(57)【要約】【課題】半導体レーザ素子から出射されるレーザ光に対する光利用効率の低下を抑制することができる光ピックアップ装置および半導体レーザ装置を提供する。【解決手段】ＤＶＤ用レーザ素子３２から出射され、かつ偏光方向が偏光グレーティング２３の溝の方向に対して垂直な方向のレーザ光Ａが偏光グレーティング２３に入射すると、偏光グレーティング２３は前記レーザ光Ａを回折させずに０次回折光Ａ０として透過させる。したがってＤＶＤ用レーザ素子３２から出射されたすべてのレーザ光ＡをＤＶＤの情報信号の読取りおよびＦＥＳ、ＴＥＳの検出に用いることができる。これによって従来の光ピックアップ装置１でＣＤのＴＥＳを検出するために用いているグレーティング３の回折作用によって生じていた光利用効率の低下を抑制することができる。【選択図】      図１
2004227746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの波長帯域のレーザ光を出射する光源と、光源から出射され、光記録媒体で反射されたレーザ光を受光する受光素子とを有し、光源から出射されたレーザ光を光記録媒体に照射することによって、光記録媒体の情報を読取る処理および光記録媒体に情報を記録する処理の少なくとも一方の処理を行う光ピックアップ装置であって、
光源と光記録媒体との間に、光源から出射されて入射したレーザ光の偏光方向が予め定める第１偏光方向であるときは、前記レーザ光を回折させずに透過させ、かつ光源から出射されて入射したレーザ光の偏光方向が予め定める第２偏光方向であるときは、前記レーザ光を回折させる偏光特性を有する回折格子が設けられ、
前記２つの波長帯域のレーザ光の偏光方向は、前記回折格子に入射する位置において互いに直交していることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記光源は偏光方向が互いに平行な第１および第２偏光方向のレーザ光を出射し、前記回折格子と前記光源との間に、第２偏光方向のレーザ光に対しては偏光方向に影響を与えず、第１偏光方向の光に対しては偏光方向を変える１／２波長板を設けることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記光源と光記録媒体との間に、第１表面部に入射光を回折させて複数の光に分光するホログラムを設け、かつ第２表面部に前記回折格子を設けた第１の光学素子を含み、
前記光源と前記受光素子とを含んで光源ユニットを構成し、
前記第１の光学素子と前記光源ユニットとを含んで第１光学組立体を構成することを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記第１の光学素子のホログラムは、光源から出射されて入射したレーザ光を回折させずに透過させる偏光特性を有する偏光ホログラムであることを特徴とする請求項３記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
前記第１の光学素子の回折格子とホログラムとの間に、第２偏光方向のレーザ光に対しては偏光方向に影響を与えず、第１偏光方向のレーザ光に対しては偏光方向を変える１／２波長板が設けられる第２の光学素子を含み、
前記第２の光学素子と光源ユニットとを含んで第２光学組立体を構成することを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
複数の波長帯域のレーザ光を出射する光源と、光源から出射されたレーザ光の進行方向を変える光軸変換ミラーと、光源から出射され、一方向に透過したレーザ光の反射光を受光する受光素子とを含む半導体レーザ装置であって、
前記光源は、光源から出射される複数のレーザ光の偏光方向がそれぞれ平行となるように搭載され、
前記光軸変換ミラーに、前記光源から出射されるレーザ光のうちいずれか一つの波長帯域のレーザ光に対して偏光方向を変える１／２波長板を設けることを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項７】
前記１／２波長板は、複屈折性結晶の薄板であることを特徴とする請求項６記載の半導体レーザ装置。
【請求項８】
前記１／２波長板は、異方性樹脂フィルムであることを特徴とする請求項６記載の半導体レーザ装置。
【請求項９】
前記光源および受光素子は、リードが設けられる樹脂製の基台に搭載されることを特徴とする請求項６記載の半導体レーザ装置。
【請求項１０】
前記光源および受光素子は、金属製の台座上に搭載され、前記台座には、台座と電気的に絶縁された状態で保持されたリードが取付けられ、
前記リードは、前記光軸変換ミラーによって変換された光軸の方向と平行な方向に延伸されて設けられることを特徴とする請求項６記載の半導体レーザ装置。
【請求項１１】
前記光源および受光素子は、シリコン基板上に搭載されることを特徴とする請求項６記載の半導体レーザ装置。
【請求項１２】
前記光軸変換ミラーは、前記シリコン基板を加工することによって形成されることを特徴とする請求項１１記載の半導体レーザ装置。
【請求項１３】
予め定める第１偏光方向のレーザ光に対する回折効率が、前記第１偏光方向と直交する第２偏光方向のレーザ光に対する回折効率よりも大きい偏光特性を有する偏光回折格子を含むことを特徴とする請求項６記載の半導体レーザ装置。
【請求項１４】
一方向に透過したレーザ光の反射光を、前記受光素子の方向に回折させるホログラムを含み、
前記ホログラムは、予め定める第１偏光方向のレーザ光に対する回折効率が、前記第１偏光方向と直交する第２偏光方向のレーザ光に対する回折効率よりも大きい偏光特性を有することを特徴とする請求項６記載の半導体レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ）およびＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）などの光記録媒体の情報を読取り、かつ光記録媒体に情報を記録する光ピックアップ装置およびこの光ピックアップ装置に好適に実施することができる半導体レーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２８は、従来の光ピックアップ装置１の構成を簡略化して示す図であり、図２９は第１および第２の半導体レーザ素子１２，１３から出射されたレーザ光Ｒ，ｒがグレーティング３を透過した後の回折光を示す図である。なお、図１１において、第１の半導体レーザ素子１２から出射されたレーザ光Ｒがグレーティング３に入射することによって分光されたときの１次回折光Ｒ１，Ｒ１’が破線で示され、第２の半導体レーザ素子１３から出射されたレーザ光ｒがグレーティング３に入射することによって分光されたときの１次回折光ｒ１，ｒ１’は、実線で示される。
【０００３】
光ピックアップ装置１は、半導体レーザユニット２、グレーティング（以下の説明において、「回折格子」と表記する場合がある）３、コリメートレンズ４、ビームスプリッタ５、対物レンズ６、分割素子７、受光素子８、駆動部９、信号処理部１０および制御部１１を備えて構成される。光ピックアップ装置１は、光記録媒体１７の情報記録面に記録された情報を光学的に読取り、かつ前記情報記録面に情報を光学的に記録するために用いられる。
【０００４】
半導体レーザユニット２は、発振波長がたとえば６５４ｎｍの赤色波長のレーザ光を出射する第１の半導体レーザ素子１２、発振波長がたとえば７８４ｎｍの赤外波長のレーザ光を出射する第２の半導体レーザ素子１３、ステム１４、リード１５およびキャップ１６を備えて構成される。第１の半導体レーザ素子１２は、たとえばＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）の情報を読取るときに用いられ、第２の半導体レーザ素子１３は、たとえばＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ）の情報を読取るときに用いられる。
【０００５】
以下の説明において、第１の半導体レーザ素子を「ＤＶＤ用レーザ素子」、第２の半導体レーザ素子を「ＣＤ用レーザ素子」と表記する場合がある。
【０００６】
光ピックアップ装置１において、ＤＶＤ用レーザ素子１２から出射されたレーザ光Ｒがグレーティング３に入射すると、回折されずにグレーティング３を透過する０次回折光Ｒ０と、回折される１次回折光Ｒ１，Ｒ１’との３つに分光される。ＣＤ用レーザ素子１３から出射されたレーザ光ｒがグレーティング３に入射すると、回折されずにグレーティング３を透過する０次回折光ｒ０と、回折される１次回折光ｒ１，ｒ１’との３つに分光される。前述のように、ＤＶＤ用レーザ素子１２およびＣＤ用レーザ素子１３から出射されたレーザ光Ｒ，ｒがグレーティング３に入射すると、前記２つのレーザ光Ｒ，ｒの波長の違いによって回折角度および回折効率が異なるが、２つのレーザ光Ｒ，ｒは、グレーティング３によって、共に分光される。
【０００７】
グレーティング３によって３つのレーザ光に分光された後は、コリメートレンズ４、ビームスプリッタ５および対物レンズ６を通過して光記録媒体１７に集光する。ビームスプリッタ５では、略１／２の光が反射され、この反射された光は用いられない。光記録媒体１７によって反射されたレーザ光は、対物レンズ６を通過した後、ビームスプリッタ５によって略１／２の光が反射され、分割素子７を介して所定の受光素子８に入射する。
【０００８】
前記ビームスプリッタ５は、具体的には、共通な光軸上に配置される赤外ダイクロイックビームスプリッタと赤色ダイクロイックビームスプリッタとによって構成される。前記赤外ダイクロイックビームスプリッタは、ＣＤ用レーザ素子１３に対しては反射率が５０％であり、ＤＶＤ用レーザ素子１２に対しては入射光を１００％透過する。また前記赤色ダイクロイックビームスプリッタは、ＤＶＤ用レーザ素子１２に対しては反射率が５０％であり、ＣＤ用レーザ素子１３に対しては入射光を１００％透過する。
【０００９】
分割素子７では、光記録媒体１７に記録された情報、フォーカスエラー信号（以下、ＦＥＳと表記する）およびトラッキングエラー信号（以下、ＴＥＳと表記する）が得られるように信号光を分割する。
【００１０】
ＤＶＤのＴＥＳを検出する場合は、ＤＰＰ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｐｕｓｈ−Ｐｕｌｌ）法が用いられる。この場合は、分割素子７によって、ＤＶＤ用レーザ素子１２から出射されたレーザ光を、光軸を含む３つの部分に分割して受信すればよい。ここで、ＤＶＤ用レーザ素子１２から出射されたレーザ光は、光軸に対して垂直な断面が円形である。またＤＶＤのＦＥＳを検出する場合は、分割素子７によって、ＤＶＤ用レーザ素子１２から出射されたレーザ光を、光軸を含む第１の半円と第２の半円とに分け、第２の半円をさらに光軸を含み、面積の等しい２つの１／４円に分ける。これによって、ナイフエッジ法でＦＥＳを検出することができる。
【００１１】
一方、ＣＤのＴＥＳを検出する場合は、ＣＤ用レーザ素子１３から出射され、グレーティング３によって分光された３つのレーザ光を用いる３ビーム法が用いられる。またＣＤのＦＥＳを検出する場合は、分割素子７によって、グレーティング３の０次回折光を、光軸を含む２つの部分に分割する。これによって、ナイフエッジ法でＦＥＳを検出することができる。
【００１２】
受光素子８に入射した前記レーザ光は、電気信号に変換される。この電気信号に基づいてＣＤおよびＤＶＤなどの光記録媒体１７の情報記録面に記録された情報信号の読取り、およびＦＥＳ、ＴＥＳの検出を行う。
【００１３】
ここで、ＦＥＳは、光記録媒体１７の面振れに追従して常に情報記録面上に焦点を結ぶように調整する制御を行うために用いられる。ＴＥＳは、光記録媒体１７の情報記録面に集光されたレーザ光のトラック中心からのずれを修正して、レーザ光を正確にトラックに追従させる制御を行うために用いられる。
【００１４】
他の従来技術として、発振波長が異なる２つの半導体レーザ素子を備え、信号読取り波長の異なる光記録媒体の信号を読取る光ヘッドが開示されている。この光ヘッドは、入射したレーザ光の振動方向の違いによって、０次回折光として透過または±１次回折光として回折させる偏光性ホログラムを備えている。
【００１５】
光ヘッドにおいて、発振波長が異なる２つの半導体レーザ素子から出射されたレーザ光は、共に０次回折光として偏光性ホログラムを透過し、コリメートレンズ、１／４波長板および対物レンズを通過して光記録媒体に集光する。光記録媒体で反射されたレーザ光は、往路と同じ光路を辿り、対物レンズ、１／４波長板およびコリメートレンズを通過して、偏光性ホログラムに入射する。偏光性ホログラムに入射したレーザ光は、±１次回折光として回折し、その回折方向に対応する位置に配置された光検出器に入射する（たとえば、特許文献１参照）。
【００１６】
前述のように、ＣＤおよびＤＶＤなどの光記録媒体に対して情報の読取りおよび記録を行う光ピックアップ装置は、たとえばホログラムレーザ方式の半導体レーザ装置を含んで構成される。ホログラムレーザ方式とは、１つのパッケージに半導体レーザ素子、ホログラム素子および信号検出用受光素子が組込まれた半導体レーザ装置において、半導体レーザ素子からレーザ光を出射し、光記録媒体である前記光ディスクで反射された信号光を、ホログラム素子によって半導体レーザ素子に向かう方向とは異なる方向に回折させて、信号検出用受光素子に導く方式である。
【００１７】
従来のホログラムレーザ方式の半導体レーザ装置としては、後述する図３０〜図３５に示す半導体レーザ装置１００が知られている。図３０（ａ）は、従来の半導体レーザ装置１００を簡略化して示す斜視図である。図３０（ｂ）は、半導体レーザ装置１００のホログラム素子１０６を除いて示す斜視図である。図３１は、半導体レーザ装置１００を示す正面図である。図３２は、半導体レーザ装置１００を示す右側面図である。図３３は、図３１の切断面線Ａ−Ａから見た断面図である。図３４は、図３１の切断面線Ｂ−Ｂから見た断面図である。図３５は、図３１の切断面線Ｃ−Ｃから見た断面図である。ここで、図中に示すＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、３次元の直交座標軸である。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向は、半導体レーザ装置１００の長手方向、幅方向および厚み方向にそれぞれ相当する。
【００１８】
半導体レーザ装置１００は、半導体レーザ素子１０１、サブマウント１０２、光軸変換ミラー１０３、ホログラム素子１０６、信号検出用受光素子１０７、絶縁性枠体１０８およびリード１０９を含んで構成される。ホログラム素子１０６は、３ビーム生成用グレーティング１０４およびホログラムパターン１０５を含む。サブマウント１０２は、アイランド部１１１上部に搭載される。
【００１９】
半導体レーザ装置１００を用いた光ピックアップ装置において、光だけを用いて情報の読取りおよび記録を行うＣＤファミリと呼ばれる光記録媒体ならびに光と磁気とを用いて情報の読取りおよび記録を行うＤＶＤファミリと呼ばれる光記録媒体の情報の読取りおよび記録を行うためには、発振波長が異なる複数の光源が必要となる。従来の半導体レーザ装置１００では、光源として、ＣＤファミリの光記録媒体に対する情報の読取りおよび記録を行うためのレーザ光を出射する第１発振点と、ＤＶＤファミリの光記録媒体に対する情報の読取りおよび記録を行うためのレーザ光を出射する第２発振点とを含む半導体レーザ素子１０１を用いている。
【００２０】
従来の半導体レーザ装置１００における半導体レーザ素子１の第１発振点および第２発振点から出射されたレーザ光１１０ａ，１１０ｂは、図２１（ａ）に示すように、光軸変換ミラー１０３によって反射され、前記レーザ光１１０ａ，１１０ｂの進行方向は垂直な方向に変えられる。光軸変換ミラー１０３によって進行方向を変えられた前記レーザ光１１０ａ，１１０ｂは、３ビーム生成用グレーティング１０４に入射する。３ビーム生成用グレーティング１０４に、前記レーザ光１１０ａ，１１０ｂが入射すると、回折されずに透過する０次回折光と、回折される±１次回折光とに分割される。３ビーム生成用グレーティング１０４によって３つのレーザ光に分割された後は、図示しない光記録媒体に集光する。半導体レーザ素子１から出射され、かつ光記録媒体で反射されたレーザ光１１０ａ，１１０ｂは、図２１（ｃ）に示すように、ホログラムパターン１０５によって回折され、信号検出用受光素子１０７の所定の受光部に入射する。
【００２１】
ＣＤファミリの光記録媒体におけるトラッキングエラー信号（以下、ＴＥＳと表記する）を検出する場合は、メインビームに対して光記録媒体のトラックの延伸方向に先行するサブビームおよび後行するサブビームを用いる３ビーム法が用いられる。また、ＤＶＤファミリの光記録媒体におけるＴＥＳを検出する場合は、メインビームを分割した信号間の位相差を用いる位相差法が用いられる。
【００２２】
他の従来技術の半導体レーザ装置では、チップ搭載部に半導体レーザチップを実装し、チップ搭載部を囲んで設けた外部リード上の接続点と半導体レーザチップの電極とを接続し、かつチップ搭載部および外部リード上の接続点を囲んで絶縁材料から成る枠体が設けられる。枠体上部には、３ビーム生成用グレーティングパターンおよびビームスプリット用ホログラムパターンを含むホログラム光学素子が搭載され、半導体レーザチップから出射されたレーザ光は、３ビーム生成用グレーティングパターンによって３つのレーザ光に分割されて、光ディスクに集光する。光ディスクで反射されたレーザ光は、ビームスプリット用ホログラムパターンによって回折され、光検出回路に入射する（たとえば、特許文献２〜５参照）。
【００２３】
さらに、他の従来技術の半導体レーザ装置では、リードフレーム上に半導体レーザチップが搭載され、このリードフレームは、樹脂パッケージによって封止されている。樹脂パッケージ上には、グレーティングおよびホログラムを含むホログラム素子が搭載されている。半導体レーザチップから出射されたレーザ光は、マイクロミラーによって反射されてグレーティングに入射し、３つのレーザ光に分割され、光ディスクに集光する。光ディスクで反射されたレーザ光は、ホログラムによって回折され、フォトダイオードに入射する（たとえば、特許文献６参照）。
【００２４】
【特許文献１】
特開平１１−１７４２２６号公報
【特許文献２】
特開平６−２０３４０３号公報
【特許文献３】
特開２０００−１９６１７６号公報
【特許文献４】
特開２０００−１９６１７７号公報
【特許文献５】
特開２００１−１１１１５９号公報
【特許文献６】
特開平１１−２５４６５号公報
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の光ピックアップ装置１において、ＣＤのＴＥＳを検出する場合には、たとえば３ビーム法が用いられる。３ビーム法では、ＣＤ用レーザ素子１３から出射された赤外波長のレーザ光ｒがグレーティング３によって分光されたときの３つのレーザ光ｒ０，ｒ１，ｒ１’を用いてＴＥＳを検出する。この光ピックアップ装置１において、ＤＶＤのＴＥＳを検出する場合には、たとえばＤＰＤ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｐｈａｓｅ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）法が用いられる。ＤＰＤ法では、ＤＶＤ用レーザ素子１２から出射された赤色波長のレーザ光Ｒがグレーティング３に入射することによって０次回折光として透過する１つのレーザ光Ｒ０を分割してＴＥＳを検出する。
【００２６】
前述のように、ＤＶＤのＴＥＳは、１つのレーザ光Ｒ０を用いるだけで検出することができ、ＤＶＤ用レーザ素子１２から出射されたレーザ光Ｒをグレーティング３によって３つのレーザ光Ｒ０，Ｒ１，Ｒ１’に分光させる必要がない。つまり、ＤＶＤのＴＥＳを検出する場合には、グレーティング３は不要である。しかし、発振波長が異なるＤＶＤ用レーザ素子１２とＣＤ用レーザ素子１３とを備える半導体レーザユニット２を有する光ピックアップ装置１では、ＤＶＤ用レーザ素子１２とＣＤ用レーザ素子１３との配置位置が近いので、一方のレーザ素子から出射されたレーザ光のみをグレーティング３に入射させ、他方のレーザ素子から出射されたレーザ光をグレーティング３に入射させないようにすることは困難である。このため従来の光ピックアップ装置１では、ＤＶＤのＴＥＳを検出する場合でも、ＤＶＤ用レーザ素子１２から出射されたレーザ光Ｒをグレーティング３によって３つのレーザ光Ｒ０，Ｒ１，Ｒ１’に分光させざるを得ない。
【００２７】
したがってＤＶＤのＴＥＳを検出する場合は、グレーティング３によって分光されたレーザ光Ｒ０，Ｒ１，Ｒ１’のうち、回折されずに０次回折光として透過する１つのレーザ光Ｒ０を用いて、分光された２つのレーザ光Ｒ１，Ｒ１’は用いない。そのためＤＶＤ用レーザ素子１２から出射されたレーザ光Ｒに対する光利用効率が低下するという問題がある。また光利用効率が低下することを考慮して、ＤＶＤ用レーザ素子１２から出射されるレーザ光Ｒの光量を増加すると、消費電流が増加してしまうという問題がある。
【００２８】
前記特許文献１の光ヘッドでは、半導体レーザ素子を挟んだ所定の位置に、２つの光検出器を配置する必要があるので、光検出器の組立調整が困難であるという問題がある。
【００２９】
前記従来の半導体レーザ装置１００を用いた光ピックアップ装置において、ＣＤファミリの光記録媒体のＴＥＳを検出する場合には、たとえば３ビーム法が用いられる。３ビーム法では、３ビーム生成用グレーティング１０４で分割された３つのレーザ光を用いてＴＥＳを検出する。また、前記従来の半導体レーザ装置１００を用いた光ピックアップ装置において、ＤＶＤファミリの光記録媒体のＴＥＳを検出する場合には、たとえば位相差法が用いられる。位相差法では、３ビーム生成用グレーティング１０４で分割された３つのレーザ光のうち、０次回折光として透過する１つのレーザ光を分割してＴＥＳを検出する。
【００３０】
前述のように、ＤＶＤファミリの光記録媒体のＴＥＳを検出する場合は、３ビーム生成用グレーティング１０４によって分割された３つのレーザ光のうち、回折されずに０次回折光として透過する１つのレーザ光を用いて、分割された他の２つのレーザ光は用いない。そのため、本来、光記録媒体に集光されるべきレーザ光の光量が低減して光量損失が生じ、半導体レーザ素子１から出射されたレーザ光に対する光利用効率が低下するという問題がある。
【００３１】
本発明の目的は、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光に対する光利用効率の低下を抑制することができる光ピックアップ装置および半導体レーザ装置を提供することである。
【００３２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、２つの波長帯域のレーザ光を出射する光源と、光源から出射され、光記録媒体で反射されたレーザ光を受光する受光素子とを有し、光源から出射されたレーザ光を光記録媒体に照射することによって、光記録媒体の情報を読取る処理および光記録媒体に情報を記録する処理の少なくとも一方の処理を行う光ピックアップ装置であって、
光源と光記録媒体との間に、光源から出射されて入射したレーザ光の偏光方向が予め定める第１偏光方向であるときは、前記レーザ光を回折させずに透過させ、かつ光源から出射されて入射したレーザ光の偏光方向が予め定める第２偏光方向であるときは、前記レーザ光を回折させる偏光特性を有する回折格子が設けられ、
前記２つの波長帯域のレーザ光の偏光方向は、前記回折格子に入射する位置において互いに直交していることを特徴とする光ピックアップ装置である。
【００３３】
本発明に従えば、光源から出射されて回折格子に入射した一方の波長帯域のレーザ光、たとえば発振波長が６５４ｎｍである赤色波長のレーザ光の偏光方向が予め定める第１偏光方向、たとえば回折格子の溝の方向に対して垂直な方向であるときは、回折格子としての回折機能を無効にして、前記レーザ光を回折させずに透過させることができる。また光源から出射されて回折格子に入射した他方の波長帯域のレーザ光、たとえば発振波長が７８４ｎｍである赤外波長のレーザ光の偏光方向が予め定める第２偏光方向、たとえば回折格子の溝の方向に対して平行な方向であるときは、回折格子としての回折機能を有効にして前記レーザ光を回折させて、０次回折光として透過するレーザ光と±１次回折光として回折するレーザ光とに分光させることができる。
【００３４】
光源から出射され、偏光方向が第１偏光方向である赤色波長のレーザ光を用いて光記録媒体、たとえばＤＶＤの情報を読取る場合は、光源から出射されたレーザ光が回折格子に入射しても、回折格子は回折機能を無効にして前記レーザ光を回折させずに透過させる。したがって光源から出射されたすべてのレーザ光をＤＶＤの情報の読取りに用いることができる。これによってＤＶＤの情報を読取る場合は、従来の光ピックアップ装置のように、回折格子で回折されることによって生じていた光利用効率の低下を抑制することができる。また光利用効率の低下を抑制することができるので、光源から出射されるレーザ光の光量を増加させる必要がなく、前記レーザ光の光量増加に伴う消費電流の増加を防ぐことができる。これによって、たとえばＤＶＤを再生可能でかつ携帯可能な光ディスク再生装置では、従来の光ピックアップ装置を用いた光ディスク装置よりも長時間の再生が可能となる。
【００３５】
また本発明は、前記光源は偏光方向が互いに平行な第１および第２偏光方向のレーザ光を出射し、前記回折格子と前記光源との間に、第２偏光方向のレーザ光に対しては偏光方向に影響を与えず、第１偏光方向の光に対しては偏光方向を変える１／２波長板を設けることを特徴とする。
【００３６】
本発明に従えば、光源から出射された第２偏光方向のレーザ光が１／２波長板に入射した場合は、第２偏光方向の波長のレーザ光に対する偏光方向に影響はなく、光源から出射された第１偏光方向のレーザ光が１／２波長板に入射した場合は、第１偏光方向の波長のレーザ光に対する偏光方向が９０度回転する。したがって光源から出射された第１偏光方向のレーザ光および第２偏光方向のレーザ光に対する偏光方向が、前記回折格子に入射する位置において互いに垂直になる。これによって、前記回折格子によって第２偏光方向のレーザ光のみを回折することができる。
【００３７】
また本発明は、前記光源と光記録媒体との間に、第１表面部に入射光を回折させて複数の光に分光するホログラムを設け、かつ第２表面部に前記回折格子を設けた第１の光学素子を含み、
前記光源と前記受光素子とを含んで光源ユニットを構成し、
前記第１の光学素子と前記光源ユニットとを含んで第１光学組立体を構成することを特徴とする。
【００３８】
本発明に従えば、第１の光学素子と光源ユニットとを含んで第１光学組立体を構成する光ピックアップ装置では、前記第１の光学素子と光源ユニットとが第１光学組立体としてユニット化されるので、製造時における光学部品の部品点数および組立て工程数が削減されるとともに、光軸調整などの光学的調整作業も簡素化され、光ピックアップ装置の生産性を向上することができる。また光学部品の部品点数を削減することによって、光ピックアップ装置の小型化および軽量化を図ることができるとともに、光ピックアップ装置の製造コストを低減することができる。
【００３９】
また本発明は、前記第１の光学素子のホログラムは、光源から出射されて入射したレーザ光を回折させずに透過させる偏光特性を有する偏光ホログラムであることを特徴とする。
【００４０】
本発明に従えば、光源から出射され、回折格子を通過したレーザ光は、第１の光学素子の偏光ホログラムに入射する。偏光ホログラムに入射した前記レーザ光は、偏光ホログラムの偏光特性によって回折されずに、すべて０次回折光として透過する。偏光ホログラムを用いることによって、偏光特性を有していないホログラムを用いたときに生じていた、回折されて光記録媒体の情報記録面に集光されない不用光を無くすことができ、光源から出射されたすべてのレーザ光を光記録媒体の情報記録面に集光させることができる。これによって偏光特性を有していないホログラムを備える光ピックアップ装置に比べて、光源から出射されたレーザ光に対する光利用効率を向上させることができる。
【００４１】
また本発明は、前記第１の光学素子の回折格子とホログラムとの間に、第２偏光方向のレーザ光に対しては偏光方向に影響を与えず、第１偏光方向のレーザ光に対しては偏光方向を変える１／２波長板が設けられる第２の光学素子を含み、
前記第２の光学素子と光源ユニットとを含んで第２光学組立体を構成することを特徴とする。
【００４２】
本発明に従えば、前記回折格子を通過したレーザ光は、第１の光学素子の回折格子とホログラムの間に設けた１／２波長板に入射する。前記回折格子を通過した第２偏光方向のレーザ光が１／２波長板に入射した場合は、第２偏光方向の波長のレーザ光に対する偏光方向に影響はなく、前記回折格子を通過した第１偏光方向のレーザ光が１／２波長板に入射した場合は、第１偏光方向の波長のレーザ光に対する偏光方向が９０度回転する。前記１／２波長板を通過したレーザ光は、ホログラムに入射する。ホログラムに入射した前記レーザ光は、ホログラムの回折作用を受けずに、すべて透過して光記録媒体に集光する。前述のように前記第１の光学素子の回折格子とホログラムとの間に１／２波長板を設けることによって、ホログラムに入射した前記レーザ光がホログラムの回折作用を受けないようにすることができる。これによって、ホログラムによる回折作用によって生じていた光記録媒体に集光されない不用光を無くすことができ、光源から出射されたレーザ光に対する光利用効率を向上させることができる。
【００４３】
また、第２の光学素子と光源ユニットとを含んで第２光学組立体を構成する光ピックアップ装置では、前記第２の光学素子と光源ユニットとが第２光学組立体としてユニット化されるので、製造時における光学部品の部品点数および組立て工程数が削減されるとともに、光軸調整などの光学的調整作業が簡素化され、光ピックアップ装置の生産性を向上することができる。また光学部品の部品点数を削減することによって、光ピックアップ装置の小型化および軽量化を図ることができるとともに、光ピックアップ装置の製造コストを低減することができる。
【００４４】
また本発明は、複数の波長帯域のレーザ光を出射する光源と、光源から出射されたレーザ光の進行方向を変える光軸変換ミラーと、光源から出射され、一方向に透過したレーザ光の反射光を受光する受光素子とを含む半導体レーザ装置であって、
前記光源は、光源から出射される複数のレーザ光の偏光方向がそれぞれ平行となるように搭載され、
前記光軸変換ミラーに、前記光源から出射されるレーザ光のうちいずれか一つの波長帯域のレーザ光に対して偏光方向を変える１／２波長板を設けることを特徴とする半導体レーザ装置である。
【００４５】
本発明に従えば、光源から出射されるレーザ光のうちいずれか一つの波長帯域のレーザ光に対して偏光方向を変える１／２波長板を、光軸変換ミラーに設ける。これによって、光源から出射される複数の波長帯域のレーザ光のうち、たとえば赤外波長のレーザ光が、１／２波長板が設けられる光軸変換ミラーに入射すると反射されて進行方向が変わる。また、光源から出射される複数の波長帯域のレーザ光のうち、たとえば赤色波長のレーザ光が、１／２波長板が設けられる光軸変換ミラーに入射すると反射されて進行方向が変わるとともに、赤色波長のレーザ光に対する偏光方向が９０度回転する。
【００４６】
光源および１／２波長板が設けられる光軸変換ミラーを含む半導体レーザ装置を、たとえば光ピックアップ装置に用い、前記光軸変換ミラーによって反射されたレーザ光を、レーザ光の偏光方向に応じて回折機能を変える偏光回折格子に入射させた場合、１／２波長板の機能によって偏光方向が９０度回転させられた前記赤色波長のレーザ光は、回折作用を受けずに前記偏光回折格子を透過し、偏光方向が変わらない前記赤外波長のレーザ光は、回折作用を受けて複数のレーザ光に回折される。
【００４７】
したがって、前記赤色波長のレーザ光を、たとえばＤＶＤの情報の読取りに用い、前記赤外波長のレーザ光を、たとえばＣＤの情報の読取りに用いることによって、ＤＶＤの情報を読取る場合に用いられる光源から出射されたレーザ光は、従来技術のように回折格子で回折されない。これによって、本来集光されるべきレーザ光の光量が低減することによって生じる光量損失に伴う光利用効率の低下を抑制することができる。
【００４８】
また本発明は、前記１／２波長板は、複屈折性結晶の薄板であることを特徴とする。
【００４９】
本発明に従えば、１／２波長板として、たとえば水晶などの複屈折性結晶の薄板を用いる。前述のように、１／２波長板として複屈折性結晶の薄板を用いることによって、１／２波長板の位相シフト量を精密に制御することができる。これによって、偏光ホログラムに入射した複数のレーザ光に対する回折効率の差を設計どおりに設定することができる。
【００５０】
また本発明は、前記１／２波長板は、異方性樹脂フィルムであることを特徴とする。
【００５１】
本発明に従えば、異方性樹脂フィルムは、複屈折性結晶よりも比較的安価であるので、１／２波長板として、たとえばアートンなどの異方性樹脂フィルムを用いることによって、半導体レーザ装置の製造コストを低減することができる。
【００５２】
また本発明は、前記光源および受光素子は、リードが設けられる樹脂製の基台に搭載されることを特徴とする。
【００５３】
本発明に従えば、光源および受光素子は、リードが設けられる樹脂製の基台に搭載される。このように、光源および受光素子が同一の基台に搭載されるので、ダイボンドおよびワイヤボンドを容易に行うことができる。また、ダイボンドおよびワイヤボンドを容易に行うことができるので、半導体レーザ装置の組立て作業を比較的短時間で行うことができる。
【００５４】
また本発明は、前記光源および受光素子は、金属製の台座上に搭載され、前記台座には、台座と電気的に絶縁された状態で保持されたリードが取付けられ、
前記リードは、前記光軸変換ミラーによって変換された光軸の方向と平行な方向に延伸されて設けられることを特徴とする。
【００５５】
本発明に従えば、光源および受光素子は、金属製の台座上に搭載される。台座には、台座と電気的に絶縁された状態で保持されたリードが取付けられる。リードは、光軸変換ミラーによって変換された光軸の方向と平行な方向に延伸されて設けられる。これらによって、半導体レーザ装置を薄型にすることができる。また光源および受光素子は、同一の金属製の台座上に搭載されるので、製造途中で半導体レーザ装置の向きを変位させる必要がない。したがって、半導体レーザ装置を容易に製造することができるとともに、たとえば半導体レーザ装置から出射されるレーザ光の特性を容易に測定することができる。
【００５６】
また本発明は、前記光源および受光素子は、シリコン基板上に搭載されることを特徴とする。
【００５７】
本発明に従えば、光源および受光素子は、シリコン基板上に搭載される。このように、光源および受光素子が同一のシリコン基板上に搭載されるので、光源と受光素子との位置を精密に調整することができ、ホログラムを容易に調整することができる。また、ダイボンドおよびワイヤボンドを容易に行うことができる。さらに、ダイボンドおよびワイヤボンドを容易に行うことができるので、半導体レーザ装置の組立て作業を比較的短時間で行うことができる。
【００５８】
また本発明は、前記光軸変換ミラーは、前記シリコン基板を加工することによって形成されることを特徴とする。
【００５９】
本発明に従えば、光軸変換ミラーは、シリコン基板を形状加工することによって形成する。たとえば、エッチング技術を用いて角錐台状の突部を形成する。エッチング技術によって形成された角錐台状の突部の側面は、シリコン基板の結晶面であり、この結晶面が光軸変換ミラーとして機能する。前述のように、シリコン基板をエッチング技術などによって形状加工することによって、前記角錐台状の突部の側面に、ガラスプリズム状に形成された反射面と同等以上の光学特性を有する光軸変換ミラーとして機能する反射面を形成することができる。また、反射面の角度は、シリコン基板の面方位およびエッチング液を適当に選択することによって、容易に所定の角度に形成することができる。
【００６０】
また本発明は、予め定める第１偏光方向のレーザ光に対する回折効率が、前記第１偏光方向と直交する第２偏光方向のレーザ光に対する回折効率よりも大きい偏光特性を有する偏光回折格子を含むことを特徴とする。
【００６１】
本発明に従えば、偏光回折格子は、予め定める第１偏光方向のレーザ光に対する回折効率が、前記第１偏光方向と直交する第２偏光方向のレーザ光に対する回折効率よりも大きい偏光特性を有する。したがって、前記第１偏光方向のレーザ光が偏光回折格子に入射した場合、前記第１偏光方向のレーザ光は回折し、０次回折光として透過するレーザ光と±１次回折光として回折するレーザ光とに分割される。また、前記第２偏光方向のレーザ光が偏光回折格子に入射した場合、前記第２偏光方向のレーザ光は分割されずに、０次回折光として透過する。
【００６２】
したがって、偏光回折格子に入射するときの偏光方向が第１偏光方向のレーザ光を、たとえばＣＤの情報の読取りに用い、偏光回折格子に入射するときの偏光方向が第２偏光方向のレーザ光を、たとえばＤＶＤの情報の読取りに用いることによって、ＤＶＤの情報を読取る場合に用いられる光源から出射されたレーザ光は、従来技術のように回折格子で回折されない。これによって、本来集光されるべきレーザ光の光量が低減することによって生じる光量損失に伴う光利用効率の低下を抑制することができる。
【００６３】
また本発明は、一方向に透過したレーザ光の反射光を、前記受光素子の方向に回折させるホログラムを含み、
前記ホログラムは、予め定める第１偏光方向のレーザ光に対する回折効率が、前記第１偏光方向と直交する第２偏光方向のレーザ光に対する回折効率よりも大きい偏光特性を有することを特徴とする。
【００６４】
本発明に従えば、一方向に透過したレーザ光の反射光を、受光素子の方向に回折させるホログラムは、予め定める第１偏光方向のレーザ光に対する回折効率が、前記第１偏光方向と直交する第２偏光方向のレーザ光に対する回折効率よりも大きい偏光特性を有する。前述のような偏光特性を有するホログラムを用いることによって、光源から出射されるレーザ光に対する光利用効率を向上させることができる。これによって、光源におけるレーザ光の発振出力を小さくすることができるので、光源を比較的長い時間使用することができる。
【００６５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施形態である光ピックアップ装置２１の構成を簡略化して示す図である。図２は、サブマウント３８に搭載した波長帯域が異なる第１および第２の半導体レーザ素子３２，３３を示す平面図である。光ピックアップ装置２１は、半導体レーザユニット２２、１／２波長板５１、偏光グレーティング２３、コリメートレンズ２４、ビームスプリッタ２５、対物レンズ２６、分岐素子２７、受光素子２８、駆動部２９、信号処理部３０および制御部３１を備えて構成される。
【００６６】
サブマウント３８としては、通常、モニタ用フォトダイオードを集積化するためにシリコン（Ｓｉ）半導体が用いられるが、光出力の大きい場合は放熱効果を高めるために炭化シリコン（ＳｉＣ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）およびサファイアなどの誘電体を用いてもよい。
【００６７】
光ピックアップ装置２１は、光記録媒体３７の情報記録面に記録された情報を光学的に読取る、または前記情報記録面に情報を光学的に記録する装置である。光記録媒体３７は、たとえばＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ）、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ（ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｋ−Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ／Ｒｅｗｒｉｔａｂｌｅ）およびＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｅ  Ｄｉｓｋ）などである。
【００６８】
半導体レーザユニット２２は、第１の半導体レーザ素子３２、第２の半導体レーザ素子３３、ステム３４、リード３５およびキャップ３６を備えて構成される。
【００６９】
第１の半導体レーザ素子３２および第２の半導体レーザ素子３３は、光ピックアップ装置２１における光源である。第１の半導体レーザ素子３２は、発振波長がたとえば６５４ｎｍの赤色波長のレーザ光を出射する。第１の半導体レーザ素子３２は、たとえばＤＶＤの情報記録面に記録された情報の読取りを行うときに用いられる。第２の半導体レーザ素子３３は、発振波長がたとえば７８４ｎｍの赤外波長のレーザ光を出射する。第２の半導体レーザ素子３３は、たとえばＣＤまたはＣＤ−Ｒ／ＲＷの情報記録面に記録された情報の読取りおよび情報記録面への情報の記録を行うときに用いられる。以下の説明において、第１の半導体レーザ素子３２を「ＤＶＤ用レーザ素子３２」、第２の半導体レーザ素子３３を「ＣＤ用レーザ素子３３」と表記する。
【００７０】
ＤＶＤ用レーザ素子３２およびＣＤ用レーザ素子３３は、ステム３４の一方面側に配置される。リード３５は、ステム３４の他方面側から突出して設けられ、ＤＶＤ用レーザ素子３２、ＣＤ用レーザ素子３３および駆動部２９と電気的に接続されている。
【００７１】
キャップ３６は、ＤＶＤ用レーザ素子３２およびＣＤ用レーザ素子３３と外部との物理的接触を避けるためにＤＶＤ用レーザ素子３２およびＣＤ用レーザ素子３３を封止する封止部材であり、ステム３４の一方面側に装着される。これによってＤＶＤ用レーザ素子３２およびＣＤ用レーザ素子３３は、ステム３４およびキャップ３６によって密封される。
【００７２】
ＤＶＤ用レーザ素子３２およびＣＤ用レーザ素子３３は、図２に示すように、共通なサブマウント３８に並列に搭載される。ＤＶＤ用レーザ素子３２は、たとえば活性層と基板との格子定数の異なる歪み超格子型量子井戸レーザが用いられる。この歪み超格子型量子井戸レーザは、歪みの絶対値によって偏光方向が９０度異なる。本実施形態におけるＤＶＤ用レーザ素子３２のように、発振波長がたとえば６５４ｎｍ程度のＤＶＤ用レーザ素子３２の場合は、出射されるレーザ光の偏光方向を搭載面に対して平行にすることによって、良好な発振閾値および信頼性といった特性が得られる。ＣＤ用レーザ素子３３から出射されるレーザ光の偏光方向は、通常、搭載面に対して平行である。以上のことを考慮して、本実施形態では、ＤＶＤ用レーザ素子３２の発振点３９から出射される赤色波長のレーザ光の偏光方向と、ＣＤ用レーザ素子３３の発振点３９から出射される赤外波長のレーザ光の偏光方向とが互いに平行になるようにしている。
【００７３】
ＤＶＤ用レーザ素子３２およびＣＤ用レーザ素子３３をサブマウント３８に接着する場合には、蝋材が用いられる。蝋材には、たとえば金錫（ＡｕＳｎ）、金シリコン（ＡｕＳｉ）などが用いられる。
【００７４】
１／２波長板（以下、「λ／２板」と表記する場合がある）５１は、ＤＶＤ用レーザ素子３２から出射されたレーザ光が入射した場合は、その偏光方向が９０度回転させられた直線偏光のレーザ光として出射される。一方、ＣＤ用レーザ素子３３から出射されたレーザ光が入射した場合は、その偏光方向は変化されずに直線偏光のレーザ光として出射される。このようなλ／２板５１は、λ／２板５１に用いる複屈折性材料の厚さを調整することによって実現できる。
【００７５】
偏光グレーティング２３は、複屈折性材料に断面が略矩形の溝を形成した回折格子である。また偏光グレーティング２３は、溝に複屈折性材料を埋め込んで形成した回折格子でもよい。偏光グレーティング２３は、入射したレーザ光の偏光方向が溝の方向に対して垂直な方向である場合には、回折格子としての回折機能を無効にして前記レーザ光が回折しないようにし、入射したレーザ光の偏光方向が溝の方向に対して平行な方向である場合には、回折格子としての回折機能を有効にして前記レーザ光を回折させる特性を有している。０次回折光と±１次回折光の割合は、溝の深さによって調節することができる。
【００７６】
前述のように、ＤＶＤ用レーザ素子３２およびＣＤ用レーザ素子３３から出射されるレーザ光の偏光方向は互いに平行であるが、λ／２板５１を通過することによって、ＤＶＤ用レーザ素子３２から出射されたレーザ光の偏光方向が９０度回転する。したがってＤＶＤ用レーザ素子３２およびＣＤ用レーザ素子３３から出射されるレーザ光の偏光方向を、偏光グレーティング２３に入射する位置において互いに垂直にすることができる。
【００７７】
コリメートレンズ２４は、入射光を平行光にする。ビームスプリッタ２５は、図示しないがＣＤレーザ用ビームスプリッタおよびＤＶＤレーザ用ビームスプリッタの２つのビームスプリッタによって構成される。ＣＤレーザ用ビームスプリッタは、ＣＤ用レーザ素子３３から出射されたレーザ光に対しては反射率および透過率が共に５０％で、かつＤＶＤ用レーザ素子３２から出射されたレーザ光に対しては透過率が１００％である反射膜が、光軸に対して４５度傾いた斜面上に形成されている。ＣＤレーザ用ビームスプリッタは、ＣＤ用レーザ素子３３から出射され、入射したレーザ光の５０％を透過し、前記入射したレーザ光の５０％を直角に反射させる。
【００７８】
ＤＶＤレーザ用ビームスプリッタは、ＤＶＤ用レーザ素子３２から出射されたレーザ光に対しては反射率および透過率が共に５０％で、かつＣＤ用レーザ素子３３から出射されたレーザ光に対しては透過率が１００％である反射膜が、光軸に対して４５度傾いた斜面上に形成されている。ＤＶＤレーザ用ビームスプリッタは、ＤＶＤ用レーザ素子３２から出射され、入射したレーザ光の５０％を透過し、前記入射したレーザ光の５０％を直角に反射させる。
【００７９】
対物レンズ２６は、入射光を光記録媒体３７の情報記録面に集光させる。分割素子２７は、光記録媒体３７の情報記録面に記録された情報信号の読取りおよびＦＥＳ、ＴＥＳの検出を行うために、ビームスプリッタ２５によって反射されたレーザ光を、複数の領域に分割し、受光素子２８の所定の受光部に入射するようにする。受光素子２８は、たとえばフォトダイオードなどで実現され、入射光を電気信号に変換する。
【００８０】
駆動部２９は、ＤＶＤ用レーザ素子３２が赤色波長のレーザ光を出射するために必要な所定の駆動電圧および駆動電流、ならびにＣＤ用レーザ素子３３が赤外波長のレーザ光を出射するために必要な所定の駆動電圧および駆動電流を半導体レーザユニット２２に供給する。
【００８１】
信号処理部３０は、受光素子２８によって光電変換された電気信号に対して、電気信号を増幅させるなどの信号処理を行い、信号処理が施された電気信号を制御部３１に送信する。
【００８２】
制御部３１は、信号処理部３０から送信されてきた電気信号に基づいて、半導体レーザユニット２２のＤＶＤ用レーザ素子３２またはＣＤ用レーザ素子３３から出射されたレーザ光が対物レンズ２６を介して光記録媒体３７の情報記録面で合焦するための対物レンズ２６における焦点位置の制御、および前記レーザ光を正確に光記録媒体３７のトラックに追従させる制御を行う。この制御を行うにあたって、信号処理部３０と制御部３１とは時系列的に連動するようにしておく。
【００８３】
図３は、ＤＶＤ用レーザ素子３２から出射された赤色波長のレーザ光Ａが偏光グレーティング２３を透過した後の回折光を示す図である。図４は、ＣＤ用レーザ素子３３から出射された赤外波長のレーザ光Ｂが偏光グレーティング２３を透過した後の回折光を示す図である。ただし、図３および図４では、理解を容易にするために、半導体レーザユニット２２と偏光グレーティング２３との間に設けられる１／２波長板５１を省略している。
【００８４】
図３において、ＤＶＤ用レーザ素子３２から出射された赤色波長のレーザ光Ａが偏光グレーティング２３に入射すると、０次回折光Ａ０のみが透過する。図４において、ＣＤ用レーザ素子３３から出射された赤外波長のレーザ光Ｂが偏光グレーティング２３に入射すると、０次回折光Ｂ０と±１次回折光Ｂ１，Ｂ１’との３つに分光される。図３において、０次回折光Ａ０は実線で示し、発生しない±１次回折光Ａ１，Ａ１’は破線で示す。
【００８５】
ステム３４に設けられているリード３５を介して、ＤＶＤ用レーザ素子３２に駆動電圧および駆動電流が供給されると、ＤＶＤ用レーザ素子３２から赤色波長のレーザ光Ａが出射される。たとえば、偏光方向が偏光グレーティング２３の溝の方向に対して垂直な方向のレーザ光Ａが偏光グレーティング２３に入射すると、偏光グレーティング２３の回折機能は無効となるので、前記レーザ光Ａは回折されない。つまり、図３に示すような±１次回折光Ａ１，Ａ１’は発生せず、前記レーザ光Ａは０次回折光Ａ０として偏光グレーティング２３を透過する。
【００８６】
ステム３４に設けられているリード３５を介して、ＣＤ用レーザ素子３３に駆動電圧および駆動電流が供給されると、ＣＤ用レーザ素子３３から赤外波長のレーザ光Ｂが出射される。たとえば、偏光方向が偏光グレーティング２３の溝の方向に対して平行な方向のレーザ光Ｂが偏光グレーティング２３に入射すると、偏光グレーティング２３の回折機能は有効となるので、図４に示すように、前記レーザ光Ｂは回折されて、０次回折光Ｂ０および±１次回折光Ｂ１，Ｂ１’の３つのレーザ光に分光される。
【００８７】
偏光グレーティング２３を０次回折光Ａ０として透過したレーザ光および偏光グレーティング２３によって回折されたレーザ光Ｂ０，Ｂ１，Ｂ１’は、コリメートレンズ２４に入射する。コリメートレンズ２４に入射した前記レーザ光は平行光となり、ビームスプリッタ２５および対物レンズ２６を通過して、光記録媒体３７の情報記録面に集光する。光記録媒体３７の情報記録面で反射されたレーザ光は、対物レンズ２６を通過してビームスプリッタ２５に入射する。
【００８８】
前記情報記録面で反射されたレーザ光は、ビームスプリッタ２５よって、分割素子２７の方向へ９０度反射させられて分割素子２７に入射する。分割素子２７に入射した前記レーザ光は、所定の方向に反射され、受光素子２８に入射する。なお、図示しないが、ＣＤ用レーザ素子３３から出射されたレーザ光用の分割素子および受光素子（以下、「ＣＤレーザ用分割素子」および「ＣＤレーザ用受光素子」と表記する）と、ＤＶＤ用レーザ素子３２から出射されたレーザ光用の分割素子および受光素子（以下、「ＤＶＤレーザ用分割素子」および「ＤＶＤレーザ用受光素子」と表記する）とをそれぞれ用意しておく。
【００８９】
受光素子２８に入射した前記レーザ光は、電気信号に変換される。この電気信号に基づいてＣＤおよびＤＶＤなどの光記録媒体３７の情報記録面に記録された情報信号、フォーカスエラー信号（以下、ＦＥＳと表記する）およびトラッキングエラー信号（以下、ＴＥＳと表記する）の検出を行う。ここでＦＥＳは、光記録媒体３７の面振れに追従して常に情報記録面上に焦点を結ぶように調整する制御を行うために用いられる。ＴＥＳは、光記録媒体３７の情報記録面に集光されたレーザ光のトラック中心からのずれを修正して、レーザ光を正確にトラックに追従させる制御を行うために用いられる。
【００９０】
偏光グレーティング２３は、入射したレーザ光の偏光方向が溝の方向に対して垂直な方向である場合には、回折格子としての回折機能を無効にして前記レーザ光が回折しないようにする特性を有している。前記レーザ光Ａが偏光グレーティング２３に入射した場合は、前記レーザ光Ａを回折させずに０次回折光Ａ０として偏光グレーティングを透過させることができる。
【００９１】
したがってＤＶＤ用レーザ素子３２から出射されたすべてのレーザ光Ａを、ＤＶＤの情報信号の読取りおよびＦＥＳ、ＴＥＳの検出に用いることができる。これによって光ピックアップ装置２１は、従来の光ピックアップ装置１でＣＤのＴＥＳを検出するために用いている回折格子の回折作用によって生じていたＤＶＤ用レーザ素子３２から出射されたレーザ光に対する光利用効率の低下を抑制することができる。
【００９２】
また光ピックアップ装置２１は、光利用効率の低下を抑制することができるので、ＤＶＤ用レーザ素子３２から出射されるレーザ光Ａの光量を増加させる必要がなく、前記レーザ光Ａの光量増加に伴う消費電流の増加を防ぐことができる。これによって光ピックアップ装置２１を用いた、たとえばＤＶＤを再生可能でかつ携帯可能な光ディスク装置では、従来の光ピックアップ装置１を用いた光ディスク装置よりも長時間の再生が可能となる。
【００９３】
図５は、偏光ビームスプリッタ２５Ａと対物レンズ２６との間に、１／４波長板４１を設けた光ピックアップ装置２１の構成を簡略化して示す図である。なお、以下の説明では、１／４波長板を「λ／４板」と表記する。図５では、図１に示すビームスプリッタ２５に代えて、偏光ビームスプリッタ２５Ａを用いている。
【００９４】
偏光ビームスプリッタ２５Ａは、図示しないがＣＤレーザ用偏光ビームスプリッタおよびＤＶＤレーザ用偏光ビームスプリッタの２つの偏光ビームスプリッタによって構成される。ＣＤレーザ用偏光ビームスプリッタは、第１の偏光方向に対しては、ＣＤ用レーザ素子３３およびＤＶＤ用レーザ素子３２から出射されたレーザ光に対して反射率が０％、透過率が１００％である。またＣＤレーザ用偏光ビームスプリッタは、第２の偏光方向に対しては、ＣＤ用レーザ素子３３から出射されたレーザ光に対して反射率が１００％、透過率が０％であり、ＤＶＤ用レーザ素子３２から出射されたレーザ光に対して透過率が１００％である。
【００９５】
ＤＶＤレーザ用ビームスプリッタは、第１の偏光方向に対しては、ＤＶＤ用レーザ素子３２およびＣＤ用レーザ素子３３から出射されたレーザ光に対して反射率が０％、透過率が１００％である。またＤＶＤレーザ用ビームスプリッタは、第２の偏光方向に対しては、ＤＶＤ用レーザ素子３２から出射されたレーザ光に対して反射率が１００％、透過率が０％であり、ＣＤ用レーザ素子３３から出射されたレーザ光に対して透過率が１００％である。
【００９６】
λ／４板４１は、直線偏光の光が入射されると円偏光の光に変換して出射し、円偏光の光が入射されると直線偏光の光に変換して出射する。ＤＶＤ用レーザ素子３２およびＣＤ用レーザ素子３３から出射されたレーザ光は直線偏光であり、この直線偏光のレーザ光がλ／４板４１に入射すると円偏光のレーザ光に変換される。円偏光のレーザ光は、対物レンズ２６を通過して、光記録媒体３７の情報記録面に集光する。情報記録面で反射されたレーザ光は、再度λ／４板４１を透過することによって、元のレーザ光と偏光方向が直交する方向の直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ２５Ａによって１００％反射される。その後、分割素子２７を通過して受光素子２８に入射する。なお、図示しないが、ＣＤ用レーザ素子３３から出射され、前記情報記録面で反射されたレーザ光に対して用いるＣＤレーザ用分割素子およびＣＤレーザ用受光素子と、ＤＶＤ用レーザ素子３２から出射され、前記情報記録面で反射されたレーザ光に対して用いるＤＶＤレーザ用分割素子およびＤＶＤレーザ用受光素子とをそれぞれ用意しておく。
【００９７】
図１に示す光ピックアップ装置２１におけるビームスプリッタ２５には、対物レンズ２６の光軸に対して４５度傾いた斜面上に、反射率５０％の反射膜が形成されている。ＤＶＤ用レーザ素子３２またはＣＤ用レーザ素子３３から出射されたレーザ光がビームスプリッタ２５に入射すると、入射光の５０％は透過して対物レンズ２６に入射し、入射光の５０％は分岐素子２７とは反対の方向に反射させられる。したがってＤＶＤ用レーザ素子３２またはＣＤ用レーザ素子３３から出射されたレーザ光の５０％は、光記録媒体３７の情報信号の読取りおよびＦＥＳ、ＴＥＳの検出には用いられない、いわゆる不用光となるので、前記レーザ光に対する光利用効率が低下してしまう。
【００９８】
そこで図５に示す光ピックアップ装置２１では、前述の偏光ビームスプリッタ２５Ａを用いることによって、偏光ビームスプリッタ２５Ａの反射面における反射率を０％にしている。これによって不用光を発生させないようにすることができる。したがってＤＶＤ用レーザ素子３２またはＣＤ用レーザ素子３３から出射され、偏光ビームスプリッタ２５Ａに入射したすべてのレーザ光を光記録媒体３７に集光させることができ、前記レーザ光に対する光利用効率を向上させることができる。
【００９９】
図６は、ホログラム素子４２を示す斜視図である。ホログラム素子４２は面形状が長方形でかつ互いに平行である２つの面に、偏光グレーティング２３およびホログラム４３を設けた第１の光学素子である。同図では、略直方体形状のホログラム素子４２を示しているが、ホログラム素子４２の形状はこれに限るものではない。ホログラム４３には、断面が略矩形の溝が形成されている。ホログラム４３は、ＤＶＤ用レーザ素子３２またはＣＤ用レーザ素子３３から出射されたレーザ光を回折によって複数のレーザ光に分光するとともに、ホログラム４３を通過して光記録媒体３７の情報記録面で反射されたレーザ光を回折によって複数のレーザ光に分光する。
【０１００】
ホログラム素子４２の偏光グレーティング２３およびホログラム４３は、たとえば図６に示すように、偏光グレーティング２３およびホログラム４３に形成された溝の方向が互いに直交するように設けられている。
【０１０１】
図７は、ホログラム一体型レーザユニット４５を示す斜視図である。ホログラム一体型レーザユニット（以下、「ホログラムレーザユニット」と表記する）４５は、受発光素子内蔵レーザユニット（以下、「受発光素子ユニット」と表記する）４４のキャップ３６上面に、前記ホログラム素子４２の偏光グレーティング２３が設けられた面を半導体レーザ素子側にして固定して一体化した第１光学組立体である。受発光素子ユニット４４は、図１に示す半導体レーザユニット２２と受光素子２８とを含んで構成される光源ユニットである。
【０１０２】
図１に示す半導体レーザユニット２２に代えて、ホログラムレーザユニット４５を用いた光ピックアップ装置を本発明の第２の実施形態として、以下に説明する。本実施形態において、第１の実施形態と同様の構成については説明を省略し、対応する部分には同一の参照符を付す。
【０１０３】
本実施形態では、発振波長がたとえば６３５ｎｍの赤色波長のレーザ光を出射するＤＶＤ用レーザ素子３２と、発振波長がたとえば７８４ｎｍの赤外波長のレーザ光を出射するＣＤ用レーザ素子３３とが用いられる。ＤＶＤ用レーザ素子３２およびＣＤ用レーザ素子３３は、図２に示すように、共通なサブマウント３８に並列に搭載される。本実施形態におけるＤＶＤ用レーザ素子３２のように、発振波長がたとえば６３５ｎｍ程度のＤＶＤ用レーザ素子３２の場合は、出射されるレーザ光の偏光方向を搭載面に対して垂直にすることによって、良好な発振閾値および信頼性といった特性が得られる。ＣＤ用レーザ素子３３から出射されるレーザ光の偏光方向は、通常、搭載面に対して平行である。以上のことを考慮して、本実施形態では、ＤＶＤ用レーザ素子３２の発振点３９から出射される赤色波長のレーザ光の偏光方向と、ＣＤ用レーザ素子３３の発振点３９から出射される赤外波長のレーザ光の偏光方向とが互いに垂直になるようにしている。
【０１０４】
また本実施形態において、受発光素子ユニット４４に内蔵されている受光素子２８は、ＣＤ用レーザ素子３３から出射され、光記録媒体３７の情報記録面で反射されたレーザ光に対して用いるＣＤレーザ用受光素子である。また受発光素子ユニット４４の外部に設けられている受光素子２８は、ＤＶＤ用レーザ素子３２から出射され、光記録媒体３７の情報記録面で反射されたレーザ光に対して用いるＤＶＤレーザ用受光素子である。なお、本実施形態の光ピックアップ装置は、光源であるＤＶＤ用レーザ素子３２およびＣＤ用レーザ素子３３と偏光グレーティング２３との間にλ／２板５１を備えていない。
【０１０５】
図７において、受発光素子ユニット４４におけるリード３５を介して、ＤＶＤ用レーザ素子３２に駆動電圧および駆動電流が供給されると、ＤＶＤ用レーザ素子３２から、偏光方向が偏光グレーティング２３の溝の方向に対して垂直な方向のレーザ光が出射される。ＤＶＤ用レーザ素子３２から出射されたレーザ光が、ホログラム素子４２に設けた偏光グレーティング２３に入射すると、回折されずに０次回折光として透過する。受発光素子ユニット４４におけるリード３５を介して、ＣＤ用レーザ素子３３に駆動電圧および駆動電流が供給されると、ＣＤ用レーザ素子３３から、偏光方向が偏光グレーティング２３の溝の方向に対して平行な方向のレーザ光が出射される。ＣＤ用レーザ素子３３から出射されたレーザ光が、ホログラム素子４２に設けた偏光グレーティング２３に入射すると、回折されて３つのレーザ光に分光される。
【０１０６】
偏光グレーティング２３を通過した１つのレーザ光または３つのレーザ光が、ホログラム素子４２に設けたホログラム４３に入射すると、ホログラム４３の回折作用によって回折されて複数のレーザ光に分光される。分光されたレーザ光のうち、０次回折光として透過したレーザ光が光記録媒体３７の情報記録面に集光する。
【０１０７】
ＤＶＤ用レーザ素子３２から出射され、光記録媒体３７の情報記録面で反射されたレーザ光は第１の実施形態と同様に、ＤＶＤレーザ用偏光ビームスプリッタによって、光軸に対して直角に反射されて受光素子２８に入射する。ＣＤ用レーザ素子３３から出射され、光記録媒体３７の情報記録面で反射されたレーザ光は、往路と同じ経路を辿って、ホログラム素子４２のホログラム４３に入射する。ホログラム４３に入射したレーザ光は、ホログラム４３の回折作用によって回折されて複数のレーザ光に分光される。分光されたレーザ光のうち、１次回折光として回折されたレーザ光が、回折方向に対応する位置に配置された受光素子２８に入射する。
【０１０８】
したがって本実施形態の光ピックアップ装置では、光記録媒体３７の情報記録面で反射されたレーザ光を直角に反射させて受光素子２８に導くための偏光ビームスプリッタが１つで済む。この偏光ビームスプリッタは、具体的には、ＤＶＤ用レーザ素子３２から出射され、光記録媒体３７の情報記録面で反射されたレーザ光をＤＶＤ用受光素子に導くためのＤＶＤレーザ用偏光ビームスプリッタである。
【０１０９】
これによって本実施形態の光ピックアップ装置は、ホログラム素子４２と受発光素子ユニット４４とがホログラムレーザユニット４５としてユニット化されるので、製造時における光学部品の部品点数および組立て工程数が削減されるとともに、光軸調整などの光学的調整作業も簡素化され、光ピックアップ装置の生産性を向上することができる。また光学部品の部品点数を削減することによって、光ピックアップ装置の小型化および軽量化を図ることができるとともに、光ピックアップ装置の製造コストを低減することができる。
【０１１０】
本実施形態において、ＤＶＤ用レーザ素子３２およびＣＤ用レーザ素子３３から出射され、偏光グレーティング２３を通過してホログラム４３に入射したレーザ光は、ホログラム４３の回折作用によって回折されて複数のレーザ光に分光される。分光されたレーザ光のうち、０次回折光として透過したレーザ光のみが光記録媒体３７の情報記録面に集光され、たとえば±１次回折光として回折されたレーザ光は、光記録媒体３７の情報記録面に集光されずに不用光となる。この不用光は、ＤＶＤ用レーザ素子３２およびＣＤ用レーザ素子３３から出射されたレーザ光に対する光利用効率の低下の要因となる。
【０１１１】
そこで、前記光利用効率の低下を抑制することを考える。本実施形態の光ピックアップ装置のホログラム素子４２におけるホログラム４３に代えて、ホログラム４３に所定の偏光特性を与えた偏光ホログラムを設けたホログラム素子４２を用いた光ピックアップ装置を第３の実施形態として、以下に説明する。
【０１１２】
第３の実施形態の光ピックアップ装置は、第２の実施形態の光ピックアップ装置におけるホログラム４３を除いては、同様の構成であるので、同様の構成については説明を省略し、対応する部分には同一の参照符を付す。
【０１１３】
偏光グレーティング２３に形成された溝の方向と偏光ホログラムに形成された溝の方向とが互いに直交するように、偏光グレーティング２３および偏光ホログラムが設けられている場合は、偏光ホログラムには偏光グレーティング２３と同じ偏光特性を与えておく。詳細に述べると、偏光ホログラムに入射したレーザ光の偏光方向が溝の方向に対して垂直な方向である場合には、前記レーザ光が回折しないようにし、入射したレーザ光の偏光方向が溝の方向に対して平行な方向である場合には、前記レーザ光を回折させる。また、偏光グレーティング２３に形成された溝の方向と偏光ホログラムに形成された溝の方向とが平行となるように、偏光グレーティング２３および偏光ホログラムが設けられている場合は、偏光ホログラムには偏光グレーティング２３と直交する偏光特性を与えておく。詳細に述べると、偏光ホログラムに入射したレーザ光の偏光方向が溝の方向に対して垂直な方向である場合には、前記レーザ光を回折させ、入射したレーザ光の偏光方向が溝の方向に対して平行な方向である場合には、前記レーザ光が回折しないようにする。
【０１１４】
受発光素子ユニット４４におけるリード３５を介して、ＤＶＤ用レーザ素子３２に駆動電圧および駆動電流が供給されると、ＤＶＤ用レーザ素子３２から、偏光方向が偏光グレーティング２３の溝の方向に対して垂直な方向となるレーザ光が出射される。ＤＶＤ用レーザ素子３２から出射されたレーザ光が、ホログラム素子４２に設けた偏光グレーティング２３に入射すると、回折されずに０次回折光として透過する。また受発光素子ユニット４４におけるリード３５を介して、ＣＤ用レーザ素子３３に駆動電圧および駆動電流が供給されると、ＣＤ用レーザ素子３３から、偏光方向が偏光グレーティング２３の溝の方向に対して平行な方向となるレーザ光が出射される。
【０１１５】
ＣＤ用レーザ素子３３から出射されたレーザ光は、ホログラム素子４２に設けた偏光グレーティング２３に入射し、回折されて３つのレーザ光に分光される。偏光グレーティング２３を通過した１つのレーザ光または３つのレーザ光が、ホログラム素子４２に設けた偏光ホログラムに入射する。
【０１１６】
前記ＣＤ用レーザ素子３３から出射され、偏光ホログラムに入射したレーザ光は、偏光ホログラムの偏光特性によって回折されずに、０次回折光としてすべて透過する。図５に示す光ピックアップ装置２１と同様の考え方でホログラム素子４２と対物レンズとの間に、λ／４板４１を設けることによって光記録媒体３７の情報記録面で反射されたレーザ光の偏光方向と元のレーザ光の偏光方向とを直交させることができる。したがって前記ＣＤ用レーザ素子３３から出射され、光記録媒体３７の情報記録面で反射されたレーザ光は、偏光ホログラムによってすべて回折されて回折方向に対応する位置に配置された受光素子２８に入射する。
【０１１７】
一方、前記ＤＶＤ用レーザ素子３２から出射され、偏光ホログラムに入射したレーザ光は、偏光ホログラムの偏光特性によって回折されて分光される。しかし、ＤＶＤ用レーザ素子３２から出射されたレーザ光は、光記録媒体３７の情報記録面で反射した後、偏光ビームスプリッタ２５Ａによって１００％反射され、偏光ホログラムを通過しないので、偏光ホログラムの溝を、±１次回折光ができるだけ発生しない溝深さに形成することによって光損失を十分小さくすることができる。
【０１１８】
したがって本実施形態の光ピックアップ装置では、偏光ホログラムを用いることによって、第２の実施形態の光ピックアップ装置におけるホログラム４３で分光されるために発生していた不用光を無くすことができ、ＣＤ用レーザ素子３３から出射されたすべてのレーザ光を光記録媒体３７の情報記録面に集光させることができる。これによって第２の実施形態の光ピックアップ装置に比べて、ＤＶＤ用レーザ素子３２およびＣＤ用レーザ素子３３から出射されたレーザ光に対する光利用効率を向上させることができる。
【０１１９】
図８は、λ／２板一体型ホログラム素子４６を示す斜視図である。λ／２板一体型ホログラム素子（以下、「λ／２板ホログラム素子」と表記する）４６は、図６に示すホログラム素子４２の偏光グレーティング２３とホログラム４３との間に、λ／２板５１を設けた第２の光学素子である。図９は、λ／２板一体型ホログラムレーザユニット４７を示す斜視図である。λ／２板一体型ホログラムレーザユニット（以下、「λ／２板ホログラムレーザユニット」と表記する）４７は、図７に示す受発光素子ユニット４４のキャップ３６上面に、図８に示すλ／２板ホログラム素子４６の偏光グレーティング２３が設けられた面を半導体レーザ素子側にして固定して一体化した第２光学組立体である。
【０１２０】
第２の実施形態である光ピックアップ装置におけるホログラムレーザユニット４５に代えて、λ／２板ホログラムレーザユニット４７を用いた光ピックアップ装置を本発明の第４の実施形態として、以下に説明する。
【０１２１】
第４の実施形態の光ピックアップ装置は、第２の実施形態の光ピックアップ装置におけるホログラム素子４２を除いては、同様の構成であるので、同様の構成については説明を省略し、対応する部分には同一の参照符を付す。図９において、受発光素子ユニット４４におけるリード３５を介して、ＤＶＤ用レーザ素子３２に駆動電圧および駆動電流が供給されると、ＤＶＤ用レーザ素子３２から、偏光方向が偏光グレーティング２３の溝の方向に対して垂直な方向となるレーザ光が出射される。ＤＶＤ用レーザ素子３２から出射されたレーザ光が、λ／２板ホログラム素子４６に設けた偏光グレーティング２３に入射すると、回折されずに０次回折光として透過する。
【０１２２】
また受発光素子ユニット４４におけるリード３５を介して、ＣＤ用レーザ素子３３に駆動電圧および駆動電流が供給されると、ＣＤ用レーザ素子３３から、偏光方向が偏光グレーティング２３の溝の方向に対して平行な方向となるレーザ光が出射される。ＣＤ用レーザ素子３３から出射されたレーザ光が、λ／２板ホログラム素子４６に設けた偏光グレーティング２３に入射すると、回折されて３つのレーザ光に分光される。
【０１２３】
偏光グレーティング２３を通過した１つのレーザ光または３つのレーザ光は、λ／２板５１に入射することによって第１の偏光方向の直線偏光から、第１の偏光方向と直交する第２の偏光方向の直線偏光に変換される。第２の偏光方向の直線偏光のレーザ光は、λ／２板ホログラム素子４６に設けたホログラム４３に入射する。ホログラム４３に入射した前記第２の偏光方向の直線偏光のレーザ光は、ホログラム４３の回折作用を受けずに、すべて０次回折光として透過して光記録媒体３７の情報記録面に集光する。このように本実施形態では、偏光グレーティング２３とホログラム４３との間にλ／２板５１を設けることによって、ホログラム４３に入射した前記第２の偏光方向の直線偏光のレーザ光がホログラム４３の回折作用を受けないようにすることができる。
【０１２４】
ＣＤ用レーザ素子３３から出射され、光記録媒体３７の情報記録面で反射されたレーザ光は、往路と同じ経路を辿って、λ／２板ホログラム素子４６のホログラム４３に入射するが、光路中に配置されたλ／４板４１を２度通過することによって、偏光方向が９０度回転させられる。これによって光記録媒体３７の情報記録面で反射されてホログラム４３に入射したレーザ光は、ホログラム４３の回折作用によって回折される。回折されたレーザ光は、回折方向に対応する位置に配置された受光素子２８に入射する。前述のように本実施形態の光ピックアップ装置では、ホログラム４３の回折作用による不用な回折光が全く発生しないので、ＣＤ用レーザ素子３３から出射されたレーザ光に対する光利用効率を最大にすることができる。
【０１２５】
ＤＶＤ用レーザ素子３２から出射されたレーザ光も、光路中に配置されたλ／４板４１を２度通過することによって、偏光方向が９０度回転させられる。これによって光記録媒体３７の情報記録面で反射されたレーザ光がホログラム４３に入射すると不要な回折光が発生するが、光記録媒体３７の情報記録面で反射されたレーザ光は、偏光ビームスプリッタ２５Ａによって直角に反射される。したがって前記光記録媒体３７の情報記録面で反射されたレーザ光を回折する必要はないので、ホログラム４３の溝は、回折効率ができるだけ小さくなる溝深さに形成しておけばよい。
【０１２６】
また受発光素子ユニット４４とλ／２板ホログラム素子４６とを含んで構成されるλ／２板ホログラムレーザユニット４７を備える本実施形態の光ピックアップ装置では、光記録媒体３７の情報記録面で反射されたレーザ光を直角に反射させて受光素子２８に導くための偏光ビームスプリッタが１つで済む。
【０１２７】
これによって本実施形態の光ピックアップ装置では、λ／２板ホログラム素子４６と受発光素子ユニット４４とがλ／２板ホログラムレーザユニット４７としてユニット化されるので、製造時における光学部品の部品点数および組立て工程数が削減されるとともに、光軸調整などの光学的調整作業も簡素化され、光ピックアップ装置の生産性を向上することができる。また光学部品の部品点数を削減することによって、光ピックアップ装置の小型化および軽量化を図ることができるとともに、光ピックアップ装置の製造コストを低減することができる。
【０１２８】
図１０（ａ）は、本発明の実施の一形態である半導体レーザ装置２００を簡略化して示す斜視図である。図１０（ｂ）は、半導体レーザ装置２００のホログラム素子２０８を除いて示す斜視図である。図１１は、半導体レーザ装置２００を示す正面図である。図１２は、半導体レーザ装置２００を示す右側面図である。図１３は、図１１の切断面線Ｄ−Ｄから見た断面図である。図１４は、図１１の切断面線Ｅ−Ｅから見た断面図である。図１５は、図１１の切断面線Ｆ−Ｆから見た断面図である。ここで、図中に示すＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、３次元の直交座標軸である。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向は、半導体レーザ装置２００の長手方向、幅方向および厚み方向にそれぞれ相当する。
【０１２９】
半導体レーザ装置２００は、半導体レーザ素子２０１、モニタ用受光素子２０２、光軸変換ミラー搭載部２０３、光軸変換ミラー２０４、１／２波長板２０５、ホログラム素子２０８、信号検出用受光素子搭載部２０９、信号検出用受光素子２１０、絶縁性枠体２１１およびリード２１８を含んで構成される。ホログラム素子２０８は、３ビーム生成用グレーティング２０６および信号光分岐用ホログラムパターン２０７を含む。
【０１３０】
絶縁性枠体２１１は、たとえばポリフェニレンサルファイド（略称：ＰＰＳ）および液晶ポリマーなどの成形性がよく、耐熱性に優れる樹脂材料によって形成される基台である。絶縁性枠体２１１は、基部２１２および枠体周縁部２１３を有する。基部２１２は、大略的に直方体状である。枠体周縁部２１３は、基部２１２に連なり、全周にわたって延び、かつ基部上面２１４からＺ軸方向一方に突出して形成される。
【０１３１】
枠体周縁部２１３のＹ軸方向において対向する２つの外周部分は、Ｘ軸方向に平行となるように形成される。枠体周縁部２１３のＸ軸方向において対向する２つの外周部分は、Ｙ軸方向両端部に向かうにつれてＸ軸方向一方または他方に近づくように円弧状に湾曲するように形成される。さらに詳細に述べると、枠体周縁部２１３のＸ軸方向において対向する２つの外周部分の側面は、同じ曲率半径を有する円筒面状に形成される。また、絶縁性枠体２１１は、前記同じ曲率半径を有する円筒面の中心と、半導体レーザ素子２０１の光軸とが一致するように形成される。
【０１３２】
絶縁性枠体２１１には、Ｚ軸方向一方に開放する枠体凹所２１５が形成される。また絶縁性枠体２１１は、アイランド部２１６を有する。ここで、アイランド部２１６から枠体周縁部上面２１７までの厚み寸法は、基部上面２１４から枠体周縁部上面２１７までの厚み寸法よりも大きい。
【０１３３】
基部２１２のＸ軸方向一方に臨む側面には、前記側面から基部２１２のＸ軸方向一方に突出して、複数の、本実施形態では６本のリード２１８が設けられる。基部２１２のＸ軸方向他方に臨む側面には、前記側面から基部２１２のＸ軸方向他方に突出して、複数の、本実施形態では６本のリード２１８が設けられる。リード２１８は、たとえば銅合金などによって形成される。銅合金は、たとえばコバルト（Ｃｏ）の含有率が０．３重量パーセント（ｗｔ％）で、かつリン（Ｐ）の含有率が０．０８重量パーセント（ｗｔ％）であるＤＫ−１０と呼称される銅合金によって実現される。
【０１３４】
アイランド部２１６は、銅板に錫（Ｓｎ）メッキを施すことによって形成される。アイランド部２１６には、モニタ用受光素子２０２を形成したシリコン（Ｓｉ）サブマウントが接着剤によって固定されて搭載される。前記シリコンサブマウント上には、半導体レーザ素子２０１が銀（Ａｇ）ペーストなどの接着剤によって固定されて搭載される。
【０１３５】
半導体レーザ素子２０１は、半導体レーザ装置２００の光源である。本実施形態の半導体レーザ素子２０１は、２つの異なる発振波長のレーザ光をそれぞれ出射する第１発振点および第２発振点を含む。第１および第２発振点は、１つのチップ上に形成される。半導体レーザ素子２０１は、第１および第２発振点から出射される２つのレーザ光の偏光方向がそれぞれ平行となるように、シリコンサブマウント上に搭載される。また、半導体レーザ装置２００において、絶縁性枠体２１１の基部上面２１４と、半導体レーザ素子２０１の発振点とのＺ軸方向における距離は、所定の距離となるように調整される。
【０１３６】
本実施形態において、第１発振点は、たとえば赤外波長のレーザ光を出射し、第２発振点は、たとえば赤色波長のレーザ光を出射する。赤外波長のレーザ光は、ＣＤファミリの光記録媒体に対する情報の読取りおよび記録を行うために用い、赤色波長のレーザ光は、ＤＶＤファミリの光記録媒体に対する情報の読取りおよび記録を行うために用いる。ここで、ＣＤファミリとは、光だけを用いて情報の読取りおよび記録を行う光記録媒体であり、ＤＶＤファミリとは光と磁気とを用いて情報の読取りおよび記録を行い、記録できる情報がＣＤファミリに比べて大きい光記録媒体である。
【０１３７】
モニタ用受光素子２０２は、たとえばフォトダイオードによって実現される。モニタ用受光素子２０２は、半導体レーザ素子２０１から出射されたレーザ光を受光する。半導体レーザ装置２００は、モニタ用受光素子２０２が受光したレーザ光の光量が一定となるように、半導体レーザ素子２０１から出射されるレーザ光の出力を制御することによって、光記録媒体に一定の光量のレーザ光が集光するようにしている。
【０１３８】
アイランド部２１６のＺ軸方向一方のシリコンサブマウントのＹ軸方向一方には、アイランド部２１６に対して４５度の傾斜部を有する光軸変換ミラー搭載部２０３が形成される。光軸変換ミラー搭載部２０３は、たとえばポリフェニレンサルファイド（略称：ＰＰＳ）および液晶ポリマーなどの成形性がよく、耐熱性に優れる樹脂材料によって形成される。光軸変換ミラー搭載部２０３には、光軸変換ミラー２０４が接着剤によって接着固定される。光軸変換ミラー２０４は、半導体レーザ素子２０１から出射されたレーザ光の進行方向を変える。
【０１３９】
光軸変換ミラー２０４には、波長選択性の１／２波長板（以下、「λ／２板」と表記する場合がある）２０５が取付けられる。本実施形態のλ／２板２０５は、半導体レーザ素子２０１から出射される２つの異なる波長帯域のレーザ光のうちいずれか一つの波長帯域のレーザ光に対して偏光方向を９０度変える偏光特性を有している。λ／２板２０５としては、たとえばマイカ、ニオブ酸リチウムおよび水晶などの複屈折性結晶薄板を適当な厚さに切ったものによって実現される。
【０１４０】
また、λ／２板２０５は、耐熱性を有し、かつ透明な樹脂であるアートンなどの異方性フィルムによって実現されてもよい。異方性フィルムは、複屈折性結晶よりも比較的安価であるが、光軸変換ミラー２０４の表面に単独で取付けることは困難であるため、ガラスなどで挟み込むようにして、光軸変換ミラー２０４にλ／２板２０５を設ければよい。
【０１４１】
複屈折性光学素子であるλ／２板２０５は、レーザ光が入射する入射面の面積が大きくなると、良好な光学特性を得ることが難しいが、半導体レーザ装置２００において、λ／２板２０５が設けられる光軸変換ミラー２０４は、半導体レーザ素子２０１の近傍に配置されるので、λ／２板２０５の入射面の面積が比較的小さくても、良好な光学特性を得ることができる。半導体レーザ素子２０１の各発振点からλ／２板２０５が設けられる光軸変換ミラー２０４までの距離をＬとし、半導体レーザ素子２０１の各発振点から出射されるレーザ光の光軸からの広がり角を３０度とすると、光軸変換ミラー２０４の１辺は、０．８２×Ｌ程度の長さ寸法であればよい。ただし、前記広がり角は、半導体レーザ素子２０１の搭載面に垂直な方向に対するレーザ光と光軸とのなす角である。半導体レーザ素子２０１および光軸変換ミラー２０４を前述のように配置した場合、前記距離Ｌは１ｍｍ〜５ｍｍ程度である。
【０１４２】
半導体レーザ素子２０１から出射されるレーザ光は通常、半導体レーザ素子２０１の搭載面に垂直な方向に対するレーザ光の広がり角が大きく、搭載面に平行な方向に対するレーザ光の広がり角は、搭載面に垂直な方向に対するレーザ光の広がり角の１／２〜１／３程度であり小さい。
【０１４３】
したがって、半導体レーザ装置２００を光ピックアップ装置に適用し、複数の半導体レーザ素子２０１を用いる場合、光ピックアップ装置における集光レンズを１つにするために、半導体レーザ素子２０１の各発振点の間隔をたとえば２００μｍ以下にして、光軸に対して垂直方向に発振点がずれることによって生じる球面収差の影響を可能な限り小さくし、半導体レーザ素子２０１から出射されるレーザ光の広がり角が小さい方向に半導体レーザ素子２０１を配置すれば、光軸変換ミラー２０４は、前述の長さ寸法よりも大きくする必要はない。
【０１４４】
半導体レーザ素子２０１および光軸変換ミラー２０４のＸ軸方向一方のアイランド部２１６のＺ軸方向一方には、信号検出用受光素子搭載部（以下、単に「受光素子搭載部」と表記する場合がある）２０９が形成される。受光素子搭載部２０９は、たとえばポリフェニレンサルファイド（略称：ＰＰＳ）および液晶ポリマーなどの成形性がよく、耐熱性に優れる樹脂材料によって形成される。受光素子搭載部２０９には、信号検出用受光素子（以下、単に「受光素子」と表記する場合がある）２１０が接着剤によって接着固定される。受光素子２１０は、たとえばフォトダイオードによって実現され、入射光を電気信号に変換する。各素子の電極およびリード２１８は、金（Ａｕ）ワイヤなどによって電気的に接続される。
【０１４５】
絶縁性枠体２１１の基部上面２１４および枠体周縁部２１３を基準として、後述する光ピックアップ装置に半導体レーザ装置２００を組込むことによって、半導体レーザ素子２０１から出射されるレーザ光を精度良く光記録媒体に導くとともに、光記録媒体で反射されたレーザ光を受光素子２１０に導くことができる。
【０１４６】
前述のように、アイランド部２１６上に、半導体レーザ素子２０１、モニタ用受光素子２０２を形成したシリコンサブマウント、光軸変換ミラー搭載部２０３、光軸変換ミラー２０４、λ／２板２０５、受光素子搭載部２０９および受光素子２１０を含む各光学素子を搭載した後は、前記光学素子と外部との物理的接触を避けるために、アイランド部２１６に平行でかつ枠体周縁部上面２１７を含む面全体を絶縁性の樹脂などで封止する。これによって、前記光学素子は密封される。
【０１４７】
絶縁性枠体２１１の枠体周縁部２１３のＺ軸方向一方に臨む面には、ホログラム素子２０８が接着剤によって接着固定される。ホログラム素子２０８における枠体周縁部２１３と接着固定される面には、３ビーム生成用グレーティング（以下、単に「グレーティング」または「回折格子」と表記する場合がある）２０６が形成される。また、ホログラム素子２０８のグレーティング２０６が形成される面と対向する面には、信号光分岐用ホログラムパターン（以下、単に「ホログラムパターン」と表記する場合がある）２０７が形成される。
【０１４８】
グレーティング２０６は、予め定める第１偏光方向のレーザ光に対する±１次回折光の回折効率が、前記第１偏光方向と直交する第２偏光方向のレーザ光に対する±１次回折光の回折効率よりも大きい偏光特性を有する偏光グレーティングである。ホログラムパターン２０７は、光記録媒体で反射したレーザ光を回折させて、受光素子２１０の所定の受光部に入射させるために用いられる。光記録媒体で反射したレーザ光がホログラムパターン２０７に入射すると、０次回折光、＋１次回折光および−１次回折光に分割される。本実施形態では、＋１次回折光のみを用い、０次回折光および−１次回折光は用いない。しかし、半導体レーザ装置２００において、０次回折光は半導体レーザ素子２０１の方向に向かい、雑音発生の原因となるので、ホログラムパターン２０７における０次回折光の回折効率は可能な限り小さくする必要がある。また、半導体レーザ素子２０１から出射され、光記録媒体に集光する前にホログラムパターン２０７に入射して回折されるレーザ光のうち０次回折光は、信号の読取りに用いられる光になるので、０次回折光の回折効率は可能な限り高くする必要がある。したがって、本実施形態では、光記録媒体に集光する前にホログラムパターン２０７に入射したレーザ光および光記録媒体で反射されてホログラムパターン２０７に入射したレーザ光に対する０次回折光および±１次回折光の回折効率が、前述の要求を満たすように最適化される。
【０１４９】
半導体レーザ素子２０１の第１発振点から出射され、ＣＤファミリの光記録媒体に対する情報の読取りおよび記録を行うために用いられる赤外波長のレーザ光２２０ａは、図１３に破線で示すように、λ／２板２０５が設けられる光軸変換ミラー２０４に入射すると反射されて、進行方向が垂直な方向に変えられる。光軸変換ミラー２０４によって進行方向を変えられた前記レーザ光２２０ａは、グレーティング２０６に入射する。グレーティング２０６に前記レーザ光２２０ａが入射すると、回折されずに透過する０次回折光ならびに回折される＋１次回折光および−１次回折光に分割される。グレーティング２０６によって３つのレーザ光に分割された後は、ホログラムパターン２０７を通過して、図示しない光記録媒体に集光する。
【０１５０】
半導体レーザ素子２０１の第２発振点から出射され、ＤＶＤファミリの光記録媒体に対する情報の読取りおよび記録を行うために用いられる赤色波長のレーザ光２２０ｂは、図１３に実線で示すように、λ／２板２０５が設けられる光軸変換ミラー２０４に入射すると反射されて進行方向が変わるとともに、赤色波長のレーザ光２２０ｂに対する偏光方向が９０度回転する。光軸変換ミラー２０４によって進行方向を変えられ、かつλ／２板２０５によって偏光方向を変えられた前記レーザ光２２０ｂは、グレーティング２０６に入射する。グレーティング２０６に前記レーザ光２２０ｂが入射すると、分割されずに、０次回折光として透過し、ホログラムパターン２０７を通過して、図示しない光記録媒体に集光する。
【０１５１】
前述のように本実施形態によれば、半導体レーザ素子２０１の第１発振点および第２発振点から出射されたレーザ光２２０ａ，２２０ｂのうち、第２発振点から出射され、ＤＶＤファミリの光記録媒体に対する情報の読取りおよび記録を行うために用いられる赤色波長のレーザ光２２０ｂの偏光方向を、λ／２板２０５を用いて９０度回転させる。前記レーザ光２２０ｂがグレーティング２０６に入射した場合、前記レーザ光２２０ｂは回折作用を受けずに、グレーティング２０６を透過する。
【０１５２】
前述のように、ＤＶＤの情報を読取る場合などに用いられる半導体レーザ素子１０１の第２発振点から出射されたレーザ光は、従来技術のようにグレーティング２０６で回折されない。したがって、半導体レーザ装置２００を用いた光ピックアップ装置では、本来集光されるべきレーザ光の光量が低減することによって生じる光量損失に伴う光利用効率の低下を抑制することができる。
【０１５３】
図１６は、半導体レーザ装置２００を用いた光ピックアップ装置２３０の構成を簡略化して示す図である。図１７は、光ピックアップ装置用筐体２３１および半導体レーザ装置２００の外形を示す斜視図である。光ピックアップ装置２３１は、半導体レーザ装置２００、光ピックアップ装置用筐体２３１、コリメートレンズ２３４、立上げミラー２３５および対物レンズ２３６を含んで構成される。図１６および図１７に示す半導体レーザ装置２００の構成および機能は、図１０〜図１５に示す半導体レーザ装置２００と同一であるので、対応する部分に同一の参照符を付して、説明を省略する。
【０１５４】
コリメートレンズ２３４は、入射光を平行光に変換する。立上げミラー２３５は、半導体レーザ装置２００の半導体レーザ素子２０１から出射され、ホログラム素子２０８を通過したレーザ光の光路を９０度屈曲させ、前記レーザ光を対物レンズ２３６へ導く。対物レンズ２３６は、立上げミラー２３５によって屈曲された前記レーザ光を光記録媒体２３７に集光させる。
【０１５５】
光ピックアップ装置用筐体（以下、単に「筐体」と表記する場合がある）２３１は、大略的に直方体状である。筐体２３１のＺ軸方向一端部でかつＹ軸方向一方に臨む第１壁部２３１ａには、立上げミラー２３５によって屈曲されたレーザ光を対物レンズ２３６へ透光させるための円形状の貫通孔２３３が形成される。
【０１５６】
筐体２３１のＺ軸方向他端部でかつＺ軸方向他方に臨む第２壁部２３１ｂには、半導体レーザ装置２００を取付けるための円形状の取付孔２３２が形成される。コリメートレンズ２３４および立上げミラー２３５は、筐体２３１の取付孔２３２の中心と光軸２３８とが精度良く一致するように、筐体２３１に配置される。
【０１５７】
光ピックアップ装置２３０の組立ては、まず半導体レーザ装置２００を筐体２３１の取付孔２３２に挿入する。半導体レーザ装置２００の基部上面２１４を筐体２３１の取付孔２３２が形成される面に当接させることによって、Ｚ軸方向に平行な半導体レーザ装置２００の光軸２３８の調整を行う。
【０１５８】
次に、半導体レーザ装置２００全体を、光記録媒体２３７上でのホログラム素子２０８のグレーティング２０６によって生成された１つのメインビームおよび２つのサブビームが光記録媒体２３７のトラック方向に対して適当な位置関係、たとえばメインビームがトラックの中心にあるとき、サブビームがトラックに対して１／２ピッチだけずれた位置になるように回転調整を実施し、筐体２３１に接着する。これによって、光ピックアップ装置２３０が完成する。半導体レーザ装置２００における絶縁性枠体２１１の枠体周縁部２１３を筐体２３１の取付孔２３２の円周面に沿って回転させることによって、光軸２３８を変位させることなく、正確に回転調整を行うことができる。
【０１５９】
半導体レーザ装置２００から出射されたレーザ光２２０ａ，２２０ｂは、図１６に示すように、コリメートレンズ２３４によって平行光に変換され、立上げミラー２３５によって９０度屈曲され、対物レンズ２３６によって光記録媒体２３７上に集光する。光ピックアップ装置２３０では、コリメートレンズ２３４を透過したすべてのレーザ光を反射させるために、レーザ光が入射する入射面の面積が十分大きい立上げミラー２３５を用いる。コリメートレンズ２３４の有効径は５ｍｍ程度であるので、一辺が７ｍｍ以上の長さ寸法を有する立上げミラー２３５が必要となる。
【０１６０】
光記録媒体２３７によって反射されたレーザ光には、光記録媒体２３７に記録された情報を含む信号光となる。前記信号光は、対物レンズ２３６、立上げミラー２３５およびコリメートレンズ２３４の順に、半導体レーザ装置２００から光記録媒体２３７に向かうときと同一の経路を辿り、半導体レーザ装置２００に戻る。半導体レーザ装置２００に戻ってきた前記信号光は、半導体レーザ装置２００におけるホログラム素子２０８のホログラムパターン２０７によって回折され、受光素子２１０の所定の受光部に入射する。受光素子２１０の受光部から得られる信号に基づいて、光記録媒体に記録される情報や、フォーカス誤差信号およびトッラキング誤差信号などの制御信号を取得することができる。
【０１６１】
なお、ホログラムパターン２０７は、前述の光記録媒体に記録される情報や、フォーカス誤差信号およびトッラキング誤差信号などの制御信号を生成するために、複数の領域に分割されている。また、本実施形態では、複数の異なる波長に対して、それぞれ異なるホログラムパターンを用いてもよい。この場合、予め波長毎に光を分離させておけばよい。
【０１６２】
図１８は、半導体レーザ装置２００のホログラム素子２０８を除いて示す正面図である。図１９は、図１８の切断面線Ｐ−Ｐから見た断面図である。図２０は、図１８の切断面線Ｑ−Ｑから見た断面図である。図２１は、図１８の切断面線Ｒ−Ｒから見た断面図である。
【０１６３】
光軸変換ミラー搭載部２０３および受光素子搭載部２０９は、図１８および図２１に示すように、互いにＸ軸方向に間隔をあけてアイランド部２１６上に形成される。光軸変換ミラー搭載部２０３は、図１９に示すように、絶縁性枠体２１１のＹ軸方向一端部からＹ軸方向に間隔をあけてアイランド部２１６上に形成される。受光素子搭載部２０９は、図２０に示すように、絶縁性枠体２１１のＹ軸方向一端部からＹ軸方向に間隔をあけてアイランド部２１６上に形成される。
【０１６４】
詳細に述べると、アイランド部２１６のＸ軸方向中央部かつＹ軸方向一端部寄りの位置に、Ｚ軸方向に貫通する第１貫通孔２２１を形成し、絶縁性枠体２１１と光軸変換ミラー搭載部２０３とを同一の樹脂材料で一体に形成することによって、光軸変換ミラー搭載部２０３の絶縁性枠体２１１に対する接着強度の向上を図っている。また、アイランド部２１６のＸ軸方向一端部寄りでかつＹ軸方向一端部寄りの位置に、Ｚ軸方向に貫通する第２貫通孔２２２を形成し、絶縁性枠体２１１と受光素子搭載部２０９とを同一の樹脂材料で一体に形成することによって、受光素子搭載部２０９の絶縁性枠体２１１に対する接着強度の向上を図っている。
【０１６５】
また、アイランド部２１６のＺ軸方向他方における絶縁性枠体２１１のＹ軸方向他端部寄りの位置には、Ｚ軸方向に貫通する放熱用貫通孔２２３が形成される。放熱用貫通孔２２３を形成することによって、半導体レーザ装置２００における半導体レーザ素子２０１が自ら発した熱を、半導体レーザ素子２０１を搭載しているシリコンサブマウントおよびシリコンサブマウントを搭載しているアイランド部２１６を介して、大気中に放熱することができる。これによって、半導体レーザ素子２０１の熱的ストレスを緩和することができる。
【０１６６】
図２２は、半導体レーザ装置２００のリード２１８およびアイランド部２１６を示す正面図である。図２３は、半導体レーザ装置２００の他の形態のリード２１８およびアイランド部２１６を示す正面図である。図２４は、図２２の切断面線Ｓ−Ｓから見た断面図である。
【０１６７】
図２２に示すように、アイランド部２１６には、Ｚ軸方向に貫通する第３貫通孔２４１、第４貫通孔２４２、第５貫通孔２４３、第６貫通孔２４４、第７貫通孔２４５および第８貫通孔２４６が形成される。第３貫通孔２４１は、アイランド部２１６のＸ軸方向一端部寄りでかつＹ軸方向一端部に形成される。第４貫通孔２４２は、アイランド部２１６のＸ軸方向中央部かつＹ軸方向一端部に形成される。第５貫通孔２４３は、アイランド部２１６のＸ軸方向他端部寄りでかつＹ軸方向一端部に形成される。第３貫通孔２４１および第４貫通孔２４２ならびに第４貫通孔２４２および第５貫通孔２４３は、アイランド部２１６のＸ軸方向に互いに間隔をあけてそれぞれ形成される。
【０１６８】
第６貫通孔２４４は、アイランド部２１６のＸ軸方向一端部寄りでかつＹ軸方向他端部に形成される。第７貫通孔２４５は、アイランド部２１６のＸ軸方向中央部かつＹ軸方向他端部に形成される。第８貫通孔２４６は、アイランド部２１６のＸ軸方向他端部寄りでかつＹ軸方向他端部に形成される。第６貫通孔２４４および第７貫通孔２４５ならびに第７貫通孔２４５および第８貫通孔２４６は、アイランド部２１６のＸ軸方向に互いに間隔をあけてそれぞれ形成される。
【０１６９】
前述のように、アイランド部２１６に第３貫通孔２４１〜第８貫通孔２４６を形成することによって、図２２に示すように、Ｙ軸方向において対向する絶縁性枠体２１１の枠体周縁部２１３の幅寸法が比較的小さい場合でも、ホログラム素子の絶縁性枠体２１１への取付け強度に対する安定性を高めることができる。また、ホログラム素子の絶縁性枠体２１１への取付け強度に対する安定性が高められるので、光学的位置の安定性も高めることができる。
【０１７０】
また、図２３に示すように、アイランド部２１６の面積を、図２２に示すアイランド部２１６の面積よりも小さくし、かつ枠体周縁部２１３とＹ軸方向に間隔をあけてアイランド部２１６を形成している。前述のように、アイランド部２１６の面積を比較的小さくすることによって、Ｙ軸方向において対向する絶縁性枠体２１１の枠体周縁部２１３の幅寸法を比較的大きくしている。これによって、ホログラム素子の絶縁性枠体２１１への取付け強度に対する安定性を高めることができる。また、ホログラム素子の絶縁性枠体２１１への取付け強度に対する安定性が高められるので、光学的位置の安定性を図ることができる。
【０１７１】
絶縁性枠体２１１の基部２１２のＸ軸方向一方に臨む側面に設けられるリード２１８のＸ軸方向他端部および基部２１２のＸ軸方向他方に臨む側面に設けられるリード２１８のＸ軸方向一端部には、図２４に示すように、突起部２２９が形成される。突起部２２９は、リード２２８の一端部を屈曲させて形成する。前述のように、リード２２８に突起部２２９を形成することによって、リード２２８に、Ｘ軸方向の外力が働いたときに、リード２２８が絶縁性枠体２１１から抜けることを防止することができる。
【０１７２】
図２５は、本発明の実施の他の形態における半導体レーザ装置３００を簡略化して示す斜視図である。半導体レーザ装置３００は、第１の半導体レーザ素子３０１、第２の半導体レーザ素子３０２、シリコンサブマウント３０３、マイクロプリズム３０４、１／２波長板３０５、信号検出用受光素子３０６、ホログラム素子３０７およびシリコン基板３１０を含んで構成される。ホログラム素子３０７は、３ビーム生成用グレーティング（以下、単に「グレーティング」と表記する場合がある）３０８およびホログラムパターン３０９を含む。信号検出用受光素子（以下、単に「受光素子」と表記する場合がある）３０６は、受光部３０６ａ，３０６ｂ，３０６ｃ，３０６ｄを含む。
【０１７３】
第１および第２の半導体レーザ素子３０１，３０２は、半導体レーザ装置３００の光源である。第１の半導体レーザ素子３０１は、発振波長がたとえば６５０ｎｍの赤色波長のレーザ光を出射する。第１の半導体レーザ素子３０１は、たとえばＤＶＤに対して情報の読取りおよび記録を行うときに用いる。第２の半導体レーザ素子３０２は、発振波長がたとえば７８０ｎｍの赤外波長のレーザ光を出射する。第２の半導体レーザ素子３０２は、たとえばＣＤに対して情報の読取りおよび記録を行うときに用いる。
【０１７４】
マイクロプリズム３０４は、前述の半導体レーザ装置２００における光軸変換ミラー２０４と同様の機能を有しており、１／２波長板３０５、受光素子３０６、ホログラム素子３０７、グレーティング３０８およびホログラムパターン３０９も、前述の半導体レーザ装置２００における１／２波長板２０５、受光素子２１０、ホログラム素子２０８、グレーティング２０６およびホログラムパターン２０７と同様の機能を有しているので、これらの説明を省略する。
【０１７５】
第１および第２半導体レーザ素子３０１，３０２は、シリコンサブマウント３０２に搭載され、シリコンサブマウント３０２は、大略的に平板状のシリコン基板３１０の長手方向一端部かつ幅方向中央部に搭載される。マイクロプリズム３０４は、シリコン基板３１０の長手方向中央部かつ幅方向中央部に搭載される。１／２波長板（以下、「λ／２板」と表記する場合がある）３０５は、マイクロプリズム３０４に取付けられる。受光素子３０６は、半導体プロセス技術、たとえば化学気相成長（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；略称：ＣＶＤ）法などによってシリコン基板３１０に一体に形成される。
【０１７６】
また、受光素子３０６には、複数の、本実施形態では４つの受光部３０６ａ，３０６ｂ，３０６ｃ，３０６ｄが形成される。シリコン基板３１０に搭載されたマイクロプリズム３０４およびシリコン基板３１０に形成された受光素子３０６上部には、ホログラム素子３０７が搭載される。本実施形態において、ホログラム素子３０７の表面に形成されるホログラムパターン３０９は、円形状であって、回折領域が２つに分割されている。
【０１７７】
前述のように構成される半導体レーザ装置３００を、たとえば光ピックアップ装置に用いる場合、第１の半導体レーザ素子３０１から出射されたレーザ光Ｌ１および第２の半導体レーザ素子３０２から出射されたレーザ光Ｌ２は、λ／２板３０５が設けられるマイクロプリズム３０４に入射する。これによって、第１の半導体レーザ素子３０１から出射されたレーザ光Ｌ１は、進行方向が屈曲されるとともに、偏光方向が９０度回転される。第２の半導体レーザ素子３０２から出射されたレーザ光Ｌ２は、進行方向が屈曲される。
【０１７８】
マイクロプリズム３０４によって屈曲された前記レーザ光Ｌ１，Ｌ２は、グレーティング３０８に入射する。第１の半導体レーザ素子３０１から出射されたレーザ光Ｌ１がグレーティング３０８に入射すると、前記レーザ光Ｌ１は回折作用を受けずに、グレーティング３０８を透過する。第２の半導体レーザ素子３０２から出射されたレーザ光Ｌ２がグレーティング３０８に入射すると、前記レーザ光Ｌ２は回折され、３つのレーザ光に分割される。グレーティング３０８を通過したレーザ光は、ホログラムパターン３０９を通過して、図示しない光記録媒体に集光する。
【０１７９】
前述のように、ＤＶＤの情報を読取る場合などに用いられる第１の半導体レーザ素子３０１から出射されたレーザ光Ｌ１は、従来技術のようにホログラム素子に形成されるグレーティング３０８によって回折されない。したがって、半導体レーザ装置３００を用いた光ピックアップ装置では、本来、光記録媒体に集光されるべきレーザ光の光量が低減することによって生じる光量損失に伴う光利用効率の低下を抑制することができる。
【０１８０】
また、本実施形態によれば、第１および第２の半導体レーザ素子３０１，３０２を搭載したシリコンサブマウント３０３および信号検出用受光素子３０６は、いずれもシリコン基板３１０の平面上に搭載されるので、ダイボンドおよびワイヤボンドを同一の方向から行うことができる。これによって、半導体レーザ装置３００の組立て作業を容易に行うことができる。
【０１８１】
図２６は、本発明の実施のさらに他の形態における半導体レーザ装置４００を簡略化して示す斜視図である。半導体レーザ装置４００は、第１の半導体レーザ素子４０１、第２の半導体レーザ素子４０２、第１のモニタ用受光素子４０３、第２のモニタ用受光素子４０４、第１のミラー面４０５、第２のミラー面４０６、信号検出用受光素子４０７、シリコン基板４０８、第１突部４０９、第２突部４１０、第３突部４１１および１／２波長板４１２を含んで構成される。なお、図２６に示す半導体レーザ装置４００では、ホログラム素子を省略している。ここで、図中に示すＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、３次元の直交座標軸である。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向は、半導体レーザ装置４００におけるシリコン基板４０８の長手方向、幅方向および厚み方向にそれぞれ相当する。
【０１８２】
第１および第２の半導体レーザ素子４０１は、半導体レーザ装置４００の光源である。第１の半導体レーザ素子４０１は、発振波長がたとえば７８０ｎｍの赤外波長のレーザ光を出射する。第１の半導体レーザ素子４０１は、たとえばＣＤに対して情報の読取りおよび記録を行うときに用いる。第２の半導体レーザ素子４０２は、発振波長がたとえば６５０ｎｍの赤色波長のレーザ光を出射する。第２の半導体レーザ素子４０２は、たとえばＤＶＤに対して情報の読取りおよび記録を行うときに用いる。
【０１８３】
第１および第２のモニタ用受光素子４０３，４０４は、前述の半導体レーザ装置２００のモニタ用受光素子２０２と同様の機能を有する。第１および第２のミラー面４０５，４０６は、前述の半導体レーザ装置２００の光軸変換ミラー２０４と同様の機能を有する。信号検出用受光素子（以下、単に「受光素子」と表記する場合がある）４０７は、前述の半導体レーザ装置２００の受光素子２１０と同様の機能を有する。
【０１８４】
シリコン基板４０８は、大略的に平板状である。シリコン基板４０８には、エッチング技術によって、Ｚ軸方向一方に開放し、かつ略長方形状の基板凹所４１３が形成されるとともに、基板凹所４１３の形成過程で、第１突部４０９、第２突部４１０および第３突部４１１が、基板凹所４１３の底部からＺ軸方向一方に突出して形成される。また、シリコン基板４０８は、シリコン基板４０８のＹ軸方向に平行な第１壁部４０８ａおよび第２壁部４０８ｂを有する。
【０１８５】
第１壁部４０８ａは、シリコン基板４０８のＸ軸方向一端部でかつ基板凹所４１３に臨み、シリコン基板４０８のＸ軸方向他方に向かうにつれて基板凹所４１３の底部に近づくように傾斜している。第２壁部４０８ｂは、シリコン基板４０８のＸ軸方向他端部でかつ基板凹所４１３に臨み、シリコン基板４０８のＸ軸方向一方に向かうにつれて基板凹所４１３の底部に近づくように傾斜している。第１壁部４０８ａの中央部には、第１のミラー面４０５が形成される。第２壁部４０８ｂの中央部には、第２のモニタ用受光素子４０４が形成される。
【０１８６】
第１突部４０９は、角錐台状であって、Ｘ軸方向中央部かつＹ軸方向中央部の基板凹所４１３の底部に形成される。第２突部４１０は、第１突部４０９よりも小さい角錐台状であって、第１突部４０９のＸ軸方向一方に、第１突部４０９と間隔をあけて形成される。第３突部４１１は、第１突部４０９よりも小さい角錐台状であって、第１突部４０９のＸ軸方向他方に、第１突部４０９と間隔をあけて形成される。第２および第３突部４１０，４１１は、同一の大きさである。
【０１８７】
第１突部４０９のＺ軸方向一方に臨む表面には、受光素子４０７が設けられる。第１突部４０９のＸ軸方向一方に臨む側面には、第１のモニタ用受光素子４０３が形成される。第１突部４０９のＸ軸方向他方に臨む側面には、第２のミラー面４０６が形成される。また、第２のミラー面４０６には、１／２波長板（以下、「λ／２板」と表記する場合がある）４１２が取付けられる。第２突部４１０のＺ軸方向一方に臨む表面には、第１の半導体レーザ素子４０１が接着剤によって固定されて搭載される。第３突部４１１のＺ軸方向一方に臨む表面には、第２の半導体レーザ素子４０２が接着剤によって固定されて搭載される。
【０１８８】
半導体レーザ装置４００において、第１突部４０９には、第２半導体レーザ素子４０２から出射されたレーザ光Ｌ２の進行方向を屈曲させるための第２のミラー面４０６のみを形成し、第１のミラー面４０５は形成していない。これは、第１突部４０９のＸ軸方向他方に臨む面の傾斜角度を所定の値としたとき、現在の技術では、第１突部４０９のＸ軸方向一方に臨む面の傾斜角度を所定の角度にすることができないためである。
【０１８９】
第１の半導体レーザ素子４０１からＸ軸方向一方に出射されたレーザ光Ｌ１は、第１のミラー面４０５に入射する。ここで、第１のミラー面４０５は、シリコン基板４０８の結晶面であり、前述の半導体レーザ装置２００の光軸変換ミラー２０４と同様の機能を有するとともに、ガラスなどによってプリズム状に形成された反射面と同等以上の光学特性を有する。第１のミラー面４０５の傾斜角度は、シリコン基板４０８の面方位およびエッチング液を適当に選択することによって所定の傾斜角度とすることができる。第１のミラー面４０５に入射した前記レーザ光Ｌ１は反射されて、シリコン基板４０８のＺ軸方向一方に配置される、図示しないホログラム素子に形成されるグレーティングによって回折されて３つのレーザ光に分割され、ホログラム素子に形成されるホログラムパターンを通過して光記録媒体に集光する。第１の半導体レーザ素子４０１から出射され、光記録媒体で反射されたレーザ光Ｌ１’は、ホログラム素子のホログラムパターンによって回折されて、受光素子４０７の所定の受光部に入射する。また、第１の半導体レーザ素子４０１からＸ軸方向他方に出射されたレーザ光Ｌ１’’は、第１のモニタ用受光素子４０３に入射する。
【０１９０】
第２の半導体レーザ素子４０２からＸ軸方向一方に出射されたレーザ光Ｌ２は、λ／２板４１２が設けられる第２のミラー面４０６に入射する。λ／２板４１２が設けられる第２のミラー面４０６に入射した前記レーザ光Ｌ２は、偏光方向が９０度回転されるとともに、反射されてＺ軸方向一方に配置される、図示しないホログラム素子に形成されるグレーティングおよびホログラムパターンを透過して光記録媒体に集光する。第２の半導体レーザ素子４０２から出射され、光記録媒体で反射されたレーザ光Ｌ２’は、ホログラム素子に形成されるホログラムパターンによって回折されて、受光素子４０７の所定の受光部に入射する。また、第２の半導体レーザ素子４０２からＸ軸方向他方に出射されたレーザ光Ｌ２’’は、第２のモニタ用受光素子４０４に入射する。
【０１９１】
前述のように、ＤＶＤの情報を読取る場合などに用いられる第２の半導体レーザ素子４０２から出射されたレーザ光Ｌ２は、従来技術のようにホログラム素子に形成されるグレーティングによって回折されない。したがって、半導体レーザ装置３００を用いた光ピックアップ装置では、本来、光記録媒体に集光されるべきレーザ光の光量が低減することによって生じる光量損失に伴う光利用効率の低下を抑制することができる。
【０１９２】
また、本実施形態によれば、信号検出用受光素子４０７を搭載した第１突部４０９ならびに第１および第２の半導体レーザ素子４０１，４０２を搭載した第２および第３突部４１０，４１１は、いずれもシリコン基板４０８の基板凹所４１３の底部に搭載されるので、ダイボンドおよびワイヤボンドを同一の方向から行うことができる。これによって、半導体レーザ装置４００の組立て作業を容易に行うことができる。
【０１９３】
なお、半導体レーザ装置４００の他の実施形態では、２つの半導体レーザ素子４０１，４０２を並列して配置してもよいし、１つのチップ上に２つの発振点を含む半導体レーザ素子を形成してもよい。
【０１９４】
図２７（ａ）は、本発明の実施のさらに他の形態における半導体レーザ装置５００を簡略化して示す斜視図である。図２７（ｂ）は、半導体レーザ装置５００の一部分を抜出して示す斜視図である。
【０１９５】
半導体レーザ装置５００は、第１の半導体レーザ素子５０１、第２の半導体レーザ素子５０２、サブマウント５０３、モニタ用受光素子５０３ａ、レーザ光立上げ用ミラー５０４、１／２波長板５０５、信号検出用受光素子５０６、ホログラム素子５０７、台座部５０８、キャップ５０９、絶縁性枠体５１０、ステム５１２およびリード５１３を含んで構成される。ここで、図中に示すＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、３次元の直交座標軸である。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向は、半導体レーザ装置５００における絶縁性枠体５１０の長手方向、幅方向および厚み方向にそれぞれ相当する。
【０１９６】
第１および第２の半導体レーザ素子５０１，５０２は、半導体レーザ装置５００の光源である。第１の半導体レーザ素子５０１は、発振波長がたとえば７８０ｎｍの赤外波長のレーザ光を出射する。第１の半導体レーザ素子５０１は、たとえばＣＤに対して情報の読取りおよび記録を行うときに用いる。第２の半導体レーザ素子５０２は、発振波長がたとえば６５０ｎｍの赤色波長のレーザ光を出射する。第２の半導体レーザ素子５０２は、たとえばＤＶＤに対して情報の読取りおよび記録を行うときに用いる。
【０１９７】
半導体レーザ装置５００におけるサブマウント５０３、モニタ用受光素子５０３ａ、レーザ光立上げ用ミラー５０４、１／２波長板５０５、信号検出用受光素子５０６、ホログラム素子５０７、絶縁性枠体５１０およびリード５１３の機能は、前述の半導体レーザ装置２００におけるシリコンサブマウント、モニタ用受光素子２０２、光軸変換ミラー２０４、１／２波長板２０５、受光素子２１０、ホログラム素子２０８、絶縁性枠体２１１およびリード２１８の機能と同様であるので、説明を省略する。
【０１９８】
ステム５１２のＺ軸方向他方に臨む面には、前記面からＺ軸他方に突出して複数の、本実施形態では１２本のリード５１３が形成される。ステム５１２のＺ軸方向一方に臨む面には、絶縁性枠体５１０が接着剤によって固定されて搭載される。絶縁性枠体５１０の中央部には、Ｚ軸方向一方に開放し、かつ略長方形状の枠体凹所５１１が形成される。枠体凹所５１１の底部には、台座部５０８が設けられる。
【０１９９】
台座部５０８のＺ軸方向一方に臨む面には、サブマウント５０３、レーザ光立上げ用ミラー５０４および信号検出用受光素子（以下、単に「受光素子」と表記する場合がある）５０６が搭載される。サブマウント５０３は、台座部５０８のＸ軸方向他端部かつＹ軸方向他端部に搭載される。レーザ光立上げ用ミラー（以下、「立上げ用ミラー」と表記する場合がある）５０４は、台座部５０８のＸ軸方向他端部かつＹ軸方向一端部に搭載される。レーザ光立上げ用ミラー５０４には、１／２波長板（以下、「λ／２板」と表記する場合がある）５０５が設けられる。受光素子５０６は、台座部５０８のサブマウント５０３およびレーザ光立上げ用ミラー５０４のＸ軸方向一方側に搭載される。
【０２００】
サブマウント５０３のＹ軸方向一端部には、第１および第２の半導体レーザ素子５０１，５０２がＸ軸方向に並んで搭載される。サブマウント５０３の第１および第２の半導体レーザ素子５０１，５０２のＹ軸方向他方側には、モニタ用受光素子５０３ａが形成される。
【０２０１】
絶縁性枠体５１０のＺ軸方向一方をキャップ５０９で覆うことによって、枠体凹所５１１を封止して、台座部５０８上の第１および第２の半導体レーザ素子５０１，５０２、立上げ用ミラー５０４および受光素子５０６などの光学素子と外部との物理的接触を回避している。
【０２０２】
キャップ５０９のＺ軸方向一方に臨む面には、ホログラム素子５０７が搭載される。ホログラム素子５０７は、図示しない３ビーム生成用偏光グレーティングおよびホログラムパターンを含む。３ビーム生成用偏光グレーティングは、ホログラム素子５０７のキャップ５０９に臨む面に形成され、ホログラムパターンは、３ビーム生成用偏光グレーティングが形成される面と平行な面に形成される。
【０２０３】
また、ステム５１２のＸ軸方向他端部には、Ｘ軸方向一方に向かって陥没する切欠き部５１４が形成される。切欠き部５１４は、ステム５１２のＺ軸方向一方から見て、略Ｖ字状に形成される。ステム５１２に切欠き部５１４を形成することによって、半導体レーザ装置５００の実装時に切欠き部５１４に適合した治具によって、半導体レーザ装置５００の位置調整および回転調整を容易に行うことができる。
【０２０４】
第１の半導体レーザ素子５０１からＹ軸方向一方に出射されたレーザ光は、λ／２板５０５が設けられる立上げ用ミラー５０４に入射する。第１の半導体レーザ素子５０１から出射され、λ／２板５０５が設けられる立上げ用ミラー５０４に入射したレーザ光は反射されて、ホログラム素子５０７の３ビーム生成用偏光グレーティングに入射する。３ビーム生成用偏光グレーティングに入射した前記レーザ光は、回折されて３つのレーザ光に分割される。この３つのレーザ光は、ホログラム素子５０７のホログラムパターンを通過して図示しない光記録媒体に集光する。光記録媒体によって反射されたレーザ光は、ホログラム素子５０７のホログラムパターンによって回折されて、受光素子５０６の所定の受光部に入射する。
【０２０５】
第２の半導体レーザ素子５０２からＹ軸方向一方に出射されたレーザ光は、λ／２板５０５が設けられる立上げ用ミラー５０４に入射する。第２の半導体レーザ素子５０２から出射され、λ／２板５０５が設けられる立上げ用ミラー５０４に入射した前記レーザ光は、偏光方向が９０度回転されるとともに、反射されてホログラム素子５０７の３ビーム生成用偏光グレーティングに入射する。３ビーム生成用偏光グレーティングに入射した前記レーザ光は、回折されずに透過し、ホログラム素子５０７のホログラムパターンを通過して、図示しない光記録媒体に集光する。光記録媒体によって反射されたレーザ光は、ホログラム素子５０７のホログラムパターンによって回折されて、受光素子５０６の所定の受光部に入射する。
【０２０６】
前述のように、ＤＶＤの情報を読取る場合などに用いられる第２の半導体レーザ素子５０２から出射されたレーザ光は、従来技術のようにホログラム素子５０７に形成される３ビーム生成用偏光グレーティングによって回折されない。したがって、半導体レーザ装置５００を用いた光ピックアップ装置では、本来、光記録媒体に集光されるべきレーザ光の光量が低減することによって生じる光量損失に伴う光利用効率の低下を抑制することができる。
【０２０７】
前述の実施形態では、本発明に従う半導体レーザ装置を備える光ピックアップ装置について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、その他の光ピックアップ装置に半導体レーザ装置が搭載されてもよい。
【０２０８】
また、前述の実施形態では、絶縁性枠体またはシリコン基板とホログラム素子とを一体にして構成した半導体レーザ装置について述べたが、半導体レーザ装置の他の実施形態では、絶縁性枠体またはシリコン基板とホログラム素子とを一体にした構成にしなくてもよい。この場合には、半導体レーザ装置の回転調整が不要となるので、半導体レーザ装置の枠体周縁部の長手方向において対向する２つの外周部分を円弧状に形成する必要はない。
【０２０９】
また、前述の本発明に従う半導体レーザ装置を備える光ピックアップ装置の実施形態では、光源として、１つのチップ上に形成され、かつ２つの異なる発振波長のレーザ光をそれぞれ発振する２つの発振点を含む半導体レーザ素子を１つ用いるかまたは個別のチップ上に形成される１つの発振点を含む半導体レーザ素子を２つ用いているが、これに限らず、これらの半導体レーザ素子を複合して用いてもよい。
【０２１０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、光源から出射され、偏光方向が第１偏光方向である赤色波長のレーザ光を用いて光記録媒体、たとえばＤＶＤの情報を読取る場合は、光源から出射されたレーザ光が回折格子に入射しても、回折格子は回折機能を無効にして前記レーザ光を回折させずに透過させる。したがって光源から出射されたすべてのレーザ光をＤＶＤの情報の読取りに用いることができる。これによってＤＶＤの情報を読取る場合は、従来の光ピックアップ装置のように、回折格子で回折されることによって生じていた光利用効率の低下を抑制することができる。また光利用効率の低下を抑制することができるので、光源から出射されるレーザ光の光量を増加させる必要がなく、前記レーザ光の光量増加に伴う消費電流の増加を防ぐことができる。これによって、たとえばＤＶＤを再生可能でかつ携帯可能な光ディスク再生装置では、従来の光ピックアップ装置を用いた光ディスク装置よりも長時間の再生が可能となる。
【０２１１】
また本発明によれば、光源から出射された第１偏光方向の波長のレーザ光および第２偏光方向の波長のレーザ光に対する偏光方向が、前記回折格子に入射する位置において互いに垂直になる。これによって、前記回折格子によって第２偏光方向のレーザ光のみを回折することができる。
【０２１２】
また本発明によれば、第１の光学素子と光源ユニットとが第１光学組立体としてユニット化されるので、製造時における光学部品の部品点数および組立て工程数が削減されるとともに、光軸調整などの光学的調整作業も簡素化され、光ピックアップ装置の生産性を向上することができる。また光学部品の部品点数を削減することによって、光ピックアップ装置の小型化および軽量化を図ることができるとともに、光ピックアップ装置の製造コストを低減することができる。
【０２１３】
また本発明によれば、偏光ホログラムを用いることによって、偏光特性を有していないホログラムを用いたときに生じていた、回折されて光記録媒体の情報記録面に集光されない不用光を無くすことができ、光源から出射されたすべてのレーザ光を光記録媒体の情報記録面に集光させることができる。これによって偏光特性を有していないホログラムを備える光ピックアップ装置に比べて、光源から出射されたレーザ光に対する光利用効率を向上させることができる。
【０２１４】
また本発明によれば、前記第１の光学素子の回折格子とホログラムとの間に１／２波長板を設けることによって、ホログラムによる回折作用によって生じていた光記録媒体に集光されない不用光を無くすことができ、光源から出射されたレーザ光に対する光利用効率を向上させることができる。また、第２の光学素子と光源ユニットとが第２光学組立体としてユニット化されるので、製造時における部品点数および組立て工程数が削減されるとともに、光軸調整などの光学的調整作業が簡素化され、光ピックアップ装置の生産性を向上することができる。
【０２１５】
また本発明によれば、赤色波長のレーザ光を、たとえばＤＶＤの情報の読取りに用い、赤外波長のレーザ光を、たとえばＣＤの情報の読取りに用いることによって、ＤＶＤの情報を読取る場合に用いられる光源から出射されたレーザ光は、従来技術のように回折格子で回折されない。したがって、本来集光されるべきレーザ光の光量が低減することによって生じる光量損失に伴う光利用効率の低下を抑制することができる。
【０２１６】
また本発明によれば、１／２波長板として複屈折性結晶の薄板を用いることによって、１／２波長板の位相シフト量を精密に制御することができる。これによって、偏光ホログラムに入射した複数のレーザ光に対する回折効率の差を設計どおりに設定することができる。
【０２１７】
また本発明によれば、異方性樹脂フィルムは、複屈折性結晶よりも比較的安価であるので、１／２波長板として、たとえばアートンなどの異方性樹脂フィルムを用いることによって、半導体レーザ装置の製造コストを低減することができる。
【０２１８】
また本発明によれば、光源および受光素子が同一の基台に搭載されるので、ダイボンドおよびワイヤボンドを容易に行うことができる。また、ダイボンドおよびワイヤボンドを容易に行うことができるので、半導体レーザ装置の組立て作業を比較的短時間で行うことができる。
【０２１９】
また本発明によれば、半導体レーザ装置を薄型にすることができる。また光源および受光素子は、同一の金属製の台座上に搭載されるので、製造途中で半導体レーザ装置の向きを変位させる必要がない。したがって、半導体レーザ装置を容易に製造することができるとともに、たとえば半導体レーザ装置から出射されるレーザ光の特性を容易に測定することができる。
【０２２０】
また本発明によれば、光源および受光素子が同一のシリコン基板上に搭載されるので、光源と受光素子との位置を精密に調整することができ、ホログラムを容易に調整することができる。また、ダイボンドおよびワイヤボンドを容易に行うことができる。さらに、ダイボンドおよびワイヤボンドを容易に行うことができるので、半導体レーザ装置の組立て作業を比較的短時間で行うことができる。
【０２２１】
また本発明によれば、シリコン基板をエッチング技術などによって形状加工することによって、前記角錐台状の突部の側面に、ガラスプリズム状に形成された反射面と同等以上の光学特性を有する光軸変換ミラーとして機能する反射面を形成することができる。また、反射面の角度は、シリコン基板の面方位およびエッチング液を適当に選択することによって、容易に所定の角度に形成することができる。
【０２２２】
また本発明によれば、偏光回折格子に入射するときの偏光方向が第１偏光方向のレーザ光を、たとえばＣＤの情報の読取りに用い、偏光回折格子に入射するときの偏光方向が第２偏光方向のレーザ光を、たとえばＤＶＤの情報の読取りに用いることによって、ＤＶＤの情報を読取る場合に用いられる光源から出射されたレーザ光は、従来技術のように回折格子で回折されない。したがって、本来集光されるべきレーザ光の光量が低減することによって生じる光量損失に伴う光利用効率の低下を抑制することができる。
【０２２３】
また本発明によれば、偏光特性を有するホログラムを用いることによって、光源から出射されるレーザ光に対する光利用効率を向上させることができる。これによって、光源におけるレーザ光の発振出力を小さくすることができるので、光源を比較的長い時間使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態である光ピックアップ装置２１の構成を簡略化して示す図である。
【図２】サブマウント３８に搭載した波長帯域が異なる第１および第２の半導体レーザ素子３２，３３を示す平面図である。
【図３】ＤＶＤ用レーザ素子３２から出射された赤色波長のレーザ光Ａが偏光グレーティング２３を透過した後の回折光を示す図である。
【図４】ＣＤ用レーザ素子３３から出射された赤外波長のレーザ光Ｂが偏光グレーティング２３を透過した後の回折光を示す図である。
【図５】偏光ビームスプリッタ２５Ａと対物レンズ２６との間に、１／４波長板４１を設けた光ピックアップ装置２１の構成を簡略化して示す図である。
【図６】ホログラム素子４２を示す斜視図である。
【図７】ホログラム一体型レーザユニット４５を示す斜視図である。
【図８】λ／２板一体型ホログラム素子４６を示す斜視図である。
【図９】λ／２板一体型ホログラムレーザユニット４７を示す斜視図である。
【図１０】図１０（ａ）は、本発明の実施の一形態である半導体レーザ装置２００を簡略化して示す斜視図である。図１０（ｂ）は、半導体レーザ装置２００のホログラム素子２０８を除いて示す斜視図である。
【図１１】半導体レーザ装置２００を示す正面図である。
【図１２】半導体レーザ装置２００を示す右側面図である。
【図１３】図１１の切断面線Ｄ−Ｄから見た断面図である。
【図１４】図１１の切断面線Ｅ−Ｅから見た断面図である。
【図１５】図１１の切断面線Ｆ−Ｆから見た断面図である。
【図１６】半導体レーザ装置２００を用いた光ピックアップ装置２３０の構成を簡略化して示す図である。
【図１７】光ピックアップ装置用筐体２３１および半導体レーザ装置２００の外形を示す斜視図である。
【図１８】半導体レーザ装置２００のホログラム素子２０８を除いて示す正面図である。
【図１９】図１８の切断面線Ｐ−Ｐから見た断面図である。
【図２０】図１８の切断面線Ｑ−Ｑから見た断面図である。
【図２１】図１８の切断面線Ｒ−Ｒから見た断面図である。
【図２２】半導体レーザ装置２００のリード２１８およびアイランド部２１６を示す正面図である。
【図２３】半導体レーザ装置２００の他の形態のリード２１８およびアイランド部２１６を示す正面図である。
【図２４】図２２の切断面線Ｓ−Ｓから見た断面図である。
【図２５】本発明の実施の他の形態における半導体レーザ装置３００を簡略化して示す斜視図である。
【図２６】本発明の実施のさらに他の形態における半導体レーザ装置４００を簡略化して示す斜視図である。
【図２７】図２７（ａ）は、本発明の実施のさらに他の形態における半導体レーザ装置５００を簡略化して示す斜視図である。図２７（ｂ）は、半導体レーザ装置５００の一部分を抜出して示す斜視図である。
【図２８】従来の光ピックアップ装置１の構成を簡略化して示す図である。
【図２９】第１および第２の半導体レーザ素子１２，１３から出射されたレーザ光Ｒ，ｒがグレーティング３を透過した後の回折光を示す図である。
【図３０】図３０（ａ）は、従来の半導体レーザ装置１００を簡略化して示す斜視図である。図３０（ｂ）は、半導体レーザ装置１００のホログラム素子１０６を除いて示す斜視図である。
【図３１】半導体レーザ装置１００を示す正面図である。
【図３２】半導体レーザ装置１００を示す右側面図である。
【図３３】図３１の切断面線Ａ−Ａから見た断面図である。
【図３４】図３１の切断面線Ｂ−Ｂから見た断面図である。
【図３５】図３１の切断面線Ｃ−Ｃから見た断面図である。
【符号の説明】
２１，２３０  光ピックアップ装置
２２  半導体レーザユニット
２３  偏光グレーティング
２４，２３４  コリメートレンズ
２５  ビームスプリッタ
２６，２３６  対物レンズ
２７  分岐素子
２８  受光素子
２９  駆動部
３０  信号処理部
３１  制御部
３２，３０１，４０１，５０１  第１の半導体レーザ素子
３３，３０２，４０２，５０２  第２の半導体レーザ素子
３４，５１２  ステム
３５，２１８，５１３  リード
３６  キャップ
３７，２３７  光記録媒体
３８，５０３  サブマウント
３９  発振点
４１  １／４波長板
４２，２０８，３０７，５０７  ホログラム素子
４３  ホログラム
４４  受光素子内蔵レーザユニット
４５  ホログラム一体型レーザユニット
４６  λ／２板一体型ホログラム素子
４７  λ／２板一体型ホログラムレーザユニット
５１，２０５，３０５，４１２，５０５  １／２波長板
２００，３００，４００，５００  半導体レーザ装置
２０１  半導体レーザ素子
２０２  モニタ用受光素子
２０３  光軸変換ミラー搭載部
２０４  光軸変換ミラー
２０６，３０８  ３ビーム生成用グレーティング
２０７，３０９  ホログラムパターン
２０９  信号検出用受光素子搭載部
２１０，３０６，４０７，５０６  信号検出用受光素子
２１１，５１０  絶縁性枠体
３０３  シリコンサブマウント
３０４  マイクロプリズム
３１０，４０８  シリコン基板
４０３  第１のモニタ用受光素子
４０４  第２のモニタ用受光素子
４０５  第１のミラー面
４０６  第２のミラー面
５０４  レーザ光立上げ用ミラー
５０８  台座部
【図１】
2004227746.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2004227746.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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