(57)【要約】【課題】レーザ光の利用効率を高くし、光ノイズの発生を抑制する。【解決手段】レーザチップ１１からのレーザ光の全ては、偏光ホログラム１３を透過してから、１／４波長板１５を透過して光ディスク１７に出射され、光ディスク１７で反射されて１／４波長板１５を再び透過して偏光ホログラム１３に入射する。従って、レーザ光は、１／４波長板１５を２回透過して、その偏光方向を９０度回転されてから、偏光ホログラム１３に入射する。このため、レーザ光は、レーザチップ１１から偏光ホログラム１３を透過するときにＰ偏光であっても、光ディスク１７で反射されて偏光ホログラム１３を再び透過するときにはＳ偏光となっている。Ｓ偏光となったレーザ光は、Ｓ偏光のみを回折する偏光ホログラム１３により回折される。偏光ホログラム１３で回折されたレーザ光の±１次光がフォトダイオード１８に入射する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光をレーザチップから少なくとも回折格子及びホログラムを通じて光ディスクへと出射し、光ディスクで反射された該レーザ光を少なくともホログラムを通じて受光素子に入射する光ピックアップ装置において、
ホログラムとして、レーザチップからのレーザ光の偏光方向に対して垂直な偏光方向を有する光のみを回折する偏光ホログラムを適用し、
該偏光ホログラムよりも光ディスク側に１／４波長板を設けたことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
レーザチップ、回折格子、偏光ホログラム、及び受光素子を一体化した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】
レーザチップ及び受光素子を一体化した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４】
レーザチップ及び回折格子を一体化した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５】
偏光ホログラム及び１／４波長板を一体化した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６】
レーザチップから光ディスクへの方向に、回折格子、偏光ホログラム、及び１／４波長板を順次配列した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７】
レーザチップからのレーザ光の波長を７８０ｎｍとし、トラッキングエラー検出方式として３ビーム法を用い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８】
レーザチップからのレーザ光の波長を６５０ｎｍとし、トラッキングエラー検出方式としてプッシュプル法を用い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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、レーザ光を光ディスクへと出射し、光ディスクで反射された該レーザ光を検出する光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来の光ピックアップ装置としては、例えば図３に示す様なものがあった。この光ピックアップ装置では、レーザ光をレーザチップ１０１から出射させ、このレーザ光を回折格子１０２でメインビーム及びサブビームに分割し、この分割されたレーザ光をホログラム１０３、コリメートレンズ１０４、及び対物レンズ１０５を介して光ディスク１０６へと出射する。そして、光ディスク１０６で反射された該レーザ光を対物レンズ１０５及びコリメートレンズ１０４を介してホログラム１０３に入射させ、このレーザ光をホログラム１０３で回折して、この回折により生じた１次光のみをフォトダイオード１０７に入射させる。従って、フォトダイオード１０７には、メインビームの１次光及びサブビームの１次光が入射することになる。フォトダイオード１０７は、メインビームの１次光を光電変換して、ＲＦ信号を生成出力し、またサブビームの１次光を光電変換して、トラッキングエラー信号を生成出力する。
【０００３】
また、特許文献１には、図３の装置におけるホログラム１０３の代わりに、無偏光ビームスプリッタ又は偏光ビームスプリッタを用いた装置が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２５６５１８５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の光ピックアップ装置では、レーザ光の利用効率が低く、また光ディスク１０６で反射されたレーザ光を原因とする光ノイズのレベルが高かった。
【０００６】
レーザチップからのレーザ光は、回折格子１０２で分割され、ホログラム１０３で回折され、その０次光のみが光ディスク１０６に到達する。そして、光ディスク１０６で反射されたレーザ光がホログラム１０３で再び回折され、その＋１次光のみがフォトダイオード１０７に入射する。ここで、レーザチップ１０１から出射されたレーザ光の光強度を１とし、ホログラム１０３で回折された０次光と±１次光の強度比を１：４：１とすると、レーザチップ１０１からホログラム１０３を介して光ディスク１０６に到達する０次光の割合が４／６であるから、光ディスク１０６で反射されホログラム１０３を介してフォトダイオード１０７に入射する＋１次光の割合は、（４／６）×（１／６）＝０．１１となり、レーザ光の利用効率が低いことは明らかである。
【０００７】
一方、光ディスク１０６で反射されホログラム１０３を透過した０次光は、レーザチップ１０１に戻り、光ノイズの原因となった。このため、レーザチップ１０１のステムを傾けたり、レーザ光の光路周辺を黒色塗装していたが、光ノイズを十分に低減することができなかった。
【０００８】
また、特許文献１の装置では、光ディスクからの反射光の多くが無偏光ビームスプリッタ又は偏光ビームスプリッタを介してレーザチップに戻るため、光ノイズの影響が大きかった。
【０００９】
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、レーザ光の利用効率が高く、また光ノイズの発生を十分に抑制することが可能な光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、レーザ光をレーザチップから少なくとも回折格子及びホログラムを通じて光ディスクへと出射し、光ディスクで反射された該レーザ光を少なくともホログラムを通じて受光素子に入射する光ピックアップ装置において、ホログラムとして、レーザチップからのレーザ光の偏光方向に対して垂直な偏光方向を有する光のみを回折する偏光ホログラムを適用し、該偏光ホログラムよりも光ディスク側に１／４波長板を設けている。
【００１１】
この様な構成の本発明によれば、レーザチップからのレーザ光の偏光方向に対して垂直な偏光方向を有する光のみを回折する偏光ホログラムを適用し、該偏光ホログラムよりも光ディスク側に１／４波長板を設けている。１／４波長板は、該１／４波長板を透過するＰ偏光とＳ偏光の位相を１／４だけずらし、直線偏光を円偏光に変換し、円偏光を直線偏光に変換する。光は、この１／４波長板を２回透過すると、その偏光方向を９０度回転される。ここで、偏光ホログラムは、レーザチップからのレーザ光の偏光方向に対して垂直な偏光方向を有する光のみを回折するので、レーザチップからのレーザ光の全てを透過させる。このレーザ光は、１／４波長板を透過して光ディスクに出射され、この光ディスクで反射されて１／４波長板を再び透過して偏光ホログラムに入射する。従って、レーザ光は、１／４波長板を２回透過して、その偏光方向を９０度回転されてから、偏光ホログラムに入射する。この偏光方向を９０度回転されたレーザ光は、レーザチップからのレーザ光の偏光方向に対して垂直な偏光方向を有する光となっている。このため、偏光ホログラムは、このレーザ光を回折して、その±１次光を受光素子に入射させることになる。すなわち、レーザ光の全てが偏光ホログラムを透過して光ディスクへと出射され、光ディスクで反射され偏光ホログラムで回折されたレーザ光の±１次光が受光素子に入射する。従って、偏光ホログラムで回折された０次光と±１次光の強度比を１：４：１とすると、受光素子に入射する１次光の割合は、１×（２／４）＝０．５０となり、レーザ光の良好な利用効率を達成することができる。また、偏光ホログラムで回折された０次光は、レーザチップに戻ることがなく、光ノイズを発生させる原因とはならない。
【００１２】
また、本発明においては、レーザチップ、回折格子、偏光ホログラム、及び受光素子を一体化している。あるいは、レーザチップ及び受光素子を一体化したり、レーザチップ及び回折格子を一体化したり、偏光ホログラム及び１／４波長板を一体化している。
【００１３】
これらの適宜の組み合わせの一体化により、光ピックアップ装置の構造の簡単化と精度の向上を図ることができる。
【００１４】
更に、本発明においては、レーザチップから光ディスクへの方向に、回折格子、偏光ホログラム、及び１／４波長板を順次配列している。
【００１５】
この様な配列によりレーザ光を回折格子でメインビーム及びサブビームに分割してから、この分割されたレーザ光を偏光ホログラムを介して光ディスクへと出射し、光ディスクで反射された該レーザ光を偏光ホログラムで回折して、その±１次光を受光素子に導くことができる。メインビームは、受光素子で光電変換されて、ＲＦ信号を生成するために利用される。また、サブビームは、受光素子で光電変換されて、トラッキングエラー信号を生成するために利用される。
【００１６】
また、本発明においては、レーザチップからのレーザ光の波長を７８０ｎｍとし、トラッキングエラー検出方式として３ビーム法を用いている。あるいは、レーザチップからのレーザ光の波長を６５０ｎｍとし、トラッキングエラー検出方式としてプッシュプル法を用いている。
【００１７】
この様に各種のトラッキングエラー検出方式のいずれであっても、本発明の光ピックアップ装置に適用することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の光ピックアップ装置の一実施形態を示す斜視図である。本実施形態の光ピックアップ装置では、レーザ光をレーザチップ１１から出射させ、このレーザ光を回折格子１２でメインビーム及びサブビームに分割し、この分割されたレーザ光を偏光ホログラム１３、コリメートレンズ１４、１／４波長板１５、及び対物レンズ１６を介して光ディスク１７へと出射する。そして、光ディスク１７で反射された該レーザ光を対物レンズ１６、１／４波長板１５、及びコリメートレンズ１４を介して偏光ホログラム１３に入射させ、このレーザ光を偏光ホログラム１３で回折して、この偏光ホログラム１３を透過した±１次光をフォトダイオード１８に入射させている。フォトダイオード１８では、メインビームの±１次光を光電変換して、ＲＦ信号を生成出力し、またサブビームの±１次光を光電変換して、トラッキングエラー信号を生成出力する。
【００２０】
ところで、偏光ホログラム１３は、図２に示す様に透明基板１３ａに複屈折性材料１３ｂを貼り合わせたものであり、Ｐ偏光のみ又はＳ偏光のみを回折する。
【００２１】
例えば、レーザチップ１１から偏光ホログラム１３へと入射するレーザ光がＰ偏光である場合は、偏光ホログラム１３としてＳ偏光のみを回折するものを適用し、レーザチップ１１からのレーザ光の全てが偏光ホログラム１３を透過する様に設定する。
【００２２】
また、１／４波長板１５は、該１／４波長板１５を透過するＰ偏光とＳ偏光の位相を１／４だけずらし、直線偏光を円偏光に変換し、円偏光を直線偏光に変換する。光は、この１／４波長板１５を２回透過すると、その偏光方向を９０度回転される。
【００２３】
さて、レーザチップ１１からのレーザ光の全ては、偏光ホログラム１３を透過してから、１／４波長板１５を透過して光ディスク１７に出射され、この光ディスク１７で反射されて１／４波長板１５を再び透過して偏光ホログラム１３に入射する。従って、レーザ光は、１／４波長板１５を２回透過して、その偏光方向を９０度回転されてから、偏光ホログラム１３に入射する。このため、レーザ光は、レーザチップ１１から偏光ホログラム１３を透過するときにＰ偏光であっても、光ディスク１７で反射されて偏光ホログラム１３を再び透過するときにはＳ偏光となっている。このＳ偏光となったレーザ光は、Ｓ偏光のみを回折する偏光ホログラム１３により回折される。そして、偏光ホログラム１３で回折されたレーザ光の±１次光がフォトダイオード１８に入射する。
【００２４】
ここで、偏光ホログラム１３で回折された０次光と±１次光の強度比を１：４：１とすると、フォトダイオード１８に入射する±１次光の割合は、１×（２／４）＝０．５０となる。従って、レーザ光の良好な利用効率が達成されたと言える。また、偏光ホログラム１３を透過した０次光は、レーザチップ１１に戻ることがなく、光ノイズを発生させる原因とはならない。
【００２５】
尚、レーザチップ１１から偏光ホログラム１３に入射するレーザ光がＳ偏光である場合は、偏光ホログラム１３としてＰ偏光のみを回折するものを適用することにより、全く同様の効果を達成することができる。
【００２６】
また、レーザチップ１１、回折格子１２、偏光ホログラム１３、及びフォトダイオード１８を一体化したり、レーザチップ１１及びフォトダイオード１８を一体化したり、レーザチップ１１及び回折格子１２を一体化したり、偏光ホログラム１３及び１／４波長板１５を一体化しても良い。
【００２７】
更に、レーザチップ１１からのレーザ光の波長を７８０ｎｍとし、トラッキングエラー検出方式として３ビーム法を適用したり、あるいはレーザチップ１１からのレーザ光の波長を６５０ｎｍとし、トラッキングエラー検出方式としてプッシュプル法を適用しても構わない。
【００２８】
図４は、本発明の光ピックアップ装置の他の実施形態を示す斜視図である。尚図４において、図１の装置と同様の作用を果たす部位には同じ符号を付す。
【００２９】
本実施形態の光ピックアップ装置は、図１の装置における偏光ホログラム１３及びフォトダイオード１８の代わりに、３ビーム回折偏光ホログラム２１及びフォトダイオード２２を適用したものである。
【００３０】
この光ピックアップ装置では、レーザ光をレーザチップ１１から出射させ、このレーザ光を回折格子１２でメインビーム及び２つのサブビームに分割し、メインビーム及び各サブビームを３ビーム回折偏光ホログラム２１、コリメートレンズ１４、１／４波長板１５、及び対物レンズ１６を介して光ディスク１７へと出射する。そして、光ディスク１７で反射されたメインビーム及び各サブビームを対物レンズ１６、１／４波長板１５、及びコリメートレンズ１４を介して３ビーム回折偏光ホログラム２１に入射させ、メインビーム及び各サブビームを３ビーム回折偏光ホログラム２１で回折して、メインビーム及び各サブビームの±１次光をフォトダイオード２２側に入射させている。
【００３１】
３ビーム回折偏光ホログラム２１は、図１の偏光ホログラム１３と同様に、Ｐ偏光のみ又はＳ偏光のみを回折する。そして、レーザチップ１１からのレーザ光がＰ偏光である場合は、３ビーム回折偏光ホログラム２１としてＳ偏光のみを回折するものを適用し、またレーザチップ１１からのレーザ光がＳ偏光である場合は、３ビーム回折偏光ホログラム２１としてＰ偏光のみを回折するものを適用する。
【００３２】
このため、レーザチップ１１からのレーザ光の全てが３ビーム回折偏光ホログラム２１を透過する。そして、レーザ光の全ては、３ビーム回折偏光ホログラム２１を透過してから、１／４波長板１５を透過して光ディスク１７に出射され、この光ディスク１７で反射されて１／４波長板１５を再び透過して３ビーム回折偏光ホログラム２１に入射する。従って、レーザ光は、１／４波長板１５を２回透過して、その偏光方向を９０度回転されてから、３ビーム回折偏光ホログラム２１に入射することになり、レーザチップ１１から３ビーム回折偏光ホログラム２１を透過するときにＰ偏光であっても、光ディスク１７で反射されて３ビーム回折偏光ホログラム２１を再び透過するときにはＳ偏光となって、３ビーム回折偏光ホログラム２１で回折される。あるいは、レーザ光は、レーザチップ１１から３ビーム回折偏光ホログラム２１を透過するときにＳ偏光であっても、光ディスク１７で反射されて３ビーム回折偏光ホログラム２１を再び透過するときにはＰ偏光となって、３ビーム回折偏光ホログラム２１で回折される。そして、３ビーム回折偏光ホログラム２１で回折されたレーザ光の±１次光がフォトダイオード２２側に入射する。
【００３３】
ここで、レーザチップ１１から出射されたレーザ光の強度を１とし、３ビーム回折偏光ホログラム２１で回折された０次光と±１次光の強度比を１：４：１とすると、フォトダイオード２２に入射する±１次光の割合は、１×（２／６）となる。また、後で述べる様にメインビーム及び各サブビーム別に、＋１次光及び−１次光のいずれかを選択的に用いるにしても、フォトダイオード２２で用いられる１次光の割合は、１×（１／６）となる。従って、レーザ光の良好な利用効率が達成される。
【００３４】
また、メインビーム及び各サブビームの殆どは、３ビーム回折偏光ホログラム２１で回折されて、レーザチップ１１に戻らないので、光ノイズを発生させる原因とはならない。
【００３５】
一方、３ビーム回折偏光ホログラム２１は、図５に示す様に３つの領域２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃに区分されている。また、フォトダイオード２２は、図５に示す様に８つの領域Ｄ１〜Ｄ８に区分されている。
【００３６】
図６に示す様にレーザチップ１１から出射されて回折格子１２で分割されたメインビームＭは、光ディスク１７トラックの情報書き込み用の溝部（ｇｒｏｏｖｅ）２３に入射して、この溝部２３で反射され、対物レンズ１６、１／４波長板１５、及びコリメートレンズ１４を介して３ビーム回折偏光ホログラム２１に入射する。そして、３ビーム回折偏光ホログラム２１の領域２１Ａで回折されたメインビームＭＡがフォトダイオード２２の各領域Ｄ１、Ｄ２に入射し、また３ビーム回折偏光ホログラム２１の領域２１Ｂで回折されたメインビームＭＢがフォトダイオード２２の領域Ｄ３に入射し、更に３ビーム回折偏光ホログラム２１の領域２１Ｃで回折されたメインビームＭＣがフォトダイオード２２の領域Ｄ４に入射する。
【００３７】
また、図６に示す様にレーザチップ１１から出射されて回折格子１２で分割された一方のサブビームＳ１は、光ディスク１７トラックの一方の案内用の凸部（ｌａｎｄ）２４−１に入射して、この凸部２４−１で反射され、対物レンズ１６、１／４波長板１５、及びコリメートレンズ１４を介して３ビーム回折偏光ホログラム２１に入射する。そして、３ビーム回折偏光ホログラム２１の領域２１Ｂで回折されたサブビームＳ１Ｂがフォトダイオード２２の領域Ｄ５に入射し、更に３ビーム回折偏光ホログラム２１の領域２１Ｃで回折されたサブビームＳ１Ｃがフォトダイオード２２の領域Ｄ６に入射する。
【００３８】
更に、図６に示す様にレーザチップ１１から出射されて回折格子１２で分割された他方のサブビームＳ２は、光ディスク１７トラックの他方の案内用の凸部（ｌａｎｄ）２４−２に入射して、この凸部２４−２で反射され、対物レンズ１６、１／４波長板１５、及びコリメートレンズ１４を介して３ビーム回折偏光ホログラム２１に入射する。そして、３ビーム回折偏光ホログラム２１の領域２１Ｂで回折されたサブビームＳ２Ｂがフォトダイオード２２の領域Ｄ７に入射し、更に３ビーム回折偏光ホログラム２１の領域２１Ｃで回折されたサブビームＳ２Ｃがフォトダイオード２２の領域Ｄ８に入射する。
【００３９】
この様にメインビーム及び各サブビームＭ、Ｓ１、Ｓ２は、３ビーム回折偏光ホログラム２１の領域２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃで回折され、フォトダイオード２２の各領域Ｄ１〜Ｄ８に振り分けられて入射する。
【００４０】
尚、例えばフォトダイオード２２の各領域Ｄ３、Ｄ４に入射するビームを＋１次光とし、他の各領域Ｄ１、Ｄ２、Ｄ５〜Ｄ８に入射するビームを−１次光として、±１次光を使い分けるのが好ましい。これは、＋１次光と−１次光にそれぞれの機能分担させれば、光ピックアップ装置の設計の自由度が高まり、性能の最適化を図ることが容易になるからである。
【００４１】
ここで、フォトダイオード２２の各領域Ｄ１〜Ｄ８により光電変換され、各領域Ｄ１〜Ｄ８から出力されたそれぞれの信号をｄ１〜ｄ８とすると、ＲＦ信号（情報信号）及びプッシュプル（ＰＰ）法によるトラッキングエラー信号ＰＰは、次式（１）及び（２）で求められる。
【００４２】
ＲＦ＝ｄ１＋ｄ２＋ｄ３＋ｄ４　　　…（１）
ＰＰ＝ｄ３−ｄ４　　　…（２）
また、プッシュプル（ＰＰ）法を適用し、各信号ｄ３、ｄ４の強度差をトラッキングエラー信号として求める代わりに、位相差（ＤＰＤ）法を適用し、各信号ｄ３、ｄ４の位相差をトラッキングエラー信号として求めても構わない。
【００４３】
更に、差動プッシュプル（ＤＰＰ）法を適用することも可能である。この場合は、トラッキングエラー信号ＤＰＰが次式（３）から求められる。
【００４４】
ＤＰＰ＝（ｄ４−ｄ３）−ｋ（（ｄ５−ｄ６）＋（ｄ７−ｄ８））
ただし、ｋは係数であり、メインビーム及び各サブビーム１、２の強度比をａ：ｂ：ｂとすると、ｋ＝ａ／（２ｂ）となる。
【００４５】
尚、メインビーム及び各サブビームの±１次光のうちのフォトダイオード２２で電気信号に変換されるもの、及びフォトダイオード２２の各領域Ｄ１〜Ｄ８の配置等は、適宜に変更しても構わない。
【００４６】
また、サブビームを用いて、光ディスクの面ぶれを検出したり、ユーザ情報の書き込みもしくは読み出しを行なったりしても構わない。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明した様に本発明によれば、レーザ光の全てが偏光ホログラム及び１／４波長板を透過して光ディスクへと出射され、光ディスクで反射され１／４波長板を透過したレーザ光が偏光ホログラムに入射し、偏光ホログラムで回折されたレーザ光の±１次光が受光素子に入射する。これにより、レーザ光の良好な利用効率を達成することができる。また、偏光ホログラムを透過した０次光は、レーザチップに戻ることがなく、光ノイズを発生させる原因とはならない。
【００４８】
また、レーザチップ、回折格子、偏光ホログラム、１／４波長板、及び受光素子を適宜に組み合わせて一体化することにより、光ピックアップ装置の構造の簡単化と精度の向上を図っている。
【００４９】
更に、レーザチップから光ディスクへの方向に、回折格子、偏光ホログラム、及び１／４波長板を順次配列しているので、レーザ光を回折格子でメインビーム及びサブビームに分割して用いることができる。
【００５０】
また、各種のトラッキングエラー検出方式のいずれであっても、本発明の光ピックアップ装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ピックアップ装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１の装置における偏光ホログラムを示す断面図である。
【図３】従来の光ピックアップ装置を例示する斜視図である。
【図４】本発明の光ピックアップ装置の他の実施形態を示す斜視図である。
【図５】図４の装置における３ビーム回折偏光ホログラムの各領域とフォトダイオードの各領域との対応関係を示す図である。
【図６】図４の装置における光ディスクに対するメインビーム及び２つのサブビームの入射位置を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１１　　レーザチップ
１２　　回折格子
１３　　偏光ホログラム
１４　　コリメートレンズ
１５　　１／４波長板
１６　　対物レンズ
１７　　光ディスク
１８、２２　　フォトダイオード
２１　　３ビーム回折偏光ホログラム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004127482.tif 000007
【図６】
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