光ディスク５００から各反射光をビームスプリッタ５０３により屈折した光の光軸と交差する位置に分岐線２０１、２０２，２０３を有している。
【００３７】
図２においては、３つの光源１０１、１０２，１０３を有する半導体レーザ素子１００より出射された光ビームが集光光学系５０１，５０２により光ディスクと結合している状態を現している。光学系は一例として半導体レーザ素子１００の３つの光源のうち、中央の光源１０２に光軸が合わせられている。
【００３８】
図２（ａ−１）（ａ−２）においては、光源１０２が発光している場合であるが、光ディスクに結合・反射した光ビームは同一の経路をたどり、光ビームスプリッタ５０３で分岐され、さらに検出レンズ５０４で集光され、その経路においてホログラム２００に到達する。このとき、ホログラム２００上の分割線２０２の左右にほぼ均等な２分割状態で分割されていることがわかる。
【００３９】
この状態で、３つの分割線で分割されたホログラム領域３０１〜３０４のそれぞれの領域に投射された光ビームは受光素子４００上の検出領域４０１〜４０４のそれぞれの領域に回折もしくは集光されるようにすることにより、それぞれの領域での光信号を電気信号として検出することができ、
差動信号＝（４０１＋４０２）−（４０３＋４０４）
で演算・検出することができる。
【００４０】
図２（ｂ−１）（ｂ−２）においては、光源１０３が発光している場合の状態を現している。このとき、複数の光源から出射される光ビームが検出レンズで受光素子４００に集光された時の間隔とホログラム面上の分割線の間隔を略同じにしておくことにより、光源１０３から出射した光ビームがホログラムに投射した時のホログラム面上には分割線２０３が存在し、本構成により分割線２０３により略均等に２分割することができる。
【００４１】
具体的には図２（ｂ−２）に示すように、ホログラム面では領域３０２、３０３、３０４にまたがるように光ビームが投射され、各領域のホログラムパタンにより受光素子４０２、４０３、４０４に導かれる。
【００４２】
このとき、差動信号は
差動信号＝（４０２＋４０３）−（４０４）
で検出することができる。
【００４３】
図２（ｃ−１）（ｃ−２）は光源１０１の発光状態を現しているが、図２（ｂ−１）（ｂ−２）と左右反転しているものであり、ここでは説明を省略する。
【００４４】
このように本実施の形態によれば、複数の光源が配列される光ピックアップ装置において、どの光源が動作している状態においても均等な２分割信号を検出することができ、トラッキング信号やアドレス信号等の必要な信号を安定に検出することができるようになる。
【００４５】
（実施の形態３）
図３は本発明の実施の形態３における光ピックアップの構成図およびホログラム近傍の拡大図である。本実施の形態の構成要素は、実施の形態１の光ピックアップ装置と同様とであり同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４６】
図３においては、３つの光源１０１、１０２，１０３を有する半導体レーザ素子１００より出射された光ビームが集光光学系５０１，５０２により光ディスクと結合している状態を現している。光学系は一例として半導体レーザ素子１００の３つの光源のうち、中央の光源１０２に光軸が合わせられている。
【００４７】
本実施の形態においては、ホログラム素子２００が発光点近傍３ｍｍ以内に存在し、複数の光ビームが集光光学系に進入する経路が重ならない領域にホログラム光学素子を配置することにより、ホログラムの分割線に対する光ディスクからの反射光を純粋に２分割することができ、ホログラムの各領域の特性ばらつきに左右されないより精度の高い信号を検出することができるものである。
【００４８】
図３（ａ−１）（ａ−２）においては、光源１０２が発光している場合であるが、光ディスクに結合・反射した光ビームは同一の経路をたどり、ホログラム２００に到達する。このとき、ホログラム２００は発光点の近傍３ｍｍ以内に存在し、図１における状態よりもより小さなスポット状態でホログラム面上に投射し、かつ分割線２０２の左右にほぼ均等な２分割状態で分割されていることがわかる。
【００４９】
したがって、本ビームは分割線２０２のみで分割され、ホログラム領域３０２、３０３のそれぞれの領域にハーフスポットが投射していることになる。この投射された光ビームは受光素子４００上の検出領域４０２、４０３のそれぞれの領域に回折もしくは集光されるようにすることにより、それぞれの領域での光信号を電気信号として検出することができ、演算量のすくない
差動信号＝４０２−４０３
で演算・検出することができる。
【００５０】
この場合においては回路の誤差だけでなく、ホログラムの分割自体もすくないことから光学的なノイズにも影響されることが少なくなり、より精度の高い信号を検出することができるようになる。
【００５１】
図３（ｂ−１）（ｂ−２）においては、光源１０３が発光している場合の状態を現している。光源１０３に対応するようにホログラム面上には分割線２０３が存在する。光源１０３から出射した光ビームは図面上の経路を往復し、本構成により分割線２０３によりほぼ均等に２分割されている。
【００５２】
図３（ｂ−２）に示すように、ホログラム面では領域３０３、３０４のみにまたがるように光ビームが投射され、各領域のホログラムパタンにより受光素子４０３、４０４に導かれる。
このとき、差動信号は
差動信号＝４０３−４０４
で検出することができ、上記同様に演算量のすくない、光学的にもノイズの少ない高精度の信号を検出することができる。
【００５３】
図３（ｃ−１）（ｃ−２）は光源１０１の発光状態を現しているが、図３（ｂ−１）（ｂ−２）と左右反転しているものであり、ここでは説明を省略する。
【００５４】
このように本実施の形態によれば、複数の光源が配列される光ピックアップにおいて、どの光源が動作している状態においても均等な２分割信号を検出することができるとともに、より高精度なトラッキング信号やアドレス信号等の必要な信号を安定に検出することができるようになる。
【００５５】
なお、実施の形態２のような構成を持つ光ピックアップ装置に対して、ホログラム２００を受光素子４００の近傍３ｍｍ以内に存在させることによっても高精度の信号を検出することが可能である。
【００５６】
また、図４に示すとおり、本構成のホログラム光学素子２００と半導体レーザチップ１０４、受光素子チップ４０５をひとつのパッケージ６００内に集積化することにより、より光学的に安定な光ピックアップ装置を得るとともに、様々な光ピックアップ装置に応用可能な集積化ユニット７００を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明にかかる光ピックアップ装置は、複数の光源を有する場合において、すべての光ビームの動作時に所望の２分割信号を検出し安定なサーボ・アドレスその他各種信号を検出することを可能とする。このことから、ＣＤ・ＤＶＤ・次世代の高密度ディスクなど、多くの光ディスクの記録・再生を行う光ピックアップ装置として有効である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施の形態１における光ピックアップ装置を示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態２における光ピックアップ装置を示す構成図である。
【図３】本発明の実施の形態３における光ピックアップ装置を示す構成図である。
【図４】本発明の実施の形態３における光ピックアップおよび集積化ユニット装置を示す構成図である。
【図５】従来の光ピックアップの構成図である。
【符号の説明】
【００５９】
１００  半導体レーザ素子
１０１  光源１
１０２  光源２
１０３  光源３
１０４  半導体レーザチップ
２００  ホログラム光学素子
２０１  分割線１
２０２  分割線２
２０３  分割線３
３０１  〜  ３０４  ホログラム領域１〜４
４００  受光素子
４０１  〜  ４０４  受光検出領域１〜４
４０５  受光素子チップ
５００  光ディスク
５０１  コリメートレンズ
５０２  対物レンズ
５０３  ビームスプリッタ
５０４  検出レンズ
６００  パッケージ
７００  集積ユニット
【図１】
2006209851.tif 000003
【図２】
2006209851.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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