(57)【要約】 【課題】  情報の記録／再生に用いられる光の強度低下を極力抑制し、かつ光源から出射される光の出力安定化を実現することのできるホログラム素子を提供する。【解決手段】  ホログラム素子３０は、光が透過する際の光軸３２に直交する仮想平面３３において、光軸３２を内包するように画される第１領域３４と、第１領域３４の外周に沿って第１領域３４を取囲むように画される第２領域３５とを含み、第１領域３４が、異常光を回折し常光を回折しない偏光特性を有し、第２領域３５が偏光特性を有しないように構成される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光が透過する際の光軸に直交する仮想平面において画された複数の領域を有するホログラム素子であって、
複数の領域のうちから選択される少なくとも１つの領域が、偏光特性を有することを特徴とするホログラム素子。
【請求項２】
複数の領域は、前記仮想平面において光軸を内包するように画される第１領域と、第１領域の外周に沿って第１領域を取囲むように画される第２領域とを含み、
第１領域が偏光特性を有し、第２領域が偏光特性を有しないことを特徴とする請求項１記載のホログラム素子。
【請求項３】
第１領域の有する偏光特性が、
異常光を回折し、常光を回折しないことを特徴とする請求項２記載のホログラム素子。
【請求項４】
第１領域の有する偏光特性が、
常光を回折し、異常光を回折しないことを特徴とする請求項２記載のホログラム素子。
【請求項５】
複数の領域は、前記仮想平面において光軸を内包するように画される第１領域と、第１領域の外周に沿って第１領域を取囲むように画される第２領域とを含み、
第１領域が有する偏光特性と、第２領域が有する偏光特性とは、異なることを特徴とする請求項１記載のホログラム素子。
【請求項６】
第２領域には回折格子が設けられ、第１領域には回折格子が設けられないことを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載のホログラム素子。
【請求項７】
前記請求項１〜６のいずれか１つに記載のホログラム素子と、
レーザ光を出射する光源と、
レーザ光を受光する受光素子とを含むことを特徴とするホログラムレーザ。
【請求項８】
光記録媒体に光を照射することによって、情報を記録、再生または消去のうち少なくともいずれか１つを行う光ピックアップ装置において、
レーザ光を出射する光源と、
光源から出射されたレーザ光を光記録媒体の情報記録面に集光する対物レンズと、
光源と対物レンズとの間に設けられ、前記請求項３〜６のいずれかに記載のホログラム素子を少なくとも１つ含む２つ以上のホログラム素子と、
光記録媒体によって反射された光を受光する受光素子とを含むことを特徴とする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、ホログラム素子およびホログラムレーザならびにそれを用いる光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光を利用して情報の記録または再生などが行われる代表的な光記録媒体（以後、ディスクと呼ぶことがある）にコンパクトディスク（略称ＣＤ）ファミリがある。このＣＤに対する情報の読取すなわち再生または記録には、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が用いられている。
【０００３】
近年、光記録媒体に記録される情報量である記録容量の増大要求に従い、ＣＤファミリに比べて記録容量の大きいデジタルバーサタイルディスク（略称ＤＶＤ）ファミリと呼ばれる光記録媒体が、大量に用いられるようになっている。このＤＶＤファミリに対する情報の再生または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が用いられる。
【０００４】
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再生および記録を行うことが可能な、異なる波長のレーザ光をそれぞれ発振する複数の半導体レーザを備える光ピックアップ装置が求められている。
【０００５】
種々の構成から成る光ピックアップ装置の開発が進められているけれども、そのうちの一つにホログラムレーザ方式がある。ホログラムレーザ方式は、レーザ光を出射する光源である半導体レーザ素子と受光素子とが一つのパッケージに収められ、該パッケージの上部にホログラム素子を搭載する。このホログラムレーザ方式では、半導体レーザから出射した光が、光ピックアップ光学系を介して光記録媒体に照射され、光記録媒体からの反射光が、ホログラム素子によってパッケージ内の受光素子に集光される。受光素子が受光した光を信号処理することによって、光記録媒体の再生情報を取得することができる。このホログラムレーザ方式は、発光体である半導体レーザと受光体である受光素子とが同一パッケージ内に存在するので、装置をコンパクトにすることができるとともに光学的な信頼性が高いので、広く用いられている。
【０００６】
図１２は、ホログラムレーザ方式を備える従来の光ピックアップ装置１の構成を簡略化して示す図である。光ピックアップ装置１に備わるホログラムレーザ２では、半導体レーザ３から出射した光４が、ホログラム素子５に形成される回折格子６によって回折され、０次光４ａと±１次光４ｂ、４ｃになる。±１次光４ｂ、４ｃは、コリメートレンズ７の半径方向外方に放射されて、コリメートレンズ７に入射しない。コリメートレンズ７へは、０次光４ａのみが入射する。コリメートレンズ７に入射した０次光４ａは、対物レンズ８を透過し、ディスク９に集光される。ディスク９からの反射光１０は、逆に対物レンズ８およびコリメートレンズ７を経て、ホログラム素子５に入射し、回折格子６によって０次光１０ａと±１次光１０ｂ、１０ｃとに回折され、＋１次光１０ｂのみが、受光素子１１に導かれる。
【０００７】
このようなホログラムレーザ方式の光ピックアップ装置１では、半導体レーザ３から出射された光４が、ホログラム素子５の回折格子６によって回折されるので、±１次光４ｂ，４ｃがディスク９の情報記録面に達することがなく、０次光４ａのみがディスク９の情報記録面に達するに過ぎない。したがって、ディスク９の情報記録面におけるレーザ強度が低いという欠点がある。特に、ＣＤおよびＤＶＤの書込み（情報記録）においては、情報記録面で高いレーザ強度が必要とされるので、光ピックアップ装置では、前述のような光損失を出来る限り少なくすることが求められる。
【０００８】
なお、図１２に示す従来の光ピックアップ装置１では、コリメートレンズ７の半径方向外方に放射される＋１次光４ｂを、コリメートレンズ７の側方に配置して設けられるフォトダイオード１２によって受光検出し、該検出出力を半導体レーザ３にフィードバックして光出力の制御を行うので、安定した出力制御が可能であるという利点がある。
【０００９】
ホログラムレーザ方式の光ピックアップ装置において、光損失を抑制する方法として、偏光特性を有するホログラム素子を用いることが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【００１０】
図１３は、偏光特性を有するホログラム素子を用いる従来の光ピックアップ装置１５の構成を簡略化して示す図である。光ピックアップ装置１５は、前述の光ピックアップ装置１に類似するので、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。
【００１１】
偏光特性を有する偏光ホログラム素子１６は、常光と異常光とで屈折率が異なる物質から成り、コリメートレンズ７を臨む面に回折格子１７が形成され、さらに回折格子が等方性接着剤で埋められて構成される。偏光ホログラム素子１６の偏光特性は、レーザ光の常光には回折しないで、異常光にのみ回折する。
【００１２】
このような偏光特性を有する偏光ホログラム素子１６を用いる光ピックアップ装置１５では、半導体レーザ３から出射された光１８（常光）が、偏光ホログラム素子１６の回折格子１７で回折されることなく透過し、コリメートレンズ７に入射する。コリメートレンズ７を透過した光は、４分の１（１／４）波長板１９により円偏光となり、対物レンズ８を透過し、ディスク９に集光される。ディスク９からの反射光２０は、逆に対物レンズ８を透過し、１／４波長板１９により直線偏光（異状光）となり、コリメートレンズ７を透過して偏光ホログラム素子１６に入射する。偏光ホログラム素子１６に入射した反射光２０は、偏光ホログラム素子１６の回折格子１７によって、０次光２０ａと±１次光２０ｂ、２０ｃに回折され、＋１次光２０ｂのみが、ホログラムレーザ２１に備わる受光素子１１に導かれる。
【００１３】
このような偏光ホログラム素子１６を備える光ピックアップ装置１５では、半導体レーザ３から出射された光１８が、偏光ホログラム素子１６によって回折されることがない、すなわち±１次光が発生しないので、ディスク９の情報記録面に達する光量の減少が抑制され、また受光素子１１での受光光量が多く、高速書込みおよび高速読出しが可能となる。
【００１４】
しかしながら、偏光ホログラム素子１６を備える光ピックアップ装置１５においても、次のような問題がある。ピックアップ装置１５では、偏光ホログラム素子１６で±１次光が発生しないので、半導体レーザ３から出射されてコリメートレンズ７近傍に拡散しているレーザ光を、フォトダイオード１２で受光検出し、その検出出力を半導体レーザ３にフィードバックして、半導体レーザ３の光出力を制御している。コリメートレンズ７近傍に拡散している光は、前述の光ピックアップ装置１における＋１次光４ｂに比較すると非常に光量が少ないので、半導体レーザ３を安定して出力制御することが困難である。
【００１５】
このような問題を解決する従来技術の１つに、光路上にハーフミラー２６を備える光ピックアップ装置２５がある。図１４は、光路上にハーフミラー２６を備える光ピックアップ装置２５の構成を簡略化して示す図である。光ピックアップ装置２５には、コリメートレンズ７と１／４波長板１９との間の光路上に、予め定められる反射率で常光を反射するハーフミラー２６が設けられる。ハーフミラー２６は、半導体レーザ３から出射され、偏光ホログラム素子１６およびコリメートレンズ７を透過した光の一部を反射してフォトダイオード１２へ入射させる。フォトダイオード１２が受光検出した信号を半導体レーザ３へフィードバックし、半導体レーザ３の出力制御が行なわれる。
【００１６】
このような光ピックアップ装置２５では、半導体レーザ３の光出力の安定化は実現されるけれども、ハーフミラー２６という光学部材を追加しなければならず、また組立調整作業が余分に必要となるので、コストアップになるという問題がある。さらにハーフミラー２６によって、半導体レーザ３から出射した光１８の一部が反射されるので、ディスク９の情報記録面に達する光の量が減少するという問題が解決されない。
【００１７】
【特許文献１】特開平９−１２８７９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明の目的は、情報の記録／再生に用いられる光の強度低下を極力抑制し、かつ光源から出射される光の出力安定化を実現することのできるホログラム素子およびホログラムレーザを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、光が透過する際の光軸に直交する仮想平面において画された複数の領域を有するホログラム素子であって、
複数の領域のうちから選択される少なくとも１つの領域が、偏光特性を有することを特徴とするホログラム素子である。
【００２０】
また本発明は、複数の領域が、前記仮想平面において光軸を内包するように画される第１領域と、第１領域の外周に沿って第１領域を取囲むように画される第２領域とを含み、
第１領域が偏光特性を有し、第２領域が偏光特性を有しないことを特徴とする。
【００２１】
また本発明は、第１領域の有する偏光特性が、異常光を回折し、常光を回折しないことを特徴とする。
【００２２】
また本発明は、第１領域の有する偏光特性が、常光を回折し、異常光を回折しないことを特徴とする。
【００２３】
また本発明は、複数の領域が、前記仮想平面において光軸を内包するように画される第１領域と、第１領域の外周に沿って第１領域を取囲むように画される第２領域とを含み、
第１領域が有する偏光特性と、第２領域が有する偏光特性とは、異なることを特徴とする。
【００２４】
また本発明は、第２領域には回折格子が設けられ、第１領域には回折格子が設けられないことを特徴とする。
【００２５】
また本発明は、前記いずれか１つのホログラム素子と、
レーザ光を出射する光源と、
レーザ光を受光する受光素子とを含むことを特徴とするホログラムレーザである。
【００２６】
また本発明は、光記録媒体に光を照射することによって、情報を記録、再生または消去のうち少なくともいずれか１つを行う光ピックアップ装置において、
レーザ光を出射する光源と、
光源から出射されたレーザ光を光記録媒体の情報記録面に集光する対物レンズと、
光源と対物レンズとの間に設けられ、前記第１領域の偏光特性が異常光を回折し常光を回折しないホログラム素子、第１領域の有する偏光特性が常光を回折し異常光を回折しないホログラム素子、第１領域が有する偏光特性と第２領域が有する偏光特性とは異なるホログラム素子、第２領域には回折格子が設けられ第１領域には回折格子が設けられないホログラム素子のいずれかを少なくとも１つ含む２つ以上のホログラム素子と、
光記録媒体によって反射された光を受光する受光素子とを含むことを特徴とする光ピックアップ装置である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、ホログラム素子は、光が透過する際の光軸に直交する仮想平面において画された複数の領域を有し、複数の領域のうちから選択される少なくとも１つの領域が偏光特性を有するように構成される。好ましくは、複数の領域が、前記仮想平面において光軸を内包するように画される第１領域と、第１領域の外周に沿って第１領域を取囲むように画される第２領域とを含み、第１領域が偏光特性を有し、第２領域が偏光特性を有しないように、特に第１領域の偏光特性が、異常光を回折し、常光を回折しないように構成される。
【００２８】
このホログラム素子では、第１領域を透過する光のすべてを情報の記録／再生に利用することができる。また第２領域は、偏光特性を有しないので、第２領域を透過する光は、回折格子によって回折されるけれども、回折された０次光を、情報の記録／再生に利用し、１次光を、出力制御用の受光素子で受光して光源の出力制御に利用することができる。
【００２９】
このように、第１領域を透過する光のすべてと、第２領域で回折される０次光とを、情報の記録／再生に利用することができるので、光の利用効率を高め、光記録媒体の情報記録面に達する光の強度低下を顕著に抑制し、品質の良い信号を得ることが可能である。また第２領域で回折される１次光は、光源の出力制御に充分な光量を有するので、安定した出力制御が実現される。
【００３０】
また本発明によれば、ホログラム素子の第１領域の有する偏光特性が、常光を回折し、異常光を回折しないように構成される。たとえば光ピックアップ装置の光路上に１／４波長板を設け、光源から出射された光と光記録媒体で反射された光とで１／４波長板を往復透過させることによって、反射光を異常光とすることができ、異常光となった反射光は、第１領域を透過するとき、回折されない。一方第２領域を透過する反射光は、回折されるので、第２領域で回折された反射光を受光素子に入射させ、第１領域を透過した回折されない反射光を受光素子に入射させないようにすることができる。
【００３１】
このようなホログラム素子を用いることによって、多層の情報記録面を有する光記録媒体において、再生動作対象の情報記録面以外の情報記録面からの反射光が、受光素子に入射することを防止できるので、たとえばトラッキングエラー信号のノイズを低減し、対物レンズの位置制御精度を向上することが可能になる。
【００３２】
また本発明によれば、ホログラム素子は、第１領域が有する偏光特性と第２領域が有する偏光特性とが異なるように、たとえば第１領域が常光を回折し異常光を回折しない偏光特性を有し、第２領域が異常光を回折し常光を回折しない偏光特性を有するように構成されても良く、また第２領域に回折格子が設けられ、第１領域に回折格子が設けられないように構成されても良い。いずれのホログラム素子においても、前述のホログラム素子と同様に、第２領域で回折された反射光を受光素子に入射させ、第１領域を透過した回折されない反射光を受光素子に入射させないようにすることができるので、多層の情報記録面を有する光記録媒体において、再生動作対象の情報記録面以外の情報記録面からの反射光が、受光素子に入射することを防止できる。
【００３３】
また本発明によれば、光ピックアップ装置には、光源と対物レンズとの間に、ホログラム素子が２つ以上設けられ、２つ以上設けられるホログラム素子のうち少なくとも１つは、第１領域の偏光特性が、異常光を回折し常光を回折しないホログラム素子、第１領域の有する偏光特性が、常光を回折し異常光を回折しないホログラム素子、第１領域が有する偏光特性と第２領域が有する偏光特性とは、異なるホログラム素子、第２領域には回折格子が設けられ第１領域には回折格子が設けられないホログラム素子のいずれかである。
【００３４】
このような光ピックアップ装置では、異なる波長のレーザ光を用いて、複数の種類の光記録媒体に情報の記録／再生を行うに際し、信号検出のための高い光量を得ることが可能であり、また安定したレーザ出力制御を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
図１は本発明の実施の一形態であるホログラム素子３０の構成を簡略化して示す図であり、図２は図１に示すホログラム素子３０を備える光ピックアップ装置５１の構成を示す図である。
【００３６】
ホログラム素子３０は、光ピックアップ装置５１に備わる光源である半導体レーザ５２から出射された光３１が透過する際の光軸３２に直交する仮想平面３３において画された２つの領域、すなわち仮想平面３３において光軸３２を内包するように画される第１領域３４と、第１領域３４の外周に沿って第１領域３４を取囲むように画される第２領域３５と、第１および第２領域３４，３５の半導体レーザ５２を臨む側と反対側の面上に形成される回折格子３６とを含み、第１領域３４が偏光特性を有し、第２領域３５が偏光特性を有しないように構成される。本実施の形態のホログラム素子３０では、第１領域３４の偏光特性は、異常光を回折し、常光を回折しないように構成される。
【００３７】
ホログラム素子３０は、たとえば透明ガラスなどの基板３８の半導体レーザ５２を臨む側と反対側に、前述の第１および第２領域３４，３５と回折格子３６とが設けられる。ホログラム素子３０の第１および第２領域３４，３５は、常光と異常光とで屈折率が異なる物質から成り、その面上には前述の回折格子３６が形成され、さらに回折格子３６が等方性接着剤で埋められる。第１および第２領域３４，３５と回折格子３６とは、ホログラム回折パターン３７を構成する。
【００３８】
本実施の形態の回折格子３６は、その平面図上において３つに分割される。ホログラム素子３０が光ピックアップ装置５１に装着された状態で、光記録媒体５３の半径方向に平行な第１分割線３９によって、第１分割部４１と残余の分割部４４とに２分割され、残余の分割部４４は、第１分割線３９に直交する第２分割線４０によって、第２分割部４２と第３分割部４３とにさらに２分割される。
【００３９】
このような回折格子３６の分割部４１，４２，４３は、対物レンズ５４の光記録媒体５３に対する離隔位置および対物レンズ５４の光記録媒体５３に対する半径方向の相対位置を制御するための信号、すなわちフォーカスエラー信号（ＦＥＳ）およびトラッキングエラー信号（ＴＥＳ）を得ることができるように、半導体レーザから出射された光３１を分割するために設けられる。
【００４０】
ホログラム素子３０が設けられる光ピックアップ装置５１は、大略以下のように構成される。レーザ光を出射する光源である半導体レーザ５２と、半導体レーザ５２から出射されたレーザ光を光記録媒体５３の情報記録面に集光する対物レンズ５４と、半導体レーザ５２と対物レンズ５４との間に、半導体レーザから対物レンズに向って順に配置されるホログラム素子３０、コリメートレンズ５５、１／４波長板５６と、光記録媒体５３からの反射光を受光検出する受光素子５７と、コリメートレンズ５５近傍に設けられ、半導体レーザ５２の光出力制御に用いる光を受光検出するフォトダイオード５８とを含んで構成される。この光ピックアップ装置５１は、光記録媒体５３に光を照射することによって、情報を記録、再生または消去のうち少なくともいずれか１つを行うことに用いられる。
【００４１】
受光素子５７は、たとえばフォトダイオードなどによって構成され、照射される光を電気信号に変換する光電変換素子である。受光素子５７は、電極ピン５９の設けられたステム６０上に装着される半導体レーザ５２の近傍に、半導体レーザ５２と同様にして装着される。半導体レーザ５２と受光素子５７とは、キャップ６１で覆われて一体的な部材としてパッケージされる。ホログラム素子３０と、半導体レーザ５２および受光素子５７と、半導体レーザ５２および受光素子５７を覆うキャップ６１とは、ホログラムレーザ６２を構成する。
【００４２】
以下光ピックアップ装置５１の動作について説明する。半導体レーザ５２から出射された光３１は、ホログラム素子３０のホログラム回折パターン３７を通過する。レーザ光３１は、コリメートレンズ５５の有効開口数（ＮＡ）より大きな広がり角で放射されるので、ホログラム素子３０上でのビーム６３は、図１（ｂ）に示すように第２領域３５を内包する面積を有する。
【００４３】
ホログラム回折パターン３７における偏光特性を有する第１領域３４では、常光であるレーザ光３１のうち第１領域３４に入射した光を、回折することなく通過させた光６４をコリメートレンズ５５へ導く。一方偏光特性を有しない第２領域３５では、レーザ光３１のうち第２領域３５に入射した光が回折されて、０次光６５ａと±１次光６５ｂ、６５ｃとなる。０次光６５ａは、コリメートレンズ５５へ導かれる。±１次光６５ｂ，６５ｃは、コリメートレンズ５５の半径方向外方へ放射されるけれども、＋１次光６５ｂは、コリメートレンズ５５近傍に設けられるフォトダイオード５８によって受光される。フォトダイオード５８による＋１次光６５ｂの受光量を用いて半導体レーザ５２の出力制御が実施される。
【００４４】
第１領域３４を通過した光６４と、第２領域３５による０次回折光６５ａとが、コリメートレンズ５５で略平行光にされ、１／４波長板５６を通過することによって円偏光となり、対物レンズ５４によって光記録媒体５３の情報記録面に集光される。
【００４５】
このようにホログラム素子３０では、ホログラム回折パターン３７に入射する光のすべてが回折されるのではなく、偏光特性を有しない第２領域３５に入射する光のみが回折される。したがって、半導体レーザ５２から出射された光３１に対するコリメートレンズ５５に導かれる光の光量減少は、ホログラム素子３０による減衰を無視すれば、第２領域３５によって回折された±１次光６５ｂ，６５ｃの光量分に抑えられるので、光の利用効率を高く維持することができる。また拡散光ではなく、第２領域３５によって回折された＋１次光６５ｂを、半導体レーザ５２の出力制御に用いるので、安定した出力制御が可能になる。
【００４６】
光記録媒体５３によって反射された反射光６６は、対物レンズ５４を透過し、１／４波長板５６を再度通過することによって、異常光である直線偏光となる。反射光６６は、さらにコリメートレンズ５５を透過し、ホログラム素子３０のホログラム回折パターン３７に入射する。
【００４７】
ホログラム回折パターン３７の第１領域３４は異常光を回折する偏光特性を有し、第２領域３５は偏光特性を有しないので、異常光である反射光６６は、ホログラム回折パターン３７で回折され、０次光６７ａと±１次光６７ｂ，６７ｃとなる。＋１次光６７ｂは、受光素子５７へ導かれて入射する。受光素子５７は、受光した＋１次光６７ｂを信号処理することによって、光記録媒体５３からの情報を取得することができる。
【００４８】
図３は本発明の実施の第２の形態であるホログラム素子７０の構成を簡略化して示す平面図であり、図４は図３に示すホログラム素子７０を備える光ピックアップ装置７５における往路の光の挙動を示す図であり、図５は図３に示すホログラム素子７０を備える光ピックアップ装置７５における復路の光の挙動を示す図である。本実施の形態のホログラム素子７０およびそれを備える光ピックアップ装置７５は、実施の第１形態のホログラム素子３０およびそれを備える光ピックアップ装置５１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。
【００４９】
本実施の形態のホログラム素子７０は、前述のホログラム素子３０と類似の構成であり、第１および第２領域７１，７２を有する。しかしながら、ホログラム素子７０の第１領域７１が、常光を回折し、異常光を回折しない偏光特性を有し、第２領域７２が偏光特性を有しないことを特徴とする。
【００５０】
このようなホログラム素子７０を備える光ピックアップ装置７５の動作を、以下に説明する。
【００５１】
半導体レーザ５２から出射した常光であるレーザ光７６は、ホログラム回折パターン７３の第１領域７１では回折されて、０次光７７ａと±１次光７７ｂ、７７ｃとなる。偏光特性を有しない第２領域７２においても、レーザ光７６は回折されて、０次光７８ａと±１次光７８ｂ、７８ｃとなる。第１および第２領域７１，７２の０次光７７ａ，７８ａは、コリメートレンズ５５を透過し、１／４波長板５６で円偏光となり、対物レンズ５４によって、情報記録面が多層構造から成る光記録媒体７９の情報記録面７９ａに集光される。なお、図示を省くけれども、第１および第２領域７１，７２による±１次光を、半導体レーザ５２の出力制御に用いることができる。
【００５２】
光記録媒体７９の情報記録面７９ａからの反射光８０は、対物レンズ５４を透過し、１／４波長板５６を通過することによって異常光である直線偏光となり、さらにコリメートレンズ５５を透過して、ホログラム素子７０のホログラム回折パターン７３に入射する。第１領域７１は、異常光を回折しない偏光特性を有するので、反射光８０を回折することなく光８１として通過させる。一方、偏光特性を有しない第２領域７２では、反射光８０が回折されて、０次光８２ａ、±１次光８２ｂ、８２ｃとなる。第２領域７２における回折光のうち、＋１次光８２ｂが受光素子５７に導かれる。受光素子５７は、受光した＋１次光８２ｂを信号処理することによって、光記録媒体７９からの情報を取得することができる。
【００５３】
本実施の形態で光ピックアップ装置７５に装着される光記録媒体７９は、多層構造の情報記録面を有するので、半導体レーザ５２から出射され、ホログラム回折パターン７３で回折された０次光７７ａ，７８ａは、フォーカシングされている情報記録面７９ａによって反射されるだけでなく、情報記録面７９ａ以外のたとえば情報記録面７９ｂによっても反射される。この情報記録面７９ｂによる反射光も、対物レンズ５４、１／４波長板５６、コリメートレンズ５５を経て、ホログラム回折パターン７３の第１領域７１に入射される。しかしながら、前述のように、第１領域７１は、異常光を回折しない偏光特性を有するので、情報記録面７９ｂによる反射光を回折しない、すなわち情報記録面７９ｂによる反射光から受光素子５７へ導かれる光を発生させることがない。
【００５４】
このように、情報の再生対象としている情報記録面７９ａ以外の情報記録面からの反射光が、受光素子５７に導かれることを防止できるので、多層の情報記録面を有する光記録媒体７９においても、ノイズが少なく品位の高い信号を得ることが可能になり、精度良く対物レンズ５４の位置制御を行うことができる。
【００５５】
図６は本発明の実施の第３の形態であるホログラム素子９０の構成を簡略化して示す平面図であり、図７は図６に示すホログラム素子９０を備える光ピックアップ装置９５における往路の光の挙動を示す図である。本実施の形態のホログラム素子９０およびそれを備える光ピックアップ装置９５は、実施の第２形態のホログラム素子７０およびそれを備える光ピックアップ装置７５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。
【００５６】
本実施の形態のホログラム素子９０は、前述のホログラム素子７０と類似の構成であり、第１および第２領域９１，９２を有する。しかしながら、ホログラム素子９０の第１領域９１の有する偏光特性と、第２領域９２の有する偏光特性とが異なることを特徴とし、第１領域９１が、常光を回折し異常光を回折しない偏光特性を有し、第２領域９２が、異常光を回折し常光を回折しない偏光特性を有する。
【００５７】
このようなホログラム素子９０を備える光ピックアップ装置９５の動作を、以下に説明する。
【００５８】
半導体レーザ５２から出射した常光であるレーザ光９６は、ホログラム回折パターン９３の第１領域９１では回折されて、０次光９７ａと±１次光９７ｂ、９７ｃとなる。常光を回折しない偏光特性を有する第２領域９２では、常光であるレーザ９６が回折されることなく透過され、透過光９８となる。
【００５９】
第１領域９１の０次光９７ａおよび第２領域９２の透過光９８は、コリメートレンズ５５を透過し、１／４波長板５６で円偏光となり、対物レンズ５４によって、情報記録面が多層構造から成る光記録媒体７９の情報記録面７９ａに集光される。なお、図示を省くけれども、第１領域９１による±１次光９７ｂ，９７ｃを、半導体レーザ５２の出力制御に用いることができる。
【００６０】
ホログラム素子９０の第２領域９２の偏光特性が、異常光を回折し常光を回折しない点と、実施の第２形態のホログラム素子７０の第２領域７２が偏光特性を有しない点とが異なるけれども、光記録媒体７９からの反射光である異常光に対する挙動は、ホログラム素子９０と実施の第２形態のホログラム素子７０とで同一になるので、復路の説明を省略する。本実施の形態のホログラム素子９０を備える光ピックアップ装置９５も、実施の第２形態のホログラム素子７０を備える光ピックアップ装置７５と同様の効果を奏することができる。
【００６１】
図８は本発明の実施の第４の形態であるホログラム素子１００の構成を簡略化して示す平面図であり、図９は図８に示すホログラム素子１００を備える光ピックアップ装置１１１における往路の光の挙動を示す図である。本実施の形態のホログラム素子１００およびそれを備える光ピックアップ装置１１１は、実施の第２形態のホログラム素子７０およびそれを備える光ピックアップ装置７５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。
【００６２】
本実施の形態のホログラム素子１００は、前述のホログラム素子７０と類似の構成であり、第１および第２領域９１，９２を有する。しかしながら、ホログラム素子１００の第１領域１０１の部分には、回折格子が形成されず、第２領域１０２の部分にのみ回折格子１０７が形成されることを特徴とする。すなわち回折格子１０７全体の平面形状は、第１領域１０１に該当する部分が空所となる円環状に形成され、第１〜第３分割部１０４，１０５，１０６の形状は、扇形に形成される。したがって、第１領域１０１は、常光および異常光に関わらず回折することがなく、第２領域１０２は、異常光を回折し常光を回折しない偏光特性を有する構成である。
【００６３】
このようなホログラム素子１００を備える光ピックアップ装置１１１の動作を、以下に説明する。
【００６４】
半導体レーザ５２から出射した常光であるレーザ光１１２は、ホログラム回折パターン１０３の第１および第２領域１０２，１０３のいずれにおいても回折されることなく透過し、透過光１１３，１１４となる。透過光１１３，１１４は、コリメートレンズ５５を透過し、１／４波長板５６で円偏光となり、対物レンズ５４によって、情報記録面が多層構造から成る光記録媒体７９の情報記録面７９ａに集光される。
【００６５】
ホログラム素子１００の第１領域１０１に該当する部分に回折格子が形成されない点と、実施の第２形態のホログラム素子７０における第１領域７１が異常光を回折し常光を開設しない偏光特性を有する点とが異なるけれども、光記録媒体７９からの反射光である異常光に対する挙動は、ホログラム素子１００と実施の第２形態のホログラム素子７０とで同一になるので、復路の説明を省略する。
【００６６】
本実施の形態のホログラム素子１００を備える光ピックアップ装置１１１も、実施の第２形態のホログラム素子７０を備える光ピックアップ装置７５と同様の効果を奏することができる。
【００６７】
図１０および図１１は、本発明の実施の他の形態である光ピックアップ装置１２１の構成を簡略化して示す図である。光ピックアップ装置１２１は、たとえばＣＤおよびＤＶＤのような、それぞれ異なる波長のレーザ光を情報の記録／再生に用いる２種類の光記録媒体に対応することのできる装置である。したがって、光ピックアップ装置１２１は、波長が異なるレーザ光をそれぞれ発振することのできる２つの第１および第２半導体レーザ１２２，１２３と、２つの第１および第２ホログラム素子３０，１２４とを備える。
【００６８】
第１半導体レーザ１２２には、たとえばＣＤに用いられる波長７８０ｎｍの赤外波長のレーザ光を出射するものが用いられ、第２半導体レーザ１２３には、たとえばＤＶＤに用いられる波長６３０〜６９０ｎｍの赤色波長のレーザ光を出射するものが用いられる。これら２つの半導体レーザ１２２，１２３は、同一パッケージ内に搭載され、受光素子５７は、各半導体レーザ１２２，１２３から出射される波長毎に設けても良いけれども、本実施の形態では共通に１つを設ける構成である。
【００６９】
２つのホログラム素子３０，１２４は、半導体レーザ１２２，１２３とコリメートレンズ５５との間に積層するようにして配置され、半導体レーザ１２２，１２３寄りに第２ホログラム素子１２４が配置され、コリメートレンズ５５寄りに第１ホログラム素子３０が配置される。第１ホログラム素子３０は、前述したように第１および第２領域３４，３５を備え、第１領域３４が、異常光を回折し常光を回折しない偏光特性を有し、第２領域３５が偏光特性を有しないように構成され、ＤＶＤ用に設けられる。第２ホログラム素子１２４は、何ら偏光特性を有しない、すなわち常光および異常光に関わらず回折するように構成され、ＣＤ用に設けられる。
【００７０】
図１０では、光記録媒体がＣＤ５３ａである場合における光ピックアップ装置１２１の動作を示す。第１半導体レーザ１２２から出射されたＣＤ５３ａ用の波長７８０ｎｍの赤外光１２５（常光）は、ＣＤ用の第２ホログラム素子１２４によって回折され、０次光１２６ａ、±１次光１２６ｂ、１２６ｃとなる。０次光１２６ａのみが、ＤＶＤ用の第１ホログラム素子３０に導かれる。ＤＶＤ用の第１ホログラム素子３０は、第１領域３４が偏光特性を有するけれども、常光を回折しない特性であるので前述の０次光１２６ａが回折されることなく透過される。第２領域３５は偏光特性を有しないので、０次光１２６ａは回折され、不図示の０次光と±１次光（＋１次光のみ１２７ｂとして図示）となる。
【００７１】
ホログラム素子３０の第１領域３４を透過した透過光と、第２領域３５で回折された０次光とが、コリメートレンズ５５を透過して略平行光にされ、１／４波長板５６、対物レンズ５４を経て、ＣＤ５３ａの情報記録面に集光される。なお１／４波長板５６は、ＤＶＤ用の赤色光に対する１／４波長板であるため、赤外光はＣＤ５３ａの情報記録面では、楕円偏光となる。
【００７２】
ホログラム素子３０の第２領域３５により回折された＋１次光１２７ｂは、コリメートレンズ５５近傍に配置されるフォトダイオード５８によって受光検出され、第１半導体レーザ１２２の出力制御に用いられる。
【００７３】
ＣＤ５３ａによる反射光１２８は、対物レンズ５４、１／４波長板５６、コリメートレンズ５６を透過し、ＤＶＤ用の第１ホログラム素子３０に楕円光として入射する。第１ホログラム素子３０の第１および第２領域３４，３５は、異常光を回折するので、反射光１２８の異常光成分のみが回折され、±１次光１２９ｂ、１２９ｃとなる。他の光は、ＣＤ用の第２ホログラム素子に１２４に導かれる。第２ホログラム素子１２４では、回折されて０次光１３０ａ、±１次光１３０ｂ、１３０ｃとなり、＋１次光１３０ｂが受光素子５７に導かれる。
【００７４】
図１１では、光記録媒体がＤＶＤ５３ｂである場合における光ピックアップ装置１２１の動作を示す。第２半導体レーザ１２３から出射されたＤＶＤ５３ｂ用の波長６５０ｎｍの赤色光１３１（常光）は、ＣＤ用の第２ホログラム素子１２４によって回折され、０次光１３２ａ、±１次光１３２ｂ、１３２ｃとなる。０次光１３２ａのみが、ＤＶＤ用の第１ホログラム素子３０に導かれる。ＤＶＤ用の第１ホログラム素子３０は、前述と同様に第１領域３４が０次光１３２ａを回折することなく透過させる。第２領域３５では、０次光１３２ａは回折され、不図示の０次光と±１次光（＋１次光のみ１３３ｂとして図示）となる。
【００７５】
ホログラム素子３０の第１領域３４を透過した透過光と、第２領域３５で回折された０次光とが、コリメートレンズ５５を透過して略平行光にされ、１／４波長板５６を通過することによって円偏光となり、対物レンズ５４を経て、ＣＤ５３ａの情報記録面に集光される。
【００７６】
ホログラム素子３０の第２領域３５により回折された＋１次光１３３ｂは、コリメートレンズ５５近傍に配置されるフォトダイオード５８によって受光検出され、第２半導体レーザ１２３の出力制御に用いられる。
【００７７】
ＤＶＤ５３ｂによる反射光１３４は、対物レンズ５４を透過し、１／４波長板５６を通過することによって異常光である直線偏光となり、コリメートレンズ５６を透過して、ＤＶＤ用の第１ホログラム素子３０に入射する。第１ホログラム素子３０の第１および第２領域３４，３５は、異常光を回折するので、反射光１３４が回折され、０次光１３５ａおよび±１次光１３５ｂ、１３５ｃとなり、＋１次光１３５ｂが受光素子５７に導かれる。
【００７８】
このように、光ピックアップ装置１２１では、ＣＤ５３ａおよびＤＶＤ５３ｂのいずれのディスクに情報を記録／再生する場合であっても、情報の記録／再生に用いられるレーザ光の強度低下を抑制し、安定したレーザ出力制御を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の実施の一形態であるホログラム素子３０の構成を簡略化して示す図である。
【図２】図１に示すホログラム素子３０を備える光ピックアップ装置５１の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の第２の形態であるホログラム素子７０の構成を簡略化して示す平面図である。
【図４】図３に示すホログラム素子７０を備える光ピックアップ装置７５における往路の光の挙動を示す図である。
【図５】図３に示すホログラム素子７０を備える光ピックアップ装置７５における復路の光の挙動を示す図である。
【図６】本発明の実施の第３の形態であるホログラム素子９０の構成を簡略化して示す平面図である。
【図７】図６に示すホログラム素子９０を備える光ピックアップ装置９５における往路の光の挙動を示す図である。
【図８】本発明の実施の第４の形態であるホログラム素子１００の構成を簡略化して示す平面図である。
【図９】図８に示すホログラム素子１００を備える光ピックアップ装置１１１における往路の光の挙動を示す図である。
【図１０】本発明の実施の他の形態である光ピックアップ装置１２１の構成を簡略化して示す図である。
【図１１】本発明の実施の他の形態である光ピックアップ装置１２１の構成を簡略化して示す図である。
【図１２】ホログラムレーザ方式を備える従来の光ピックアップ装置１の構成を簡略化して示す図である。
【図１３】偏光特性を有するホログラム素子を用いる従来の光ピックアップ装置１５の構成を簡略化して示す図である。
【図１４】光路上にハーフミラー２６を備える光ピックアップ装置２５の構成を簡略化して示す図である。
【符号の説明】
【００８０】
３０，７０，９０，１００，１２４  ホログラム素子
３４，７１，９１，１０１  第１領域
３５，７２，９２，１０２  第２領域
３６，１０７  回折格子
３７，７３，９３，１０３  ホログラム回折パターン
５１，７５，９５，１１１，１２１  光ピックアップ装置
５２，１２２，１２３  半導体レーザ
５３  光記録媒体
５４  対物レンズ
５５  コリメートレンズ
５６  １／４波長板
５７  受光素子
５８  フォトダイオード
６２  ホログラムレーザ
【図１】
2005115279.tif 000003
【図２】
2005115279.tif 000004
【図３】
2005115279.tif 000005
【図４】
2005115279.tif 000006
【図５】
2005115279.tif 000007
【図６】
2005115279.tif 000008
【図７】
2005115279.tif 000009
【図８】
2005115279.tif 000010
【図９】
2005115279.tif 000011
【図１０】
2005115279.tif 000012
【図１１】
2005115279.tif 000013
【図１２】
2005115279.tif 000014
【図１３】
2005115279.tif 000015
【図１４】
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