(57)【要約】【課題】  信頼性を向上させることができるホログラム結合体およびその製造方法、ホログラムレーザユニットならびに光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】  透明基板３１上に回折面を有する複屈折層３２を形成し、複屈折層３２の回折面上に等方性オーバーコート層３３を形成した後、等方性オーバーコート層３３上に透明基板３１を形成することによって、第１および第２偏光ホログラム基板４，５を形成する。第１偏光ホログラム基板４および第２偏光ホログラム基板５の相互に対向する各表面間に、透光性接着剤を均一に塗布して、第１偏光ホログラム基板４と第２偏光ホログラム基板５とを接着させる。これによって、第１および第２偏光ホログラム基板４，５の相互に対向する表面間に、透光性接着剤が硬化することによって形成される光学的結合層３４が介在するホログラム結合体３を形成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回折面を有する第１光学素子が形成される第１基板と、
回折面を有する第２光学素子が形成される第２基板と、
前記第１および第２基板の相互に対向する各表面間に介在される光学的結合層とを含むことを特徴とするホログラム結合体。
【請求項２】
前記第１基板は、前記第１光学素子の回折面上に形成される等方性オーバーコート層を含み、
前記第２基板は、前記第２光学素子の回折面上に形成される等方性オーバーコート層を含むことを特徴とする請求項１記載のホログラム結合体。
【請求項３】
前記光学的結合層の屈折率は、前記等方性オーバーコート層の屈折率に略等しいことを特徴とする請求項２記載のホログラム結合体。
【請求項４】
第１基板に回折面を有する第１光学素子を形成する工程と、
第２基板に回折面を有する第２光学素子を形成する工程と、
前記第１および第２基板の相互に対向する各表面間に、光学的結合層を介在させる工程とを含むことを特徴とするホログラム結合体の製造方法。
【請求項５】
前記第１光学素子の回折面上に、等方性オーバーコート層を形成する工程と、
前記第２光学素子の回折面上に、等方性オーバーコート層を形成する工程とを含むことを特徴とする請求項４記載のホログラム結合体の製造方法。
【請求項６】
前記第１および第２基板の相互に対向する各表面間に、透光性接着剤を均一に塗布し、前記第１基板と第２基板とを接着する工程を含むことを特徴とする請求項４または５記載のホログラム結合体の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜３のいずれか１つに記載のホログラム結合体を備え、
第１および第２光学素子は、一方向に透過した透過光の反射光を、共通な領域に回折させる回折特性を有することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項８】
複数の波長の光に対して略１／４波長板として機能する偏光素子を含むことを特徴とする請求項７記載の光ピックアップ装置。
【請求項９】
前記光学的結合層は、光透過性の固体材料から成ることを特徴とする請求項１記載のホログラム結合体。
【請求項１０】
前記第１光学素子は、入射光の偏光方向に関わらず回折効率が略同一の無偏光ホログラム回折格子であり、前記第２光学素子は、入射光の偏光方向に応じて回折効率が異なる偏光ホログラム回折格子であることを特徴とする請求項１記載のホログラム結合体。
【請求項１１】
前記第１基板は、半導体レーザ装置の表面にその周縁領域を露出させた状態で接合され、前記光学的結合層は、第１基板の表面にその周縁領域を露出させた状態で接合され、前記第２基板は、光学的結合層の表面にその周縁領域を露出させた状態で接合されることを特徴とする請求項１記載のホログラム結合体。
【請求項１２】
前記第１基板の第１光学素子が形成される面と対向する面には、ビーム分割用回折格子が形成されることを特徴とする請求項１記載のホログラム結合体。
【請求項１３】
前記ビーム分割用回折格子は、入射光を１つのメインビームと２つのサブビームとに分割することを特徴とする請求項１２記載のホログラム結合体。
【請求項１４】
第１および第２の波長帯域の光ビームに対してそれぞれ異なる位相差を与える光透過性の位相差膜をさらに含み、
前記位相差膜は、第２基板と一体に構成されることを特徴とする請求項１記載のホログラム結合体。
【請求項１５】
予め定める複数の波長帯域の光ビームを出射する光源と、
光源から出射され、光記録媒体で反射された光ビームを受光する受光素子と、
請求項９〜１４のいずれか１つに記載のホログラム結合体とを備え、
第１および第２光学素子は、一方向に透過した透過光の反射光を、共通な受光素子の所定の領域に回折させる回折特性を有することを特徴とするホログラムレーザユニット。
【請求項１６】
予め定める複数の波長帯域の光ビームを出射する光源と、
光源から出射される光ビームを光記録媒体に集光させる集光手段と、
集光手段によって光記録媒体に集光され、かつ光記録媒体で反射された光ビームを受光する受光素子と、
請求項９〜１４のいずれか１つに記載のホログラム結合体と、
光源から出射され、ホログラム結合体を透過した第１および第２の波長帯域の光ビームに対してそれぞれ異なる位相差を与える光透過性の位相差膜とを含み、
位相差膜は、第２基板と集光手段との間に配置されることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１７】
前記ホログラム結合体の第１基板に形成されるビーム分割用回折格子は、入射光を１つのメインビームと２つのサブビームとに分割し、２つのサブビームの差信号の振幅がほぼ０になるように、一方のサブビームに位相差を与えることを特徴とする請求項１６記載の光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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ときに好適に用いられるホログラム結合体およびその製造方法、ホログラムレーザユニットならびに光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク状記録媒体（以下、単に「光記録媒体」と表記する）に対して情報の読取りおよび記録を行うために、光ピックアップ装置が用いられる。従来から、光だけを用いて情報の読取りおよび書込みを行うＣＤ（Compact Disk）ファミリと呼ばれる光記録媒体が用いられており、この光記録媒体に対する情報の読取りおよび記録を行うときには、発振波長が７８０ｎｍの赤外波長のレーザ光を出射する半導体レーザ素子が用いられる。
【０００３】
近年では、光と磁気とを用いて情報の読取りおよび書込みを行い、記録できる情報がＣＤファミリに比べて大きい、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）ファミリと呼ばれる光記録媒体も大量に用いられるようになってきており、この光記録媒体に対する情報の読取りおよび記録を行うときには、発振波長が６３０ｎｍ〜６９０ｎｍの赤色波長のレーザ光を出射する半導体レーザ素子が用いられる。したがって、ＣＤファミリおよびＤＶＤファミリのいずれの光記録媒体に対しても情報の読取りおよび記録を行うことが可能な光ピックアップ装置が要求され、開発が進められている。
【０００４】
第１の従来の技術では、出射するレーザ光の発振波長が異なる２つの光源と、発振波長が短いレーザ光の光利用効率が大きくなるように設計された１つのホログラム素子とを備え、短波長のレーザ光を用いて再生する比較的記録密度が高い、たとえばＤＶＤなどの光記録媒体および長波長のレーザ光を用いて再生する記録密度が比較的低い、たとえばＣＤなどの光記録媒体のいずれに対しても良好に再生可能な構成になっている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００５】
第２の従来の技術では、発振波長が異なる２つの半導体レーザダイオードと、この半導体レーザダイオードからそれぞれ出力されるレーザ光を光記録媒体の情報記録面に集光させる光学素子とを一体に集積したレーザモジュールを用いることによって、複数規格の光記録媒体に対して情報の再生および記録が可能な構成になっている（たとえば、特許文献２参照）。
【０００６】
第３の従来の技術では、発振波長が６５０ｎｍのレーザ光を出射する第１の半導体レーザ素子、発振波長が７８０ｎｍのレーザ光を出射する第２の半導体レーザ素子および受光素子が、１つのパッケージ内に実装される。このパッケージの上部には、第１の透明基板が搭載され、この第１の透明基板には３ビーム用回折格子および第１の半導体レーザ素子から出射されるレーザ光のみを回折するホログラム素子が形成される。さらに、第１の透明基板の上部には第２の透明基板が搭載され、この第２の透明基板には第２の半導体レーザ素子から出射されるレーザ光のみを回折するホログラム素子が形成される。第２の透明基板のホログラム素子によって、第１の半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の光記録媒体における反射光を回折させて受光素子に導き、第１の透明基板のホログラム素子によって、第２の半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の光記録媒体における反射光を回折させて受光素子に導く構成になっている（たとえば、特許文献３参照）。
【０００７】
第４の従来の技術では、第１ホログラム回折格子が表面に形成される第１ホログラムと、第２ホログラム回折格子が表面に形成され、第１ホログラム回折格子を覆うように第１ホログラム上に搭載される第２ホログラムとを備えている。第１ホログラムの第２ホログラム側の表面積は、第２ホログラムの第１ホログラム側の表面積よりも大きい。
【０００８】
第１ホログラム上に第２ホログラムを搭載するときは、まず、第２ホログラムの第１ホログラム側の各頂点に対応する第１ホログラムの表面上の位置に、紫外線硬化性樹脂（略称：ＵＶ樹脂）を滴下した後に第２ホログラムを載置し、光学調整した後にＵＶ樹脂に紫外線を照射して仮止めする。次に、第１ホログラムの表面における第２ホログラムと接触していない部分と、第２ホログラムの側面の下部とにＵＶ樹脂を塗布し、ＵＶ樹脂に紫外線を照射することによって、第２ホログラムを第１ホログラムに固定している（たとえば、特許文献４参照）。
【０００９】
第５の従来の技術では、第１ホログラム基板および第２ホログラム基板が一体化されて設けられる。第１および第２ホログラム基板は、フォーカス検出用ホログラム部およびトラック検出用短冊ホログラム部を有している。第１ホログラム基板上に第２ホログラム基板を搭載して、光軸調整およびオフセット調整を行った後、第１ホログラム基板と第２ホログラム基板とが一体になるように接着剤によって接着して固定する。このとき、第１および第２ホログラム基板における光源から出射されたレーザ光が通過しない部分と、第２ホログラム基板の側面とに接着剤を塗布することによって、第１ホログラム基板と第２ホログラム基板とを接着して一体にしている（たとえば、特許文献５参照）。
【００１０】
【特許文献１】特開平９−７３０１７号公報
【特許文献２】特開平９−１２０５６８号公報
【特許文献３】特開２０００−７６６８９号公報
【特許文献４】特開２００２−７２１４３号公報
【特許文献５】特開２００２−２７９６８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前述の第４および第５の従来の技術では、２枚のホログラム基板を一体化するときに、光源から出射されたレーザ光が通過するホログラム基板表面ではなく、前記レーザ光が通過しないホログラム基板の側面などに接着剤を塗布して、２つのホログラム基板を接着させて固定しているので、２つのホログラム基板間に隙間が発生する。このような隙間が発生した状態は、２つのホログラム基板間に空気層が介在した状態とみなすことができる。空気層が介在している状態で、光源から出射されたレーザ光が空気層に入射すると、空気層の温度および湿度の変化によって、入射したレーザ光の屈折率が変化してしまう場合がある。また、空気層に存在する空中浮遊物などによって前記レーザ光が散乱されてしまう場合がある。
【００１２】
前述のように、２つのホログラム基板間に空気層が介在すると、光の屈折および散乱などによって、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発生し、信頼性が低下するという問題がある。
【００１３】
また前述の第３〜第５の従来の技術では、発振波長の異なる２つの半導体レーザ素子からそれぞれ出射されるレーザ光が第１および第２ホログラム素子のいずれにも入射するように、各半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の光軸がほぼ同一となるような位置に互いに隣接して、２つの半導体レーザ素子が配置されているので、各半導体レーザ素子から出射されるレーザ光が第１および第２ホログラム素子によって回折されてしまうことに起因して、不要光が生じたり、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利用効率が低下するという問題がある。
【００１４】
これらの問題を解決するためには、３ビーム用回折格子と第２ホログラム素子とに形成する回折格子溝の厚み方向の寸法を、第２の半導体レーザ素子から出射されるレーザ光のみを回折するような寸法にし、また第１ホログラム素子に形成する回折格子溝の厚み方向の寸法を、第１の半導体レーザ素子から出射されるレーザ光のみを回折するような寸法にする必要がある。しかし、第１および第２ホログラム素子は、３ビーム用回折格子に比べて回折格子のピッチが小さいので、２つの半導体レーザ素子から出射されるレーザ光のうちいずれか一方のレーザ光のみを回折するような寸法の回折格子溝を、第１および第２ホログラム素子に形成することは困難である。
【００１５】
本発明の目的は、信頼性を向上させることができるホログラム結合体およびその製造方法、ホログラムレーザユニットならびに光ピックアップ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、回折面を有する第１光学素子が形成される第１基板と、
回折面を有する第２光学素子が形成される第２基板と、
前記第１および第２基板の相互に対向する各表面間に介在される光学的結合層とを含むことを特徴とするホログラム結合体である。
【００１７】
また本発明は、前記第１基板は、前記第１光学素子の回折面上に形成される等方性オーバーコート層を含み、
前記第２基板は、前記第２光学素子の回折面上に形成される等方性オーバーコート層を含むことを特徴とする。
【００１８】
また本発明は、前記光学的結合層の屈折率は、前記等方性オーバーコート層の屈折率に略等しいことを特徴とする。
【００１９】
また本発明は、第１基板に回折面を有する第１光学素子を形成する工程と、
第２基板に回折面を有する第２光学素子を形成する工程と、
前記第１および第２基板の相互に対向する各表面間に、光学的結合層を介在させる工程とを含むことを特徴とするホログラム結合体の製造方法である。
【００２０】
また本発明は、前記第１光学素子の回折面上に、等方性オーバーコート層を形成する工程と、
前記第２光学素子の回折面上に、等方性オーバーコート層を形成する工程とを含むことを特徴とする。
【００２１】
また本発明は、前記第１および第２基板の相互に対向する各表面間に、透光性接着剤を均一に塗布し、前記第１基板と第２基板とを接着する工程を含むことを特徴とする。
【００２２】
また本発明は、前記ホログラム結合体を備え、
第１および第２光学素子は、一方向に透過した透過光の反射光を、共通な領域に回折させる回折特性を有することを特徴とする光ピックアップ装置である。
【００２３】
また本発明は、複数の波長の光に対して略１／４波長板として機能する偏光素子を含むことを特徴とする。
【００２４】
また本発明は、前記光学的結合層は、光透過性の固体材料から成ることを特徴とする。
また本発明は、前記第１光学素子は、入射光の偏光方向に関わらず回折効率が略同一の無偏光ホログラム回折格子であり、前記第２光学素子は、入射光の偏光方向に応じて回折効率が異なる偏光ホログラム回折格子であることを特徴とする。
【００２５】
また本発明は、前記第１基板は、半導体レーザ装置の表面にその周縁領域を露出させた状態で接合され、前記光学的結合層は、第１基板の表面にその周縁領域を露出させた状態で接合され、前記第２基板は、光学的結合層の表面にその周縁領域を露出させた状態で接合されることを特徴とする。
【００２６】
また本発明は、前記第１基板の第１光学素子が形成される面と対向する面には、ビーム分割用回折格子が形成されることを特徴とする。
【００２７】
また本発明は、前記ビーム分割用回折格子は、入射光を１つのメインビームと２つのサブビームとに分割することを特徴とする。
【００２８】
また本発明は、第１および第２の波長帯域の光ビームに対してそれぞれ異なる位相差を与える光透過性の位相差膜をさらに含み、
前記位相差膜は、第２基板と一体に構成されることを特徴とする。
【００２９】
また本発明は、予め定める複数の波長帯域の光ビームを出射する光源と、
光源から出射され、光記録媒体で反射された光ビームを受光する受光素子と、
前記ホログラム結合体とを備え、
第１および第２光学素子は、一方向に透過した透過光の反射光を、共通な受光素子の所定の領域に回折させる回折特性を有することを特徴とするホログラムレーザユニットである。
【００３０】
また本発明は、予め定める複数の波長帯域の光ビームを出射する光源と、
光源から出射される光ビームを光記録媒体に集光させる集光手段と、
集光手段によって光記録媒体に集光され、かつ光記録媒体で反射された光ビームを受光する受光素子と、
前記ホログラム結合体と、
光源から出射され、ホログラム結合体を透過した第１および第２の波長帯域の光ビームに対してそれぞれ異なる位相差を与える光透過性の位相差膜とを含み、
位相差膜は、第２基板と集光手段との間に配置されることを特徴とする光ピックアップ装置である。
【００３１】
また本発明は、前記ホログラム結合体の第１基板に形成されるビーム分割用回折格子は、入射光を１つのメインビームと２つのサブビームとに分割し、２つのサブビームの差信号の振幅がほぼ０になるように、一方のサブビームに位相差を与えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、第１基板に回折面を有する第１光学素子が形成され、第２基板に回折面を有する第２光学素子が形成される。第１および第２基板の相互に対向する各表面間に、光学的結合層が介在される。
【００３３】
光学的結合層として、たとえば透光性接着剤を硬化させて形成したものを用いたとき、前述のように、第１基板および第２基板の相互に対向する各表面間に、光学的結合層を介在させることによって、従来の技術のように第１基板と第２基板との間に隙間が発生し、空気層が介在することを防止することができる。これによって、従来の技術のように温度および湿度の変化によって屈折率を変化させることがなく、光学的結合層に入射した第１基板からの光を第２基板へ透過させることができる。したがって、従来の技術に比べて、光記録媒体に集光されるべき光が、光の屈折によって集光されないために発生する光量損失を低減することができる。これによって、信頼性を向上させることができる。
【００３４】
また、光学的結合層として、たとえば石英ガラスおよびアクリル樹脂を用いたとき、前述のように、第１基板および第２基板の相互に対向する各表面間に、光学的結合層を介在させることによって、第２基板に形成される第２光学素子の回折面で回折された光が、第１基板に形成される第１光学素子の回折面に入射して回折されてしまうことを防ぐことができる。また、第２光学素子を用いて複数の異なる波長帯域の光に対して光軸調整などの光学的調整を行うとき、予め第１基板上に光学的結合層を搭載して固定しておくことによって、第２基板の回転動作などによって第１基板に形成される第１光学素子の回折面が損傷することを防ぐことができる。
【００３５】
また本発明によれば、第１および第２光学素子の回折面上に、等方性オーバーコート層が形成される。等方性オーバーコート層は、等方性の屈折率の物質によって構成されるので、入射光の屈折率を変化させることなく、入射した光を透過させることができる。したがって、光記録媒体に集光されるべき光が、光の屈折によって集光されないために発生する光量損失を低減することができる。これによって、信頼性を向上させることができる。
【００３６】
また本発明によれば、光学的結合層の屈折率と、等方性オーバーコート層の屈折率とが略等しいので、第１基板の等方性オーバーコート層を、光学的結合層で代用することができる。これによって、第１基板の等方性オーバーコート層を形成する工程を省くことができ、製造工数を削減することができる。また、製造工数を削減することによって、ホログラム結合体の製造が容易になる。また、製造工数を削減することによって、ホログラム結合体の製造コストを低減することができる。
【００３７】
また本発明によれば、第１および第２基板の相互に対向する各表面間に、透光性接着剤が均一に塗布され、第１基板と第２基板とが接着される。これによって、従来の技術のように第１基板と第２基板との間に隙間が発生し、空気層が介在することを防止することができる。第１基板と第２基板とを接着させるための接着剤は、透光性接着剤を用いているので、第１基板からの光を第２基板へ透光させることができる。これによって、光記録媒体に集光されるべき光が、光の屈折または散乱によって集光されないために発生する光量損失を低減することができる。これによって、信頼性を向上させることができる。
【００３８】
また本発明によれば、第１および第２光学素子は、一方向に透過した透過光の反射光を、共通な領域に回折させる回折特性を有する。したがって、前記反射光が回折させられる共通な領域に、たとえば受光素子を配置しておくことによって、第１および第２光学素子によって回折された光を受光素子で受光して、たとえばＤＶＤおよびＣＤの情報の読取り、ならびにＤＶＤおよびＣＤへの情報の記録を行うために必要な信号を容易に検出することができる。
【００３９】
また本発明によれば、光ピックアップ装置に、複数の異なる波長の光に対して略１／４波長板として機能する偏光素子が設けられる。これによって、複数の異なる波長の光に対して、略１／４波長板として機能する偏光素子を共用することができるので、光ピックアップ装置の部品点数を増やすことなく、複数の異なる波長の光に対して光利用効率を向上させることができる。また、複数の異なる波長の光に対して光利用効率を向上させることによって、たとえばＤＶＤおよびＣＤの情報の読取りならびにＤＶＤおよびＣＤへの情報の記録を正確に行うことができる。
【００４０】
また本発明によれば、光学的結合層を光透過性の固体材料、たとえば石英ガラスおよびアクリル樹脂で形成することによって、可及的に光の散乱および光の減衰を少なくして、第１基板から導かれた光を透過させて第２基板へと導くことができる。また、光学的結合層を、固体材料で形成することによって、第１および第２基板などの光学部品に変形および歪みが生じることを防ぎ、光軸のずれが生じることを回避することができる。
【００４１】
また本発明によれば、第１基板に形成される第１光学素子は、入射光の偏光方向に関わらず回折効率が略同一の無偏光ホログラム回折格子であり、第２基板に形成される第２光学素子は、入射光の偏光方向に応じて回折効率が異なる偏光ホログラム回折格子である。前述のように、無偏光ホログラム回折格子および偏光ホログラム回折格子をそれぞれ第１基板および第２基板に形成することによって、入射光の偏光方向に基づいて、所定の偏光方向の入射光のみを所定の方向に回折させたり、透過させたりすることができる。したがって、従来の技術のように入射光が不所望な方向に回折されることによって光利用効率が低減することを防ぐことができる。
【００４２】
また本発明によれば、第１基板は、半導体レーザ装置の表面にその周縁領域を露出させた状態で接合され、光学的結合層は、第１基板の表面にその周縁領域を露出させた状態で接合され、第２基板は、光学的結合層の表面にその周縁領域を露出させた状態で接合される。したがって、半導体レーザ装置の周縁領域と、第１基板の前記半導体レーザ装置の周縁領域に臨む外周面とが交差する角隅部分に、たとえば透光性接着剤を塗布することによって、半導体レーザ装置と第１基板とを接着することができる。また、第１基板の周縁領域と、光学的結合層の前記第１基板の周縁領域に臨む外周面とが交差する角隅部分に、たとえば透光性接着剤を塗布することによって、第１基板と光学的結合層とを接着することができる。また、光学的結合層の周縁領域と、第２基板の前記光学的結合層の周縁領域に臨む外周面とが交差する角隅部分に、たとえば透光性接着剤を塗布することによって、光学的結合層と第２基板とを接着することができる。
【００４３】
また、第１基板を、半導体レーザ装置の表面にその周縁領域を露出させた状態で接合し、光学的結合層を、第１基板の表面にその周縁領域を露出させた状態で接合し、第２基板を、光学的結合層の表面にその周縁領域を露出させた状態で接合することによって、半導体レーザ装置および第１基板、第１基板および光学的結合層、ならびに光学的結合層および第２基板をそれぞれ接着するための接着剤を塗布する領域を確保することができる。したがって、この確保された領域にそれぞれ接着剤を塗布するだけで、半導体レーザ装置および第１基板、第１基板および光学的結合層、ならびに光学的結合層および第２基板をそれぞれ容易に接着することができ、接着作業の簡易化を図ることができる。
【００４４】
また本発明によれば、第１基板の第１光学素子が形成される面と対向する面に、ビーム分割用回折格子が形成される。このように、第１光学素子が形成される第１基板にビーム分割用回折格子を形成することによって、ビーム分割用回折格子を単独で設ける場合に比べて、光学部品の部品点数を削減することができる。また、光学部品の部品点数が削減されたホログラム結合体を、たとえば光ピックアップ装置に用いた場合、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。
【００４５】
また本発明によれば、ビーム分割用回折格子は、入射光を１つのメインビームと２つのサブビームとに分割する。このように、ビーム分割用回折格子によって、入射光を１つのメインビームと２つのサブビームとに分割することによって、たとえばメインビームおよびサブビームが光記録媒体で反射されて受光素子で受光されたときに出力される信号に基づいて、光記録媒体に集光された光のトラック中心からのずれを修正して、光を正確にトラックに追従させるために用いられるトラッキング誤差信号を得ることができる。
【００４６】
また本発明によれば、位相差膜は、第２基板と一体に構成される。このように、位相差膜と第２基板とを一体に構成することによって、製造時における光学部品の部品点数および組立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る。また、光学部品の部品点数が削減されたホログラム結合体を、たとえば光ピックアップ装置に用いた場合、光ピックアップ装置の小型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。
【００４７】
また本発明によれば、第１および第２光学素子は、一方向に透過した透過光の反射光を、共通な受光素子の所定の領域に回折させる回折特性を有する。したがって、第１および第２光学素子によって回折された光を受光素子で受光して、たとえばＣＤおよびＤＶＤの情報の読取り、ならびにＣＤおよびＤＶＤへの情報の記録を行うために必要な信号を容易に検出することができる。
【００４８】
また本発明によれば、光源から出射される第１および第２の波長帯域の光ビームに対してそれぞれ異なる位相差を与える光透過性の位相差膜が、第２基板と集光手段との間に配置される。位相差膜は、たとえば第１の波長帯域の光ビームに対して略９０度の位相差を与え、第２の波長帯域の光ビームに対して略３６０度の位相差を与える。第１の波長帯域の直線偏光の光ビームは、位相差膜に入射すると円偏光の光ビームに変換される。この円偏光の光ビームは、集光手段によって光記録媒体に集光された後、光記録媒体で反射されて再度、位相差膜に入射すると光記録媒体に集光される前の光ビームと偏光方向が直交する直線偏光に変換される。また、第２の波長帯域の直線偏光の光ビームは、位相差膜に入射しても直線偏光のまま透過する。この直線偏光の光ビームは、集光手段によって光記録媒体に集光された後、光記録媒体で反射されて再度、位相差膜に入射しても光記録媒体に集光される前の光ビームと偏光方向が同方向の直線偏光の光ビームとして位相差膜を透過する。
【００４９】
前述のように、第２基板と集光手段との間に、光透過性の位相差膜を配置することによって、光源から出射される第１および第２の波長帯域の光ビームに対してそれぞれ位相差を与えて、各光ビームの偏光方向の調整を行うことができる。また、第１および第２の波長帯域の光ビームに対して、位相差膜を共用することができるので、光ピックアップ装置の光学部品の部品点数を増やすことなく、可及的に光の回折などに起因する不要光の発生を防ぎ、光利用効率が低下することを防ぐことができる。これによって、たとえばＣＤおよびＤＶＤの情報の読取り、ならびにＣＤおよびＤＶＤへの情報の記録を正確に行うことができる。
【００５０】
また本発明によれば、ホログラム結合体の第１基板に形成されるビーム分割用回折格子は、入射光を１つのメインビームと２つのサブビームとに分割し、２つのサブビームの差信号の振幅がほぼ０になるように、一方のサブビームに位相差を与える。このように、２つのサブビームの差信号の振幅がほぼ０になるように、一方のサブビームに位相差を与えるビーム分割用回折格子を用いることによって、トラックピッチが異なる光記録媒体を用いた場合でも、トラッキング誤差信号を検出するとき、光利用効率を低下させずに、たとえば対物レンズシフトおよびディスクチルトによって発生するオフセットを相殺することができる。これによって、光記録媒体の偏心に対物レンズを追従させて、ビーム分割用回折格子によって分割されたメインビームおよびサブビームが常に目的のトラックの上をトレースするような安定したトラッキングサーボを行うことができる。また、２つのサブビームの差信号の振幅がほぼ０になるように、一方のサブビームに位相差を与えるビーム分割用回折格子を用いることによって、回折格子を回転調整してサブビームの位置を調整する必要がなく、光ピックアップ装置の組立て調整を簡易化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
図１は、本発明の実施の一形態であるホログラム結合体３を含むホログラムレーザユニット１４の構成を簡略化して示す斜視図である。図１では、後述するキャップ１２の一部を切り欠いて示している。ホログラムレーザユニット１４は、ホログラム結合体３および半導体レーザ装置１３を含んで構成される。半導体レーザ装置１３は、第１半導体レーザ素子１、第２半導体レーザ素子２、受光素子９、ステム１０、電極１１およびキャップ１２を含む。ホログラム結合体３は、第１基板である第１偏光ホログラム基板４および第２基板である第２偏光ホログラム基板５を含む。第１偏光ホログラム基板４は、３ビーム用回折格子６および第１光学素子である第１偏光ホログラム回折格子７を含み、第２偏光ホログラム基板５は、第２光学素子である第２偏光ホログラム回折格子８を含む。
【００５２】
第１半導体レーザ素子１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半導体レーザ素子１は、たとえばＤＶＤ（Digital Versatile Disk）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半導体レーザ素子２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半導体レーザ素子２は、たとえばＣＤ（Compact Disk）の情報記録面に記録された情報の読取り、およびＣＤの情報記録面への情報の記録を行うときに用いられる。第１および第２半導体レーザ素子１，２は、第１半導体レーザ素子５１から出射されるレーザ光の光軸Ｌ１、および第２半導体レーザ素子２から出射されるレーザ光の光軸Ｌ２に垂直な方向に互いに隣接し、かつ板状に形成されるステム１０の厚み方向一表面部上に搭載される。第１半導体レーザ素子１から出射されるレーザ光の光軸Ｌ１と、第２半導体レーザ素子２から出射されるレーザ光の光軸Ｌ２とは互いに平行である。
【００５３】
３ビーム用回折格子６は、入射されるレーザ光を、回折させることによって１つのメインビームと２つのサブビームとに分割する。第１および第２偏光ホログラム回折格子７，８は、入射光の偏光方向に応じて回折効率が異なる。第１および第２偏光ホログラム回折格子７，８は、たとえば予め定める第１の偏光方向の光に対する回折効率を比較的大きくし、かつ第１の偏光方向と直交する第２の偏光方向の光に対する回折効率を小さくする回折特性を有する。本実施の形態では、第１および第２半導体レーザ素子１，２から出射され、第１および第２偏光ホログラム回折格子７，８に入射した第１の偏光方向のレーザ光は、回折されずに透過する。また、第１および第２偏光ホログラム回折格子７，８を透過した光は、後述する１／４波長板２３を通過して光記録媒体に集光した後、光記録媒体で反射されて再度１／４波長板２３を通過することによって、偏光方向が第１の偏光方向と直交する第２の偏光方向に変換されて、第１および第２偏光ホログラム回折格子７，８に入射する。偏光方向が第１の偏光方向から第２の偏光方向に変換された光は、第１および第２偏光ホログラム回折格子７，８によって、予め定める回折方向に回折される。
【００５４】
第１および第２偏光ホログラム回折格子７，８は、第１および第２半導体レーザ素子１，２から出射される２つの異なる波長の光のうち、一方の波長の光のみに最適化されている場合および両方の波長の光に対して最適化されている場合がある。一方の波長の光のみに最適化された偏光ホログラム回折格子では、他方の波長の光が透過したときに、光量損失が発生する場合がある。このような場合には、書込みを必要とする光記録媒体に用いる波長の光に対して、偏光ホログラム回折格子を最適化すればよい。これによって、書込みに必要なレーザ光の光量損失を最小限に抑止することができる。
【００５５】
受光素子９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。キャップ１２は、第１および第２半導体レーザ素子１，２および受光素子９と外部との物理的接触を避けるために、第１および第２半導体レーザ素子１，２および受光素子９を封止する封止部材であり、板状に形成されるステム１０の厚み方向一表面部に装着される。これによって、第１および第２半導体レーザ素子１，２および受光素子９は、ステム１０およびキャップ１２によって密封される。電極１１は、ステム１０の厚み方向他表面部からステム１０の厚み方向他方に突出して設けられ、第１および第２半導体レーザ素子１，２と電気的に接続されている。
【００５６】
半導体レーザ装置１３には、直方体状の第１偏光ホログラム基板４が搭載される。詳細に述べると、キャップ１２の前記光軸Ｌ１，Ｌ２に垂直な一表面部上に、第１偏光ホログラム基板４が搭載される。第１偏光ホログラム基板４の厚み方向他表面部には、３ビーム用回折格子６が形成され、３ビーム用回折格子６が形成される表面部と対向する表面部、換言すれば、第１偏光ホログラム基板４の厚み方向一表面部には、第１偏光ホログラム回折格子７が形成される。第１偏光ホログラム基板４の厚み方向一表面部上には、直方体状の第２偏光ホログラム基板５が搭載される。第２偏光ホログラム基板５の第１偏光ホログラム基板４との接合面に対向する表面部、換言すれば、第２偏光ホログラム基板５の厚み方向一表面部には、第２偏光ホログラム回折格子８が形成される。
【００５７】
本実施の形態において、第１偏光ホログラム基板４に臨むキャップ１２の表面、キャップ１２に臨む第２偏光ホログラム基板４の表面、第２偏光ホログラム基板５に臨む第１偏光ホログラム基板４の表面、および第１偏光ホログラム基板４に臨む第２偏光ホログラム基板５の表面は、それぞれ平面であり、かつ互いに平行である。また、第１および第２半導体レーザ素子１，２から出射される各レーザ光の光軸Ｌ１，Ｌ２は、第１偏光ホログラム基板４に臨むキャップ１２の表面、キャップ１２に臨む第２偏光ホログラム基板４の表面、第２偏光ホログラム基板５に臨む第１偏光ホログラム基板４の表面、および第１偏光ホログラム基板４に臨む第２偏光ホログラム基板５の表面に対して垂直である。
【００５８】
図２は、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。光ピックアップ装置２１は、ホログラムレーザユニット１４、コリメートレンズ２２、２波長共通１／４波長板２３、立上げミラー２４および対物レンズ２５を含んで構成される。光ピックアップ装置２１は、光ディスク状記録媒体（以下、単に「光記録媒体」と表記する）２６の情報記録面に記録された情報を光学的に読取る処理、および光記録媒体２６の情報記録面に情報を光学的に記録する処理の少なくとも一方の処理を行う装置である。光記録媒体２６は、たとえばＣＤおよびＤＶＤである。
【００５９】
コリメートレンズ２２は、入射したレーザ光を平行光にする。２波長共通１／４波長板（以下、「λ／４板」と表記する場合がある）２３は、第１および第２半導体レーザ素子１，２から出射される２つの異なる波長のレーザ光に対して略９０度の位相差を生じさせる偏光素子である。λ／４板２３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。第１および第２半導体レーザ素子１，２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２３に入射すると、円偏光のレーザ光に変換される。この円偏光のレーザ光は、立上げミラー２４および対物レンズ２５を通過して、光記録媒体２６の情報記録面に集光する。光記録媒体２６の情報記録面で反射されたレーザ光は、再度λ／４板２３を通過することによって、λ／４板２３に入射する前の直線偏光のレーザ光と偏光方向が直交する直線偏光に変換される。
【００６０】
第１および第２偏光ホログラム回折格子７，８を用いた光ピックアップ装置２１では、光利用効率を高くするために、１／４波長板が必要となる。本実施の形態では第１および第２半導体レーザ素子１，２から、２つの異なる波長のレーザ光が出射されるので、理想的には２つの異なる波長のいずれに対しても９０度の位相差を生じさせる波長板が望ましいが、現在このような波長板は存在しない。したがって、いずれの波長に対しても略９０度の位相差が生じるような２波長共通１／４波長板２３を設け、９０度からのずれ量は信号光量の低下という形で許容することによって対処するようにする。
【００６１】
立上げミラー２４は、第１および第２半導体レーザ素子１，２から出射され、λ／４板２３を通過したレーザ光の光経路を９０度屈曲させ、前記レーザ光を対物レンズ２５へと導く。対物レンズ２５は、立上げミラー２４によって屈曲された前記レーザ光を光記録媒体２６に集光させる。
【００６２】
半導体レーザ装置１３のステム１０に設けられている電極１１を介して、光ピックアップ装置２１の光源である第１および第２半導体レーザ素子１，２に駆動電圧および駆動電流が供給されると、第１および第２半導体レーザ素子１，２からレーザ光が出射される。第１および第２半導体レーザ素子１，２から出射された直線偏光のレーザ光は、３ビーム用回折格子６に入射する。３ビーム用回折格子６は、前記レーザ光を、回折させることによって１つのメインビームと２つのサブビームとに分割する。以下の説明において、メインビームおよび各サブビームの少なくともいずれかを指すときは、単に「光」と表記する場合がある。
【００６３】
３ビーム用回折格子６を通過した光は、第１偏光ホログラム回折格子７および第２偏光ホログラム回折格子８を透過してコリメートレンズ２２に入射する。コリメートレンズ２２は、入射した光を平行光にする。コリメートレンズ２２によって平行光にされた光は、λ／４板２３に入射する。λ／４板２３に入射した光は、右回りの円偏光の光に変換された後、立上げミラー２４によって屈曲されて、対物レンズ２５へ導かれる。対物レンズ２５は、立上げミラー２４によって屈曲された光を、光記録媒体２６の情報記録面に集光する。
【００６４】
光記録媒体２６の情報記録面で反射された光は、往路と逆回り、すなわち左回りの円偏光の光に変換され、往路と同じ光経路を辿る。前記反射された光は、再度、λ／４板２３を通過することによって、円偏光から直線偏光の光に変換される。第１半導体レーザ素子１から出射され、光記録媒体２６の情報記録面で反射された光は、第２偏光ホログラム基板５の第２偏光ホログラム回折格子８によって回折されて、受光素子９によって受光される。第２半導体レーザ素子２から出射され、光記録媒体２６の情報記録面で反射された光は、第１偏光ホログラム基板４の第１偏光ホログラム回折格子７によって回折されて、受光素子９によって受光される。
【００６５】
前述のように、第１および第２偏光ホログラム回折格子７，８は、第１および第２半導体レーザ素子１，２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の偏光方向のとき、その第１の偏光方向の光を回折させずに透過させる回折特性を有している。また、第１および第２偏光ホログラム回折格子７，８は、λ／４板２３を二度通過することによって偏光方向が第１の偏光方向と直交する第２の偏光方向に変換された光を共通な領域に回折させる回折特性を有している。
【００６６】
したがって、前述のように光記録媒体２６の情報記録面で反射された光が第１および第２偏光ホログラム回折格子７，８によって回折させられる共通な領域に、たとえば受光素子９を配置しておくことによって、第１および第２偏光ホログラム回折格子７，８によって回折された光を受光素子９で受光して、ＤＶＤおよびＣＤなどの光記録媒体２６の情報の読取り、ならびにＤＶＤおよびＣＤなどの光記録媒体２６への情報の記録を行うために必要な信号を容易に検出することができる。
【００６７】
また、本実施の形態では、偏光ホログラム回折格子が、発振波長毎に個別に設けられるので、１つの偏光ホログラム回折格子で２つの異なる波長の光に対して、光軸調整などの光学的調整を行う場合に比べて、高精度で光学的調整を行うことができるとともに、第１および第２半導体レーザ素子１，２ならびに受光素子９の実装精度を緩和することができる。これによって、組立て公差が緩和され、歩留りを向上させることができる。
【００６８】
また、光ピックアップ装置２１には、複数の異なる波長の光に対して略１／４波長板として機能する２波長共通１／４波長板２３が設けられる。これによって、第１および第２半導体レーザ素子１，２から出射される２つの異なる波長の光に対して、前記２波長共通１／４波長板２３を共用することができるので、光ピックアップ装置２１の部品点数を増やすことなく、２つの異なる波長の光に対して光利用効率を向上させることができる。また、２つの異なる波長の光に対して光利用効率を向上させることができるので、たとえばＤＶＤおよびＣＤの情報の読取り、ならびにＤＶＤおよびＣＤへの情報の記録を正確に行うことができる。
【００６９】
図３は、第１偏光ホログラム基板４を示す断面図である。第１偏光ホログラム基板４は、透明基板３１、複屈折層３２および等方性オーバーコート層３３を含んで構成される。透明基板３１は、たとえばガラスおよびプラスチックによって形成される。複屈折層３２は、凹凸の周期形状の回折面を有し、複屈折材料から成る。複屈折材料は、図３の紙面に平行な方向に振動する光の屈折率と、紙面に垂直な方向に振動する光の屈折率とが異なる異方性を示す膜である。本実施の形態において、複屈折層３２は、たとえば重合性液晶モノマーを光または熱によって重合することによって形成される。前記液晶モノマーとしては、アクリル酸またはメタクリル酸のエステル類から選ぶのが好ましい。エステルを構成するアルコール残基にフェニル基が１個以上、特に２〜３個含まれていることが好ましい。さらに、エステルを形成するアルコール残基にシクロヘキシル基が１個含まれていてもよい。また、複屈折層３２は、第１偏光ホログラム回折格子７と同一である。
【００７０】
等方性オーバーコート層３３は、たとえば光学的に等方な非晶質ポリマーの溶液を複屈折層３２に流延した後、溶液を揮散させる流延法や、モノマーを流延した後、光重合する光重合法によって形成される。特に、光重合法は簡便であり好ましい。前記モノマーとしては、スチレンおよびその誘導体、アクリル酸エステルおよびその誘導体ならびにメタクリル酸エステルおよびその誘導体がある。また、分子の両端に重合性の官能基を持つオリゴマー、たとえばアクリルポリエーテル、アクリルウレタンおよびアクリルエポキシなどを単独または併用して用いてもよい。
【００７１】
図４は、第１偏光ホログラム基板４の製造工程を説明するための図である。図５は、ホログラム結合体３を示す断面図である。まず、図４（ａ）に示すように、透明基板３１上に複屈折層３２を形成する。複屈折層３２は、たとえば重合性液晶モノマーを光または熱によって重合することによって形成される。
【００７２】
次に、図４（ｂ）に示すように、複屈折層３２の回折面上に、等方性オーバーコート層３３を形成する。等方性オーバーコート層３３は、たとえば光学的に等方な非晶質ポリマーの溶液を複屈折層３２に流延した後、溶液を揮散させる流延法や、モノマーを流延した後、光重合する光重合法によって形成される。等方性オーバーコート層３３を形成した後は、図４（ｃ）に示すように、等方性オーバーコート層３３上に透明基板３１を形成する。以上の工程を辿ることによって、第１偏光ホログラム基板４が形成される。
【００７３】
第２偏光ホログラム基板５は、第１偏光ホログラム基板４と同様に、透明基板３１、複屈折層３２および等方性オーバーコート層３３を含んで構成されるので、前述した第１偏光ホログラム基板４の製造工程に従って同様に形成される。第２偏光ホログラム基板５における複屈折層３２は、第２偏光ホログラム回折格子８と同一である。
【００７４】
前述の製造工程に従って第１および第２偏光ホログラム基板４，５を形成した後に、後述する組立工程に従って、第１偏光ホログラム基板４と第２偏光ホログラム基板５とを一体に形成してホログラム結合体３を形成する。
【００７５】
まず、キャップ１２の表面上に第１偏光ホログラム基板４を積載し、さらに第１偏光ホログラム基板４の表面上に第２偏光ホログラム基板５を積載する。そして、第２半導体レーザ素子２から発振波長が７８０ｎｍのレーザ光を出射させて、フォーカス誤差信号（以下、「ＦＥＳ」と表記する場合がある）およびトラッキング誤差信号（以下、「ＴＥＳ」と表記する場合がある）のオフセット調整ならびに光軸調整などの光学的調整を行う。
【００７６】
次に、第１半導体レーザ素子１から発振波長が６５０ｎｍのレーザ光を出射させて、ＦＥＳおよびＴＥＳの光学的調整を行った後、透光性接着剤、たとえば紫外線硬化性樹脂を塗布し、紫外線を照射することによってキャップ１２上に第１偏光ホログラム基板４を固定するとともに、第１偏光ホログラム基板４上に第２偏光ホログラム基板５を固定する。前述の製造工程を辿ることによって、図５に示すように、第１偏光ホログラム基板４と第２偏光ホログラム基板５とが光学的結合層３４を介して一体となったホログラム結合体３が形成される。ここで、光学的結合層３４は、透光性接着剤が硬化することによって形成される。
【００７７】
前述のように本実施の形態によれば、第１偏光ホログラム基板４および第２偏光ホログラム基板５の相互に対向する各表面間に、透光性接着剤を均一に塗布して、第１偏光ホログラム基板４と第２偏光ホログラム基板５とを接着することによって、ホログラム結合体３を形成している。ホログラム結合体３の第１および第２偏光ホログラム基板４，５の相互に対向する表面間には、透光性接着剤が硬化することによって形成される光学的結合層３４が介在される。
【００７８】
これによって、従来の技術のように第１偏光ホログラム基板４と第２偏光ホログラム基板５との間に隙間が発生し、空気層が介在することを防止することができる。したがって、従来の技術のように温度および湿度の変化によって屈折率が変化することがなく、光学的結合層３４に入射した第１偏光ホログラム基板４からの光を、第２偏光ホログラム基板５へ透過させることができる。これによって、従来の技術に比べて、光記録媒体２６に集光されるべき光が、光の屈折によって集光されないために発生する光量損失を低減することができ、信頼性を向上させることができる。
【００７９】
図６は、ホログラム結合体１５の製造工程を説明するための図である。図７は、ホログラム結合体１５を示す断面図である。まず、図６（ａ）に示すように、透明基板３１上に複屈折層３２を、前述した方法によって形成する。図６（ａ）に示すように、透明基板３１上に複屈折層３２が形成される基板（以下、「光学基板」と表記する）１６を形成した後は、図１に示すキャップ１２の表面上に光学基板１６を積載する。そして、図６（ｂ）に示すように、複屈折層３２の回折面上に、等方性オーバーコート層３３を形成する代わりに、等方性オーバーコート層３３の屈折率と略等しい屈折率の透光性接着剤、たとえば紫外線硬化性樹脂を塗布する。この透光性接着剤の上部に、第２偏光ホログラム基板５を積載して、発振波長が７８０ｎｍのレーザ光および発振波長が６５０ｎｍのレーザ光をそれぞれ出射させて、それぞれのレーザ光に対する光学的調整を行う。光学的調整を行った後は、紫外線を照射することによって光学基板１６上に第２偏光ホログラム基板５を固定する。前述の製造工程を辿ることによって、図７に示すように、光学基板１６と第２偏光ホログラム基板５とが、光学的結合層３５を介して一体となったホログラム結合体１５が形成される。ここで、光学的結合層３５は、等方性オーバーコート層３３の屈折率と略等しい屈折率の透光性接着剤が硬化することによって形成される。
【００８０】
前述のように本実施の形態によれば、光学基板１６の複屈折層３２の回折面上に、等方性オーバーコート層３３の屈折率と略等しい透光性接着剤を塗布し、その上部に第２偏光ホログラム基板５を積載して固定することによって、ホログラム結合体１５を形成している。このように、等方性オーバーコート層３３の屈折率と略等しい屈折率の透光性接着剤を用いることによって、等方性オーバーコート層３３を、光学的結合層３５で代用することができる。
【００８１】
したがって、光学基板１６の複屈折層３２の回折面上に等方性オーバーコート層３３を形成し、その上部に透明基板３１を形成して、この透明基板３１表面に透光性接着剤を塗布する場合に比べて、光学基板１６上部に等方性オーバーコート層３３および透明基板３１を形成する工程を省くことができ、製造工数を削減することができる。製造工数を削減することによって、ホログラム結合体１５の製造が容易になる。また、製造工数を削減することによって、ホログラム結合体１５の製造コストを低減することができる。
【００８２】
図８は、第１および第２偏光ホログラム回折格子７，８と、第１および第２偏光ホログラム回折格子７，８によって回折された光ビームを受光する受光素子９とを示す図である。図８（ａ）は、第２偏光ホログラム回折格子８と、第１半導体レーザ素子１から出射されたレーザ光の光記録媒体２６における反射光が、第２偏光ホログラム回折格子８によって回折され、受光素子９に入射した光ビームのスポット形状の一例とを示す図である。図８（ｂ）は、第１偏光ホログラム回折格子７と、第２半導体レーザ素子２から出射されたレーザ光の光記録媒体２６における反射光が、第１偏光ホログラム回折格子７によって回折され、受光素子９に入射した光ビームのスポット形状の一例とを示す図である。
【００８３】
図８（ａ）に示す第２偏光ホログラム回折格子８は、第１半導体レーザ素子１から出射され、ＤＶＤの情報記録面で反射された光を回折して、受光素子９に導く。図８（ｂ）に示す第１偏光ホログラム回折格子７は、第２半導体レーザ素子２から出射され、ＣＤの情報記録面で反射された光を回折して、受光素子９に導く。
【００８４】
光記録媒体２６と対物レンズ２５との相対的な移動によって受光素子９上の光ビームのスポット形状が変化したときの出力信号を検出して、光記録媒体２６と対物レンズ２５との間隔を一定に保持するためには、第１および第２偏光ホログラム回折格子７，８は、少なくとも２つ以上の格子領域に分割する必要がある。本実施の形態の第１および第２偏光ホログラム回折格子７，８は、図８（ａ）および図８（ｂ）にそれぞれ示すように、円形状であって、第１格子領域７ｃ，８ｃ、第２格子領域７ｄ，８ｄおよび第３格子領域７ｅ，８ｅを有する。
【００８５】
第１格子領域７ｃ，８ｃは、第１分割線７ａ，８ａによって分割される２つの半円形状の領域のうち一方の領域である。第２格子領域７ｄ，８ｄは、前記２つの半円形状の領域のうち他方の半円形状の領域を、前記第１分割線７ａ，８ａに垂直な第２分割線７ｂ，８ｂによって分割される２つの１／４円状の領域のうち一方の領域である。第３格子領域７ｅ，８ｅは、前記２つの１／４円状の領域のうち他方の領域である。
【００８６】
受光素子９は、第１および第２偏光ホログラム回折格子７，８の第１格子領域７ｃ，８ｃ、第２格子領域７ｄ，８ｄおよび第３格子領域７ｅ，８ｅによってそれぞれ回折される光ビームを受光する複数の受光領域を有する。本実施の形態の受光素子９は、図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、１０個の受光領域Ｄ１〜Ｄ１０を有している。各受光領域Ｄ１〜Ｄ１０は、ＣＤおよびＤＶＤの情報を読取り、かつＦＥＳ、ＴＥＳおよび再生信号（略称：ＲＦ）を検出するために選択的に用いられる。
【００８７】
また受光素子９は、各受光領域Ｄ１〜Ｄ１０の長手方向が第１および第２偏光ホログラム回折格子７，８による回折方向と平行になるように設けられる。各受光領域Ｄ１〜Ｄ１０の長手方向の長さ寸法は、光源である第１および第２半導体レーザ素子１，２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。これによって、温度変化などによる第１および第２半導体レーザ素子１，２の波長変動が生じた場合でも、光ビームを確実に受光して所望の信号を取得することができる。また、受光素子９は、各受光領域Ｄ１〜Ｄ１０の長手方向の長さ寸法を大きくしすぎると静電容量が増加し、各受光領域Ｄ１〜Ｄ１０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寸法に形成するようにする。
【００８８】
本実施の形態では、ＤＶＤおよびＣＤの情報を読取るために必要なＦＥＳを検出する場合、ナイフエッジ法を用いる。また、本実施の形態では、ＤＶＤの情報を読取るために必要なＴＥＳを検出する場合、位相差（Differential Phase Detection；略称：ＤＰＤ）法を用い、ＣＤの情報を読取るために必要なＴＥＳを検出する場合、差動プッシュプル（
Differential Push-Pull；略称：ＤＰＰ）法を用いる。
【００８９】
図８において、受光領域Ｄ２，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６，Ｄ７，Ｄ９の出力信号に基づいて、ＣＤおよびＤＶＤのＲＦが検出される。また、受光領域Ｄ２およびＤ９の出力信号に基づいて、ＤＶＤのＤＰＤ法に基づくＴＥＳが検出される。以上のように、ＲＦおよびＤＰＤ法に基づくＴＥＳのように高周波成分を含み、光記録媒体２６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は、高い応答速度が要求される。
【００９０】
さらに、受光領域Ｄ１，Ｄ３，Ｄ８，Ｄ１０の出力信号に基づいて、ＣＤのＴＥＳが検出され、受光領域Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６，Ｄ７の出力信号に基づいて、ＣＤおよびＤＶＤのＦＥＳが検出される。ＣＤのＴＥＳを検出するための受光領域Ｄ１，Ｄ３，Ｄ８，Ｄ１０は、高い応答速度は要求されない。また受光領域Ｄ４，Ｄ７は、２層ディスクであるＤＶＤを読取るときに発生するＦＥＳへの迷光を相殺するための受光領域であり、信号再生中は光が入射しないので、高い応答速度は要求されない。
【００９１】
図８において、ホログラムレーザユニット１４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同士の内部結線をしてもよい。たとえば、本実施の形態では、ＦＥＳ検出用の受光領域Ｄ４と受光領域Ｄ６および受光領域Ｄ５と受光領域Ｄ７をそれぞれ内部結線することができる。また、ＤＰＰ法に基づくＴＥＳ検出用の受光領域Ｄ１と受光領域Ｄ３および受光領域Ｄ８と受光領域Ｄ１０をそれぞれ内部結線することができる。図８では、受光領域Ｄ１と受光領域Ｄ３との内部結線時の出力信号をＰ１、受光領域Ｄ５と受光領域Ｄ７との内部結線時の出力信号をＰ３、受光領域Ｄ４と受光領域Ｄ６との内部結線時の出力信号をＰ４、受光領域Ｄ８と受光領域Ｄ１０との内部結線時の出力信号をＰ５で表している。また受光領域Ｄ２，Ｄ６の出力信号をそれぞれＰ２，Ｐ６で表している。
【００９２】
ＤＶＤの情報記録面で反射された光が第２偏光ホログラム回折格子８で回折され、受光素子９の各受光領域Ｄ１〜Ｄ１０で受光され、各受光領域Ｄ１〜Ｄ１０から出力される信号に基づくＦＥＳ、ＴＥＳおよびＲＦは、それぞれ以下に示す式（１）〜式（３）に基づいて検出される。
ＦＥＳ＝Ｐ３−Ｐ４                                              …（１）
ＴＥＳ＝Phase（Ｐ２−Ｐ６）                                     …（２）
ＲＦ＝Ｐ２＋Ｐ３＋Ｐ４＋Ｐ６                                  …（３）
【００９３】
ＣＤの情報記録面で反射された光が第１偏光ホログラム回折格子７で回折され、受光素子９の各受光領域Ｄ１〜Ｄ１０で受光され、各受光領域Ｄ１〜Ｄ１０から出力される信号に基づくＦＥＳ、ＴＥＳおよびＲＦは、それぞれ以下に示す式（４）〜式（６）に基づいて検出される。
ＦＥＳ＝Ｐ３−Ｐ４                                              …（４）
ＴＥＳ＝（Ｐ２−Ｐ６）−Ｋ（Ｐ１−Ｐ５）                        …（５）
ＲＦ＝Ｐ２＋Ｐ３＋Ｐ４＋Ｐ６                                  …（６）
【００９４】
ここで、式（５）の係数Ｋは、３ビーム用回折格子６によって回折された１つのメインビームと２つのサブビームとの光量比を補正する定数である。１つのメインビームと２つのサブビームとの光量比が、メインビーム：サブビーム：サブビーム＝ａ：ｂ：ｂ（ａ，ｂ；自然数）であるときの係数Ｋは、Ｋ＝ａ／（２ｂ）によって与えられる。
【００９５】
前述のように、図８（ａ）および図８（ｂ）に示す受光素子９では、ＤＶＤおよびＣＤの情報の読取りに必要なＦＥＳの検出にナイフエッジ法、ＤＶＤの情報の読取りに必要なＴＥＳの検出にＤＰＤ法、ＣＤの情報の読取りに必要なＴＥＳの検出にＤＰＰ法を用いたが、ＤＶＤおよびＣＤの情報の読取りに必要なＦＥＳの検出に、たとえばスポットサイズ法を用いてもよいし、ＤＶＤの情報の読取りに必要なＴＥＳの検出に、たとえばＤＰＰ法、ＣＤの情報の読取りに必要なＴＥＳの検出に、たとえばＤＰＤ法をそれぞれ用いてもよい。
【００９６】
図９は、第１および第２偏光ホログラム回折格子７，８と、第１および第２偏光ホログラム回折格子７，８によって回折された光ビームを受光する受光素子９とを示す図である。図９（ａ）は、第２偏光ホログラム回折格子８と、第１半導体レーザ素子１から出射されたレーザ光の光記録媒体２６における反射光が、第２偏光ホログラム回折格子８によって回折され、受光素子９に入射した光ビームのスポット形状の一例とを示す図である。図９（ｂ）は、第１偏光ホログラム回折格子７と、第２半導体レーザ素子２から出射されたレーザ光の光記録媒体２６における反射光が、第１偏光ホログラム回折格子７によって回折され、受光素子９に入射した光ビームのスポット形状の一例とを示す図である。
【００９７】
図９（ａ）に示す第２偏光ホログラム回折格子８は、第１半導体レーザ素子１から出射され、ＤＶＤの情報記録面で反射された光を回折して、受光素子９に導く。図９（ｂ）に示す第１偏光ホログラム回折格子７は、第２半導体レーザ素子２から出射され、ＣＤの情報記録面で反射された光を回折して、受光素子９に導く。図９（ａ）および図９（ｂ）に示す第１および第２偏光ホログラム回折格子７，８の形状および機能は、図８（ａ）および図８（ｂ）に示す第１および第２偏光ホログラム回折格子７，８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。
【００９８】
図９（ａ）および図９（ｂ）に示す受光素子９は、第１および第２偏光ホログラム回折格子７，８の第１格子領域７ｃ，８ｃ、第２格子領域７ｄ，８ｄおよび第３格子領域７ｅ，８ｅによってそれぞれ回折される光ビームを受光する複数の受光領域を有する。本実施の形態の受光素子９は、図９（ａ）および図９（ｂ）に示すように、１２個の受光領域Ｓ１〜Ｓ１２を有している。各受光領域Ｓ１〜Ｓ１２は、ＣＤおよびＤＶＤの情報を読取り、かつＦＥＳ、ＴＥＳおよびＲＦを検出するために選択的に用いられる。
【００９９】
図９（ａ）および図９（ｂ）では、ＤＶＤおよびＣＤの情報を読取るために必要なＦＥＳの検出には、ナイフエッジ法を用いる。また、ＤＶＤの情報を読取るために必要なＴＥＳの検出にはＤＰＤ法、ＣＤの情報を読取るために必要なＴＥＳの検出には３ビーム法を用いる。
【０１００】
図９において、受光領域Ｓ２，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ１１の出力信号に基づいて、ＣＤおよびＤＶＤのＲＦが検出される。また、受光領域Ｓ２およびＳ１１の出力信号に基づいて、ＤＶＤのＤＰＤ法に基づくＴＥＳが検出される。さらに、受光領域Ｓ１，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ９，Ｓ１０，Ｓ１２の出力信号に基づいて、ＣＤのＴＥＳが検出される。受光領域Ｓ５，Ｓ８は、２層ディスクであるＤＶＤの情報を読取るときに発生するＦＥＳへの迷光を相殺するための受光領域であり、信号再生中は光が入射しないので、高い応答速度は要求されない。
【０１０１】
図９では、同じ信号を検出する受光領域同士の内部結線の状態を示していないが、図８と同様に、ホログラムレーザユニット１４の出力端子を少なくするために、内部結線をしてもよい。たとえば、本実施の形態では、ＦＥＳ検出用の受光領域Ｓ５と受光領域Ｓ７および受光領域Ｓ６と受光領域Ｓ８をそれぞれ内部結線することができる。また、３ビーム法に基づくＴＥＳ検出用の受光領域Ｓ１、受光領域Ｓ４および受光領域Ｓ１０ならびに受光領域Ｓ３、受光領域Ｓ９および受光領域Ｓ１２をそれぞれ内部結線することができる。
【０１０２】
ＤＶＤの情報記録面で反射された光が第２偏光ホログラム回折格子８で回折され、受光素子９の各受光領域Ｓ１〜Ｓ１２で受光され、各受光領域Ｓ１〜Ｓ１２から出力される信号に基づくＦＥＳ、ＴＥＳおよびＲＦは、それぞれ以下に示す式（７）〜式（９）に基づいて検出される。
ＦＥＳ＝（Ｓ５＋Ｓ７）−（Ｓ６＋Ｓ８）                          …（７）
ＴＥＳ＝Ｓ２−Ｓ１１                                            …（８）
ＲＦ＝Ｓ２＋（Ｓ５＋Ｓ７）＋（Ｓ６＋Ｓ８）＋Ｓ１１            …（９）
【０１０３】
ＣＤの情報記録面で反射された光が第１偏光ホログラム回折格子７で回折され、受光素子９の各受光領域Ｓ１〜Ｓ１２で受光され、各受光領域Ｓ１〜Ｓ１２から出力される信号に基づくＦＥＳ、ＴＥＳおよびＲＦは、それぞれ以下に示す式（１０）〜式（１２）に基づいて検出される。
ＦＥＳ＝（Ｓ５＋Ｓ７）−（Ｓ６＋Ｓ８）                          …（10）
ＴＥＳ＝（Ｓ１＋Ｓ４＋Ｓ１０）−（Ｓ３＋Ｓ９＋Ｓ１２）          …（11）
ＲＦ＝Ｓ２＋（Ｓ５＋Ｓ７）＋（Ｓ６＋Ｓ８）＋Ｓ１１            …（12）
【０１０４】
前述のように、図９（ａ）および図９（ｂ）に示す受光素子９では、ＤＶＤおよびＣＤの情報の読取りに必要なＦＥＳの検出にナイフエッジ法、ＤＶＤの情報の読取りに必要なＴＥＳの検出にＤＰＤ法、ＣＤの情報の読取りに必要なＴＥＳの検出に３ビーム法を用いたが、ＤＶＤおよびＣＤの情報の読取りに必要なＦＥＳの検出に、たとえばスポットサイズ法を用いてもよいし、ＤＶＤおよびＣＤの情報の読取りに必要なＴＥＳの検出に、たとえばＤＰＰ法をそれぞれ用いてもよい。
【０１０５】
図１０は、本発明の実施の他の形態であるホログラム結合体３を含むホログラムレーザユニット４０の構成を簡略化して示す斜視図である。図１１は、光ピックアップ装置４１の構成を簡略化して示す図である。図１０では、後述するキャップ１２の一部を切り欠いて示している。ホログラムレーザユニット４０は、前述の光ピックアップ装置２１におけるホログラムレーザユニット１４と類似しており、ホログラム結合体３の厚み方向一表面部にλ／４板２３が一体的に形成されて構成される部分のみが異なり、他の構成および機能は同様であるので、対応する部分に同一の参照符を付して、ホログラムレーザユニット１４と同様の構成および機能の説明を省略する。光ピックアップ装置４１は、光記録媒体２６の情報記録面に記録された情報を光学的に読取る処理、および光記録媒体２６の情報記録面に情報を光学的に記録する処理の少なくとも一方の処理を行う装置である。
【０１０６】
図２に示す光ピックアップ装置２１では、コリメートレンズ２２と立上げミラー２４との間にλ／４板２３を配置しているが、図１１に示す光ピックアップ装置４１では、ホログラムレーザユニット４０のホログラム結合体３とλ／４板２３とが一体化される。具体的には、ホログラム結合体３の第２偏光ホログラム基板５の厚み方向一表面部にλ／４板２３が一体的に搭載されて構成される。
【０１０７】
前述のように本実施の形態によれば、λ／４板２３とホログラム結合体３とを一体化してホログラムレーザユニット４０を構成することによって、製造時における光学部品の部品点数および組立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る。また、光学部品の部品点数が削減されたホログラムレーザユニット４０を光ピックアップ装置４１に用いた場合、光ピックアップ装置２１に比べて、ホログラムレーザユニット４０と立上げミラー２４との光路長を短くすることができるので、光ピックアップ装置４１の小型化を図ることができるとともに、光ピックアップ装置４１の製造コストを低減することができる。
【０１０８】
図１２は、本発明の実施のさらに他の形態であるホログラム結合体５３を含むホログラムレーザユニット６５の構成を簡略化して示す斜視図である。図１２では、後述するキャップ６３の一部を切り欠いて示している。ホログラムレーザユニット６５は、ホログラム結合体５３および半導体レーザ装置６４を含んで構成される。半導体レーザ装置６４は、第１半導体レーザ素子５１、第２半導体レーザ素子５２、受光素子６０、ステム６１、電極６２およびキャップ６３を含む。ホログラム結合体５３は、第１基板である無偏光ホログラム基板５４、光学的結合層５５および第２基板である偏光ホログラム基板５６を含む。第１基板である無偏光ホログラム基板５４は、ビーム分割用回折格子５７および第１光学素子である無偏光ホログラム回折格子５８を含み、第２基板である偏光ホログラム基板５６は、第２光学素子である偏光ホログラム回折格子５９を含む。
【０１０９】
光学的結合層５５は、無偏光ホログラム基板５４および偏光ホログラム基板５６の相互に対向する各表面間に介在して積層されている。本実施の形態の無偏光ホログラム基板５４および光学的結合層５５は、光透過性の固体材料から成る。無偏光ホログラム基板５４および光学的結合層５５は、たとえば石英ガラス、ソーダガラスおよび方珪酸ガラス、ならびにアクリル樹脂によって実現される。
【０１１０】
第１半導体レーザ素子５１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半導体レーザ素子５１は、たとえばＤＶＤ（Digital Versatile Disk）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半導体レーザ素子５２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半導体レーザ素子５２は、たとえばＣＤ（Compact Disk）の情報記録面に記録された情報の読取り、およびＣＤの情報記録面への情報の記録を行うときに用いられる。第１および第２半導体レーザ素子５１，５２は、第１半導体レーザ素子５１から出射されるレーザ光の光軸Ｌ１１、および第２半導体レーザ素子５２から出射されるレーザ光の光軸Ｌ２２に垂直な方向に互いに隣接し、かつ板状に形成されるステム６１の厚み方向一表面部上に搭載される。第１半導体レーザ素子５１から出射されるレーザ光の光軸Ｌ１１と、第２半導体レーザ素子５２から出射されるレーザ光の光軸Ｌ２２とは互いに平行である。
【０１１１】
ビーム分割用回折格子５７は、入射されるレーザ光を、回折させることによって１つのメインビームと２つのサブビームとに分割する。無偏光ホログラム回折格子５８は、入射光を回折させる。詳細に述べると、無偏光ホログラム回折格子５８は、入射光の偏光方向に関わらず回折効率が略同一である。偏光ホログラム回折格子５９は、入射光の偏光方向に応じて回折効率が異なる。偏光ホログラム回折格子５９は、たとえば予め定める第１の偏光方向の光に対する回折効率を比較的大きくし、かつ第１の偏光方向と直交する第２の偏光方向の光に対する回折効率を小さくする回折特性を有する。
【０１１２】
本実施の形態では、第１半導体レーザ素子５１から出射され、偏光ホログラム回折格子５９に入射した第１の偏光方向のレーザ光は、回折されずに透過する。偏光ホログラム回折格子５９を透過した光は、後述する５／４波長板７３を通過して光記録媒体に集光した後、光記録媒体で反射されて再度５／４波長板７３を通過することによって、偏光方向が第１の偏光方向と直交する第２の偏光方向に変換されて、偏光ホログラム回折格子５９に入射する。偏光方向が第１の偏光方向から第２の偏光方向に変換された光は、偏光ホログラム回折格子５９によって、予め定める回折方向に回折される。
【０１１３】
また本実施の形態では、第２半導体レーザ素子５２から出射され、偏光ホログラム回折格子５９に入射した第１の偏光方向のレーザ光は、回折されずに透過する。偏光ホログラム回折格子５９を透過した光は、後述する５／４波長板７３を通過して光記録媒体に集光した後、光記録媒体で反射されて再度５／４波長板７３を通過しても、偏光方向は変換されずに第１の偏光方向のまま偏光ホログラム回折格子５９に入射する。偏光ホログラム回折格子５９に入射した第１の偏光方向の光は、偏光ホログラム回折格子５９を透過して無偏光ホログラム回折格子５８に入射する。この無偏光ホログラム回折格子５８に入射した光は、無偏光ホログラム回折格子５８によって、予め定める回折方向に回折される。
【０１１４】
無偏光ホログラム回折格子５８および偏光ホログラム回折格子５９は、第１および第２半導体レーザ素子５１，５２から出射される２つの異なる波長の光のうち、一方の波長の光のみに最適化されている場合および両方の波長の光に対して最適化されている場合がある。一方の波長の光のみに最適化された偏光ホログラム回折格子５９では、他方の波長の光が透過したときに、光量損失が発生する場合がある。このような場合には、書込みを必要とする光記録媒体に用いる波長の光に対して、偏光ホログラム回折格子５９を最適化すればよい。これによって、書込みに必要なレーザ光の光量損失を最小限に抑止することができる。
【０１１５】
受光素子６０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。キャップ６３は、第１および第２半導体レーザ素子５１，５２および受光素子６０と外部との物理的接触を避けるために、第１および第２半導体レーザ素子５１，５２および受光素子６０を封止する封止部材であり、板状に形成されるステム６１の厚み方向一表面部に装着される。これによって、第１および第２半導体レーザ素子５１，５２および受光素子６０は、ステム６１およびキャップ６３によって密封される。電極６２は、ステム６１の厚み方向他表面部からステム６１の厚み方向他方に突出して設けられ、第１および第２半導体レーザ素子５１，５２と電気的に接続されている。
【０１１６】
半導体レーザ装置６４には、直方体状の無偏光ホログラム基板５４が搭載される。詳細に述べると、キャップ６３の前記光軸Ｌ１１，Ｌ２２に垂直な一表面部上に、無偏光ホログラム基板５４が搭載される。無偏光ホログラム基板５４の厚み方向他表面部には、ビーム分割用回折格子５７が形成され、ビーム分割用回折格子５７が形成される表面部と対向する表面部、換言すれば、無偏光ホログラム基板５４の厚み方向一表面部には、無偏光ホログラム回折格子５８が形成される。無偏光ホログラム基板５４の厚み方向一表面部上には、直方体状の光学的結合層５５が搭載される。光学的結合層５５の厚み方向一表面部上には、直方体状の偏光ホログラム基板５６が搭載される。偏光ホログラム基板５６の光学的結合層５５との接合面に対向する表面部、換言すれば、偏光ホログラム基板５６の厚み方向一表面部には、偏光ホログラム回折格子５９が形成される。本実施の形態において、無偏光ホログラム基板５４に形成されるビーム分割用回折格子５７および無偏光ホログラム回折格子５８、ならびに偏光ホログラム基板５６に形成される偏光ホログラム回折格子５９は、たとえばエッチングおよび射出成形によって形成される。
【０１１７】
前述のように本実施の形態によれば、光学的結合層５５は、光透過性の固体材料、たとえば石英ガラスおよびアクリル樹脂で形成する。これによって、可及的に光の散乱および光の減衰を少なくして、無偏光ホログラム基板５４から導かれた光を透過させて偏光ホログラム基板５６へと導くことができる。また、光学的結合層５５を、固体材料で形成することによって、無偏光ホログラム基板５４および偏光ホログラム基板５６などの光学部品に変形および歪みが生じることを防ぎ、第１および第２半導体レーザ素子５１，５２から出射されるレーザ光の光軸Ｌ１１，Ｌ２２がずれてしまうことを回避することができる。
【０１１８】
また本実施の形態によれば、無偏光ホログラム回折格子５８を無偏光ホログラム基板５４に形成し、偏光ホログラム回折格子５９を偏光ホログラム基板５６に形成することによって、入射光の偏光方向に基づいて、所定の偏光方向の入射光のみを所定の方向に回折させたり、透過させたりすることができる。したがって、従来の技術のように入射光が不所望な方向に回折されることによって光利用効率が低減することを防ぐことができる。
【０１１９】
また本実施の形態によれば、無偏光ホログラム基板５４の無偏光ホログラム回折格子５８が形成される表面部と対向する表面部に、ビーム分割用回折格子５７が形成される。このように、無偏光ホログラム回折格子５８が形成される無偏光ホログラム基板５４にビーム分割用回折格子５７を形成することによって、ビーム分割用回折格子５７を単独で設ける場合に比べて、光学部品の部品点数を削減することができる。また、光学部品の部品点数が削減されたホログラム結合体６５を、たとえば光ピックアップ装置に用いた場合、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。
【０１２０】
また本実施の形態によれば、ビーム分割用回折格子５７は、入射光を１つのメインビームと２つのサブビームとに分割する。このように、ビーム分割用回折格子５７によって、入射光を１つのメインビームと２つのサブビームとに分割することによって、たとえばメインビームおよびサブビームが光記録媒体で反射されて受光素子で受光されたときに出力される信号に基づいて、光記録媒体に集光された光のトラック中心からのずれを修正して、光を正確にトラックに追従させるために用いられるトラッキング誤差信号を得ることができる。
【０１２１】
図１３は、光ピックアップ装置７１の構成を簡略化して示す図である。光ピックアップ装置７１は、ホログラムレーザユニット６５、コリメートレンズ７２、５／４波長板７３、立上げミラー７４および対物レンズ７５を含んで構成される。光ピックアップ装置７１は、光ディスク状記録媒体（以下、単に「光記録媒体」と表記する）７６の情報記録面に記録された情報を光学的に読取る処理、および光記録媒体７６の情報記録面に情報を光学的に記録する処理の少なくとも一方の処理を行う装置である。光記録媒体７６は、たとえばＣＤおよびＤＶＤである。
【０１２２】
コリメートレンズ７２は、入射したレーザ光を平行光にする。５／４波長板（以下、「５λ／４板」と表記する場合がある）７３は、第１および第２半導体レーザ素子５１，５２からそれぞれ出射される２つの異なる波長帯域のレーザ光に対して、それぞれ異なる位相差を与える偏光素子であり、光透過性の位相差膜によって実現される。５λ／４板７３は、たとえばポリカーボネート樹脂およびポリビニルアルコール樹脂によって形成される。５λ／４板７３は、第２光学素子である偏光ホログラム回折格子５９が形成される偏光ホログラム基板５６と、後述する対物レンズ７５との間の光経路上に配置される。
【０１２３】
無偏光ホログラム回折格子５８および偏光ホログラム回折格子５９を用いた光ピックアップ装置７１では、異なる波長のレーザ光に対して、それぞれ異なる位相差を生じさせる偏光特性を利用して光利用効率を高くすることが可能となる。
【０１２４】
５λ／４板７３は、第１半導体レーザ素子５１から出射されるレーザ光に対して略９０度の位相差を生じさせる偏光素子、換言すれば、第１半導体レーザ素子５１から出射されるレーザ光に対して１／４波長板として機能する偏光素子である。５λ／４板７３は、第１半導体レーザ素子５１の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。第１半導体レーザ素子５１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５λ／４板７３に入射すると、円偏光のレーザ光に変換される。この円偏光のレーザ光は、立上げミラー７４および対物レンズ７５を通過して、光記録媒体７６の情報記録面に集光する。光記録媒体７６の情報記録面で反射されたレーザ光は、再度５λ／４板７３を通過することによって、５λ／４板７３に入射する前の直線偏光のレーザ光と偏光方向が直交する直線偏光に変換される。
【０１２５】
また、５λ／４板７３は、第２半導体レーザ素子５２から出射されるレーザ光に対して略３６０度の位相差を生じさせる偏光素子、換言すれば、第２半導体レーザ素子５２から出射されるレーザ光に対して波長板として機能する偏光素子である。５λ／４板７３は、第２半導体レーザ素子５２の直線偏光の光が入射されると直線偏光の光のまま透過する。第２半導体レーザ素子５２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５λ／４板７３に入射しても、直線偏光のレーザ光のまま透過する。５λ／４板７３を透過した直線偏光のレーザ光は、立上げミラー７４および対物レンズ７５を通過して、光記録媒体７６の情報記録面に集光する。光記録媒体７６の情報記録面で反射されたレーザ光は、再度５λ／４板７３を通過しても、５λ／４板７３に入射する前の直線偏光のレーザ光と偏光方向が同方向の直線偏光のままである。
【０１２６】
立上げミラー７４は、第１および第２半導体レーザ素子５１，５２から出射され、５λ／４板７３を通過したレーザ光の光経路を９０度屈曲させ、前記レーザ光を対物レンズ７５へと導く。対物レンズ７５は、立上げミラー７４によって屈曲された前記レーザ光を光記録媒体７６に集光させる集光手段である。
【０１２７】
半導体レーザ装置６４のステム６１に設けられている電極６２を介して、光ピックアップ装置７１の光源である第１および第２半導体レーザ素子５１，５２に駆動電圧および駆動電流が供給されると、第１および第２半導体レーザ素子５１，５２からレーザ光が出射される。第１および第２半導体レーザ素子５１，５２から出射された直線偏光のレーザ光は、無偏光ホログラム基板５４に形成されるビーム分割用回折格子５７に入射する。
【０１２８】
ここで、ＤＶＤの情報の読取りに必要なトラッキング誤差信号（以下、「ＴＥＳ」と表記する場合がある）の検出に位相差（Differential Phase Detection；略称：ＤＰＤ）法を用い、ＣＤの情報の読取りに必要なＴＥＳの検出に、３ビーム法または差動プッシュプル（Differential Push-pull；略称：ＤＰＰ）法を用いる場合には、予め定める回折特性を有するビーム分割用回折格子５７が必要となる。ビーム分割用回折格子５７の予め定める回折特性は、第２半導体レーザ素子５２から出射されたレーザ光を回折させることによってメインビームである透過光と２つのサブビームである１次回折光とに分割し、第１半導体レーザ素子５１から出射されたレーザ光は、殆ど回折しないようにする回折特性である。
【０１２９】
前述のような回折特性を有するビーム分割用回折格子５７を形成するには、回折によって生じる不要光をできるだけ少なくするように、ビーム分割用回折格子５７に形成される回折格子溝の長さ寸法を適当に設定する必要がある。たとえば、ビーム分割用回折格子５７に形成される回折格子溝の長さ寸法を１．４μｍにすると、第２半導体レーザ素子５２から出射されたレーザ光に対しては、メインビームの透過率、つまり透過光の透過率が７２％で、かつサブビームの回折効率、つまり１次回折光の回折効率が１２％となり、適当な３ビームの光量比が得られる。また、回折格子溝の長さ寸法を１．４μｍにすると、第１半導体レーザ素子５１から出射されたレーザ光に対する回折効率は、ほぼ０となり、第１半導体レーザ素子５１から出射されたレーザ光を殆ど回折させずに透過させることができる。以下の説明において、メインビームおよび２つのサブビームの少なくともいずれかを指すときには、単に「光」と表記する場合がある。
【０１３０】
ＣＤおよびＤＶＤの情報の読取り、ならびにＣＤおよびＤＶＤへの情報の記録を行うときに必要なＴＥＳを検出するために、差動プッシュプル（Differential Push-pull；略称：ＤＰＰ）法を用いる場合、入射光を１つのメインビームと２つのサブビームとに分割し、２つのサブビームの差信号、詳細にはサブビームのプッシュプル信号の振幅がほぼ０になるように、一方のサブビームに１８０度の位相差を与えるビーム分割用回折格子５７が用いられる。一方のサブビームに１８０度の位相差を与えるようにするために、実際には、ビーム分割用回折格子５７の回折格子溝の周期構造の一部分を、光記録媒体７６の半径方向に相当する方向に直交するトラック方向に１／２ピッチだけずらしてビーム分割用回折格子５７を設計する。
【０１３１】
前述のように本実施の形態によれば、２つのサブビームの差信号、実際にはサブビームのプッシュプル信号の振幅がほぼ０になるように、一方のサブビームに１８０度の位相差を与えるビーム分割用回折格子を用いることによって、トラックのピッチが異なる光記録媒体を用いた場合でも、トラッキング誤差信号を検出するとき、光利用効率を低下させずに、たとえば対物レンズシフトおよびディスクチルトによって発生するオフセットを相殺することができる。これによって、光記録媒体の偏心に対物レンズを追従させて、ビーム分割用回折格子５７によって分割された１つのメインビームおよび２つのサブビームが常に目的のトラックの上をトレースするような安定したトラッキングサーボを行うことができる。また、２つのサブビームの差信号の振幅がほぼ０になるように、一方のサブビームに１８０度の位相差を与えるビーム分割用回折格子５７を用いることによって、回折格子を回転調整してサブビームの位置を調整する必要がなく、光ピックアップ装置７１の組立て調整を簡易化することができる。
【０１３２】
第１および第２半導体レーザ素子５１，５２から出射され、ビーム分割用回折格子７を通過した光は、無偏光ホログラム回折格子５８が形成される無偏光ホログラム基板５４、光学的結合層５５および偏光ホログラム回折格子５９が形成される偏光ホログラム基板５６を透過して、コリメートレンズ７２に入射する。コリメートレンズ７２は、入射した光を平行光にする。コリメートレンズ７２によって平行光にされた光は、５λ／４板７３に入射する。
【０１３３】
第１半導体レーザ素子５１から出射された直線偏光の光が、５λ／４板７３に入射されると右回りの円偏光の光に変換された後、立上げミラー７４によって屈曲されて、対物レンズ７５へ導かれる。対物レンズ７５は、立上げミラー７４によって屈曲された光を、光記録媒体７６の情報記録面に集光する。光記録媒体７６の情報記録面で反射された光は、往路と逆回り、すなわち左回りの円偏光の光に変換され、往路と同じ光経路を辿る。前記反射された光は、再度、５λ／４板７３を通過することによって、円偏光から直線偏光の光に変換される。第１半導体レーザ素子５１から出射され、光記録媒体７６の情報記録面で反射された光は、偏光ホログラム基板５６の偏光ホログラム回折格子５９によって回折されて、受光素子６０によって受光される。
【０１３４】
第２半導体レーザ素子５２から出射された直線偏光の光は、５λ／４板７３に入射されても、直線偏光の光のまま透過し、立上げミラー７４によって屈曲されて、対物レンズ７５へ導かれる。対物レンズ７５は、立上げミラー２４によって屈曲された光を、光記録媒体７６の情報記録面に集光する。光記録媒体７６の情報記録面で反射された光は、往路と同じ光経路を辿り再度、５λ／４板７３を通過しても、第２半導体レーザ素子５２から出射された光と偏光方向が同一方向である直線偏光の光のままである。第２半導体レーザ素子５２から出射され、光記録媒体７６の情報記録面で反射された光は、偏光ホログラム基板５６に形成される偏光ホログラム回折格子５９では、直線偏光の光であるため殆ど回折しない。これによって、可及的に不要光の発生を低減することができる。また、第２半導体レーザ素子５２から出射され、光記録媒体７６の情報記録面で反射された光は、偏光ホログラム基板５６および光学的結合層５５を透過し、無偏光ホログラム基板５４に形成される無偏光ホログラム回折格子５８によって回折されて、受光素子６０によって受光される。
【０１３５】
前述のように本実施の形態によれば、無偏光ホログラム回折格子５８および偏光ホログラム回折格子５９は、第１および第２半導体レーザ素子５１，５２から出射されて入射したレーザ光を透過させ、この透過した光の光記録媒体７６による反射光を共通な受光素子６０の所定の領域に回折させる回折特性を有している。したがって、無偏光ホログラム回折格子５８および偏光ホログラム回折格子５９によって回折された光を受光素子６０で受光して、たとえばＣＤおよびＤＶＤの情報の読取り、ならびにＣＤおよびＤＶＤへの情報の記録を行うために必要な信号を容易に検出することができる。
【０１３６】
また本実施の形態によれば、ホログラム回折格子が発振波長毎に個別に設けられる。詳細には、無偏光ホログラム回折格子５８と偏光ホログラム回折格子５９とが設けられる。したがって、１つのホログラム回折格子で２つの異なる波長帯域の光に対して光軸調整などの光学的調整を行う場合に比べて、高精度に光学的調整を行うことができるとともに、第１および第２半導体レーザ素子５１，５２ならびに受光素子６０の実装精度を緩和することができる。これによって、組立て公差が緩和され、歩留りを向上させることができる。
【０１３７】
また本実施の形態によれば、偏光ホログラム回折格子５９が形成される偏光ホログラム基板５６と、対物レンズ７５との間の光経路上に、５λ／４板７３を配置することによって、第１および第２半導体レーザ素子５１，５２から出射される第１および第２の波長帯域の光ビームに対してそれぞれ異なる位相差を与えて、各光ビームの偏光方向の調整を行うことができる。また、第１および第２の波長帯域の光ビームに対して、５λ／４板７３を共用することができるので、光ピックアップ装置７１の光学部品の部品点数を増やすことなく、可及的に光の回折などに起因する不要光の発生を防ぎ、光利用効率が低下することを防ぐことができる。これによって、たとえばＣＤおよびＤＶＤの情報の読取り、ならびにＣＤおよびＤＶＤへの情報の記録を正確に行うことができる。
【０１３８】
図１４は、偏光ホログラム基板５６を示す断面図である。偏光ホログラム基板５６は、透明基板３１、複屈折層３２および等方性オーバーコート層３３を含んで構成される。偏光ホログラム基板５６は、前述の実施の形態で説明した第１偏光ホログラム基板４と同一の構成であるので、対応する部分に同一の参照符を付して説明を省略する。また、偏光ホログラム基板５６の製造工程は、前述の実施の形態で説明した第１偏光ホログラム基板４の製造工程と同一であるので、説明を省略する。
【０１３９】
無偏光ホログラム基板５４および偏光ホログラム基板５６を形成した後に、後述する組立工程に従って、無偏光ホログラム基板５４、光学的結合層５５および偏光ホログラム基板５６を一体に形成してホログラム結合体５３を形成する。まず、無偏光ホログラム基板５４の厚み方向一表面部上に、光学的結合層５５を積載して透光性接着剤、たとえば紫外線硬化性樹脂を塗布し、紫外線を照射することによって固定する。そして、キャップ６３の前記光軸Ｌ１１，Ｌ２２に垂直な一表面部上に、前述した無偏光ホログラム基板５４の厚み方向一表面部上に光学的結合層５５を積載して固定した光学部品を積載する。次に、光学的結合層５５の厚み方向一表面部上に、偏光ホログラム基板５６を積載する。そして、第２半導体レーザ素子５２から発振波長が７８０ｎｍのレーザ光を出射させて、フォーカス誤差信号（以下、「ＦＥＳ」と表記する場合がある）およびトラッキング誤差信号（以下、「ＴＥＳ」と表記する場合がある）のオフセット調整ならびに光軸調整などの光学的調整を行う。
【０１４０】
次に、第１半導体レーザ素子５１から発振波長が６５０ｎｍのレーザ光を出射させて、ＦＥＳおよびＴＥＳのオフセット調整ならびに光軸調整などの光学的調整を行う。第１および第２半導体レーザ素子５１，５２からそれぞれ出射されるレーザ光に対する光学的調整を行った後は、透光性接着剤、たとえば紫外線硬化性樹脂を塗布し、紫外線を照射することによって、無偏光ホログラム基板５４および光学的結合層５５、ならびに光学的結合層５５および偏光ホログラム基板５６をそれぞれ固定する。このようにして、無偏光ホログラム基板５４と偏光ホログラム基板５６とが、光学的結合層５５を介して一体となったホログラム結合体５３が形成される。
【０１４１】
本実施の形態において、無偏光ホログラム基板５４は、半導体レーザ装置６４のキャップ６３の厚み方向一表面にその周縁領域を露出させた状態で接合され、光学的結合層５５は、無偏光ホログラム基板５４の厚み方向一表面にその周縁領域を露出させた状態で接合され、偏光ホログラム基板５６は、光学的結合層５５の厚み方向一表面にその周縁領域を露出させた状態で接合される。
【０１４２】
ここで半導体レーザ装置６４の無偏光ホログラム基板５４に臨む第１表面６３ａ、無偏光ホログラム基板５４の半導体レーザ装置６４に臨む第２表面５４ａ、無偏光ホログラム基板５４の光学的結合層５５に臨む第３表面５４ｂ、光学的結合層５５の無偏光ホログラム基板５４に臨む第４表面５５ａ、光学的結合層５５の偏光ホログラム基板５６に臨む第５表面５５ｂ、および偏光ホログラム基板５６の光学的結合層５５に臨む第６表面５６ａは、それぞれ平面であり、かつ互いに平行である。また、第１および第２半導体レーザ素子５１，５２からそれぞれ出射されるレーザ光の各光軸Ｌ１１，Ｌ２２は、前記第１〜第６表面６３ａ，５４ａ，５４ｂ，５５ａ，５５ｂ，５６ａに対して垂直である。
【０１４３】
半導体レーザ装置６４の周縁領域と、無偏光ホログラム基板５４における前記半導体レーザ装置６４の周縁領域に臨む外周面とが交差する角隅部分に、透光性接着剤、たとえば紫外線硬化性樹脂を塗布して紫外線を照射することによって、半導体レーザ装置６４と無偏光ホログラム基板５４とを接着することができる。また、無偏光ホログラム基板５４の周縁領域と、光学的結合層５５における前記無偏光ホログラム基板５４の周縁領域に臨む外周面とが交差する角隅部分に、透光性接着剤、たとえば紫外線硬化性樹脂を塗布して紫外線を照射することによって、無偏光ホログラム基板５４と光学的結合層５５とを接着することができる。また、光学的結合層５５の周縁領域と、偏光ホログラム基板５６における前記光学的結合層５５の周縁領域に臨む外周面とが交差する角隅部分に、透光性接着剤、たとえば紫外線硬化性樹脂を塗布して紫外線を照射することによって、光学的結合層と第２基板とを接着することができる。本実施の形態では、無偏光ホログラム基板５４、光学的結合層５５および偏光ホログラム基板５６の積載順序と、組立順序とは同一である。
【０１４４】
前述のように本実施の形態によれば、無偏光ホログラム基板５４を、半導体レーザ装置６４のキャップ６３の厚み方向一表面にその周縁領域を露出させた状態で接合し、光学的結合層５５を、無偏光ホログラム基板５４の厚み方向一表面にその周縁領域を露出させた状態で接合し、偏光ホログラム基板５６を、光学的結合層５５の厚み方向一表面にその周縁領域を露出させた状態で接合することによって、半導体レーザ装置６４および無偏光ホログラム基板５４、無偏光ホログラム基板５４および光学的結合層５５、ならびに光学的結合層５５および偏光ホログラム基板５６をそれぞれ接着するための接着剤を塗布する領域を確保することができる。したがって、この確保された領域に、透光性接着剤、たとえば紫外線硬化性樹脂をそれぞれ塗布して紫外線を照射するだけで、半導体レーザ装置６４および無偏光ホログラム基板５４、無偏光ホログラム基板５４および光学的結合層５５、ならびに光学的結合層５５および偏光ホログラム基板５６をそれぞれ容易に接着することができ、接着作業の簡易化を図ることができる。
【０１４５】
本実施の形態では、無偏光ホログラム基板５４および偏光ホログラム基板５６の相互に対向する各表面間に、石英ガラスおよびアクリル樹脂などによって実現される光学的結合層５５を介在させることによって、たとえば第１半導体レーザ素子５１から発振波長が６５０ｎｍのレーザ光を出射させたとき、偏光ホログラム基板５６に形成される偏光ホログラム回折格子５９で回折された光が、無偏光ホログラム基板５４に形成される無偏光ホログラム回折格子５８に入射して回折されてしまうことを防ぐことができる。また、偏光ホログラム回折格子５９を用いて複数の波長帯域の光に対して光軸調整などの光学的調整を行うとき、予め無偏光ホログラム基板５４上に光学的結合層５５を搭載して固定しておくことによって、偏光ホログラム基板５６の回転動作などによって無偏光ホログラム基板５４に形成される無偏光ホログラム回折格子５８が損傷することを防ぐことができる。
【０１４６】
図１５は、無偏光ホログラム回折格子５８および偏光ホログラム回折格子５９、ならびに無偏光ホログラム回折格子５８および偏光ホログラム回折格子５９によってそれぞれ回折された光ビームを受光する受光素子６０を示す図である。図１５（ａ）は、偏光ホログラム回折格子５９と、第１半導体レーザ素子５１から出射されたレーザ光の光記録媒体７６における反射光が、偏光ホログラム回折格子５９によって回折され、受光素子６０に入射した光ビームのスポット形状の一例とを示す図である。図１５（ｂ）は、無偏光ホログラム回折格子５８と、第２半導体レーザ素子５２から出射されたレーザ光の光記録媒体７６における反射光が、無偏光ホログラム回折格子５８によって回折され、受光素子６０に入射した光ビームのスポット形状の一例とを示す図である。
【０１４７】
図１５（ａ）に示す偏光ホログラム回折格子５９は、第１半導体レーザ素子５１から出射され、ＤＶＤの情報記録面で反射された光を回折して、受光素子６０に導く。図１５（ｂ）に示す無偏光ホログラム回折格子５８は、第２半導体レーザ素子５２から出射され、ＣＤの情報記録面で反射された光を回折して、受光素子６０に導く。
【０１４８】
光記録媒体７６と対物レンズ７５との相対的な移動によって受光素子６０上の光ビームのスポット形状が変化したときの出力信号を検出して、光記録媒体７６と対物レンズ７５との間隔を一定に保持するためには、偏光ホログラム回折格子５９および無偏光ホログラム回折格子５８は、少なくとも２つ以上の格子領域に分割する必要がある。本実施の形態の偏光ホログラム回折格子５９は、図１５（ａ）に示すように、円形状であって、第１格子領域５９ｃ、第２格子領域５９ｄおよび第３格子領域５９ｅを有する。第１格子領域５９ｃは、第１分割線５９ａによって分割される２つの半円形状の領域のうち一方の領域である。第２格子領域５９ｄは、前記２つの半円形状の領域のうち他方の半円形状の領域を、前記第１分割線５９ａに垂直な第２分割線５９ｂによって分割される２つの１／４円状の領域のうち一方の領域である。第３格子領域５９ｅは、前記２つの１／４円状の領域のうち他方の領域である。
【０１４９】
また、本実施の形態の無偏光ホログラム回折格子５８は、図１５（ｂ）に示すように、円形状であって、第１格子領域５８ｃ、第２格子領域５８ｄおよび第３格子領域５８ｅを有する。第１格子領域５８ｃは、第１分割線５８ａによって分割される２つの半円形状の領域のうち一方の領域である。第２格子領域５８ｄは、前記２つの半円形状の領域のうち他方の半円形状の領域を、前記第１分割線５８ａに垂直な第２分割線５８ｂによって分割される２つの１／４円状の領域のうち一方の領域である。第３格子領域５８ｅは、前記２つの１／４円状の領域のうち他方の領域である。
【０１５０】
受光素子６０は、偏光ホログラム回折格子５９および無偏光ホログラム回折格子５８の第１格子領域５９ｃ，５８ｃ、第２格子領域５９ｄ，５８ｄおよび第３格子領域５９ｅ，５８ｅによってそれぞれ回折される光ビームを受光する複数の受光領域を有する。本実施の形態の受光素子６０は、図１５（ａ）および図１５（ｂ）に示すように、１０個の受光領域Ｄ１〜Ｄ１０を有している。各受光領域Ｄ１〜Ｄ１０は、ＣＤおよびＤＶＤの情報を読取り、かつＦＥＳ、ＴＥＳおよび再生信号（略称：ＲＦ）を検出するために選択的に用いられる。
【０１５１】
また受光素子６０は、各受光領域Ｄ１〜Ｄ１０の長手方向が偏光ホログラム回折格子５９および無偏光ホログラム回折格子５８による回折方向と平行になるように設けられる。各受光領域Ｄ１〜Ｄ１０の長手方向の長さ寸法は、光源である第１および第２半導体レーザ素子５１，５２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。これによって、温度変化などによる第１および第２半導体レーザ素子５１，５２の波長変動が生じた場合でも、光ビームを確実に受光して所望の信号を取得することができる。また、受光素子６０は、各受光領域Ｄ１〜Ｄ１０の長手方向の長さ寸法を大きくしすぎると静電容量が増加し、各受光領域Ｄ１〜Ｄ１０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寸法に形成するようにする。
【０１５２】
本実施の形態では、ＤＶＤおよびＣＤの情報を読取るために必要なＦＥＳを検出する場合、ナイフエッジ法を用いる。また、本実施の形態では、ＤＶＤの情報を読取るために必要なＴＥＳを検出する場合、位相差（Differential Phase Detection；略称：ＤＰＤ）法を用い、ＣＤの情報を読取るために必要なＴＥＳを検出する場合、差動プッシュプル（
Differential Push-Pull；略称：ＤＰＰ）法を用いる。
【０１５３】
図１５において、受光領域Ｄ２，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６，Ｄ７，Ｄ９の出力信号に基づいて、ＣＤおよびＤＶＤのＲＦが検出される。また、受光領域Ｄ２およびＤ９の出力信号に基づいて、ＤＶＤのＤＰＤ法に基づくＴＥＳが検出される。以上のように、ＲＦおよびＤＰＤ法に基づくＴＥＳのように高周波成分を含み、光記録媒体７６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は、高い応答速度が要求される。
【０１５４】
さらに、受光領域Ｄ１，Ｄ３，Ｄ８，Ｄ１０の出力信号に基づいて、ＣＤのＴＥＳが検出され、受光領域Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６，Ｄ７の出力信号に基づいて、ＣＤおよびＤＶＤのＦＥＳが検出される。ＣＤのＴＥＳを検出するための受光領域Ｄ１，Ｄ３，Ｄ８，Ｄ１０は、高い応答速度は要求されない。また受光領域Ｄ４，Ｄ７は、２層ディスクであるＤＶＤを読取るときに発生するＦＥＳへの迷光を相殺するための受光領域であり、信号再生中は光が入射しないので、高い応答速度は要求されない。
【０１５５】
図１５において、ホログラムレーザユニット６５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同士の内部結線をしてもよい。たとえば、本実施の形態では、ＦＥＳ検出用の受光領域Ｄ４と受光領域Ｄ６および受光領域Ｄ５と受光領域Ｄ７をそれぞれ内部結線することができる。また、ＤＰＰ法に基づくＴＥＳ検出用の受光領域Ｄ１と受光領域Ｄ３および受光領域Ｄ８と受光領域Ｄ１０をそれぞれ内部結線することができる。図１５では、受光領域Ｄ１と受光領域Ｄ３との内部結線時の出力信号をＰ１、受光領域Ｄ５と受光領域Ｄ７との内部結線時の出力信号をＰ３、受光領域Ｄ４と受光領域Ｄ６との内部結線時の出力信号をＰ４、受光領域Ｄ８と受光領域Ｄ１０との内部結線時の出力信号をＰ５で表している。また受光領域Ｄ２，Ｄ６の出力信号をそれぞれＰ２，Ｐ６で表している。
【０１５６】
ＤＶＤの情報記録面で反射された光が偏光ホログラム回折格子５９で回折され、受光素子６０の各受光領域Ｄ１〜Ｄ１０で受光され、各受光領域Ｄ１〜Ｄ１０から出力される信号に基づくＦＥＳ、ＴＥＳおよびＲＦは、それぞれ前述の式（１）〜式（３）に基づいて検出される。ＣＤの情報記録面で反射された光が無偏光ホログラム回折格子５８で回折され、受光素子６０の各受光領域Ｄ１〜Ｄ１０で受光され、各受光領域Ｄ１〜Ｄ１０から出力される信号に基づくＦＥＳ、ＴＥＳおよびＲＦは、それぞれ前述の式（４）〜式（６）に基づいて検出される。
【０１５７】
前述のように、図１５（ａ）および図１５（ｂ）に示す受光素子６０では、ＤＶＤおよびＣＤの情報の読取りに必要なＦＥＳの検出にナイフエッジ法、ＤＶＤの情報の読取りに必要なＴＥＳの検出にＤＰＤ法、ＣＤの情報の読取りに必要なＴＥＳの検出にＤＰＰ法を用いたが、ＤＶＤおよびＣＤの情報の読取りに必要なＦＥＳの検出に、たとえばスポットサイズ法を用いてもよいし、ＤＶＤの情報の読取りに必要なＴＥＳの検出に、たとえばＤＰＰ法、ＣＤの情報の読取りに必要なＴＥＳの検出に、たとえばＤＰＤ法をそれぞれ用いてもよい。
【０１５８】
図１６は、無偏光ホログラム回折格子５８および偏光ホログラム回折格子５９、ならびに無偏光ホログラム回折格子５８および偏光ホログラム回折格子５９によってそれぞれ回折された光ビームを受光する受光素子６０を示す図である。図１６（ａ）は、偏光ホログラム回折格子５９と、第１半導体レーザ素子５１から出射されたレーザ光の光記録媒体７６における反射光が、偏光ホログラム回折格子５９によって回折され、受光素子６０に入射した光ビームのスポット形状の一例とを示す図である。図１６（ｂ）は、無偏光ホログラム回折格子５８と、第２半導体レーザ素子５２から出射されたレーザ光の光記録媒体７６における反射光が、無偏光ホログラム回折格子５８によって回折され、受光素子６０に入射した光ビームのスポット形状の一例とを示す図である。
【０１５９】
図１６（ａ）に示す偏光ホログラム回折格子５９は、第１半導体レーザ素子５１から出射され、ＤＶＤの情報記録面で反射された光を回折して、受光素子６０に導く。図１６（ｂ）に示す無偏光ホログラム回折格子５８は、第２半導体レーザ素子５２から出射され、ＣＤの情報記録面で反射された光を回折して、受光素子６０に導く。図１６（ａ）および図１６（ｂ）にそれぞれ示す偏光ホログラム回折格子５９および無偏光ホログラム回折格子５８の形状ならびに機能は、図１５（ａ）および図１５（ｂ）にそれぞれ示す偏光ホログラム回折格子５９および無偏光ホログラム回折格子５８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。
【０１６０】
図１６（ａ）および図１６（ｂ）に示す受光素子６０は、偏光ホログラム回折格子５９および無偏光ホログラム回折格子５８の第１格子領域５９ｃ，５８ｃ、第２格子領域５９ｄ，５８ｄおよび第３格子領域５９ｅ，５８ｅによってそれぞれ回折される光ビームを受光する複数の受光領域を有する。本実施の形態の受光素子６０は、図１６（ａ）および図１６（ｂ）に示すように、１２個の受光領域Ｓ１〜Ｓ１２を有している。各受光領域Ｓ１〜Ｓ１２は、ＣＤおよびＤＶＤの情報を読取り、かつＦＥＳ、ＴＥＳおよびＲＦを検出するために選択的に用いられる。
【０１６１】
図１６（ａ）および図１６（ｂ）では、ＤＶＤおよびＣＤの情報を読取るために必要なＦＥＳの検出には、ナイフエッジ法を用いる。また、ＤＶＤの情報を読取るために必要なＴＥＳの検出にはＤＰＤ法、ＣＤの情報を読取るために必要なＴＥＳの検出には３ビーム法を用いる。
【０１６２】
図１６において、受光領域Ｓ２，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ１１の出力信号に基づいて、ＣＤおよびＤＶＤのＲＦが検出される。また、受光領域Ｓ２およびＳ１１の出力信号に基づいて、ＤＶＤのＤＰＤ法に基づくＴＥＳが検出される。さらに、受光領域Ｓ１，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ９，Ｓ１０，Ｓ１２の出力信号に基づいて、ＣＤのＴＥＳが検出される。受光領域Ｓ５，Ｓ８は、２層ディスクであるＤＶＤの情報を読取るときに発生するＦＥＳへの迷光を相殺するための受光領域であり、信号再生中は光が入射しないので、高い応答速度は要求されない。
【０１６３】
図１６では、同じ信号を検出する受光領域同士の内部結線の状態を示していないが、図１５と同様に、ホログラムレーザユニット６５の出力端子を少なくするために、内部結線をしてもよい。たとえば、本実施の形態では、ＦＥＳ検出用の受光領域Ｓ５と受光領域Ｓ７および受光領域Ｓ６と受光領域Ｓ８をそれぞれ内部結線することができる。また、３ビーム法に基づくＴＥＳ検出用の受光領域Ｓ１、受光領域Ｓ４および受光領域Ｓ１０ならびに受光領域Ｓ３、受光領域Ｓ９および受光領域Ｓ１２をそれぞれ内部結線することができる。
【０１６４】
ＤＶＤの情報記録面で反射された光が偏光ホログラム回折格子５９で回折され、受光素子６０の各受光領域Ｓ１〜Ｓ１２で受光され、各受光領域Ｓ１〜Ｓ１２から出力される信号に基づくＦＥＳ、ＴＥＳおよびＲＦは、それぞれ前述の式（７）〜式（９）に基づいて検出される。ＣＤの情報記録面で反射された光が無偏光ホログラム回折格子５８で回折され、受光素子６０の各受光領域Ｓ１〜Ｓ１２で受光され、各受光領域Ｓ１〜Ｓ１２から出力される信号に基づくＦＥＳ、ＴＥＳおよびＲＦは、それぞれ前述の式（１０）〜式（１２）に基づいて検出される。
【０１６５】
前述のように、図１６（ａ）および図１６（ｂ）に示す受光素子６０では、ＤＶＤおよびＣＤの情報の読取りに必要なＦＥＳの検出にナイフエッジ法、ＤＶＤの情報の読取りに必要なＴＥＳの検出にＤＰＤ法、ＣＤの情報の読取りに必要なＴＥＳの検出に３ビーム法を用いたが、ＤＶＤおよびＣＤの情報の読取りに必要なＦＥＳの検出に、たとえばスポットサイズ法を用いてもよいし、ＤＶＤおよびＣＤの情報の読取りに必要なＴＥＳの検出に、たとえばＤＰＰ法をそれぞれ用いてもよい。
【０１６６】
図１７は、本発明の実施のさらに他の形態であるホログラム結合体５３を含むホログラムレーザユニット８０の構成を簡略化して示す斜視図である。図１８は、光ピックアップ装置８１の構成を簡略化して示す図である。図１７では、キャップ６３の一部を切り欠いて示している。ホログラムレーザユニット８０は、前述の光ピックアップ装置７１におけるホログラムレーザユニット６５と類似しており、ホログラム結合体５３の上部に５λ／４板７３が一体的に形成されて構成される部分のみが異なり、他の構成および機能は同様であるので、対応する部分に同一の参照符を付して、ホログラムレーザユニット６５と同様の構成および機能の説明を省略する。光ピックアップ装置８１は、光記録媒体７６の情報記録面に記録された情報を光学的に読取る処理、および光記録媒体２６の情報記録面に情報を光学的に記録する処理の少なくとも一方の処理を行う装置である。
【０１６７】
図１３に示す光ピックアップ装置７１では、コリメートレンズ７２と立上げミラー７４との間に５λ／４板７３を配置しているが、図１８に示す光ピックアップ装置８１では、ホログラムレーザユニット８０のホログラム結合体５３と５λ／４板７３とが一体化される。具体的には、ホログラム結合体５３の偏光ホログラム基板５６の厚み方向一表面部に５λ／４板７３が一体的に搭載されて構成される。
【０１６８】
前述のように本実施の形態によれば、５λ／４板７３とホログラム結合体５３とを一体化してホログラムレーザユニット８０を構成することによって、製造時における光学部品の部品点数および組立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る。また、光学部品の部品点数が削減されたホログラムレーザユニット８０を光ピックアップ装置８１に用いた場合、光ピックアップ装置７１に比べて、ホログラムレーザユニット８０と立上げミラー７４との光路長を短くすることができるので、光ピックアップ装置８１の小型化を図ることができるとともに、光ピックアップ装置８１の製造コストを低減することができる。
【０１６９】
前述の実施の形態は、本発明の例示に過ぎず、本発明の範囲内において発明の構成を変更してもよい。たとえば、前述の実施の形態では、ＤＶＤおよびＣＤの情報の読取り、ならびにＤＶＤおよびＣＤへの情報の記録に適用したホログラム結合体３，１５，５３、ホログラムレーザユニット１４，４０，６５，８０および光ピックアップ装置２１，４１，７１，８１の構成について述べたが、本発明の他の実施形態では、前述のＤＶＤおよびＣＤに限らず、たとえばＤＶＤ−Ｒ（Digital Versatile Disk-Recordable）およびＣＤ−Ｒ（Compact Disk-Recordable）などの情報を記録可能な光記録媒体に対しても好適に実施することができる。
【０１７０】
また前述の実施の形態では、透光性接着剤として紫外線硬化性樹脂を用いた場合について説明したが、本発明の他の実施の形態では、透光性接着剤として、加熱することによって硬化する熱硬化性樹脂を用いた場合でも好適に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１７１】
【図１】本発明の実施の一形態であるホログラム結合体３を含むホログラムレーザユニット１３の構成を簡略化して示す斜視図である。
【図２】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３】第１偏光ホログラム基板４を示す断面図である。
【図４】第１偏光ホログラム基板４の製造工程を説明するための図である。
【図５】ホログラム結合体３を示す断面図である。
【図６】ホログラム結合体１５の製造工程を説明するための図である。
【図７】ホログラム結合体１５を示す断面図である。
【図８】第１および第２偏光ホログラム回折格子７，８と、第１および第２偏光ホログラム回折格子７，８によって回折された光ビームを受光する受光素子９とを示す図である。
【図９】第１および第２偏光ホログラム回折格子７，８と、第１および第２偏光ホログラム回折格子７，８によって回折された光ビームを受光する受光素子９とを示す図である。
【図１０】本発明の実施の他の形態であるホログラム結合体３を含むホログラムレーザユニット４０の構成を簡略化して示す斜視図である。
【図１１】光ピックアップ装置４１の構成を簡略化して示す図である。
【図１２】本発明の実施のさらに他の形態であるホログラム結合体５３を含むホログラムレーザユニット６５の構成を簡略化して示す斜視図である。
【図１３】光ピックアップ装置７１の構成を簡略化して示す図である。
【図１４】偏光ホログラム基板５６を示す断面図である。
【図１５】無偏光ホログラム回折格子５８および偏光ホログラム回折格子５９、ならびに無偏光ホログラム回折格子５８および偏光ホログラム回折格子５９によってそれぞれ回折された光ビームを受光する受光素子６０を示す図である。
【図１６】無偏光ホログラム回折格子５８および偏光ホログラム回折格子５９、ならびに無偏光ホログラム回折格子５８および偏光ホログラム回折格子５９によってそれぞれ回折された光ビームを受光する受光素子６０を示す図である。
【図１７】本発明の実施のさらに他の形態であるホログラム結合体５３を含むホログラムレーザユニット８０の構成を簡略化して示す斜視図である。
【図１８】光ピックアップ装置８１の構成を簡略化して示す図である。
【符号の説明】
【０１７２】
１，５１  第１半導体レーザ素子
２，５２  第２半導体レーザ素子
３，１５，５３  ホログラム結合体
４  第１偏光ホログラム基板
５  第２偏光ホログラム基板
６  ３ビーム用回折格子
７  第１偏光ホログラム回折格子
８  第２偏光ホログラム回折格子
７ａ，８ａ，５８ａ，５９ａ  第１分割線
７ｂ，８ｂ，５８ｂ，５９ｂ  第２分割線
７ｃ，８ｃ，５８ｃ，５９ｃ  第１格子領域
７ｄ，８ｄ，５８ｄ，５９ｄ  第２格子領域
７ｅ，８ｅ，５８ｅ，５９ｅ  第３格子領域
９，６０  受光素子
１０，６１  ステム
１１，６２  電極
１２，６３  キャップ
１３，６４  半導体レーザ装置
１４，４０，６５，８０  ホログラムレーザユニット
１６  光学基板
２１，４１，７１，８１  光ピックアップ装置
２２，７２  コリメートレンズ
２３  ２波長共通１／４波長板
２４，７４  立上げミラー
２５，７５  対物レンズ
２６，７６  光記録媒体
３１  透明基板
３２  複屈折層
３３  等方性オーバーコート層
３４，３５，５５  光学的結合層
５４  無偏光ホログラム基板
５６  偏光ホログラム基板
５７  ビーム分割用回折格子
５８  無偏光ホログラム回折格子
５９  偏光ホログラム回折格子
７３  ５／４波長板
【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】
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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】
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【図１８】
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