(57)【要約】【課題】  パッケージ全体の寸法を大きくすることなくパッケージ基準面の面積を大きくして、ピックアップ光学系と半導体レーザ装置との接合精度を向上させる。【解決手段】  半導体レーザ素子３から出射されるレーザ光を、位相シフト回折格子２２１と信号用ホログラム２２２を経由して光記録媒体に照射し、その反射光を信号用ホログラム２２２で回折させた回折光を受光素子４で受光する半導体レーザ装置２０であって、パッケージ本体２１の平面形状が矩形状で、横方向の幅がキャップ５の円周部分の直径と略同じで、縦方向の高さがキャップ５の弦を切り取った方向の幅と略同じ大きさであり、矩形形状の４隅部にキャップ５からはみ出した位置基準面Ｄを有している。【選択図】  図１
2006203062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッケージ本体上に、レーザ光を出射する半導体レーザ素子と、信号検出用の受光素子とが搭載され、該半導体レーザ素子および該受光素子が、外形に平面視円周部分を有するキャップ手段によって覆われ、該半導体レーザ素子および該受光素子の上方に、レーザ光を複数に分ける位相シフト回折格子と、入射光を該受光素子に導く回折集光手段とが設けられ、
該半導体レーザ素子からのレーザ光を、該位相シフト回折格子から該回折集光手段を介して、所定のレーザ光照射対象部材側に出射すると共に、該レーザ光照射対象部材で反射した反射光を該回折集光手段によって所定方向に回折させて得られる回折光を該受光素子で受光する半導体レーザ装置であって、
該パッケージ本体の平面視形状が矩形である半導体レーザ装置。
【請求項２】
前記矩形は一辺の長さが前記キャップ手段の円周部分の直径以下であり、該矩形の少なくとも三つの角平面部を光学系との位置基準面としている請求項１に記載の半導体レーザ装置。
【請求項３】
前記角平面部は、前記矩形の他辺中央から端方向にずれた部分が前記キャップ手段の円周部分から外にはみ出して設けられている請求項２に記載の半導体レーザ装置。
【請求項４】
前記キャップ手段の平面視形状は、対向する両円弧および平行な一対の弦で囲まれた形状である請求項１〜３のいずれかに記載の半導体レーザ装置。
【請求項５】
前記矩形は、一辺の長さが前記キャップ手段の円周部分の直径で、他辺の長さが前記一対の弦の間の距離である請求項４に記載の半導体レーザ装置。
【請求項６】
前記矩形は、前記キャップ手段の平面視外形状から外部にはみ出した四つの角平面部を有している請求項１〜３および５のいずれかに記載の半導体レーザ装置。
【請求項７】
前記矩形は、前記レーザ光照射対象部材である光記録媒体の面に垂直な方向の矩形辺の長さよりも、該光記録媒体の面に平行な方向の矩形辺の長さの方が大きく構成されている請求項１〜３，５および６のいずれかに記載の半導体レーザ装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の半導体レーザ装置と、該半導体レーザ装置と前記レーザ光照射対象部材である光記録媒体間に設けられ、該半導体レーザ装置からのレーザ光を該光記録媒体に導き、該光記録媒体からのレーザ光を該半導体レーザ装置に導く光学系とを有し、前記矩形の角平面部を該光学系との位置基準面としている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、ホログラム素子を有する半導体レーザ装置およびこれを用いた光ピックアップ装置に関し、例えば光ディスクなどの光記録媒体に対する信号読み取りおよび信号書き込み用光源として用いられる半導体レーザ装置およびこれを用いた光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ピックアップ装置および、これに用いる信号読み取りおよび信号書き込み用光源として用いられる半導体レーザ装置では、ホログラム素子が一体化されて設けられているものがある。このホログラム素子は、光記録媒体で反射して戻ってきたレーザ光を分割し、記録信号を正確に読み出すためのトラッキング情報信号と記録信号とを分離して受光素子にそれぞれ導き、各出力信号を得るために用いられる。
【０００３】
図３は、従来のホログラム素子一体型半導体レーザ装置の構成例を簡略化して示す部分破断斜視図である。
【０００４】
図３において、半導体レーザ装置１０は、外部にリードピン１が延設されたパッケージ本体（ステム）２に半導体レーザ素子３および受光素子４が搭載されており、半導体レーザ素子３および受光素子４はリードピン１に接続されている。これらの半導体レーザ素子３および受光素子４の上方はキャップ５で覆われている。このキャップ５上には、グレーティング回折格子６１および信号用ホログラム６２が表裏に設けられたホログラム素子６が信号用ホログラム６２側を外側に向けた状態で取り付けられている。
【０００５】
図４は、図３の半導体レーザ装置１０を用いた従来の光ピックアップ装置の光学系構成例を簡略化して示した断面図である。
【０００６】
図４において、光ピックアップ装置１０Ａは、図３の半導体レーザ装置１０と、半導体レーザ装置１０からのレーザ光をレーザ光照射対象である光記録媒体（光ディスク）７に導くためのピックアップ光学系８とを有している。図１の半導体レーザ装置２０と、この半導体レーザ装置２０からのレーザ光をレーザ光照射対象である光記録媒体（光ディスク；ＣＤ）７に導くためのピックアップ光学系８とを有している。このピックアップ光学系８は、半導体レーザ装置１０の光出射側に、光を平行光とするコリメートレンズ８１、光の偏光方向を９０度回転させる４分の１波長板８２および、光の進行方向を９０度変化させる立上げミラー８３がこの順に配置され、この配列方向とは垂直な方向に、光をレーザ光照射対象である光記録媒体７の記録表面に集光させる対物レンズ８４が配置されている。
【０００７】
上記構成により、半導体レーザ装置１０において、半導体レーザ素子３から出射したレーザ光は、グレーティング回折格子６１を透過して零次回折光、＋１次回折光および−１次回折光に回折される。さらに、これらの３つの光は、信号用ホログラム６２を透過して、それぞれ零次回折光、＋１次回折光および−１次回折光に回折される。
【０００８】
信号用ホログラム６２を透過した光のうち、零次回折光のみが図４に示すコリメートレンズ８１を透過して平行光となり、４分の１波長板８２を透過して立上げミラー８３に入射する。この立上げミラー８３に入射した光は、反射し９０度屈曲して光ディスク７の方向に導かれ、その途中の対物レンズ８４によって光ディスク７の表面上に集光される。
【０００９】
光ディスク７によって反射した光は、対物レンズ８４を透過し、立上げミラー８３によって９０度屈曲されて４分の１波長板８２に入射される。この４分の１波長板８２を２回透過することによって、行きと帰りで偏光方向が９０度回転されたレーザ光Ａがコリメートレンズ８１を透過する。コリメートレンズ８１を透過した光は、信号用ホログラム６２によって回折されて＋１次回折光Ａ１が受光素子４上に集光される。
【００１０】
また、上記＋１次回折光Ａ１は、この光ピックアップ装置１０Ａの用途や信号処理方法に応じて、信号用ホログラム６２によって複数の光に分割される。この複数に分割された光はそれぞれ所定の受光素子４からなる受光部に集光される。この受光素子４からなる受光部で受光される光量に基づいて、検出信号がそれぞれ得られる。なお、０次回折光Ａ０は半導体レーザ素子３の方向に戻され、−１次回折光は０次回折光に対して１次回折光とは反対方向に回折されるが、いずれも信号検出には用いられない。
【００１１】
例えばプッシュプル法では、グレーティング回折格子６１によってトラッキング情報の信号読み出しに必要なサブビームが形成される。光ディスク７のトラック上に集光されて反射された光が、トラック方向に分割線を有する２分割受光素子に導かれ、２分割された各部分の信号が差動検出されて、トラッキング誤差信号であるプッシュプル信号が得られる。
【００１２】
上記グレーティング回折格子６１の代わりに位相シフト回折格子を用いた光ピックアップ装置としては、例えば特許文献１，２に開示されている。
【特許文献１】特開２００１−２５０２５０号公報
【特許文献２】特開２００４−６３０７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上述した従来の光ピックアップ装置においては、以下のような問題がある。
【００１４】
通常、トラッキング信号を正確に検出するためには、グレーティング回折格子６１によって得られる＋１次回折光、０次回折光および−１次回折光の並び方向を、回折格子の回転によって光ディスク７上のトラック（信号が記録された凹凸の並び）方向に対して傾くように調整し、＋１次回折光および−１次回折光（これらをサブビームと呼ぶ）がトラックとトラックの間に集光されるように配置する必要がある。
【００１５】
図３に示すような回折格子一体型半導体レーザ装置１０では、この回転調整を容易に精度良く行うために、本体パッケージ２の外形が円弧状に形成されている。
【００１６】
一方、半導体レーザ素子３や受光素子４などの半導体素子を保護するキャップ５は、薄い金属板を絞って製作されるため、外形が円周形状である方が好ましい。しかしながら、単純な円周形状では、図３および図４に示す半導体レーザ装置１０やコリメータレンズ８１、立上ミラー８３などの光学素子が搭載される面（図示せず）とレーザ光の光軸（図４の１点鎖線Ｃ）との間隔を円周の半径以下にすることができない。このため、図３に示すように、円周から弦を切り取ったような形状のキャップ５が用いられている。なお、円周と弦の境目は丸くなるため、全体として外周は長円形状となっている。
【００１７】
光ピックアップ装置１０Ａにおいて、半導体レーザ装置１０やコリメータレンズ８１、立上ミラー８３などの光学素子が搭載されているハウジングと半導体レーザ装置１０との相対位置を決めるために、キャップ５よりも外側にはパッケージ基準面Ｂが設けられ、このパッケージ基準面Ｂがハウジングの基準面と接触するようになっている。
【００１８】
パッケージ全体を小型化するためには、パッケージ本体２がキャップ５の外側に可能な限りはみ出さないことが望ましいため、パッケージ基準面Ｂの面積を大きく取ることができず、ピックアップハウジング（ピックアップ光学系８を固定するケース）との相対位置精度にばらつきが生じ、光学特性に影響を与え、光ピックアップ装置１０Ａとしての信号処理性能が低下するという問題がある。
【００１９】
また、パッケージ本体２の外形を円弧状に加工することによって、パッケージが高価となるという問題もある。
【００２０】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、パッケージ全体の寸法を大きくすることなくパッケージ基準面Ｂの面積を大きくして、ピックアップ光学系と半導体レーザ装置との接合精度を向上させ、光学特性ばらつきの低減を安価に実現できる半導体レーザ装置およびこれを用いた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】
【００２１】
本発明の半導体レーザ装置は、パッケージ本体上に、レーザ光を出射する半導体レーザ素子と、信号検出用の受光素子とが搭載され、該半導体レーザ素子および該受光素子が、外形に平面視円周部分を有するキャップ手段によって覆われ、該半導体レーザ素子および該受光素子の上方に、レーザ光を複数に分ける位相シフト回折格子と、入射光を該受光素子に導く回折集光手段とが設けられ、
該半導体レーザ素子からのレーザ光を、該位相シフト回折格子から該回折集光手段を介して、所定のレーザ光照射対象部材側に出射すると共に、該レーザ光照射対象部材で反射した反射光を該回折集光手段によって所定方向に回折させて得られる回折光を該受光素子で受光する半導体レーザ装置であって、
該パッケージ本体の平面視形状が矩形であり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２２】
また、好ましくは、本発明の半導体レーザ装置における矩形は一辺の長さが前記キャップ手段の円周部分の直径以下であり、該矩形の少なくとも三つの角平面部を光学系との位置基準面としている。
【００２３】
さらに、好ましくは、本発明の半導体レーザ装置における角平面部は、前記矩形の他辺中央から端方向にずれた部分が前記キャップ手段の円周部分から外にはみ出して設けられている。
【００２４】
さらに、好ましくは、本発明の半導体レーザ装置におけるキャップ手段の平面視形状は、対向する両円弧および平行な一対の弦で囲まれた形状である。
【００２５】
さらに、好ましくは、本発明の半導体レーザ装置における矩形は、一辺の長さが前記キャップ手段の円周部分の直径で、他辺の長さが前記一対の弦の間の距離である。
【００２６】
さらに、好ましくは、本発明の半導体レーザ装置における矩形は、前記キャップ手段の平面視外形状から外部にはみ出した四つの角平面部を有している。
【００２７】
さらに、好ましくは、本発明の半導体レーザ装置における矩形は、前記レーザ光照射対象部材である光記録媒体の面に垂直な方向の矩形辺の長さよりも、該光記録媒体の面に平行な方向の矩形辺の長さの方が大きく構成されている。
【００２８】
さらに、好ましくは、本発明の半導体レーザ装置における位相シフト回折格子が前記キャップ手段上に設けられ、前記回折集光手段が該位相シフト回折格子上に設けられている。
【００２９】
さらに、好ましくは、本発明の半導体レーザ装置における位相シフト回折格子と前記回折集光手段とが、一つの光学部材の互いに対向する面に一体的に設けられている。
【００３０】
さらに、好ましくは、本発明の半導体レーザ装置における光学部材は前記キャップ手段と一体化されている。
【００３１】
さらに、好ましくは、本発明の半導体レーザ装置における位相シフト回折格子と前記回折集光手段とが異なる光学部材に設けられ、該位相シフト回折格子が前記キャップ手段と一体化されている。
【００３２】
さらに、好ましくは、本発明の半導体レーザ装置における位相シフト回折格子と前記回折集光手段との間に４分の１波長板が配置されている。
【００３３】
さらに、好ましくは、本発明の半導体レーザ装置における回折集光手段は、ホログラム素子、またはビームスプリッターおよび検出レンズである。
【００３４】
さらに、好ましくは、本発明の半導体レーザ装置におけるホログラム素子は、入射光の偏光方向によって回折効率が異なる偏光回折格子である。
【００３５】
さらに、好ましくは、本発明の半導体レーザ装置におけるホログラム素子で回折された回折光は、前記受光素子に入射される前に前記位相シフト回折格子を通らないように構成されている。
【００３６】
さらに、好ましくは、本発明の半導体レーザ装置における位相シフト回折格子は、トラッキング情報読み出しに必要なサブビームを形成するために用いられ、レーザ光を−１次回折光、零次回折光および＋１次回折光に回折する。
【００３７】
さらに、好ましくは、本発明の半導体レーザ装置における回折集光手段はホログラム素子であり、該ホログラム手段は、前記光記録媒体によって反射された光を−１次回折光、零次回折光および＋１次回折光に回折し、該＋１次回折光を前記受光素子に集光させる。
【００３８】
さらに、好ましくは、本発明の半導体レーザ装置におけるパッケージ本体の基体は、金属、セラミックまたは樹脂で構成されている。
【００３９】
さらに、好ましくは、本発明の半導体レーザ装置における半導体レーザ素子と前記受光素子が前記パッケージ本体と一体化された放熱台上に搭載されている。
【００４０】
さらに、好ましくは、本発明の半導体レーザ装置における半導体レーザ素子は一つまたは二つ以上である。
【００４１】
さらに、好ましくは、本発明の半導体レーザ装置における半導体レーザ素子、前記受光素子、前記キャップ手段、前記位相シフト回折格子および前記回折集光手段は、パッケージに一体化されて設けられている。
【００４２】
さらに、好ましくは、本発明の半導体レーザ装置における半導体レーザ素子が二つの場合、該二つの半導体レーザ素子のうちの一方は、前記レーザ光照射対象部材である光記録媒体としてのＣＤに適合した波長のレーザ光を出射可能とし、他方は該光記録媒体としてのＤＶＤに適合した波長のレーザ光を出射可能とする。
【００４３】
本発明の光ピックアップ装置は、上記半導体レーザ装置と、該半導体レーザ装置と前記レーザ光照射対象部材である光記録媒体間に設けられ、該半導体レーザ装置からのレーザ光を該光記録媒体に導き、該光記録媒体からのレーザ光を該半導体レーザ装置に導く光学系とを有し、前記矩形の角平面部を該光学系との位置基準面としており、そのことにより上記目的が達成される。
【００４４】
また、好ましくは、本発明の光ピックアップ装置における光学系は、少なくともコリメートレンズ、４分の１波長板および対物レンズを有する。
【００４５】
上記構成により、以下に、本発明の作用について説明する。
【００４６】
本発明にあっては、回折格子として位相シフト回折格子を用いており、これにより、レーザ光照射対象部材である光記録媒体（円形状の光ディスク；ＣＤやＤＶＤなど）上に集光されるサブビームスポットがグレーティング回折格子よりも広がる。このため、サブビームの並び方向が理想的な方向から少しずれても、トラッキングサーボに用いられるプッシュプル信号が劣化することなく、回折格子の精密な回転調整が不要となる。
【００４７】
したがって、光学系との位置基準面としてパッケージ本体の外周に円周部分を設ける必要がなくなり、パッケージ本体の平面視形状を矩形形状とし、この矩形の一辺（長辺）がキャップ手段の円周部分の直径以下で、矩形の他辺中央（短辺中央）から端方向にずれた部分がキャップ手段から外にはみ出した矩形の角平面部（位置基準面部分）を有する形状とすることができる。
【００４８】
パッケージ本体の矩形の一辺をキャップ手段の最大幅（円周部分の直径）よりも小さくしても、キャップ手段からはみ出した矩形の角平面部を位置基準面として用いて光学系のピックアップハウジングとの相対位置を精度良く位置決めして接合することが可能であり、光学特性のばらつきを低減することができる。この場合、ピックアップハウジングと３点以上で接触するように、少なくとも三隅（少なくとも三つの角平面部）を位置基準面とすることが好ましい。
【００４９】
さらに、例えば信号用ホログラムであるホログラム手段および位相シフト回折格子を一つ光学部材の互いに対向する面に一体化して設けることによって、半導体レーザ装置およびこれを用いた光ピックアップ装置の小型化や部品点数削減が図られる。また、半導体レーザ素子、ホログラム素子、またはビームスプリッターおよび検出レンズ、位相シフト回折格子および受光素子をパッケージに一体化することによっても、半導体レーザ装置およびこれを用いた光ピックアップ装置の小型化や部品点数削減が図られる。
【００５０】
さらに、ホログラム手段として偏光方向によって回折効率が異なる偏光ホログラムを用いることによって、無駄な信号の発生を防いで信号検出効率が向上する。
【発明の効果】
【００５１】
以上により、本発明によれば、回転調整が不要な位相シフト回折格子を用いることによって、半導体レーザ素子が搭載されたパッケージの平面形状を矩形形状などとして、基準面の面積を増やすことができるため、ピックアップハウジングとの接合面積を大きくして光学特性を安定化させることができる。
【００５２】
また、光学部材の配置を工夫することによって、部品点数の削減化、半導体レーザ装置およびこれを用いた光ピックアップ装置の小型化や薄型化、製造コストの低減化を図ることができて、信頼性の高い半導体レーザ装置およびこれを用いた光ピックアップ装置を安価に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
以下に、本発明の半導体レーザ装置およびこれを用いた光ピックアップ装置の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、回折格子でサブビームを形成し、プッシュプル法でトラック信号を生成する半導体レーザ装置であれば、いずれにも適用することが可能である。
【００５４】
図１は、本発明の実施形態に係る半導体レーザ装置の構成例を簡略化して示す部分破断斜視図である。なお、図１では、図３の半導体レーザ装置と同じ機能を有する部材には、同じ部材番号を付している。
【００５５】
図１において、半導体レーザ装置２０は、外部にリードピン１が延設されたパッケージ本体（ステム）２１に光源としての半導体レーザ素子３および信号検出用の受光素子４が搭載されており、半導体レーザ素子３および受光素子４は各リードピン１にそれぞれ接続されている。これらの半導体レーザ素子３および受光素子４の上方にはキャップ手段としてのキャップ５で覆われている。このキャップ５上には、レーザ光を複数（ここでは三つ）に分ける位相シフト回折格子２２１と、ＣＤやＤＶＤなどの光ディスクである光記憶媒体７の情報記録表面から反射した光を信号検出用の複数の受光部を有する受光素子４に導く回折集光手段としての信号用ホログラム（ホログラム手段）２２２とが表裏に設けられたホログラム素子２２が信号用ホログラム２２２側を外側（表側）に向けた状態で一体化して取り付けられている。
【００５６】
図２は、図１の半導体レーザ装置を備えた光ピックアップ装置の構成例を簡略化して示す概略断面図である。なお、図２では、図４の光ピックアップ装置と同じ機能を有する部材には、同じ部材番号を付している。
【００５７】
図２において、光ピックアップ装置２０Ａは、図１の半導体レーザ装置２０と、この半導体レーザ装置２０からのレーザ光をレーザ光照射対象部材である光記録媒体（光ディスク；ＣＤやＤＶＤなど）７に導くための外部光学系であるピックアップ光学系８とを有している。このピックアップ光学系８は、半導体レーザ装置２０の光出射側に、光を平行光とするコリメートレンズ８１、光の偏光方向を９０度回転させる４分の１波長板８２および、光の進行方向を９０度変化させる立上げミラー８３がこの順に配置され、この配列方向とは垂直な方向に、レーザ光をレーザ光照射対象部材である光記録媒体７の表面に集光させる対物レンズ８４が配置されている。
【００５８】
ここで、以下に、図１に示す半導体レーザ装置２０の各構成部材について更に詳細に説明する。
【００５９】
光源としての半導体レーザ素子３からは、例えば光記憶媒体７として、光記録媒体（光ディスク）としてのＣＤに適合した波長のレーザ光を出射可能とするかまたは、光記録媒体（光ディスク）としてのＤＶＤに適合した波長のレーザ光を出射可能とする。半導体レーザ素子３からは、例えばデジタルバーサタイルディスク（ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ；略称：ＤＶＤ）を使用する場合、このＤＶＤに用いられる波長６５０ｎｍ程度の赤色光が出射される。このレーザ光は、図１の紙面に平行な偏光方向を有する。
【００６０】
受光素子４は、例えばフォトダイオードであり、光記憶媒体７からの反射光を受光して、その光強度に対応する電流に変換することによって、記録情報を含む反射光に対応した検出信号が得られる。
【００６１】
これらの半導体レーザ素子３と受光素子４は、パッケージ本体（ステム）２１およびキャップ手段としてのキャップ５からなるパッケージ中に配置されており、外部に延設されたリードピン１に図示しない金製のワイヤによって電気的に接続されている。この半導体レーザ素子３と受光素子４は、外形が平面視円周部分を有するキャップ５によって覆われている。このキャップ５は、例えば鋼などの金属からなり、ステム（パッケージ本体の基体）２１と接合されている。パッケージ本体２１が金属からなる場合には、抵抗溶接などによってキャップ５と接合することができる。また、パッケージ本体２１が樹脂またはセラミックなどからなる場合には、ＵＶ硬化樹脂などによってキャップ５と接着させることができる。半導体レーザ素子３と受光素子４は、図示しない放熱台上に搭載されている。この放熱台は、例えば熱伝導率の高い鋼などの金属などからなり、パッケージ本体２１に装着されてこれと一体化されている。
【００６２】
パッケージ本体２１の平面視形状は矩形形状であって、横方向の幅（一辺；長辺）がキャップ５の最大幅である円周部分の外側直径以下で、縦方向の高さ（他辺；短辺）中央から端方向にずれた両部分がキャップ５の円周部分から外部にはみ出した四隅の各角平面部分（外部光学系との位置基準面Ｄ）を有している。即ち、この平面視矩形は、キャップ５の平面視外形（円形）部分から外にはみ出した四つの角平面部（外部光学系との位置基準面Ｄ）を有している
本実施形態では、キャップ５の平面視外周が円周から一対の弦を切り取った形状であって、パッケージ本体２１の平面視形状は、横方向の幅（一辺；長辺）がキャップ５の円周部分の直径と略同じである矩形形状とされている。また、パッケージ本体２１の縦方向の高さ（他辺；短辺）は、キャップ５の一対の弦を切り取った方向の幅と略同じ大きさとされており、可能な限り薄くなるようにしている。
【００６３】
即ち、キャップ５の平面視形状は、対向する両円弧および、これらの両円弧の平行な一対の弦で囲まれた形状である。パッケージ本体２１の平面視矩形は、一辺の長さがキャップ５の円周部分の略直径で、他辺の長さが一対の弦の間の距離である。
【００６４】
このように、パッケージ本体２１の平面視形状は、光記録媒体７の表面に垂直な方向の厚み（矩形辺の高さ）よりも、光記録媒体７の表面に平行な方向の幅（矩形辺の長さ）が大きく形成され、このような半導体レーザ装置２０を用いれば、光ピックアップ装置２０Ａの薄型化を図ることができる。
【００６５】
この外部光学系との位置基準面Ｄとしては、パッケージ本体２１の表面においてキャップ５の外形からはみ出した矩形形状四隅部分（四つの角平面部のうちの少なくとも三つの角平面部）が用いられている。本実施形態では、そのはみ出した部分が４隅にあり、これらをその位置基準面Ｄとして、外部光学系であるピックアップ光学系８のハウジングに対して安定して位置調整を行うことができる。
【００６６】
ホログラム素子２２は、直方体状の透明材料によって構成された光学部材であり、その裏面側（内側）に位相シフト回折格子２２１が形成され、その表面側（外側）に信号用ホログラム２２２が形成されている。この位相シフト回折格子２２１はキャップ５上に設けられ、信号用ホログラム２２２が位相シフト回折格子２２１上に設けられている。これらの位相シフト回折格子２２１および信号用ホログラム２２２が一つの光学部材の互いに対向する面に一体的に設けられている。
【００６７】
位相シフト回折格子２２１は、例えば特許文献１などに記載されているように、通常の回折格子から部分的に凹凸が反転した構造を有している。このような位相シフト回折格子２２１を用いることによって、光記録媒体７上に集光したサブビームスポットが少し広がるために、サブビームの並び方向が理想的な方向から少しずれても、トラッキングサーボに用いられるプッシュプル信号が劣化することなく、回折格子の精密な回転調整が不要となる。これによって、パッケージ本体２１の外周縁部全体に、従来のように円周形状の鍔部分を設ける必要がなくなる。
【００６８】
位相シフト回折格子２２１は、レーザ光の光軸に直交する平面形状であって、光源側の一平面内において光の光軸上に形成される。また、信号用ホログラム２２２は、光源である半導体レーザ素子３から出射されて光記録媒体７で反射される反射光が、光記録媒体７から位相シフト回折格子２２１を透過するまでに通る光路において光軸の延長上に配置される。信号用ホログラム２２２で回折した光が受光素子４に入る前に位相シフト回折格子２２１を一部でも通ると、信号が乱れるため、通らないように配置する必要がある。
【００６９】
このように、信号用ホログラム２２２および位相シフト回折格子２２１が同一の光学部材に設けることによって、半導体レーザ装置２０およびこれを用いた光ピックアップ装置２０Ａにおいて、部品点数の削減および小型化を実現することができる。
【００７０】
信号用ホログラム２２２では、光源である半導体レーザ素子３から出射されて光記録媒体７で反射した光が、−１次回折光Ａ−１、零次回折光Ａ０および＋１次回折光Ａ１に回折され、そのうちの＋１次回折光Ａ１が受光素子４の受光部上に集光される。なお、零次回折光Ａ０および−１次回折光Ａ-１は、信号処理には使用しない。一方、位相シフト回折格子２２１は、トラッキング情報読み出しに必要なサブビームを形成するために用いられ、レーザ光が−１次回折光Ａ−１、零次回折光Ａ０および＋１次回折光Ａ＋１に回折される。
【００７１】
図２に示す４分の１波長板８２は、信号用ホログラム２２２と光記録媒体７の間に配置されており、光路の行きと帰りとで信号光の偏光方向が９０度変化させる。
【００７２】
上記構成により、以下に、本実施形態の半導体レーザ装置２０およびこれを用いた光ピックアップ装置２０Ａの動作について説明する。
【００７３】
図１に示す半導体レーザ素子３から出射された光は、位相シフト回折格子２２１を透過してレーザ光が３分割された後に、信号用ホログラム２２２を透過する。この信号用ホログラム２２２によって光は回折されるが、零次回折光Ａ０のみが図２に示すコリメートレンズ８１に入射するように、上記位置基準面Ｄを基準にして外部光学系（ピックアップ光学系８のハウジング）が配置されている。
【００７４】
信号用ホログラム２２２を透過した光のうち、零次回折光Ａ０のみがコリメートレンズ８１を透過して平行光とされ、４分の１波長板８２を通過して立上げミラー８３へ入射される。この立上げミラー８３に入射された光は、光路が９０度屈曲されて光記録媒体（光ディスク）７の方向に導かれ、その間にある対物レンズ８４によって光記録媒体７の情報記録表面上に集光される。
【００７５】
次に、光記録媒体７で反射した光は、対物レンズ８４を透過して平行光とされ、さらに立上げミラー８３によって光路が９０度屈曲されて４分の１波長板８２に入射される。この４分の１波長板８２を、光路の行きと帰りとで２回透過することによって、光路の行きと帰りで偏光方向が９０度回転された半導体レーザ光Ａがコリメートレンズ８１を透過する。このコリメートレンズ８１によってホログラム素子２２の方に集光された光Ａは、信号用ホログラム２２２よって回折されて＋１次回折光Ａ１が受光素子４上に集光されて信号処理が行われる。
【００７６】
上記＋１次回折光Ａ１は、この光ピックアップ装置２０Ａの用途や信号処理方法に応じて、信号用ホログラム２２２によって複数の光に分割される。この複数に分割された光は、それぞれ所定の受光素子４からなる受光部上に集光される。この受光素子４からなる受光部上に受光される光量に基づいて、検出信号がそれぞれ得られる。
【００７７】
なお、０次回折光Ａ０は半導体レーザ素子３の方向に戻され、−１次回折光Ａ-１は、０次回折光Ａ０に対して＋１次回折光Ａ１とは反対方向に回折されるが、−１次回折光Ａ-１および０次回折光Ａ０はいずれも信号検出には用いないため、無駄になる。
【００７８】
このため、信号用ホログラム２２２として、入射される光の偏光方向によって回折効率が異なる偏光回折格子を用いることによって、このような無駄な信号の発生を防ぐことができる。例えば、半導体レーザ素子３から出射されて最初に偏光ホログラムに入射されるときには回折されないで全て０次光として透過され、光記録媒体７で反射して４分の１波長板８２を透過した光は偏光方向が９０度度回転されているので全て回折されるようにすれば、０次光が発生しないため、無駄な光を減らすことができる。
【００７９】
以上により、本実施形態によれば、回転調整が不要な位相シフト回折格子２２１を用いることによって、半導体レーザ素子３が搭載されたパッケージ本体２１の平面形状を矩形形状として、位置基準面Ｄの面積を増やすことができるため、ピックアップ光学系８のハウジングとの接合面積を大きくして光学特性を安定化させることができる。また、パッケージ本体２１の平面形状を矩形形状とすることによって、加工が容易となり、半導体レーザ装置１０およびこれを用いた光ピックアップ装置２０Ａの低廉価化を図ることができる。さらに、光学部材の配置を工夫することによって、部品点数の削減化、半導体レーザ装置２０およびこれを用いた光ピックアップ装置２０Ａの小型化や薄型化、製造コストの低減化を図ることが可能となり、信頼性が高い半導体レーザ装置２０および光ピックアップ装置２０Ａを安価に作製することができる。
【００８０】
なお、上記実施形態では、位相シフト回折格子２２１や信号用ホログラム２２２を半導体レーザ素子３や受光素子４が搭載されたパッケージ本体２１およびキャップ５と一体化させた場合について説明した。即ち、半導体レーザ素子３、受光素子４、キャップ５、位相シフト回折格子２２１および信号用ホログラム２２２は、パッケージに一体化されて設けられた場合について説明したが、これに限らず、パッケージ本体２１およびキャップ５、ホログラム素子２２がそれぞれ異なる部材に設けられていてもよく、特に一体化させる必要がないことは言うまでもない。また、前述したように、位相シフト回折格子２２１と信号用ホログラム２２２とをホログラム素子２２の表裏面に設けてキャップ５と一体化させたが、位相シフト回折格子２２１と信号用ホログラム２２２とを異なる光学部材に設け、位相シフト回折格子２２１をキャップ５と一体化させてもよく、キャップ５と位相シフト回折格子２２１とが別々に設けられていてもよい。
【００８１】
また、上記実施形態では、入射光を受光素子４に導く回折集光手段として信号用ホログラム２２２を用いたホログラム素子について説明したが、これに代えて、入射光を受光素子４に導くのに、ビームスプリッタおよび検出レンズを用いてもよい。
【００８２】
さらに、上記実施形態では、４分の１波長板８２は、信号用ホログラム２２２と光記録媒体７との間に配置したが、これに限らず、半導体レーザ素子３と光記録媒体７間の光路の行きと帰りとで信号光の偏光方向が９０度変わるようにすれば、他の位置に配置してもよく、例えば位相シフト回折格子２２１と信号用ホログラム２２２との間に４分の１波長板８２が配置されていてもよい。
【００８３】
さらに、上記実施形態では、半導体レーザ素子３は一つの光源として説明したが、これに限らず、半導体レーザ素子３は二つ以上設けてもよく、半導体レーザ素子３が例えば二つの場合、二つの半導体レーザ素子３のうちの一方は、レーザ光照射対象部材である光記録媒体としてのＣＤに適合した波長のレーザ光を出射可能とし、他方は光記録媒体としてのＤＶＤに適合した波長のレーザ光を出射可能とする。
【００８４】
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明は、ホログラム素子を有する半導体レーザ装置およびこれを用いた光ピックアップ装置であって、例えば光ディスクなどの光記録媒体に対する信号読み取りおよび信号書き込み用光源として用いられる半導体レーザ装置およびこれを用いた光ピックアップ装置の分野において、基準面の面積を増やして、ピックアップ光学系のハウジングとの接合面積を大きくして光学特性を安定化させることができる。さらに、部品点数の削減化、半導体レーザ装置およびこれを用いた光ピックアップ装置の小型化や薄型化、製造コストの低減化を図ることにより、信頼性が高い半導体レーザ装置およびこれを用いた光ピックアップ装置を安価に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の実施形態に係る半導体レーザ装置の構成例を簡略化して示す部分破断斜視図である。
【図２】図１の半導体レーザ装置を備えた光ピックアップ装置の構成例を簡略化して示す概略断面図である。
【図３】従来の半導体レーザ装置の構成例を簡略化して示す部分破断斜視図である。
【図４】図３の半導体レーザ装置を備えた光ピックアップ装置の構成例を簡略化して示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００８７】
１  リードピン
３  半導体レーザ素子
４  受光素子
５  キャップ（キャップ手段）
７  光記憶媒体（レーザ光照射対象部材としての光ディスク；ＣＤ，ＤＶＤ）
８  ピックアップ光学系（外部光学系）
８１  コリメートレンズ、
８２  ４分の１波長板
８３  立上げミラー
８４  対物レンズ
２０  半導体レーザ装置
２０Ａ  光ピックアップ装置
２１  パッケージ本体（ステム）
２２  ホログラム素子
２２１  位相シフト回折格子
２２２  信号用ホログラム（回折集光手段としてのホログラム手段）
Ａ  レーザ光の光路
Ａ０  零次回折光
Ａ１  ＋１次回折光
Ａ-１  −１次回折光
Ｄ  位置基準面
【図１】
2006203062.tif 000003
【図２】
2006203062.tif 000004
【図３】
2006203062.tif 000005
【図４】
2006203062.tif 000006