(57)【要約】【課題】簡単な構成で、光源から出射される光の利用効率を高めることのできる光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】光ピックアップ装置２０は、光源２１と、光源２１から出射される光を光記録媒体に集光する対物レンズ２３と、光記録媒体による反射光を分岐する光分岐素子２４と、光分岐素子で分岐された反射光を受光する複数の受光部を有する受光素子２５とを備え、光分岐素子の対物レンズ寄りの面には偏光ホログラム２８が形成され、光分岐素子と対物レンズとの間には１／４波長板２６が設けられる。偏光ホログラムは、光源から出射される往路の光を透過し、１／４波長板を往復通過することによって往路の光に対して偏光方向が９０度回転した復路の光に対しては、０次光を生ぜず±１次光のみ発生するように回折するので、光の利用効率を高めることができる。【選択図】      図１
2005011426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出射する光源と、光源から出射される光を光記録媒体の情報記録面に集光する対物レンズと、光記録媒体によって反射された反射光を分岐する光分岐素子と、光分岐素子によって分岐された反射光を受光する複数の受光部を有する受光素子とを備える光ピックアップ装置において、
光分岐素子の対物レンズ寄りの面には偏光ホログラムが形成され、
光分岐素子と対物レンズとが一体的に設けられ、かつ光分岐素子と対物レンズとの間に４分の１（１／４）波長板が設けられることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記光分岐素子と前記１／４波長板とが一体的に設けられ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】
前記光分岐素子の偏光ホログラムが形成される面に対向する反対側の面には、光を少なくとも３つに分岐する回折格子が設けられることを特徴とする請求項１または２記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記回折格子は、位相シフトタイプ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。
【請求項５】
前記光源と前記受光素子とは、一体的に設けられることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
前記光源と前記受光素子とは、１つのパッケージに装着されることを特徴とする請求項５記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
前記パッケージは、
平面形状が、略円形形状から対向する弦が形成されるように２つの弓形を切除した形状を有するように形成されることを特徴とする請求項６記載の光ピックアップ装置。
【請求項８】
前記光源は、半導体レーザであり、
受光素子と半導体レーザとは、
受光素子を複数の受光部に分割する分割線の延びる方向と、半導体レーザのレーザ光出射面における活性層の延びる方向とが、平行になるように配置されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに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、光記録媒体に情報を記録および／または光記録媒体から情報を再生する光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光を利用して情報を記録および／または再生するための記録媒体には、コンパクトディスク（略称ＣＤ）ファミリーと称されるＣＤ−Ｒ（Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）やＣＤ−ＲＷ（Ｒｅｗｒｉｔａｂｌｅ）など、発光波長７８０ｎｍの半導体レーザ素子で情報信号の読書きが行われる光記録媒体が用いられている。また最近では、情報を記録することのできる容量が大きいデジタルバーサタイルディスク（略称ＤＶＤ）ファミリーと呼ばれる光記録媒体も使用されるに至っている。このＤＶＤファミリーでは、情報信号の記録／再生に発光波長６３０ｎｍ〜６９０ｎｍの赤色半導体レーザ素子が用いられる。
【０００３】
図１７には、ＣＤファミリーまたはＤＶＤファミリーの情報記録／再生に用いられる従来の光ピックアップ装置１の典型的な構成を例示する（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
従来の光ピックアップ装置１は、１種類の波長の光によって情報信号を再生することに用いられる。従来の光ピックアップ装置１は、レーザ光を出射するレーザチップ２と、レーザチップ２から出射された光を略平行光にするコリメートレンズ５と、コリメートレンズ５を通過した光を反射して光路を略９０度曲げる立上げミラー６と、立上げミラー６によって反射された光を光記録媒体８の情報記録面に集光する対物レンズ７と、光記録媒体８によって反射された反射光（以後、戻り光と呼ぶこともある）の信号を検出する受光素子３と、前記戻り光を受光素子３に導くホログラム素子４とを含む構成である。このレーザチップ１、受光素子３およびホログラム素子４は、レーザホログラム９を構成する。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−５６５６６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の光ピックアップ装置１には以下のようないくつかの問題がある。受光素子３へ戻り光を導くホログラム素子４が偏光特性を持たないので、レーザチップ１から出射されて光記録媒体８に達するまでの往路、および光記録媒体８によって反射されて受光素子３に達するまでの復路において、信号の記録／再生に使用しない無駄な光が発生する。
【０００７】
すなわち往路では、レーザ光を光記録媒体８に導くだけであるので、光の分岐されないことが望ましいにも関らず、ホログラム素子４を通過する際、光が回折されてプラスマイナス（±）１次光が発生する。この±１次光は、光記録媒体８には到達せず、情報の記録／再生に用いることができないので、回折された±１次光の光量分が損失となる。レーザチップから出射されたレーザ光が回折されることなくその全光量が光記録媒体に達する場合に比べて、ホログラムレーザ９の場合、ホログラム素子４の回折効率にもよるけれども、２０％から５０％の光量損失が発生する。特に情報記録が必要な光ピックアップ装置の場合、このような光量損失の発生は、性能を大きく低下させる。
【０００８】
また復路では、光記録媒体８からの反射光を、受光素子３に備わる所望の受光部へ入射させるために、±１次以上の回折光のみに分岐されることが望ましいにも関らず、ホログラム素子４を通過する際、零（０）次光が発生して光量損失が生じる。
【０００９】
また受光素子３とホログラム素子４とは、レーザホログラム９として一体的に、また極めて近接して設けられるので、戻り光を受光素子３へ導くためには、戻り光の曲げ角度を大きくしなければならない。戻り光の曲げ角度を大きくするには、ホログラム素子４の回折格子のピッチを狭くしなければならないので、ホログラム素子を生産するに際し、生産効率および生産コストの上で不利になるという問題がある。
【００１０】
さらに従来の光ピックアップ装置１の構成では、フォーカス誤差信号（略称ＦＥＳ）の検出にスポットサイズ法を用いる場合、対物レンズ７のシフトによりラジアル信号のオフセットが発生するという問題、また装置が大型化して薄型化製品への適用は難しいなどの問題もある。
【００１１】
本発明の目的は、簡単な構成で、光源から出射される光の利用効率を高めることのできる光ピックアップ装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光を出射する光源と、光源から出射される光を光記録媒体の情報記録面に集光する対物レンズと、光記録媒体によって反射された反射光を分岐する光分岐素子と、光分岐素子によって分岐された反射光を受光する複数の受光部を有する受光素子とを備える光ピックアップ装置において、
光分岐素子の対物レンズ寄りの面には偏光ホログラムが形成され、
光分岐素子と対物レンズとが一体的に設けられ、かつ光分岐素子と対物レンズとの間に４分の１（１／４）波長板が設けられることを特徴とする光ピックアップ装置である。
【００１３】
本発明に従えば、光記録媒体からの反射光を、受光素子に導く光分岐素子の対物レンズ寄りの面には偏光ホログラムが形成され、光分岐素子と対物レンズとが一体的に設けられ、かつ光分岐素子と対物レンズとの間には１／４波長板が設けられる。光分岐素子に形成される偏光ホログラムは、レーザ光の偏光方向に応じて、透過または回折する特性を有する光学部材である。すなわち、偏光ホログラムは、光源から出射されたままの偏光方向を有する往路の光を透過し、偏光ホログラムを一旦通過した後１／４波長板を通過し、さらに光記録媒体で反射された戻り光となって１／４波長板を往復通過することによって、偏光方向が往路の光に対して９０度回転した偏光方向を有する復路の光を回折する特性を有するように設定される。
【００１４】
このことによって、往路の光は、偏光ホログラムを通過する際、回折されることなく透過されるので、光量損失を起こすことなく光記録媒体に導かれる。また復路の光は、偏光ホログラムを通過する際、±１次光のみを発生し、０次光を発生しないので、受光素子に対する入射光量を増大することができる。したがって、光記録媒体に情報を記録する際および光記録媒体から情報を再生する際における書込み／読取り精度および速度を向上することが可能になる。
【００１５】
また本発明は、前記光分岐素子と前記１／４波長板とが一体的に設けられることを特徴とする。
【００１６】
本発明に従えば、光分岐素子と１／４波長板とが一体的に設けられる。このことによって、装置組立時における取扱い部品点数を少なくすることができるとともに、光分岐素子と１／４波長板との光軸調整の繁雑さを無くすことができるので、生産効率の向上が可能になる。
【００１７】
また本発明は、前記光分岐素子の偏光ホログラムが形成される面に対向する反対側の面には、光を少なくとも３分割する回折格子が設けられることを特徴とする。
【００１８】
また本発明は、前記回折格子は、位相シフトタイプであることを特徴とする。
本発明に従えば、光分岐素子の偏光ホログラムが形成される面に対向する反対側の面には、光を少なくとも３つに分岐する回折格子が設けられ、その回折格子は位相シフトタイプであることが好ましい。たとえば１つのメインビームと２つのサブビームとの３ビームに光分岐可能な回折格子を設けることによって、トラッキング誤差信号（略称ＴＥＳ）の検出に３ビーム法やＤＰＰ（Ｄｅｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｐｕｓｈ  Ｐｕｌｌ）法を用いることが可能になる。特に位相シフトタイプの回折格子を用いることによって、ＤＰＰ法によるＴＥＳ検出時にサブビームから得られるプッシュプル信号のトラック変調成分を極めて小さく抑制することができるので、回折格子を装着する際の回転位置調整を簡略にすることができる。
【００１９】
また本発明は、前記光源と前記受光素子とは、一体的に設けられることを特徴とする。
【００２０】
また本発明は、前記光源と前記受光素子とは、１つのパッケージに装着されることを特徴とする。
【００２１】
また本発明は、前記パッケージは、平面形状が、略円形形状から対向する弦が形成されるように２つの弓形を切除した形状を有するように形成されることを特徴とする。
【００２２】
本発明に従えば、光源と受光素子とは一体的に設けられて１つのパッケージに装着される。またそのパッケージは、平面形状が、略円形形状から対向する弦が形成されるように２つの弓形を切除した形状を有するように形成されることが好ましい。光源と受光素子とを一体化することによって、装置組立時における取扱い部品点数を少なくすることができるので生産効率を向上することができる。またパッケージの対向する弦を結ぶ方向が、光ピックアップ装置の厚み方向に一致するように、パッケージを装置に装着することによって、装置を小型化することができる。
【００２３】
また本発明は、前記光源は、半導体レーザであり、
受光素子と半導体レーザとは、
受光素子を複数の受光部に分割する分割線の延びる方向と、半導体レーザのレーザ光出射面における活性層の延びる方向とが、平行になるように配置されることを特徴とする。
【００２４】
本発明に従えば、受光素子と光源である半導体レーザとは、受光素子を複数の受光部に分割する分割線の延びる方向と、半導体レーザのレーザ光出射面における活性層の延びる方向とが、平行になるように配置される。このことによって、受光素子が装着されるパッケージを小さくすることができる。またレーザ光の波長が、環境温度の変化に伴って変動するとき、偏光ホログラムの回折角度が変動するけれども、その回折角度の変動方向と、受光部の分割線の延びる方向とが同じになるように構成されているので、偏光ホログラムで回折されて受光素子に入射する光が、受光部から外れることを防止できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態である光ピックアップ装置２０の構成を簡略化して示す配置側面図である。光ピックアップ装置２０は、光を出射する光源２１と、光源２１から出射される光を略平行光にするコリメートレンズ２２と、光源２１から出射される光を図示しない光記録媒体の情報記録面に集光する対物レンズ２３と、光記録媒体によって反射された反射光を分岐する光分岐素子２４と、光分岐素子２４によって分岐された反射光を受光する複数の受光部を有する受光素子２５と、光分岐素子２４と対物レンズ２３との間に設けられる１／４波長板２６とを備える。
【００２６】
光源２１は、ｐ−ｎ接合構造を有する半導体レーザであり、ｐ−ｎ接合を構成する面に対してほぼ平行に利得領域である活性層が形成される。
【００２７】
光分岐素子２４は、たとえば透明ガラス基板２７の対物レンズ２３寄りの面に偏光ホログラム２８が形成されるように構成される。図２は光分岐素子２４の構成を示す断面図であり、図３は偏光ホログラム２８の往路の光に対する特性を説明する図であり、図４は偏光ホログラム２８の復路の光に対する特性を説明する図である。
【００２８】
偏光ホログラム２８は、レーザ光の偏光方向に応じて光を透過したり、回折したりする機能を有する。このような偏光ホログラムは、偏光ホログラムの回折格子を形成する材料として、光の偏光方向に応じて屈折率が異なる特性を有するものを用いることによって実現することができる。
【００２９】
本実施の形態の偏光ホログラム２８は、偏光方向がＴＥ方向である往路の光３０ａに対しては、ほぼ１００％に近い比率で透過する。また偏光ホログラム２８は、偏光ホログラム２８を透過後、前述の１／４波長板２６を通過し、さらに対物レンズ２３によって光記録媒体に集光照射され、戻り光となって再び対物レンズ２３と１／４波長板２６とを通過、すなわち１／４波長板２６を往復通過することによって偏光方向がＴＭ方向となった復路の光３０ｂに対しては、回折する特性を備える。特に復路の光３０ｂの回折において、偏光ホログラム２８は、０次回折光を発生せず、±１次回折光３０ｃ，３０ｄのみを発生させる特性を備える。なおレーザ光を総称する場合、アルファベットの添字を省いて参照符号３０のみにて示すことがある。
【００３０】
光分岐素子２４に前述のような特性を備える偏光ホログラム２８を形成することによって、往路の光３０ａが偏光ホログラム２８を通過する際、回折による±１次光が発生しないので、光量損失を生じることなくレーザ光３０を光記録媒体に導くことができる。したがって、情報記録に用いられるとき、効率よく多くの光量を光記録媒体に導くことができるので、精度よく高速での書込みが実現される。また復路の光３０ｂが偏光ホログラム２８を通過する際、０次光を発生させることなく±１次光３０ｃ，３０ｄのみを発生させることができるので、受光素子２５に対する入射光量を増大させることができる。したがって、情報再生に用いられるとき、入射光量の増大によって受光素子の周波数特性が向上し、より高速での読取りが可能になる。
【００３１】
偏光ホログラム２８の形成される光分岐素子２４と対物レンズ２３とは、一対の保持部材３１ａ，３１ｂに装着され、換言すれば保持部材３１ａ，３１ｂよって一体的な部材を構成するように保持される。光分岐素子２４と対物レンズ２３とを一体的な部材とすることによって、対物レンズ２３のシフトに対して光分岐素子２４が同一距離を追随して移動することが可能になるので、対物レンズ２３のシフトに起因するオフセットを抑制することができる。
【００３２】
１／４波長板２６は、光分岐素子２４と対物レンズ２３との間に設けられ、本実施の形態では、光分岐素子２４および対物レンズ２３とともに、保持部材３１ａ，３１ｂに一体的に装着される。
【００３３】
復路の光３０ｂは、前述のように光分岐素子２４によって±１次光３０ｃ，３０ｄに回折され、さらにコリメートレンズ２２を通過し、半導体レーザ２１と一体的な部材に構成される受光素子２５に入射される。
【００３４】
図５は半導体レーザ２１と受光素子２５とが一体的に構成される受発光ユニット３２の平面図であり、図６は受発光ユニット３２の正面図であり、図７は受発光ユニット３２の左側面図である。受発光ユニット３２は、半導体レーザ２１と、半導体レーザ２１から出射される光を反射してその光路を略９０度曲げて立上げる立上げミラー３３と、半導体レーザ２１と立上げミラー３３とが装着される基台部を兼ねる受光素子２５と、受光素子２５が装着されるユニットベースであるパッケージ３４と、パッケージ３４上に装着される受光素子２５、半導体レーザ２１および立上げミラー３３を覆うように設けられる保護部材３５と、受光素子２５や半導体レーザ２１と受発光ユニット３２外部の装置とを電気的に接続するためのリード線３６とを含んで構成される。なお、図５では保護部材３５が省略して示され、図６および図７では保護部材３５が断面にて示されるとともにリード線３６が省略して示される。
【００３５】
パッケージ３４は、たとえば樹脂や鋼、銅などの金属からなり、その平面形状が、略円形形状から対向する弦３７ａ，３７ｂが形成されるように２つの弓形を切除した形状、いわゆる小判型を有する。このように形成されるパッケージ３４を、パッケージ３４の対向する弦３７ａ，３７ｂを結ぶ方向が、光ピックアップ装置２０の厚み方向に一致するように装着することによって、装置の小型化に寄与することができる。
【００３６】
受光素子２５は、半導体レーザ２１の装着される面３８上に、たとえばフォトダイオードからなる受光部をそれぞれ複数個備える２つの第１および第２受光部群３９ａ，３９ｂを含む。なお前述の受光部を総称して参照符号４０にて表す。第１および第２受光部群３９ａ，３９ｂを複数の受光部４０に分割する分割線４１の延びる方向と、半導体レーザ２１のレーザ光出射面における活性層の延びる方向（図６中の矢符４２で示す方向）とが、平行になるように配置される
このように、受光部群３９ａ，３９ｂを複数の受光部４０に分割する方向と、半導体レーザ２１の活性層の延びる方向とを平行になるように配置することによって、受光素子２５の装着されるパッケージ３４を小さくすることができる。またレーザ光の波長が、環境温度の変化に伴って変動するとき、偏光ホログラム２８の回折角度が変動するけれども、その回折角度の変動方向と、受光部４０を形成する分割線４１の延びる方向とが同じになるように構成されているので、偏光ホログラム２８で回折されて受光素子２５に入射する光が、受光部４０から外れることを防止できる。
【００３７】
パッケージ３４に装着される受光素子２５、半導体レーザ２１および立上げミラー３３を覆う保護部材３５には、本実施の形態では、金属や樹脂製のキャップ３５が用いられる。キャップ３５には、立上げミラー３３によって反射されたレーザ光がコリメートレンズ２２に向う光路部分に開口部４３が形成される。このようにキャップ３５で覆うように構成された受発光ユニット３２では、受光素子２５や半導体レーザ２１に備わるワイヤなどの微細部品が、他の装置に接触することを防止できる。
【００３８】
またレーザ光はキャップ３５の開口部４３を通して出し入れするようにしている。キャップ３５と半導体レーザ２１および受光素子２５を備えるホログラム素子とを一体化することも考えられるけれども、一体化構造にした場合、ホログラムの調整、取付前に半導体レーザ２１および受光素子２５の不具合を発見できないので、別々の構成にした方が、無駄が少ない。
【００３９】
なお本実施の形態では、保護部材であるキャップ３５は、開口部４３を有し、外気が通気されるように構成されるけれども、これに限定されることなく、キャップによって密封空間が形成され、密封空間内に乾燥空気等が封入されるようにして、結露が防止される構成であってもよい。
【００４０】
このように光源である半導体レーザ２１と受光素子２５とを一体化して受発光ユニット３２を形成することによって、装置組立時における取扱い部品点数を少なくすることができるので生産効率を向上することができる。
【００４１】
また偏光ホログラム２８の形成される光分岐素子２４と受光素子２５とが配置される離隔距離を大きくすることによって、偏光ホログラム２８で分岐されて受光素子２５の第１および第２受光部群３９ａ，３９ｂへ入射する±１次光３０ｃ，３０ｄの回折角を小さくすることができる。回折角を小さくすることができるので、偏光ホログラム２８を形成する回折格子のピッチが大きくてすむ。回折格子のピッチの大きい方が、その作製が容易になるので、光学部品である光分岐素子２４の生産性を高めることができる。
【００４２】
図８は本発明の実施の第２形態である光ピックアップ装置５０の構成を簡略化して示す配置側面図であり、図９は光ピックアップ装置５０に設けられる光分岐素子５１の構成を示す断面図である。本実施の形態の光ピックアップ装置５０は、実施の第１形態の光ピックアップ装置２０に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。光ピックアップ装置５０において注目すべきは、光分岐素子５１の偏光ホログラム２８が形成される面に対向する反対側の面に、光を少なくとも３つに分岐する回折格子５２が設けられることを特徴とし、さらに光分岐素子５１と１／４波長板２６とが一体的に設けられることを特徴とする。
【００４３】
光分岐素子５１の偏光ホログラム２８が形成される面に対向する反対側の面、すなわち光源２１寄りの面に設けられる回折格子５２は、光源２１から出射されてコリメートレンズ２２を通過した光を、１つのメインビーム６１と２つの第１および第２サブビーム６２，６３とに分岐する。図１０は回折格子５２の構成を示す平面図である。
【００４４】
本実施の形態では、回折格子５２に位相シフトタイプのものが用いられる。位相シフトタイプの回折格子５２とは、複数の回折領域に分割され、回折によって生成される第１および第２サブビーム６２，６３の一部に対して位相差を付加する領域と、位相差を付加しない領域とを有する回折格子のことである。
【００４５】
回折格子５２には、格子溝５７の延びる方向に対して直交する方向に互いに間隔をあけて配列されるように３つの位相差付加（位相シフト）領域が形成される。３つの位相シフト領域を、第１位相シフト領域５３、第２位相シフト領域５４および第３位相シフト領域５５と呼ぶ。３つの位相シフト領域の残余の部分であって、位相差を付加しない領域を便宜上非位相シフト領域５６と呼ぶ。第１〜第３位相シフト領域５３，５４，５５は、往路と復路とにおいて、回折格子５２を往復通過する第１および第２サブビームに対して１８０度の位相差を付加するように構成される。
【００４６】
図１１は、３ビームによるプッシュプル信号検出の状態を説明する図である。図１１を参照して３ビームによるプッシュプル信号検出について説明する。図１１では、それぞれ２分割された受光部を構成する第１〜第３フォトダイオード（略称ＰＤ）６４，６５，６６によって、メインビーム６１、第１および第２サブビーム６２，６３の戻り光をそれぞれ検出し、メインビーム６１のプッシュプル信号（略称ＭＰＰ）、第１および第２サブビーム６２，６３のプッシュプル信号（略称ＳＰＰ）およびＤＰＰ信号を求める状態を示す。
【００４７】
半導体レーザ２１から出射された光は、回折格子５２によって、０次回折光であるメインビーム６１と、±１次回折光である第１および第２サブビーム６２，６３に分岐される。３ビームに生成された往路の光は、偏光ホログラム２８を透過し、１／４波長板２６を通過し、対物レンズ２３によって光記録媒体の情報記録面に集光照射される。光記録媒体の情報記録面では、通常の光反射による戻り光ビームが生成されるとともに、情報記録面に形成されるランド部とグルーブ部とによって回折反射されるビームも発生する。
【００４８】
ランド部による回折反射光と、グルーブ部による回折反射光とは、１８０度の位相差を有するので、通常反射による戻り光ビームと、ランド部およびグルーブ部による回折反射光ビームとの重畳部は、たとえば第１ＰＤ６４上では、それぞれ明部７１および暗部７２として検出される。
【００４９】
第１および第２サブビーム６２，６３では、回折格子５２の第１〜第３位相シフト領域５３，５４，５５によって、さらに１８０度の位相差がビームの一部分に付加されるので、前記重畳部である明部７７の中でさらに明部７３と暗部７４とが形成され、暗部７８の中でもさらに明部７５と暗部７６とが形成される。回折格子５２に形成される第１〜第３位相シフト領域５３，５４，５５は、第１および第２サブビーム６２，６３における明部７７の中にさらに形成される明部７３および暗部７４の領域面積と、暗部７８の中にさらに形成される明部７５および暗部７６の領域面積とが、ほぼ等しくなるように設計される。
【００５０】
ＭＰＰ信号は、第１ＰＤ６４の差動信号を第１演算器６７で演算することによって得られる。ＳＰＰ信号は、第２および第３ＰＤ６５，６６の差動信号和を第２演算器６８で演算することによって得られ、第２演算器６８ではさらに後述のＤＰＰ信号演算に備えてＳＰＰに増幅率Ｇ１を乗算する演算が行なわれる。第１および第２演算器６７，６８の演算結果を用いて、第３演算器６９において式（１）の演算を行なうことによって、ＤＰＰ信号が得られる。
ＤＰＰ＝ＭＰＰ−Ｇ１・ＳＰＰ                            …（１）
【００５１】
図１２は、ＭＰＰ、ＳＰＰおよびＤＰＰ信号を示す図である。図１２では、光記録媒体の情報記録面におけるランド部とグルーブ部とに対応するＭＰＰ信号およびＳＰＰ信号ならびにＤＰＰ信号を示す。前述のように、第１および第２サブビーム６２，６３における明部７７の中にさらに形成される明部７３および暗部７４の領域面積と、暗部７８の中にさらに形成される明部７５および暗部７６の領域面積とが、ほぼ等しくなるように設定することによって、第１および第２サブビーム６２，６３のランド部およびグルーブ部すなわちトラックに対する相対的な位置に関らず、常にＳＰＰ信号の振幅をほぼ零に近く抑制することが可能になる。したがって、光分岐素子５１に設けられる回折格子５２を装置に対して組込む際、回転位置調整をほとんど行なわなくても、大きい振幅のＤＰＰ信号を得ることができる。
【００５２】
また本発明の光ピックアップ装置２０，５０では、光記録媒体と対物レンズ２３との相対距離変動に伴って、複数の受光部４０に分割された受光素子２５上のビーム形状が変化する信号を検出することによって、光記録媒体の情報記録面と対物レンズとの距離を一定に保つフォーカシング制御を行なっている。この方法は、スポットサイズ法またはビームサイズ法と呼ばれ、偏光ホログラム２８によって回折される±１次光を、多分割された受光素子２５で検出する。
【００５３】
以下にスポットサイズ法による典型的なフォーカシング制御について説明する。図１３はスポットサイズ法による合焦状態（ＪＵＳＴ）を示す図であり、図１４は合焦状態よりも近い距離に焦点があっている状態（ＮＥＡＲ）を示す図であり、図１５は合焦状態よりも遠い距離に焦点があっている状態（ＦＡＲ）を示す図である。
【００５４】
偏光ホログラム２８で分岐された＋１次光８１および−１次光８２は、受光素子２５へそれぞれ照射される。受光素子２５上における＋１次光８１の照射面積をＡ１、−１次光の照射面積をＡ２とすると、ＪＵＳＴ状態では、照射面積Ａ１と照射面積Ａ２とはほぼ等しく、ＮＥＡＲ状態では、照射面積Ａ１＞照射面積Ａ２となり、ＦＡＲ状態では、照射面積Ａ１＜照射面積Ａ２となる。受光素子２５の受光光量は、ビームのエネルギ密度が同じ場合にはその照射面積に比例するので、受光素子２５による＋１次光８１の受光光量と、−１次光８２の受光光量との差を検出することによって、フォーカシング制御することができる。
【００５５】
以下本実施の形態の光ピックアップ装置５０における信号検出について説明する。図１６は、受光素子２５に設けられる受光部群３９ａ，３９ｂの配置を示す平面図である。図１６を参照した説明においては、各受光部群３９ａ，３９ｂの構成要素である受光部４０を、アルファベットＳに数字を添えて個別に表す。受光素子２５に設けられる第１受光部群３９ａは、６つの受光部Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６を有する。受光部Ｓ１と受光部Ｓ６との間に、受光部Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５が、受光部Ｓ１から受光部Ｓ６に向ってこの順序で配置される。受光部Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５は、前述の半導体レーザ２１のレーザ光出射面における活性層の延びる方向と平行方向に延びる３本の分割線４１によって分割された４つの受光部が隣接して配列されたものである。
【００５６】
第２受光部群３９ｂは、第１受光部群３９ａと同様に構成され、偏光ホログラム２８に関して第１受光部群３９ａに面対称に配置される。すなわち、受光部Ｓ７は受光部Ｓ１と面対称に、受光部Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１０，Ｓ１１は、受光部Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５とそれぞれ面対称に、受光部Ｓ１２は受光部Ｓ６と面対称に配置される。
【００５７】
偏光ホログラム２８によって分岐された＋１次光８１が、第１受光部群３９ａに入射し、−１次光８２が、第２受光部群３９ｂに入射する。なおこのときの±１次光８１，８２は、前述の回折格子５２によってそれぞれ分岐された３ビーム（メインビーム６１と第１および第２サブビーム６２，６３と）である。第１および第２受光部群３９ａ，３９ｂを構成する個々の受光部へ入射する光の検出信号を、個々の受光部を表す参照符号を用いて表すと、ＦＥＳは、式（２）によって得られ、ＴＥＳは、式（３）によって得られる。また光記録媒体からの情報再生信号であるＲＦ信号は、式（４）によって得られる。
2005011426.tif 000003
【００５８】
以上に述べたように、本実施の形態では、回折格子は、位相シフト領域を、回折格子の溝方向に平行に位相を反転させるように形成したタイプのものであるけれども、これに限定されることなく、回折格子の溝方向に対して垂直方向に反転させるタイプ、また溝方向に対して斜め方向に反転させるタイプなどであってもよい。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、光記録媒体からの反射光を、受光素子に導く光分岐素子の対物レンズ寄りの面には偏光ホログラムが形成され、光分岐素子と対物レンズとが一体的に設けられ、かつ光分岐素子と対物レンズとの間には１／４波長板が設けられる。光分岐素子に形成される偏光ホログラムは、レーザ光の偏光方向に応じて、透過または回折する特性を有する光学部材である。すなわち、偏光ホログラムは、光源から出射されたままの偏光方向を有する往路の光を透過し、偏光ホログラムを一旦通過した後１／４波長板を通過し、さらに光記録媒体で反射された戻り光となって１／４波長板を往復通過することによって、偏光方向が往路の光に対して９０度回転した偏光方向を有する復路の光を回折する特性を有するように設定される。
【００６０】
このことによって、往路の光は、偏光ホログラムを通過する際、回折されることなく透過されるので、光量損失を起こすことなく光記録媒体に導かれる。また復路の光は、偏光ホログラムを通過する際、±１次光のみを発生し、０次光を発生しないので、受光素子に対する入射光量を増大することができる。したがって、光記録媒体に情報を記録する際および光記録媒体から情報を再生する際における書込み／読取り精度および速度を向上することが可能になる。
【００６１】
また本発明によれば、光分岐素子と１／４波長板とが一体的に設けられる。このことによって、装置組立時における取扱い部品点数を少なくすることができるとともに、光分岐素子と１／４波長板との光軸調整の繁雑さを無くすことができるので、生産効率の向上が可能になる。
【００６２】
また本発明によれば、光分岐素子の偏光ホログラムが形成される面に対向する反対側の面には、光を少なくとも３つに分岐する回折格子が設けられ、その回折格子は位相シフトタイプであることが好ましい。たとえば１つのメインビームと２つのサブビームとの３ビームに光分岐可能な回折格子を設けることによって、ＴＥＳの検出に３ビーム法やＤＰＰ法を用いることが可能になる。特に位相シフトタイプの回折格子を用いることによって、ＤＰＰ法によるＴＥＳ検出時にサブビームから得られるプッシュプル信号のトラック変調成分を極めて小さく抑制することができるので、回折格子を装着する際の回転位置調整を簡略にすることができる。
【００６３】
また本発明によれば、光源と受光素子とは一体的に設けられて１つのパッケージに装着される。またそのパッケージは、平面形状が、略円形形状から対向する弦が形成されるように２つの弓形を切除した形状を有するように形成されることが好ましい。光源と受光素子とを一体化することによって、装置組立時における取扱い部品点数を少なくすることができるので生産効率を向上することができる。またパッケージの対向する弦を結ぶ方向が、光ピックアップ装置の厚み方向に一致するように、パッケージを装置に装着することによって、装置を小型化することができる。
【００６４】
また本発明によれば、受光素子と光源である半導体レーザとは、受光素子を複数の受光部に分割する分割線の延びる方向と、半導体レーザのレーザ光出射面における活性層の延びる方向とが、平行になるように配置される。このことによって、受光素子が装着されるパッケージを小さくすることができる。またレーザ光の波長が、環境温度の変化に伴って変動するとき、偏光ホログラムの回折角度が変動するけれども、その回折角度の変動方向と、受光部の分割線の延びる方向とが同じになるように構成されているので、偏光ホログラムで回折されて受光素子に入射する光が、受光部から外れることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態である光ピックアップ装置２０の構成を簡略化して示す配置側面図である。
【図２】光分岐素子２４の構成を示す断面図である。
【図３】偏光ホログラム２８の往路の光に対する特性を説明する図である。
【図４】偏光ホログラム２８の復路の光に対する特性を説明する図である。
【図５】半導体レーザ２１と受光素子２５とが一体的に構成される受発光ユニット３２の平面図である。
【図６】受発光ユニット３２の正面図である。
【図７】受発光ユニット３２の左側面図である。
【図８】本発明の実施の第２形態である光ピックアップ装置５０の構成を簡略化して示す配置側面図であり
【図９】光ピックアップ装置５０に設けられる光分岐素子５１の構成を示す断面図である。
【図１０】回折格子５２の構成を示す平面図である。
【図１１】３ビームによるプッシュプル信号検出の状態を説明する図である。
【図１２】ＭＰＰ、ＳＰＰおよびＤＰＰ信号を示す図である。
【図１３】スポットサイズ法による合焦状態（ＪＵＳＴ）を示す図であり、
【図１４】合焦状態よりも近い距離に焦点があっている状態（ＮＥＡＲ）を示す図である。
【図１５】合焦状態よりも遠い距離に焦点があっている状態（ＦＡＲ）を示す図である。
【図１６】受光素子２５に設けられる受光部群３９ａ，３９ｂの配置を示す平面図である。
【図１７】従来の光ピックアップ装置１の典型的な構成を例示する図である。
【符号の説明】
２０，５０  光ピックアップ装置
２１  光源
２２  コリメートレンズ
２３  対物レンズ
２４，５１  光分岐素子
２５  受光素子
２６  １／４波長板
２７  透明ガラス基板
２８  偏光ホログラム
３１ａ，３１ｂ  保持部材
３２  受発光ユニット
３３  立上げミラー
３４  パッケージ
３５  保護部材
５２  回折格子
５３  第１位相シフト領域
５４  第２位相シフト領域
５５  第３位相シフト領域
５６  非位相シフト領域
５７  格子溝
【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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