(57)【要約】【課題】読取り波長が異なる複数種の光記録媒体に対する読取りおよび書込みが可能で、装置の小型化を実現することができる。【解決手段】ホログラムレーザ２１は、第１および第２光源２５，２６、波長分離素子２７、第１および第２ホログラム２８，２９、受光素子２３を含む。第１光源２５から出射され光記録媒体２４によって反射された光Ｌ１は第１ホログラム２８によって受光素子２３上へ集光され、第２光源２６から出射され光記録媒体２４によって反射された光Ｌ２は第２ホログラム２９によって受光素子２３上へ集光される。第１ホログラム２８は入射する光の偏光方向によって回折効率が異なる偏光ホログラムであるので、光記録媒体２４に集光される光の光量損失を抑制することができ、光記録媒体２４に対する情報の読取りおよび書込みを精度よく行うことができる。【選択図】　　　図２
2004146006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報が光によって記録または再生される光記録媒体に向けて光を出射し、光記録媒体からの反射光を受光するホログラムレーザにおいて、
第１波長の光Ｌ１を光記録媒体に向けて出射する第１光源と、
第２波長の光Ｌ２を光記録媒体に向けて出射する第２光源と、
光記録媒体によって反射される光Ｌ１および光Ｌ２を分離する波長分離素子と、
波長分離素子によって分離される光Ｌ１を集光する第１ホログラムと、
波長分離素子によって分離される光Ｌ２を集光する第２ホログラムと、
第１ホログラムによって集光される光Ｌ１および第２ホログラムによって集光される光Ｌ２を受光する受光素子とを備え、
前記第１ホログラムは、入射する光の偏光方向によって回折効率が異なる偏光ホログラムであることを特徴とするホログラムレーザ。
【請求項２】
前記第１ホログラムである偏光ホログラムは、
第１偏光方向を有する光に対しては零次回折光の回折効率が略１００％であり、
第１偏光方向に対して垂直な方向である第２偏光方向を有する光に対してはプラスおよびマイナス（±）１次回折光の回折効率が零次回折光の回折効率と同等、または±１次回折光の回折効率が零次回折光の回折効率よりも大きいことを特徴とする請求項１記載のホログラムレーザ。
【請求項３】
前記第１光源から出射され光記録媒体によって反射される光Ｌ１の反射光が、光記録媒体から波長分離素子を透過するまでに通る光路の光軸の延長上に、前記第１ホログラムと前記第１光源とが配置されることを特徴とする請求項１または２記載のホログラムレーザ。
【請求項４】
第１ホログラムおよび第２ホログラムの回折方向は、
第１ホログラムおよび第２ホログラムの配列方向と略平行であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のホログラムレーザ。
【請求項５】
前記第１ホログラムおよび第２ホログラムは、複数の小間格子を有し、
第１ホログラムおよび第２ホログラムを小間格子にそれぞれ分割する少なくとも１つの分割線の方向が第１および第２ホログラムの回折方向と平行であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のホログラムレーザ。
【請求項６】
前記第１ホログラムの各小間格子の格子ピッチは、互いに略等しく、
前記第２ホログラムの各小間格子の格子ピッチは、互いに略等しいことを特徴とする請求項５記載のホログラムレーザ。
【請求項７】
前記第１ホログラムの各小間格子の格子ピッチおよび第２ホログラムの各小間格子の格子ピッチは、互いに略等しいことを特徴とする請求項６記載のホログラムレーザ。
【請求項８】
前記第１ホログラムと第２ホログラムとは、１つの光学部材に設けられることを特徴とする請求項１〜７のいずれか記載のホログラムレーザ。
【請求項９】
前記第１ホログラムと第２ホログラムとは、異なる光学部材に設けられることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のホログラムレーザ。
【請求項１０】
前記受光素子は、
第１ホログラムおよび第２ホログラムの配列方向において、第１ホログラムの軸線と第２ホログラムの軸線との間に配置されることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のホログラムレーザ。
【請求項１１】
前記受光素子は、
第１ホログラムと第２ホログラムとの配列方向において、第１ホログラムの軸線からの距離と第２ホログラムの軸線からの距離とが等しい中間点に対して、前記第１光源から出射される光Ｌ１または第２光源から出射される光Ｌ２のうちいずれか波長の短いほうの光記録媒体による反射光が入射するホログラムの軸線寄りに配置されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のホログラムレーザ。
【請求項１２】
前記受光素子は、
第１ホログラムおよび第２ホログラムの各小間格子によってそれぞれ回折される光を受光する複数の受光領域を有し、
ＲＦ信号を含む光Ｌ１の回折光および光Ｌ２の回折光ならびにトラッキング誤差信号を含む光Ｌ２の回折光は、共通の受光領域によって検出されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のホログラムレーザ。
【請求項１３】
前記複数の受光領域は、
第１ホログラムおよび第２ホログラムの配列方向と垂直に配列されることを特徴とする請求項１２記載のホログラムレーザ。
【請求項１４】
前記受光素子は、
各受光領域の長手方向が、第１ホログラムおよび第２ホログラムの回折方向と平行になるように設けられ、
前記長手方向の長さは，第１光源および第２光源の波長変動による入射位置の変動範囲よりも長くなるように形成されることを特徴とする請求項１２または１３記載のホログラムレーザ。
【請求項１５】
前記共通の受光領域は、
第１ホログラムの小間格子の回折方向に長手方向が平行な平行四辺形と第２ホログラムの小間格子の回折方向に長手方向が平行な平行四辺形とが交差した形状で、一方の平行四辺形の１組の向かい合う角が他方の平行四辺形の内部に含まれることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれかに記載のホログラムレーザ。
【請求項１６】
前記第１光源および第２光源は、
半導体レーザチップであり、
前記第１光源である半導体レーザチップと第２光源である半導体レーザチップとが１つの半導体基板上に搭載されることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載のホログラムレーザ。
【請求項１７】
前記第１光源および第２光源は、
光Ｌ１を出射する半導体レーザ素子と光Ｌ２を出射する半導体レーザ素子とが１つのサブマウント上に集積されて形成される１つの半導体レーザチップであることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載のホログラムレーザ。
【請求項１８】
第１光源および第２光源の配列方向は、第１ホログラムおよび第２ホログラムの配列方向と略平行であることを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載のホログラムレーザ。
【請求項１９】
前記波長分離素子は、
光Ｌ１に対する反射率が１０％以下であることを特徴とする請求項１〜１８のいずれかに記載のホログラムレーザ。
【請求項２０】
前記第１光源、第２光源、受光素子、波長分離素子、第１ホログラムおよび第２ホログラムは、平面形状が略長円形状を有するパッケージに一体化されることを特徴とする請求項１〜１９のいずれかに記載のホログラムレーザ。
【請求項２１】
前記第１光源および第２光源、第１ホログラムおよび第２ホログラムは、
平面形状が略長円形状を有するパッケージに、パッケージの長手方向と平行に配置されることを特徴とする請求項１〜２０記載のホログラムレーザ。
【請求項２２】
前記請求項１〜２１のいずれかに記載のホログラムレーザと、
ホログラムレーザから出射される光を光記録媒体に導いて、光記録媒体からの反射光をホログラムレーザに導くための光学系と、
前記光学系に備わり、ホログラムレーザから出射される光Ｌ１の偏光方向を回転させる光学部材とを含むことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２３】
前記ホログラムレーザは、
ホログラムレーザから出射される光を光記録媒体に照射している状態で、第１ホログラムおよび第２ホログラムを小間格子に分割する分割線の方向が光記録媒体のトラック方向と平行になるように設けられることを特徴とする請求項２２記載の光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光記録媒体の信号読取りおよび書込み用光源として使用され、複数のそれぞれ異なる波長の光を用いた信号の読取りおよび書込みに対応できるホログラムレーザおよびそれを備える光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光記録媒体として、コンパクトディスク（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ；略称ＣＤ）、追記型コンパクトディスク（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ−Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ；略称ＣＤ−Ｒ）などのＣＤファミリーと呼ばれる光ディスクは、発光波長７８０ｎｍの半導体レーザチップを用いて信号の読取りまたは書込みが行われる。一方、デジタルバーサタイルディスク（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｃ；略称ＤＶＤ）、追記型デジタルバーサタイルディスク（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｃ−Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ；略称ＤＶＤ−Ｒ）などのＤＶＤファミリーと呼ばれる光ディスクは、情報記録密度を向上するため、発光波長６３０ｎｍ〜６９０ｎｍの半導体レーザチップを用いて信号の読取りまたは書込みが行われる。
【０００３】
こうしたＣＤファミリーおよびＤＶＤファミリーの光ディスクを同じ光ピックアップ装置で読取りまたは書込みを行う場合、従来本出願人が特願２００１−３９４８４８号において提案しているように、発光波長の異なる複数の半導体レーザチップが装置内に設けられる。
【０００４】
図１３は従来のホログラムレーザ１の構成を簡略化して示す斜視図であり、図１４は図１３に示すホログラムレーザ１を備える光ピックアップ装置２の構成を簡略化して示す系統図である。
【０００５】
従来のホログラムレーザ１は、波長７８０ｎｍの赤外光３を出射する第１光源４と、波長６５０ｎｍの赤色光５を出射する第２光源６と、赤外光３を零次回折光、＋（プラス）１次回折光および−（マイナス）１次回折光に回折する回折格子７と、光ディスク８からの反射光を受光する受光素子９と、光ディスク８で反射された赤外光３および赤色光５を、回折光が受光素子９に受光されるようにそれぞれ回折する第１および第２ホログラム１０，１１を備えるホログラム素子１２と、ｓ偏光は透過しｐ偏光は反射する波長分離面１３を有する波長分離素子１４とを単一部品として一体化して備える。
【０００６】
第１光源４から出射された赤外光３は、回折格子７を透過し零次回折光、＋１次回折光および−１次回折光に回折される。回折された光は、第１ホログラム１０を透過し、波長分離素子１４へ入射して波長分離面１３を透過する。ホログラムレーザ１から光ディスク８の方向へ出射された光はコリメートレンズ１５によって平行光とされ、４分の１波長板１６を透過し、立上げミラー１７によって９０度屈曲されて光ディスク８の方向へ導かれ、対物レンズ１８によって光ディスク８上に集光される。光ディスク８によって反射された赤外光３は、対物レンズ１８を透過し、立上げミラー１７によって９０度屈曲され、４分の１波長板１６およびコリメートレンズ１５を透過する。コリメートレンズ１５を透過した光は、波長分離素子１４に入射して波長分離面１３を透過し、第１ホログラム１０によって回折され、＋１次回折光が受光素子９に集光される。
【０００７】
第２光源６から出射された赤色光５は、回折格子７および第１ホログラム１０を透過し、波長分離素子１４に入射して波長分離面１３を透過する。ホログラムレーザ１から光ディスク８の方向へ出射された光はコリメートレンズ１５によって平行光とされ、４分の１波長板１６を透過して４５度偏光方向が回転され立上げミラー１７へ入射する。立上げミラー１７に入射した光は９０度屈曲されて光ディスク８の方向へ導かれ、対物レンズ１８によって光ディスク８上に集光される。光ディスク８から反射された光は、対物レンズ１８を透過し、立上げミラー１７によって９０度屈曲されて４分の１波長板１６へ入射する。４分の１波長板１６によってさらに４５度偏光方向が回転され、合計９０度偏光方向の回転した赤色光５がコリメートレンズ１５を透過する。赤色光５は９０度偏光方向が回転し波長分離面１３に対してｐ偏光となり、波長分離素子１４へ入射し波長分離面１３によって反射される。反射された光は、さらに波長分離素子１４の反射面１９によって第２ホログラム１１の方向へ反射され、第２ホログラム１１によって回折されて−１次回折光が受光素子９上に集光される。受光素子９によって受光される赤外光３および赤色光５の各光量に基づいて検出信号がそれぞれ得られる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来のホログラムレーザ１には以下の問題がある。第１および第２光源４，６から出射された赤外光３および赤色光５は、第１ホログラム１０を透過することによって零次回折光以外に＋１次回折光、−１次回折光が発生する。＋１次回折光および−１次回折光は、光ディスクに達しないので情報の書込みに用いられる光量が２０〜５０％低下し、光ディスクに情報を書込む速度が低下するという問題がある。
【０００９】
また、第１光源４から出射され光ディスク８によって反射された赤外光３は、第１ホログラム１０によって回折され、＋１次回折光が受光素子９上に集光されるけれども、＋１次回折光とともに、零次回折光および−１次回折光が発生する。このため、受光素子９上に集光される光量が低下し、信号の読取り精度が低下するという問題がある。また、発生した零次回折光が第１光源４へ入射するので、零次回折光の影響を受けて半導体レーザチップによるレーザ光の発振が不安定になり、半導体レーザチップの出力がゆらぐというスクープ現象が発生するという問題がある。
【００１０】
本発明の目的は、読取り波長が異なる複数種の光記録媒体に対する読取りおよび書込みが可能で、装置の小型化を実現することができるホログラムレーザおよびそれを備える光ピックアップ装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、情報が光によって記録または再生される光記録媒体に向けて光を出射し、光記録媒体からの反射光を受光するホログラムレーザにおいて、
第１波長の光Ｌ１を光記録媒体に向けて出射する第１光源と、
第２波長の光Ｌ２を光記録媒体に向けて出射する第２光源と、
光記録媒体によって反射される光Ｌ１および光Ｌ２を分離する波長分離素子と、
波長分離素子によって分離される光Ｌ１を集光する第１ホログラムと、
波長分離素子によって分離される光Ｌ２を集光する第２ホログラムと、
第１ホログラムによって集光される光Ｌ１および第２ホログラムによって集光される光Ｌ２を受光する受光素子とを備え、
前記第１ホログラムは、入射する光の偏光方向によって回折効率が異なる偏光ホログラムであることを特徴とするホログラムレーザである。
【００１２】
本発明に従えば、第１光源から出射される光Ｌ１および第２光源から出射される光Ｌ２は、光記録媒体によって反射されて波長分離素子によって分離される。光Ｌ１は第１ホログラムによって受光素子上へ集光され、光Ｌ２は第２ホログラムによって受光素子上へ集光される。第１ホログラムは入射する光の偏光方向によって回折効率が異なる偏光ホログラムであるので、たとえば光記録媒体に向けて光源から出射される光の偏光方向に対して回折効率が略零％となるような偏光ホログラムを設けることによって、光記録媒体に集光される光の光量損失を抑制することができ、光記録媒体に対する信号の読取りおよび書込みを精度よく行うことができる。
【００１３】
また本発明は、前記第１ホログラムである偏光ホログラムは、
第１偏光方向を有する光に対しては零次回折光の回折効率が略１００％であり、
第１偏光方向に対して垂直な方向である第２偏光方向を有する光に対してはプラスおよびマイナス（±）１次回折光の回折効率が零次回折光の回折効率と同等、または±１次回折光の回折効率が零次回折光の回折効率よりも大きいことを特徴とする。
【００１４】
本発明に従えば、第１ホログラムである偏光ホログラムは、第１偏光方向を有する光に対しては零次回折光の回折効率が略１００％になり、第１偏光方向に対して垂直な方向である第２偏光方向を有する光に対しては±１次回折光の回折効率が零次回折光の回折効率と同等、または±１次回折光の回折効率が零次回折光の回折効率よりも大きくなるように構成される。
【００１５】
光源から光記録媒体に向けて出射される光の偏光方向を第１偏光方向に設定することによって、光源から出射される光の光量を減少させることなく光記録媒体へ導くことができる。また、光記録媒体によって反射されて第１ホログラムに入射する光の偏光方向を第２偏光方向に設定することによって、受光素子によって検出される±１次回折光の光量を多くすることができるので、受光素子の応答周波数を上げて精度の良い信号読取りが実現される。なお、光記録媒体によって反射された光の零次回折光量は低減されるので、レーザにたとえば高周波重畳回路を付加することによって、零次回折光の光源に対する影響を容易に減ずることができる。
【００１６】
また本発明は、前記第１光源から出射され光記録媒体によって反射される光Ｌ１の反射光が、光記録媒体から波長分離素子を透過するまでに通る光路の光軸の延長上に、前記第１ホログラムと前記第１光源とが配置されることを特徴とする。
【００１７】
本発明に従えば、第１光源から出射され光記録媒体によって反射される光Ｌ１の反射光が、光記録媒体から波長分離素子を透過するまでに通る光路の光軸の延長上に、第１ホログラムと第１光源とが配置される。第１ホログラムは、偏光ホログラムであり、光記録媒体からの反射光における零次回折光の回折効率を±１次回折光の回折効率と同等もしくはより小さくなるように設定される。さらに回折効率が小さく光量の少ない零次回折光の光源に対する影響を、たとえばレーザに付加される高周波重畳回路などによって容易に解消することができるので、第１ホログラムと光源とを前記光軸上に配置することができる。このことによって、第１光源と第１ホログラムとの距離が最短となり、ホログラムレーザの小型化を実現することができる。
【００１８】
また本発明は、第１ホログラムおよび第２ホログラムの回折方向は、
第１ホログラムおよび第２ホログラムの配列方向と略平行であることを特徴とする。
【００１９】
本発明に従えば、第１ホログラムおよび第２ホログラムの回折方向は、第１ホログラムおよび第２ホログラムの配列方向と略平行であるので、第１ホログラムおよび第２ホログラムと受光素子とを同一直線上に配置することができる。このことによって、ホログラムレーザの小型化を実現することができる。
【００２０】
また本発明は、前記第１ホログラムおよび第２ホログラムは、複数の小間格子を有し、
第１ホログラムおよび第２ホログラムを小間格子にそれぞれ分割する少なくとも１つの分割線の方向が第１および第２ホログラムの回折方向と平行であることを特徴とする。
【００２１】
本発明に従えば、第１ホログラムおよび第２ホログラムは複数の小間格子を有し、第１ホログラムおよび第２ホログラムを小間格子にそれぞれ分割する少なくとも１つの分割線の方向が第１および第２ホログラムの回折方向と平行であるので、各小間格子の回折光を受光する受光素子を回折方向に対して垂直に配置することができる。このことによって、ホログラムレーザの小型化を実現することが可能になる。
【００２２】
また本発明は、前記第１ホログラムの各小間格子の格子ピッチは、互いに略等しく、
前記第２ホログラムの各小間格子の格子ピッチは、互いに略等しいことを特徴とする。
【００２３】
本発明に従えば、第１ホログラムの各小間格子の格子ピッチは互いに略等しく、第２ホログラムの各小間格子の格子ピッチは互いに略等しい。このことによって、第１ホログラムの各小間格子の回折効率が一致し、第２ホログラムの各小間格子の回折効率が一致するので、信号の読取り動作を安定させることができる。また第１ホログラムおよび第２ホログラムをそれぞれ容易に作製することができる。
【００２４】
また本発明は、前記第１ホログラムの各小間格子の格子ピッチおよび第２ホログラムの小間格子の格子ピッチは、互いに略等しいことを特徴とする。
【００２５】
本発明に従えば、第１ホログラムの各小間格子の格子ピッチおよび第２ホログラムの各小間格子の格子ピッチは互いに略等しい。このことによって、第１ホログラムと第２ホログラムとの回折効率が一致するので、信号の読取り動作を安定させることができる。また第１ホログラムおよび第２ホログラムの作製を容易に行うことができる。
【００２６】
また本発明は、前記第１ホログラムと第２ホログラムとは、１つの光学部材に設けられることを特徴とする。
【００２７】
本発明に従えば、第１ホログラムと第２ホログラムとは１つの光学部材に設けられるので、ホログラムレーザの小型化を実現することが可能になる。
【００２８】
また本発明は、前記第１ホログラムおよび第２ホログラムとは、異なる光学部材に設けられることを特徴とする。
【００２９】
本発明に従えば、第１ホログラムおよび第２ホログラムとは異なる光学部材に設けられる。このことによって、第１ホログラムおよび第２ホログラムと他の部材との相対的な位置をそれぞれ個別に調整することができるので、組立て調整が容易になる。
【００３０】
また本発明は、前記受光素子は、
第１ホログラムおよび第２ホログラムの配列方向において、第１ホログラムの軸線と第２ホログラムの軸線との間に配置されることを特徴とする。
【００３１】
本発明に従えば、受光素子は第１ホログラムおよび第２ホログラムの配列方向において、第１ホログラムの軸線と第２ホログラムの軸線との間に配置される。このことによって、たとえば第１ホログラムによる光Ｌ１の＋１次回折光と第２ホログラムによる光Ｌ２の−１次回折光とは互いに近接する方向に回折され同一の受光素子上に受光することができるので、回折角を小さくすることができる。回折角の小さいホログラムは、その回折格子の格子ピッチを大きくすることができるので、第１および第２ホログラムの作製を容易に行うことができる。
【００３２】
また本発明は、前記受光素子は、
第１ホログラムと第２ホログラムとの配列方向において、第１ホログラムの軸線からの距離と第２ホログラムの軸線からの距離とが等しい中間点に対して、前記第１光源から出射される光Ｌ１または第２光源から出射される光Ｌ２のうちいずれか波長の短いほうの光記録媒体による反射光が入射するホログラムの軸線寄りに配置されることを特徴とする。
【００３３】
本発明に従えば、たとえば第２ホログラムが集光する第２波長の光Ｌ２は第１ホログラムが集光する第１波長の光Ｌ１と比較して短波長であり、受光素子は、第１ホログラムと第２ホログラムとの配列方向において、第１ホログラムの軸線からの距離と第２ホログラムの軸線からの距離が等しい中間点に対して第２ホログラムの軸線寄りに配置される。ホログラムの格子ピッチが同じである場合、長波長の光よりも短波長の光の方が回折角は小さくなるので、前記中間点に対して第２ホログラムの軸線寄りに配置することによって、第１および第２ホログラムの格子ピッチを互いに等しくかつ大きくすることができる。このことによって、第１および第２ホログラムの作製を容易に行うことができる。
【００３４】
また本発明は、前記受光素子は、
第１ホログラムおよび第２ホログラムの各小間格子によってそれぞれ回折される光を受光する複数の受光領域を有し、
ＲＦ信号を含む光Ｌ１の回折光および光Ｌ２の回折光ならびにトラッキング誤差信号を含む光Ｌ２の回折光は、共通の受光領域によって検出されることを特徴とする。
【００３５】
本発明に従えば、受光素子は、第１ホログラムおよび第２ホログラムの各小間格子でそれぞれ回折した光を受光するための複数の受光領域を有し、ＲＦ信号を含む光Ｌ１の回折光および光Ｌ２の回折光ならびにトラッキング誤差信号を含む光Ｌ２の回折光は、共通の受光領域によって検出される。トラッキング誤差信号は位相差信号であり、高周波数成分を含むＲＦ信号および位相差信号が共通の受光領域によって検出されるので、応答速度の高い受光領域の数を低減することができる。
【００３６】
また本発明は、前記複数の受光領域は、
第１ホログラムおよび第２ホログラムの配列方向と垂直に配列されることを特徴とする。
【００３７】
本発明に従えば、複数の受光領域は、第１ホログラムおよび第２ホログラムの配列方向と垂直に配列される。光記録媒体によって反射された光Ｌ２が第１ホログラムに入射すると正規の受光領域から外れた位置に受光され、また光記録媒体によって反射された光Ｌ１が第２ホログラムに入射すると正規の受光領域から外れた位置に受光されるので、このように複数の受光領域を配列することによって波長の分離不良に伴う不要な光が正規の受光領域に入射することを防止することができる。
【００３８】
また本発明は、前記受光素子は、
各受光領域の長手方向が、第１ホログラムおよび第２ホログラムの回折方向と平行になるように設けられ、
前記長手方向の長さは，第１光源および第２光源の波長変動による入射位置の変動範囲よりも長くなるように形成されることを特徴とする。
【００３９】
本発明に従えば、受光素子は各受光領域の長手方向が第１ホログラムおよび第２ホログラムの回折方向と平行となるように設けられ、前記長手方向の長さは，第１光源および第２光源の波長変動による入射位置の変動範囲よりも長くなるように形成することによって、温度変化などによる第１光源および第２光源の波長変動が発生した場合も光Ｌ１および光Ｌ２を確実に受光し所望の信号を得ることができる。
【００４０】
また本発明は、前記共通の受光領域は、
第１ホログラムの小間格子の回折方向に長手方向が平行な平行四辺形と第２ホログラム小間格子の回折方向に長手方向が平行な平行四辺形とが交差した形状で、一方の平行四辺形の１組の向かい合う角が他方の平行四辺形の内部に含まれることを特徴とする。
【００４１】
本発明に従えば、共通の受光領域は第１ホログラムの小間格子の回折方向に長手方向が平行な平行四辺形と第２ホログラムの小間格子の回折方向に長手方向が平行な平行四辺形とが交差した形状で、一方の平行四辺形の１組の向かい合う角が他方の平行四辺形の内部に含まれる。このことによって、２つの回折光を受光しつつ、受光面積を小さくすることができるとともに、受光領域の周囲長を短くすることができるので、受光領域の応答速度を高くすることが可能になる。
【００４２】
また本発明は、前記第１光源および第２光源は、
半導体レーザチップであり、
前記第１光源である半導体レーザチップと第２光源である半導体レーザチップとが１つの半導体基板上に搭載されることを特徴とする。
【００４３】
本発明に従えば、第１光源および第２光源は半導体レーザチップであり、前記第１光源である半導体レーザチップと第２光源である半導体レーザチップとが１つの半導体基板上に搭載されることによって、２つのレーザチップから出射される光の光軸間隔が小さくなるので、ホログラムレーザの小型化を実現することができる。
【００４４】
また本発明は、前記第１光源および第２光源は、
光Ｌ１を出射する半導体レーザ素子と光Ｌ２を出射する半導体レーザ素子とが１つのサブマウント上に集積されて形成される１つの半導体レーザチップであることを特徴とする。
【００４５】
本発明に従えば、第１光源および第２光源は光Ｌ１を出射する半導体レーザ素子と光Ｌ２を出射する半導体レーザ素子とが１つのサブマウント上に集積され形成される１つの半導体レーザチップである。したがって、フォトマスクなどによって半導体レーザ素子のレーザ光発光点の位置を決定することができる。このことによって、２つの半導体レーザ素子から出射される光の光軸間隔のばらつきが数μｍと小さくなるので、ホログラムレーザの組立て精度を向上することができる。
【００４６】
また本発明は、第１光源および第２光源の配列方向は、第１ホログラムおよび第２ホログラムの配列方向と略平行であることを特徴とする。
【００４７】
本発明に従えば、第１光源および第２光源の配列方向を第１ホログラムおよび第２ホログラムの配列方向と略平行とすることによって、部材の配置スペースの取合いの問題が解決されるので、ホログラムレーザの小型化を実現することができる。
【００４８】
また本発明は、前記波長分離素子は、光Ｌ１に対する反射率が１０％以下であることを特徴とする。
【００４９】
本発明に従えば、波長分離素子の光Ｌ１に対する反射率が１０％以下であるので、光Ｌ１は、波長分離素子によってほとんど反射されることなく第１ホログラムに入射することができる。このように、波長分離素子による光Ｌ１の光量低下が抑制されるので、光記録媒体の信号を精度良く検出することができる。
【００５０】
また本発明は、前記第１光源、第２光源、受光素子、波長分離素子、第１ホログラムおよび第２ホログラムおよび波長分離素子は、平面形状が略長円形状を有するパッケージに一体化されることを特徴とする。
【００５１】
本発明に従えば、第１光源、第２光源、受光素子、波長分離素子、第１ホログラムおよび第２ホログラムは、平面形状が略長円形状を有するパッケージに一体化される。したがって、受光素子と波長分離素子とを光Ｌ１および光Ｌ２とで共用することができるので、部材点数の削減およびホログラムレーザの小型化を実現することができる。また、パッケージの平面形状が長円形であるので、円形のパッケージと比較して光ピックアップ装置の薄型化を実現することができる。
【００５２】
また本発明は、前記第１光源および第２光源、第１ホログラムおよび第２ホログラムは、
平面形状が略長円形状を有するパッケージに、パッケージの長手方向と平行に配置されることを特徴とする。
【００５３】
本発明に従えば、第１光源および第２光源、第１ホログラムおよび第２ホログラムは平面形状が略長円形状を有するパッケージに、パッケージの長手方向と平行に配置されているので、ホログラムレーザの薄型化を実現することができる。
【００５４】
また本発明は、前記いずれかに記載のホログラムレーザと、
ホログラムレーザから出射される光を光記録媒体に導いて、光記録媒体からの反射光をホログラムレーザに導くための光学系と、
前記光学系に備わり、ホログラムレーザから出射される光Ｌ１の偏光方向を回転させる光学部材とを含むことを特徴とする光ピックアップ装置である。
【００５５】
本発明に従えば、単一の光ピックアップ装置だけで、読取り波長が異なる複数種の光記録媒体に対する信号の読取りまたは書込みが可能になり、装置の小型化および製造コストの低減を実現することができる。
【００５６】
また本発明は、前記ホログラムレーザは、
ホログラムレーザから出射される光を光記録媒体に照射している状態で、第１ホログラムおよび第２ホログラムを小間格子に分割する分割線の方向が光記録媒体のトラック方向と平行となるように設けられることを特徴とする。
【００５７】
本発明に従えば、ホログラムレーザは第１および第２ホログラムを小間格子に分割する分割線の方向が光記録媒体のトラック方向と平行となるように設けられるので、光記録媒体の位相差信号およびトラッキング誤差信号を精度よく検出することができる。
【００５８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施の形態であるホログラムレーザ２１の構成を簡略化して示す斜視図であり、図２は図１に示すホログラムレーザ２１を備える光ピックアップ装置２２の構成を簡略化して示す概略断面図であり、図３は図２に示す光ピックアップ装置２２の要部拡大図である。なお図１〜図３において、後述する受光素子２３は複数の受光領域を有するけれども、便宜上１つの受光領域として示す。
【００５９】
ホログラムレーザ２１は、第１波長の光Ｌ１を光記録媒体２４に向けて出射する第１光源２５と、第２波長の光Ｌ２を光記録媒体２４に向けて出射する第２光源２６と、光記録媒体２４によって反射される光Ｌ１および光Ｌ２を分離する波長分離素子２７と、波長分離素子２７によって分離される光Ｌ１を集光する第１ホログラム２８と、波長分離素子２７によって分離される光Ｌ２を集光する第２ホログラム２９と、第１ホログラム２８によって集光される光Ｌ１および第２ホログラム２９によって集光される光Ｌ２を受光する受光素子２３と、第１光源２５から出射される光Ｌ１を回折する回折格子３０とを備える。
【００６０】
第１および第２光源２５，２６は、たとえば半導体レーザチップである。第１光源２５は、たとえば光記録媒体２４であるＣＤ２４ａを使用するときに用いられる波長７８０ｎｍの赤外光である光Ｌ１を出射する。光Ｌ１は、図１の紙面に平行な偏光方向を有する。第２光源２６は、たとえば光記録媒体２４であるＤＶＤ２４ｂを使用するときに用いられる波長６５０ｎｍの赤色光である光Ｌ２を出射する。光Ｌ２は、図１の紙面に平行な偏光方向を有する。
【００６１】
図４は、第１および第２光源２５，２６の構成を簡略化して示す断面図である。図４（ａ）に示すように、第１光源２５である第１半導体レーザチップ２５と第２光源２６である第２半導体レーザチップ２６とが、たとえばシリコン（化学式：Ｓｉ）、炭化シリコン（化学式：ＳｉＣ）などからなる１つの半導体基板３１上に搭載される。このことによって、第１および第２半導体レーザチップ２５，２６から出射される光の光軸間隔が小さくなるので、ホログラムレーザ２１の小型化を実現することができる。また第１および第２半導体レーザチップ２５，２６の種類を任意に選択することが可能であり、たとえば信号読取りおよび信号書込み用として高出力（３０ｍＷ以上）の半導体レーザ素子で構成する波長７８０ｎｍの第１半導体レーザチップ２５と、信号読取り専用として低出力（７ｍＷ程度）の半導体レーザ素子で構成する波長６５０ｎｍの第２半導体レーザチップ２６とを組合わせて１つの半導体基板３１上に搭載することができる。
【００６２】
また第１および第２光源２５，２６は、図４（ｂ）〜（ｄ）に示すように光Ｌ１を出射する第１半導体レーザ素子３２と光Ｌ２を出射する第２半導体レーザ素子３３とが１つのサブマウント３４上に集積されて形成される１つの半導体レーザチップとして構成されてもよい。このような構成では、フォトマスクなどによって第１および第２半導体レーザ素子３２，３３のレーザ発光点の位置を決定することができるので、２つの半導体レーザ素子３２，３３から出射される光の光軸間隔のばらつきが数μｍと小さくなる。このことによって、ホログラムレーザ２１の組立て精度を向上することができる。
【００６３】
図１〜図３に戻って受光素子２３は、たとえばフォトダイオードであり、光記録媒体２４からの反射光を受光し、その光強度に対応する電流に変換して反射光の検出信号を得る。第１および第２光源２５，２６と受光素子２３とは、平面形状が略長円形状を有する第１部材３５および第２部材３６からなるパッケージ３７に備わる。第１および第２光源２５，２６と受光素子２３とは、図示しない放熱台に備わり、放熱台はたとえば鋼などの金属からなる第１部材３５に装着される。第１および第２光源２５，２６は、略長円形状を有する第１部材３５に、第１部材３５の長手方向と平行に配置される。またこのとき第１光源２５は、第１光源２５から出射され光記録媒体２４によって反射される光Ｌ１の反射光が光記録媒体２４から波長分離素子２７を透過するまでに通る光路の光軸４４の延長上に配置される。第１および第２光源２５，２６と受光素子２３は、図示しないリードピンに金製のワイヤによって電気的に接続され、リードピンはリードフレーム３８に電気的に接続される。第１および第２光源２５，２６と受光素子２３を覆うようにして、たとえば鋼などの金属からなる第２部材３６が第１部材３５と接合される。
【００６４】
波長分離素子２７は、たとえば波長の違いで光を分離する波長選択フィルタからなる波長分離面３９と、波長分離面３９によって反射された光を第２ホログラム２９の方向へ反射する反射面４０とを有する。波長分離面３９は、たとえば波長７８０ｎｍの光Ｌ１の光記録媒体２４からの反射光のほとんどを透過し、波長６５０ｎｍの光Ｌ２の光記録媒体２４からの反射光は反射する特性が付与されている。波長分離面３９は、光記録媒体からの反射光Ｌ１に対する反射率が１０％以下になるように設定されるので、波長分離素子２７に入射する光Ｌ１のほとんどが波長分離素子２７を透過して第１ホログラム２８に入射する。このことによって、波長分離素子２７による光Ｌ１の光量低下が抑制されるので、光記録媒体の信号を精度良く検出することができる。
【００６５】
第１および第２ホログラム２８，２９と回折格子３０とは、第１ホログラム素子４１に設けられる。第１ホログラム素子４１は、直方体状の透明材料で構成される。回折格子３０は、光Ｌ１の光軸８０に直交する平面であり第１光源２５側の一平面４２内で光Ｌ１の光軸８０上に形成される。また第１ホログラム２８と第２ホログラム２９は、光Ｌ１の光軸８０に直交する平面であり光記録媒体２４側の一平面４３内に配置される。第１ホログラム２８は、第１光源２５から出射され光記録媒体２４によって反射される光Ｌ１の反射光が、光記録媒体２４から波長分離素子２７を透過するまでに通る光路の光軸４４の延長上に配置される。また第２ホログラム２９は、波長分離素子２７の波長分離面３９によって分離され反射面４０によって反射された光Ｌ２が、反射面４０から波長分離素子２７を透過するまでに通る光路の光軸４５の延長上に配置される。以上のように第１および第２ホログラム２８，２９は、同一の光学部材に設けられるので、ホログラムレーザ２１の小型化を実現することができる。
【００６６】
回折格子３０は、たとえばＣＤの読取り波長７８０ｎｍの光である光Ｌ１に対して最適化された回折特性を有し、第１光源２５から出射される光Ｌ１を零次回折光、＋１次回折光および−１次回折光へ回折する。３本の光ビームは、光記録媒体２４のトラッキング誤差信号を検出するために使用される。また回折格子３０は、検出するトラッキング誤差信号の種類によっては光Ｌ１および光Ｌ２のいずれに対しても最適化された回折特性を有してもよい。
【００６７】
第２ホログラム２９は、波長分離素子２７によって分離される光Ｌ２を−１次回折光、零次回折光、＋１次回折光へ回折し、そのうち−１次回折光を受光素子２３上へ集光する。なお、零次回折光および＋１次回折光は使用されない。
【００６８】
第１ホログラム２８は、偏光ホログラム２８であって、第１偏光方向を有する光に対しては零次回折光の回折効率が略１００％であり、第１偏光方向に対して垂直な方向である第２偏光方向を有する光に対しては±１次回折光の回折効率が零次回折光の回折効率と同等、または±１次回折光の回折効率が零次回折光の回折効率よりも大きくなるように構成される。したがって、第１偏光方向を有する光は、第１ホログラム２８によって回折されることなく透過し、第２偏光方向を有する光は、第１ホログラム２８による零次回折光の光量が±１次回折光の光量と同等もしくはより小さくなるように回折される。偏光ホログラムは、偏光方向によって入射する光に対して屈折率が異なる。このような特性は、偏光ホログラムの作製に用いられる材料を選択することによって与えられる。また第１ホログラム２８において、受光素子２３の方向へ回折光を出射する面には回折格子が形成され、出射される回折光は零次回折光、＋１次回折光、−１次回折光に回折される。
【００６９】
第１ホログラム２８は、第１および第２光源２５，２６から光記録媒体２４に向けて出射される光Ｌ１および光Ｌ２の偏光方向である図１の紙面に平行な偏光方向を第１偏光方向とし、光記録媒体２４によって反射されて第１ホログラム２８へ入射する光Ｌ１の偏光方向である図１の紙面に垂直な偏光方向を第２偏光方向とすることによって、第１ホログラム２８は、第１および第２光源２５，２６から光記録媒体２４に向けて出射される光Ｌ１および光Ｌ２を透過し、光記録媒体２４から反射され後述する光Ｌ１の偏光方向を回転させる光学部材によって偏光方向が回転した光Ｌ１を回折し＋１次回折光を受光素子２３上へ導く。このようにして第１ホログラム２８で回折される光Ｌ１の反射光は、その零次回折光の光量が±１次回折光の光量と同等もしくはより小さくなるので、たとえばレーザに付加される高周波重畳回路などによって、零次回折光の第１光源２５に対する影響の解消が可能であり、このことによって第１光源２５の発振出力の安定性を向上することができる。
【００７０】
また前述したように第１ホログラム２８は、第１光源２５から出射され光記録媒体２４によって反射される光Ｌ１の反射光が、光記録媒体２４から波長分離素子２７を透過するまでに通る光路の光軸４４の延長上に配置され、第１光源２５も前記光軸４４の延長上に配置される。第１ホログラム２８は、反射光Ｌ１の零次回折光の回折効率を低減し、零次回折光が第１光源２５の出力安定性に対して及ぼす影響を軽減することができるので、第１ホログラム２８と第１光源２５とを前記光軸４４の延長上に配置することができる。また第１および第２光源２５，２６から出射される光Ｌ１および光Ｌ２は、図１の紙面に平行な第１偏光方向を有するので、第１ホログラム２８を前述した位置に配置しても光量の損失を抑え信号の書込みに影響を与えることがない。このことによって、第１光源２５と第１ホログラム２８との距離が最短となり、ホログラムレーザ２１の小型化を実現することが可能になる。
【００７１】
また偏光ホログラム２８である第１ホログラム２８は、第１および第２光源２５，２６から光記録媒体２４に向かって出射される波長の異なる光Ｌ１および光Ｌ２のうち、一方の波長の光に対して回折効率を最適化した偏光ホログラムまたは両方の光に対して回折効率を最適化した偏光ホログラムを用いることができる。一方の波長の光に対して回折効率を最適化した偏光ホログラムを使用する場合、他方の波長の光を透過させると光記録媒体２４へ到達する光量が若干低下することがある。このため、光記録媒体２４に対して信号の書込みを必要とする波長に対して偏光ホログラムの回折効率を最適化することによって、光量の損失が抑制されて信号の書込みに必要な光量を保つことができる。
【００７２】
回折格子３０と第１および第２ホログラム２８，２９とを備える第１ホログラム素子４１と波長分離素子２７とは、第１および第２光源２５，２６から光記録媒体２４に向かって光Ｌ１および光Ｌ２が出射される方向にこの順序で第２部材３６に設けられる。したがって、第１および第２光源２５，２６、受光素子２３、波長分離素子２７、第１および第２ホログラム２８，２９が、パッケージ３７に一体化される。このことによって、受光素子２３と波長分離素子２７とを光Ｌ１および光Ｌ２とで共用することができるので、部材点数の削減およびホログラムレーザ２１の小型化を実現することができる。
【００７３】
また第１ホログラム素子４１は、第１および第２ホログラム２８，２９が前述した第１および第２光源２５，２６と同様にパッケージ３７の長手方向と平行に配置されるように設けられる。第１および第２光源２５，２６を結線する場合、第１および第２光源２５，２６を配列する方向にスペースが必要となるので、このような配置とすることによって、ホログラムレーザ２１の薄型化を実現することができる。また第１および第２光源２５，２６の配列方向と第１および第２ホログラム２８，２９の配列方向とは略平行であり、前記パッケージ３７にパッケージ３７の長手方向と平行に配置されるので、部材スペースの取合いの問題が解決され、ホログラムレーザ２１の小型化を実現することができる。
【００７４】
第１および第２光源２５，２６から出射された光Ｌ１および光Ｌ２は、第２部材３６に備わる図示しないガラス窓を通過し第１ホログラム素子４１に入射する。第１ホログラム素子４１と図示しないガラス窓との隙間空間は、結露防止のため乾燥空気などを封入して密閉するか、あるいは外部と通気することが望ましい。なお、第１ホログラム素子４１をガラス窓の代わりに用いることも可能であるけれども、第２部材３６に第１ホログラム素子４１とは別途ガラス窓を設ける構成とすることによって、第１ホログラム素子４１、波長分離素子２７を第２部材３６に設ける前に、第１および第２光源２５，２６、受光素子２３などの位置を確認することができるので、ホログラムレーザ２１を作製する操作手順を削減し操作時間を低減することができる。
【００７５】
図５は図１に示すホログラムレーザ２１において第１光源２５が動作している状態を示す斜視図であり、図６は図１に示すホログラムレーザ２１において第２光源２６が動作している状態を示す斜視図であり、図７は第１および第２ホログラム２８，２９と受光素子２３との光学的関係を示す図である。なお図５において理解を容易にするため、第１ホログラム２８による回折光は、各小間格子による回折光のうちそれぞれ零次回折光を代表例として示す。
【００７６】
第１ホログラム２８は、２つの半円状の第１および第２小間格子４７，４８に２分割され、各小間格子４７，４８の回折方向は互いに異なるように設定される。第２ホログラム２９は、半円状の第３小間格子４９と、２つの４分の１円状の第４および第５小間格子５０，５１とに３分割され、各小間格子４９，５０，５１の回折方向は互いに異なるように設定される。図７において、黒の半円は第１ホログラム２８によって回折された光Ｌ１の光スポットを示し、白抜きの半円および４分の１円は第２ホログラム２９によって回折された光Ｌ２の光スポットを示す。また矢印で示す第１ホログラム２８の各小間格子４７，４８の回折方向は、各小間格子４７，４８による回折光のうちそれぞれ零次回折光の回折方向を代表例として示す。
【００７７】
小間格子の性能として、零次回折光および±１次回折光の回折効率および各回折効率の比が重要になる。第１ホログラム２８の各小間格子４７，４８の格子ピッチは互いに略等しく、また第２ホログラム２９の各小間格子４９，５０，５１の格子ピッチは互いに略等しいことが好ましく、このような構成とすることによって各小間格子の回折効率が一致し、特に回折効率の比を一定にできる。このことによって、読取り動作が安定するとともに、第１および第２ホログラム２８，２９をそれぞれ容易に作製することができる。また、第１ホログラム２８の各小間格子４７，４８の格子ピッチと第２ホログラム２９の各小間格子４９，５０，５１の格子ピッチとを互いに略等しくすることによって、第１および第２ホログラム２８，２９の回折効率が一致し、読取り動作が安定するとともに、第１および第２ホログラム２８，２９を容易に作製することができる。
【００７８】
第１および第２ホログラム２８，２９の回折方向は、第１および第２ホログラム２８，２９の配列方向と略平行であるので、第１および第２ホログラム２８，２９と受光素子２３とを同一直線上に配置することができる。このことによって、ホログラムレーザ２１の小型化を実現することができる。
【００７９】
また第１および第２ホログラム２８，２９を小間格子に分割する分割線５２，５３の方向は、第１および第２ホログラム２８，２９の回折方向と平行であるので、各小間格子の回折光を受光する受光素子２３を回折方向に対して垂直に配置することができる。このことによって、ホログラムレーザ２１の小型化を実現することができる。
【００８０】
受光素子２３は、第１ホログラム２８および第２ホログラム２９の配列方向において、第１ホログラム２８の軸線５４と第２ホログラム２９の軸線５５との間に配置されており、さらに好ましくは第１ホログラム２８の軸線５４からの距離と第２ホログラム２９の軸線５５からの距離とが等しい中間点に対して光Ｌ１および光Ｌ２のうち短波長の光である光Ｌ２が入射する第２ホログラム２９の軸線５５寄りに配置される。
【００８１】
第１ホログラム２８の軸線５４と第２ホログラム２９の軸線５５との間に配置することによって、光Ｌ１の＋１次回折光と光Ｌ２の−１次回折光とを同一の受光素子２３上に受光することができ、回折角を小さくできる。回折角の小さいホログラムは、その格子ピッチを大きくすることができる。また、ホログラムの格子ピッチが同じである場合、長波長の光よりも短波長の光の方が回折角は小さくなるので、前記中間点に対して短波長である光Ｌ２が入射する第２ホログラム２９の軸線５５寄りに受光素子２３を配置することによって、第１ホログラム２８の格子ピッチと第２ホログラム２９の格子ピッチは互いに略等しく、かつ共通して採ることができる最も大きい格子ピッチとすることができ、第１および第２ホログラム２８，２９の作製を容易に行うことが可能になる。また第１ホログラム２８の各小間格子４７，４８の格子ピッチを互いに略等しくし、また第２ホログラム２９の各小間格子４９，５０，５１の格子ピッチを互いに略等しくすることによって、前述した回折ピッチを有する第１および第２ホログラム２８，２９を容易に作製することができる。第１および第２ホログラム２８，２９の回折効率が等しくなるので、信号の読取り動作を安定させることができる。
【００８２】
受光素子２３は、第１および第２ホログラム２８，２９の各小間格子４７，４８，４９，５０，５１によってそれぞれ回折される光を受光する複数の受光領域を有し、各受光領域Ｓ１〜Ｓ１０は、ＣＤ２４ａ読取り時およびＤＶＤ２４ｂ読取り時のフォーカス誤差信号（Ｆｏｃｕｓ　Ｅｒｒｏｒ　Ｓｉｇｎａｌ；略称ＦＥＳ）、ＲＦ信号およびトラッキング誤差信号（Ｔｒａｃｋｉｎｇ　Ｅｒｒｏｒ　Ｓｉｇｎａｌ；略称ＴＥＳ）を生成するために選択的に使用される。ここでＲＦ信号は、ピットによって光記録媒体２４に記録されている情報を含んだ高い周波数の変調成分を含む情報信号である。
【００８３】
第１ホログラム２８で回折された＋１次回折光と第２ホログラム２９で回折された−１次回折光とは、同一の受光素子２３に受光される。一方、波長分離素子２７による光Ｌ１の反射光と光Ｌ２の反射光との分離が完全でない場合、光Ｌ１の反射光の一部が第２ホログラム２９に入射、または光Ｌ２の反射光の一部が第１ホログラム２８に入射することがある。入射した光Ｌ１および光Ｌ２の一部は回折され、受光素子２３の方向へ集光されるけれども、回折された光Ｌ１および光Ｌ２の焦点位置は、本来の焦点位置から回折方向に平行に移動する。たとえば光記録媒体２４で反射された光Ｌ１が第２ホログラム２９に入射すると、光Ｌ１の波長は光Ｌ２の波長と比較して長波長であるので回折角が大きくなって正規の受光領域から外れて第１ホログラム２８寄りの位置に受光され、光記録媒体２４から反射された光Ｌ２が第１ホログラム２８に入射すると、光Ｌ２の波長は光Ｌ１の波長と比較して短いので回折角が小さくなって正規の受光領域から外れて第１ホログラム２８寄りの位置に受光される。このため、各受光領域を第１および第２ホログラム２９の配列方向と垂直方向に配列することによって、波長の分離不良に伴う不要な光が正規の受光領域に入射することを防止することができる。
【００８４】
また第１ホログラム２８は偏光ホログラム２８であるので、第１ホログラム２８へ入射した光Ｌ２が回折される光量は少ない。したがって、光Ｌ１に対する波長分離素子２７の光の透過および／または反射機能を最適に設定することによって、光Ｌ１および光Ｌ２が正規の受光領域から外れて受光されることを抑制することができる。
【００８５】
また受光素子２３は、各受光領域の長手方向が第１ホログラム２８および第２ホログラム２９の回折方向と平行になるように設けられる。長手方向の長さは、第１光源２５および第２光源２６の波長変動による焦点位置の変動範囲より長くなるように形成される。このことによって、温度変化などによる第１光源２５および第２光源２６の波長変動が発生した場合も光Ｌ１および光Ｌ２を確実に受光し所望の信号を得ることができる。また長手方向を長くしすぎると静電容量が増加し受光領域の応答速度が低下するので、静電容量が応答速度に影響しない長さに形成される。
【００８６】
各受光領域Ｓ１〜Ｓ１０は、ＲＦ信号を含む光Ｌ１の回折光および光Ｌ２の回折光ならびにＴＥＳを含む光Ｌ２の回折光を検出する受光領域と、ＴＥＳを含む光Ｌ１の回折光を検出する受光領域と、２層ディスクであるＤＶＤ２４ｂを読取る際に発生するＦＥＳへの迷光をキャンセルするための受光領域とに分けられる。
【００８７】
第１ホログラム２８の第１および第２小間格子４７，４８、第２ホログラム２９の第３〜第５小間格子４９，５０，５１による回折光を受光する受光領域Ｓ２，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ１０の検出出力に基づいてＣＤ２４ａのＲＦ信号およびＤＶＤ２４ｂのＲＦ信号が検出され、受光領域Ｓ２，Ｓ１０の検出出力に基づいてＤＶＤ２４ｂのＴＥＳである位相差（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　Ｐｈａｓｅ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ；略称ＤＰＤ）信号が検出される。また受光領域Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８の検出出力に基づいて、ＣＤ２４ａ読取り時およびＤＶＤ２４ｂ読取り時のＦＥＳがたとえばナイフエッジ法、スポットサイズ法などによって検出される。以上のようにＲＦ信号およびＤＰＤ信号のように高周波数成分を含み光記録媒体２４の再生信号を高速で読取ることが必要な信号を検出するための受光領域を共用することによって、高い応答速度を必要とする受光領域の数を低減することができる。
【００８８】
また受光領域Ｓ２は、回折方向が異なる第１ホログラム２８の第１小間格子４７による回折光と第２ホログラム２９の第５小間格子５１による回折光とが入射するため各回折光の回折方向に長手方向が平行な２つの平行四辺形が交差した形状で、一方の平行四辺形の１組の向かい合う角が他方の平行四辺形の内部に含まれる。このことによって、２つの回折光を受光しつつ、受光面積を小さくすることができるとともに、受光領域の周囲長を短くすることができるので、受光領域の応答速度を速くすることが可能になる。
【００８９】
また第１ホログラム２８の第１および第２小間格子４７，４８による回折光を受光する受光領域Ｓ１，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ９の検出出力に基づいて、たとえば３ビーム法によってＣＤ２４ａのＴＥＳが検出される。受光領域Ｓ１，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ９は速い応答速度は要求されない。また受光領域Ｓ５，Ｓ８は、２層ディスクであるＤＶＤ２４ｂを読取る際に発生するＦＥＳへの迷光をキャンセルするための受光領域であり、信号再生中は光が入射せず、速い応答速度は要求されない。
【００９０】
受光領域Ｓ１〜Ｓ１０において、ホログラムレーザ２１の出力端子を少なくするために同じ信号を検出する受光領域である受光領域Ｓ１と受光領域Ｓ４、受光領域Ｓ３と受光領域Ｓ９、受光領域Ｓ５と受光領域Ｓ７、受光領域Ｓ６と受光領域Ｓ８とを内部結線してもよい。
【００９１】
以上のような構成のホログラムレーザ２１を備える本発明の他の実施の形態である光ピックアップ装置２２は、ホログラムレーザ２１から出射される光を光記録媒体２４に導いて、光記録媒体２４からの反射光をホログラムレーザ２１に導くための光学系５６と、光学系５６に備わり、ホログラムレーザ２１から出射される光Ｌ１の偏光方向を回転させる光学部材５７とを含む。
【００９２】
ホログラムレーザ２１は、パッケージ３７の平面形状が略長円形であるので、円形のパッケージ３７と比較して光ピックアップ装置２２の薄型化を実現することができる。またパッケージ３７は、回折格子３０で回折した零次回折光、＋１次回折光、−１次回折光の光記録媒体２４への照射位置を最適な位置に調整するために、光Ｌ１の光軸８０まわりに角変位調整可能なように光ピックアップ装置２２に搭載される。ホログラムレーザ２１は、ホログラムレーザ２１から出射される光を光記録媒体２４に照射している状態で、第２ホログラム２９を第４および第５小間格子５０，５１に分割する分割線６４が光記録媒体２４のトラック方向と平行になるように、前述のパッケージ３７を光Ｌ１の光軸８０まわりに角変位調整することによって設けられる。このことによって、ＤＶＤ２４ｂのＴＥＳであるＤＰＤ信号を精度よく検出することができる。
【００９３】
光学系５６は、コリメートレンズ６５と、対物レンズ６６と、ホログラムレーザ２１から出射される光Ｌ１の偏光方向を回転させる光学部材５７とを含む。コリメートレンズ６５は、ホログラムレーザ２１から出射される光Ｌ１および光Ｌ２を略平行光にし、光記録媒体２４からの光Ｌ１および光Ｌ２の反射光をホログラムレーザ２１に向けて集光する。対物レンズ６６は、光Ｌ１および光Ｌ２を光記録媒体２４の記録面に集光する。信号の記録または再生に使用される２種類の光記録媒体２４であるＣＤ２４ａとＤＶＤ２４ｂとは、表面から信号記録面までの厚さが異なるので、対物レンズは各光記録媒体２４に対応する対物レンズに切換え可能に構成される。なお、対物レンズには、２種類の異なる光記録媒体２４に対応できるように２焦点対物レンズが用いられてもよい。
【００９４】
ホログラムレーザ２１から出射される光Ｌ１の偏光方向を回転させる光学部材５７は、たとえば４分の１波長板５７であり、コリメートレンズ６５と対物レンズ６６との間に配置される。４分の１波長板５７は、光Ｌ１に対してのみ偏光方向を４５度回転させる。
【００９５】
次に光記録媒体２４の信号読取り動作に関して説明する。ホログラムレーザ２１は、第１および第２光源２５，２６を備えるので、第１および第２光源２５，２６のうちいずれか一方が、使用する光記録媒体２４の種類によって自動的に選択される。光記録媒体２４にＣＤ２４ａを使用する場合、第１光源２５が選択されて光Ｌ１が出射される。第１光源２５から出射された光Ｌ１は、回折格子３０によって零次回折光、＋１次回折光、−１次回折光に回折される。光Ｌ１は、図１の紙面に平行な偏光方向を有し第１ホログラム２８を透過する。第１ホログラム２８を透過した光Ｌ１は波長分離素子２７を透過し、コリメートレンズ６５によって平行光とされた後、４分の１波長板５７に入射して偏光方向が４５度回転する。偏光方向が回転した光Ｌ１は、対物レンズ６６によってＣＤ２４ａ上に集光される。
【００９６】
ＣＤ２４ａから反射された光Ｌ１は、対物レンズ６６を透過し、４分の１波長板５７によって偏光方向がさらに４５度回転されて図１の紙面に垂直な偏光方向となり、コリメートレンズ６５によってホログラムレーザ２１の方向へ集光される。再び波長分離素子２７に入射した光は、波長分離面３９を透過し第１ホログラム２８へ入射して回折される。
【００９７】
また光記録媒体２４としてＤＶＤ２４ｂを使用する場合、第２光源２６が選択されて光Ｌ２が出射される。第２光源２６から出射され図１の紙面に平行な偏光方向を有する光Ｌ２は、回折格子３０、第１ホログラム２８および波長分離素子２７を透過し、コリメートレンズ６５によって平行光とされる。平行光となった光Ｌ２は、４分の１波長板５７を透過し、対物レンズ６６によってＤＶＤ２４ｂ上へ集光される。
【００９８】
ＤＶＤ２４ｂから反射された光Ｌ２は、対物レンズ６６、４分の１波長板５７を透過し、コリメートレンズ６５によってホログラムレーザ２１の方向へ集光される。再び波長分離素子２７に入射した光は、波長分離面３９および反射面４０によって反射されて第２ホログラム２９へ入射し回折される。
【００９９】
第１および第２ホログラム２８，２９に入射した光は、各小間格子４７，４８，４９，５０，５１によって回折され複数の受光領域Ｓ１〜Ｓ１０に受光される。各受光領域の検出出力が、ＣＤ２４ａ読取り時およびＤＶＤ２４ｂ読取り時のＦＥＳ、ＲＦ信号およびＴＥＳを生成するために選択的に使用されて所望の信号が得られる。
【０１００】
またホログラムレーザ２１に備わる第１ホログラムと受光素子との構成は以下のようであってもよい。図８は、第１および第２ホログラム５８，２９と受光素子５９との光学的関係を示す図である。第１ホログラム５８は、半円状の第６小間格子６０と、２つの４分の１円状の第７および第８小間格子６１，６２とに３分割される。受光素子５９は、第１ホログラム５８および第２ホログラム２９の各小間格子６０，６１，６２，４９，５０，５１によってそれぞれ回折される光を受光する複数の受光領域Ｄ１〜Ｄ１０を有し、各受光領域Ｄ１〜Ｄ１０は、ＣＤ２４ａ読取り時およびＤＶＤ２４ｂ読取り時のＦＥＳ、ＲＦ信号およびＴＥＳを生成するために選択的に使用される。
【０１０１】
第１ホログラム５８の第６、第７および第８小間格子６０，６１，６２による回折光と第２ホログラム２９の第３、第４および第５小間格子４９，５０，５１による回折光とを受光する受光領域Ｄ２，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６，Ｄ７，Ｄ９の検出出力に基づいて、ＣＤ２４ａおよびＤＶＤ２４ｂのＲＦ信号が検出される。また受光領域Ｄ２，Ｄ９の検出出力に基づいて、ＤＶＤ２４ｂのＴＥＳであるたとえばＤＰＤ信号が検出される。また受光領域Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６，Ｄ７の検出出力に基づいて、ＣＤ２４ａ読取り時およびＤＶＤ２４ｂ読取り時のＦＥＳがたとえばナイフエッジ法などによって検出される。
【０１０２】
また受光領域Ｄ２，Ｄ９は、各回折光の回折方向に長手方向が平行な２つの平行四辺形が交差した形状で、一方の平行四辺形の１組の向かい合う角が他方の平行四辺形の内部に含まれる。
【０１０３】
第１ホログラム５８の第７および第８小間格子６１，６２による回折光と第２ホログラム２９の第４および第５小間格子５０，５１による回折光とを受光する受光領域Ｄ１，Ｄ３，Ｄ８，Ｄ１０は、ＣＤ２４ａのＴＥＳを含む光Ｌ１を検出する。受光領域Ｄ１，Ｄ３，Ｄ８，Ｄ１０と受光領域Ｄ２，Ｄ９との検出出力に基づいて、たとえばディファレンシャルプッシュプル（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　Ｐｕｓｈ　Ｐｕｌｌ；略称ＤＰＰ）法などによってＣＤ２４ａのＴＥＳが検出される。また受光領域Ｄ４，Ｄ７は、ＤＶＤ２４ｂの２層ディスクを読取る場合の迷光キャンセル用の受光領域である。
【０１０４】
受光領域Ｄ１と受光領域Ｄ３、受光領域Ｄ４と受光領域Ｄ６、受光領域Ｄ５と受光領域Ｄ７、受光領域Ｄ８と受光領域Ｄ１０とをそれぞれ内部結線することが可能である。
【０１０５】
ホログラムレーザ２１は、ホログラムレーザ２１から出射される光を光記録媒体２４に照射している状態で、第１ホログラム５８および第２ホログラム２９においてＴＥＳを含む回折光を発生させる第７および第８小間格子６１，６２と第４および第５小間格子５０，５１に分割する分割線６３，６４の方向が光記録媒体２４のトラック方向と平行となるように設けられる。このことによって、光記録媒体２４のＤＰＤ信号およびＴＥＳを精度よく検出することができる。
【０１０６】
また図９は、本発明の他の実施の形態であるもう１つの光ピックアップ装置６７の構成を簡略化して示す系統図である。もう１つの光ピックアップ装置６７は、ホログラムレーザ２１と、光学系６８を備え、光学系６８にはさらに立上げミラー６９が備わる。ホログラムレーザ２１から出射された光は、立上げミラー６９によって光記録媒体２４の方向へ９０度屈曲されるので、もう１つの光ピックアップ装置６７の薄型化を実現することができる。このような構成のもう１つの光ピックアップ装置６７にホログラムレーザ２１を設ける場合も、立上げミラー６９による光の屈曲を直線に直して考えて第１および第２ホログラム５８，２９の分割線６３，６４の方向が光記録媒体２４のトラック方向と平行となるようにホログラムレーザ２１を設けることが望ましい。
【０１０７】
以上本実施の形態によれば、光記録媒体２４に集光される光の光量損失を抑制することができ、情報の読取りおよび書込みを精度よく行うことが可能になる。また単一の光ピックアップ装置２２だけで、読取り波長が異なる複数種の光記録媒体２４に対する信号の読取りおよび書込みが可能になり、装置の小型化および製造コストの低減を実現することができる。
【０１０８】
図１０は本発明の第２の実施の形態であるホログラムレーザ７０の構成を簡略化して示す斜視図であり、図１１は図１０に示すホログラムレーザ７０を備える光ピックアップ装置７１の構成を簡略化して示す概略断面図であり、図１２は図１１に示す光ピックアップ装置７１の要部拡大図である。本実施の形態のホログラムレーザ７０は、第１の実施の形態のホログラムレーザ２１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して説明を省略する。注目すべきは、第１ホログラム２８および第２ホログラム２９が異なる光学部材である第２ホログラム素子７２および第３ホログラム素子７３にそれぞれ設けられることである。なお、受光素子２３は、複数の受光領域を有するけれども、ここでは便宜上１つの受光領域として示す。
【０１０９】
第２ホログラム素子７２、第３ホログラム素子７３は、第１および第２光源２５，２６と波長分離素子２７との間であって、第１および第２光源２５，２６から光記録媒体２４に向かって光Ｌ１および光Ｌ２が出射される方向にこの順序で第２部材３６に設けられる。第１ホログラム２８は、第１光源２５から出射され光記録媒体２４によって反射される光Ｌ１の反射光が、光記録媒体２４から波長分離素子２７を透過するまでに通る光路の光軸４４の延長上に位置するように、光Ｌ１の光軸８０に直交する平面である第２ホログラム素子７２の光記録媒体２４側の一平面７４内に配置される。また第１光源２５は、前記光軸８０上に配置される。第２ホログラム２９は、波長分離素子２７の波長分離面３９によって分離され反射面４０によって反射された光Ｌ２が、反射面４０から波長分離素子２７を透過するまでに通る光路の光軸４５の延長上に位置するように、光Ｌ１の光軸８０に直交する平面である第３ホログラム素子７３の光記録媒体２４側の一平面７５内に配置される。
【０１１０】
また第２ホログラム２９は、光Ｌ１の光軸８０に直交する平面である波長分離素子２７の第１光源２５側の一平面７６内に設けられてもよい。このような構成とすることによって、波長分離素子２７の位置を調整しても波長分離素子２７と第２ホログラム２９との位置関係が変化することがない。またパッケージには、リードフレーム７７を樹脂でモールドしたものを用いてもよい。
【０１１１】
第２の実施の形態によれば、第１ホログラム２８と第２ホログラム２９とは異なる部材に配置されるので、第１ホログラム２８および第２ホログラム２９と他の部材との相対的な位置をそれぞれ個別に調整することができるので、組立て調整が容易になる。
【０１１２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ホログラムレーザに偏光ホログラムを備えることによって、第１波長の光Ｌ１および第２波長の光Ｌ２を用いて、読取り波長が異なる複数種の光記録媒体に対する信号の読取りまたは書込みを精度よく行うことができる。
【０１１３】
また光学部材の共用および配置の工夫によって、部材点数の削減、ホログラムレーザおよび光ピックアップ装置の小型化や薄型化、製造コストの低減を実現することができる。
【０１１４】
また本発明によれば、受光素子における受光領域の配置や形状の工夫によって、受光素子の簡素化および高速応答化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態であるホログラムレーザ２１の構成を簡略化して示す斜視図である。
【図２】図１に示すホログラムレーザ２１を備える光ピックアップ装置２２の構成を簡略化して示す概略断面図である。
【図３】図２に示す光ピックアップ装置２２の要部拡大図である。
【図４】第１および第２光源２５，２６の構成を簡略化して示す断面図である。
【図５】図１に示すホログラムレーザ２１において第１光源２５が動作している状態を示す斜視図である。
【図６】図１に示すホログラムレーザ２１において第２光源２６が動作している状態を示す斜視図である。
【図７】第１および第２ホログラム２８，２９と受光素子２３との光学的関係を示す図である。
【図８】第１および第２ホログラム５８，２９と受光素子５９との光学的関係を示す図である。
【図９】本発明の他の実施の形態であるもう１つの光ピックアップ装置６７の構成を簡略化して示す系統図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態であるホログラムレーザ７０の構成を簡略化して示す斜視図である。
【図１１】図１０に示すホログラムレーザ７０を備える光ピックアップ装置７１の構成を簡略化して示す概略断面図である。
【図１２】図１１に示す光ピックアップ装置７１の要部拡大図である。
【図１３】従来のホログラムレーザ１の構成を簡略化して示す斜視図である。
【図１４】図１３に示すホログラムレーザ１を備える光ピックアップ装置２の構成を簡略化して示す系統図である。
【符号の説明】
２１，７０　ホログラムレーザ
２２，６７，７１　光ピックアップ装置
２３，５９　受光素子
２４　光記録媒体
２５　第１光源
２６　第２光源
２７　波長分離素子
２８，５８　第１ホログラム
２９　第２ホログラム
３０　回折格子
３７　パッケージ
３８，７７　リードフレーム
３９　波長分離面
４０　反射面
４１　第１ホログラム素子
５６　光学系
７２　第２ホログラム素子
７３　第３ホログラム素子
【図１】
2004146006.tif 000003
【図２】
2004146006.tif 000004
【図３】
2004146006.tif 000005
【図４】
2004146006.tif 000006
【図５】
2004146006.tif 000007
【図６】
2004146006.tif 000008
【図７】
2004146006.tif 000009
【図８】
2004146006.tif 000010
【図９】
2004146006.tif 000011
【図１０】
2004146006.tif 000012
【図１１】
2004146006.tif 000013
【図１２】
2004146006.tif 000014
【図１３】
2004146006.tif 000015
【図１４】
2004146006.tif 000016