(57)【要約】【課題】  光検出器における反射光のスポットの位置、形状、長さおよび幅を制御できる光集積化ユニットを提供する。さらに、Ｃ／Ｎの向上を図った光集積化ユニットを提供する。【解決手段】  光集積化ユニットは、光磁気記録媒体からの反射光を受光するための複数の受光部を有する光検出器１５と、光源から光記録媒体に向かう発振光と反射光とを分離するための第１の偏光分離手段と、第１の偏光分離手段からの反射光の少なくとも一部を回折させて、回折光を光検出器１５に導くための偏光ホログラム１４ａとを備える。偏光ホログラム１４ａは、複数の回折領域１４ａ１，１４ａ２を含み、それぞれの回折領域ごとに反射光を異なる方向に回折するように形成され、さらに、２つ以上の回折領域の回折光が一の受光部に向かうように形成されている。【選択図】        図２
2005182960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光磁気記録媒体からの反射光を受光するための複数の受光部を有する光検出器と、
光源から前記光記録媒体に向かう発振光と前記反射光とを分離するための第１の偏光分離手段と、
前記第１の偏光分離手段からの前記反射光の少なくとも一部を回折させて、回折光を前記光検出器に導くための第２の偏光分離手段と
を備え、
前記第２の偏光分離手段は、複数の回折領域を有する回折素子を含み、
前記回折素子は、それぞれの前記回折領域ごとに前記反射光を異なる方向に回折するように形成され、
前記回折素子は、２つ以上の前記回折領域の回折光が一の前記受光部に向かうように形成された、光磁気用の光集積化ユニット。
【請求項２】
前記回折素子は、第１の回折領域と第２の回折領域とを含み、
前記回折素子は、前記第１の回折領域の±１次の両方の回折光と、前記第２の回折領域の±１次の両方の回折光と、前記第１の回折領域および前記第２の回折領域の透過光とが、前記光検出器において略一直線状に配列するように形成された、請求項１に記載の光磁気用の光集積化ユニット。
【請求項３】
前記回折素子は、第１の回折領域と第２の回折領域とを含み、
前記回折素子は、前記第１の回折領域の＋１次回折光と前記第２の回折領域の−１次回折光とからなる組、および前記第１の回折領域の−１次回折光と前記第２の回折領域の＋１次回折光とからなる組のうち、少なくとも一方の組の２つの回折光の少なくとも一部同士が、前記受光部において重なるように形成された、請求項１に記載の光磁気用の光集積化ユニット。
【請求項４】
前記回折素子は、分割線で分割された２つの領域を含み、
前記２つの領域のうち、いずれか一方の領域の格子のピッチが他方の領域の格子のピッチより小さくなるように形成され、
前記２つの領域の格子は、それぞれ前記分割線とほぼ同じ方向に形成され、前記一方の領域から前記他方の領域に向かう方向に凹または凸になるように湾曲している、請求項１に記載の光磁気用の光集積化ユニット。
【請求項５】
前記回折素子は、互いに直行する第１の分割線と第２の分割線とを含み、
前記第２の分割線によって分割される一方の回折領域が、前記第１の分割線によって分割されて形成された第１の回折領域および第２の回折領域を含み、
前記第２の分割線によって分割される他方の回折領域が、前記第１の分割線によって分割されて形成された第３の回折領域および第４の回折領域を含む、請求項１に記載の光磁気用の光集積化ユニット。
【請求項６】
前記回折素子は、前記第１の回折領域の＋１次回折光と前記第２の回折領域の＋１次回折光とからなる組、および前記第１の回折領域の−１次回折光と前記第２の回折領域の−１次回折光とからなる組のうち、少なくとも一方の組の２つの回折光の少なくとも一部同士が、前記受光部において重なるように形成された、請求項５に記載の光磁気用の光集積化ユニット。
【請求項７】
前記回折素子は、前記第３の回折領域の＋１次回折光と前記第４の回折領域の＋１次回折光とからなる組、および前記第３の回折領域の−１次回折光と前記第４の回折領域の−１次回折光とからなる組のうち、少なくとも一方の組の２つの回折光の少なくとも一部同士が、前記受光部において重なるように形成された、請求項５に記載の光磁気用の光集積化ユニット。
【請求項８】
前記回折素子は、偏光ホログラムを含む、請求項１に記載の光磁気用の光集積化ユニット。
【請求項９】
前記偏光ホログラムの格子は、少なくとも一部が湾曲した、請求項８に記載の光磁気用の光集積化ユニット。
【請求項１０】
前記光検出器は、前記第２の偏光分離手段の一の透過光と、前記一の透過光に対応する±１次回折光とを、一の前記受光部で受光するように形成された、請求項１に記載の光磁気用の光集積化ユニット。
【請求項１１】
前記第２の偏光分離手段の回折光の検出信号と、前記第２の偏光分離手段の透過光の検出信号との差信号を得るための光磁気信号検出手段を備える、請求項１に記載の光磁気用の光集積化ユニット。
【請求項１２】
光集積化ユニットと、
対物レンズと
を備え、前記光集積化ユニットは、
光磁気記録媒体からの反射光を受光するための複数の受光部を有する光検出器と、
光源から前記光記録媒体に向かう発振光と前記反射光とを分離するための第１の偏光分離手段と、
前記第１の偏光分離手段からの前記反射光の少なくとも一部を回折させて、回折光を前記光検出器に導くための第２の偏光分離手段と
を備え、
前記第２の偏光分離手段は、複数の回折領域を有する回折素子を含み、
前記回折素子は、それぞれの前記回折領域ごとに前記反射光を異なる方向に回折するように形成された、光磁気用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、光ディスクなどの情報記録媒体に光学的に情報を記録または再生するために用いる光集積化ユニットおよび光集積化ユニットを備える光ピックアップ装置に関する。特に、光磁気用の光集積化ユニットおよび光磁気用の光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１２に、従来の技術に基づく光ピックアップ装置のうち、特開平８−２９７８７５号公報に開示された光ピックアップ装置についての断面図を示す。
【０００３】
光ピックアップ装置は、光集積化ユニットと対物レンズとを備える。光集積化ユニットは、光源や偏光分離手段などを含み、一体的に形成されている。対物レンズ１１３は、光集積化ユニットと光磁気記録媒体１３０との間に配置され、レーザ光を光磁気記録媒体１３０の記録面上で合焦するように形成されている。
【０００４】
光集積化ユニットは、レーザ光を発振する光源１１１と光源１１１から出射されたレーザ光を３ビームに分割するグレーティング１１６と、光源１１１と対物レンズ１１３の間に配設された基材１４０とを含む。基材１４０の上面には、光磁気記録媒体１３０からの反射光を、光磁気記録媒体１３０の半径方向に分離するための第１の偏光分離手段１１２が形成されている。
【０００５】
基材１４０の下面には、第１の偏光分離手段１１２によって分離された反射光を、さらに分離するための第２の偏光分離手段１１４ａ，１１４ｂが形成されている。第２の偏光分離手段１１４ａ，１１４ｂの下方には、第２の偏光分離手段１１４ａ，１１４ｂで分離された反射光を受光するために、光検出器１１５が形成されている。光検出器１１５は、受光部群１１５ａおよび受光部群１１５ｂを含む。
【０００６】
第１の偏光分離手段１１２は、複屈折回折格子型素子である偏光ホログラムが用いられている。図１３に、第１の偏光分離手段１１２としての偏光ホログラム１１７の斜視図を示す。偏光ホログラム１１７は、入射光のうち常光が透過する一方で異常光が回折するように形成されている。偏光ホログラム１１７における格子１２５は、直線状に形成され、ピッチが一定のものが用いられている。
【０００７】
第１の偏光分離手段１１２としての偏光ホログラムは、常光に対する位相差φが約７０°、異常光に対する位相差φが約１３０°または約２３０°になるように形成されている。さらに、常光に対する０次回折光率が６７％、±１次回折光率の総和が２７％、異常光に対する０次回折光率が１８％、異常光に対する±１次回折光率の総和が７６％になるように形成されている。光磁気記録媒体１３０の情報の再生は、光カー効果の原理に基づいている。光磁気記録媒体１３０からの反射光は、光磁気記録媒体１３０に記録された情報に従って、偏光面が回転（カー回転）する。第１の偏光分離手段１１２において、上記の回折光の効率が得られるように形成することによって、光磁気記録媒体１３０からの反射光のカー回転角が増倍する。すなわち、第１の偏光分離手段１１２は、光磁気記録媒体１３０からの反射光のカー回転角を増倍するエンハンス機能を有する。
【０００８】
第２の偏光分離手段１１４ａ，１１４ｂは、光磁気信号の作動検出のための偏光分離手段である。第２の偏光分離手段１１４ａは、第１の偏光分離手段１１２によって形成された＋１次回折光１１２ａを偏光分離する。また、第２の偏光分離手段１１４ｂは、第１の偏光分離手段１１２によって形成された−１次回折光１１２ｂを偏光分離する。
【０００９】
第２の偏光分離手段１１４ａ，１１４ｂは、第１の偏光分離手段１１２と同様に、図１３に示すような構造を有する複屈折回折格子型素子からなる偏光ホログラムが用いられている。すなわち、第２の偏光分離手段１１４ａ，１１４ｂには、直線状で互いに平行な格子を含む偏光ホログラムが用いられている。この偏光ホログラムは、常光を透過させる一方で異常光を回折するように形成されている。第２の偏光分離手段１１４ａ，１１４ｂは、常光に対する位相差φが約０°、異常光に対する位相差φが約１８０°になるように形成されている。
【００１０】
図１４に、図１２における光ピックアップ装置の光検出器１１５の平面図を示す。光検出器１１５は、第１の偏光分離手段１１２によって回折された±１次回折光１１２ａ，１１２ｂを受光するように形成されている。反射光は、第１の偏光分離手段１１２によって、光磁気記録媒体１３０の半径方向に沿って回折される（図１２参照）。受光部群１１５ａ，１１５ｂは、この半径方向に並んで形成されている。受光部群１１５ａは、第１の偏光分離手段の＋１次回折光を受光するための受光部群であり、受光部群１１５ｂは、第１の偏光分離手段の−１次回折光を受光するための受光部群である。
【００１１】
受光部群１１５ａは、グレーティング１１６によって光磁気記録媒体１３０の半径方向と垂直な方向に３分割されたレーザ光をそれぞれ受光するために、受光部１１８、受光部１１９ａ，１１９ｂ、および受光部１２０を含む。受光部群１１５ａの受光部においては、第２の偏光分離手段での透過光および−１次回折光を受光する。
【００１２】
同様に、受光部群１１５ｂは、グレーティング１１６で３分割された光をそれぞれ受光するために、受光部１２１、受光部１２２ａ，１２２ｂ、および受光部１２３を含む。受光部群１１５ｂの受光部においては、第２の偏光分離手段での透過光および＋１次回折光を受光する。図１４においては、それぞれの受光部にレーザ光が落斜する領域であるスポットＲ１９０が簡易的に円で示されている。
【００１３】
受光部群１１５ａにおいて、矢印１１４ａ０で示す列には、第２の偏光分離手段１１４ａを透過したレーザ光が到達する。矢印１１４ａＢに示す列には、第２の偏光分離手段１１４ａの−１次回折光が到達する。同様に、受光部群１１５ｂにおいて、矢印１１４ｂ０に示す列には、第２の偏光分離手段１１４ｂを透過したレーザ光が到達する。また、矢印１１４ｂＡに示す列には、第２の偏光分離手段１１４ｂの＋１次回折光が到達する。背景技術の説明においては、図１４に示すＸ方向（光磁気記録媒体の半径方向）において、図面左側を一律に「＋側」として、図面右側を「−側」としている。
【００１４】
受光部群１１５ａにおいて、Ｙ方向（光磁気記録媒体の接線方向）の中央の受光部においては、受光部１１９ａと受光部１１９ｂとに分割されている。受光部１１９ａ，１１９ｂは、第２の偏光分離手段の透過光と−１次回折光とをそれぞれ別に受光できるように形成されている。同様に、受光部群１１５ｂにおいては、Ｘ方向に受光部１２２ａと受光部１２２ｂとが並ぶように形成されている。
【００１５】
また、受光部１１９ａ，１１９ｂ，１２２ａ，１２２ｂにおいては、作動３分割法によるフォーカス誤差信号を検出するために、Ｘ方向と平行な方向の２本の分割線で分割されている。受光部１１９ａ，１１９ｂ，１２２ａ，１２２ｂは、細い中央部分とその両側の太い側方部分に３分割されている。
【００１６】
再生された光磁気信号ＭＯ１は、以下の式で表わせられる。ここで、各受光部で得られる検出信号は、それぞれの受光部を示す符号の先頭に「Ｓ」を付加して表わす。
【００１７】
ＭＯ１＝（Ｓ１１９ａ−Ｓ１１９ｂ）＋（Ｓ１２２ｂ−Ｓ１２２ａ）…（１）
式（１）において、第１の項の（Ｓ１１９ａ−Ｓ１１９ｂ）は、第２の偏光分離手段１１４ａにおける透過光の検出信号と−１次回折光の検出信号とによる差動信号である。第２の項の（Ｓ１２２ｂ−Ｓ１２２ａ）は、第２の偏光分離手段１１４ｂにおける透過光の検出信号と＋１次回折光の検出信号とによる差動信号である。
【００１８】
この公報に記載された好適な実施例によれば、光磁気信号ＭＯ１は、第２の偏光分離手段１１４ａの透過光と−１次回折光との差動検出によって得られる信号と、第２の偏光分離手段１１４ｂの透過光と＋１次回折光との作動検出によって得られる信号とで形成されている。本発明においては、上記の式（１）で光磁気信号が形成される方式を、「第１のＭＯ信号生成方式」という。
【００１９】
図１４においては、それぞれの受光部におけるスポットの形状は、簡易的にほぼ円形で示されている。しかし、実際には、回折されたレーザ光は収差を生ずるため、光検出器の受光部におけるレーザ光のスポットの形状は、ほぼ円形とならずに変形する。この変形は、第１の偏光分離手段または第２の偏光分離手段がニオブ酸リチウムなどの基板で形成され、反射光がこれらの基板に対して斜め方向から入射することによって、収差が生じることによる。第１の偏光分離手段または第２の偏光分離手段を形成している基材が、硝材または樹脂などの光学材料で形成されている場合には、これらの収差がさらに大きくなることがある。
【００２０】
図１５に、シミュレーション装置を用いて光検出器におけるスポットを求めて、該スポットに合せて受光部を形成した光検出器の平面図を示す。
【００２１】
上記の第１のＭＯ信号生成方式においては、受光部群１１５ａにおいては、第２の偏光分離手段による透過光と−１次回折光のみを用いている。また、受光部群１１５ｂにおいては、第２の偏光分離手段の透過光と＋１次回折光のみを用いている。すなわち、それぞれの第２の偏光分離手段１１４ａ，１１４ｂの±１次回折光のうち、一方の回折光のみを用いている。
【００２２】
光検出器においては、第２の偏光分離手段１１４ａ，１１４ｂについて、それぞれの第２の偏光分離手段の＋１次回折光および−１次回折光の両方の回折光を用いる光検出器も提案することができる。図１５（ａ）に示す受光部群１１５ａにおいて、破線で示した受光部１１９ｃが形成され、図１５（ｂ）に示す受光部群１１５ｂにおいて、破線で示した受光部１２２ｃが形成された光検出器も提案することができる。この光検出器から得られる光磁気信号ＭＯ２は、以下の式で与えられる。
【００２３】
ＭＯ２＝｛Ｓ１１９ａ−（Ｓ１１９ｂ＋Ｓ１１９ｃ）｝＋｛Ｓ１２２ａ−（Ｓ１２２ｂ＋Ｓ１２２ｃ）｝…（２）
以下の説明においては、式（２）によって、光磁気信号ＭＯ２を得る方式を「第２のＭＯ信号生成方式）という。
【特許文献１】特開平８−２９７８７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
上記の特許文献１には、第２の偏光分離手段の回折光率は記載されていない。しかし、開示されている第２の偏光分離手段の構成であれば、理論的に常光に対する０次回折光率は１００％、異常光に対する±１次回折光率は、それぞれ４０．５％になる。
【００２５】
一方で、光磁気信号の作動信号の検出において、光源からのレーザ光の強度の変動や、光磁気記録媒体の反射率の変動に起因する同相ノイズを抑制するためには、情報信号の検出に用いる常光成分と異常光成分の光量はほぼ等しいことが好ましい。
【００２６】
情報信号を透過光（０次回折光）の信号と＋１次回折光の信号との差または、透過光の信号と−１次回折光の信号との差から得る方式（上記の第１のＭＯ信号生成方式）では、常光成分と異常光成分との光量の比は１００：４５とアンバランスになるため、同相ノイズを十分に抑制できないという問題がある。
【００２７】
第２の偏光分離手段の光学軸の方向と入射光の偏光方向がなす角度を４５°からずらすことによって、光量比を１：１にすることが可能であるが、これに伴って、キャリアレベルが低下するため、Ｃ／Ｎ（Carrier to Noise Ration）の低下が生じてしまう。したがって、常光成分と異常光成分の光量比のアンバランスを抑制するためには、±１次回折光の和と０次回折光との差から情報信号を得る方式である上記の第２のＭＯ信号生成方式が好ましい。
【００２８】
第２のＭＯ信号生成方式では、常光成分と異常光成分の光量比は、１００：８１となるため、第１のＭＯ信号生成方式に比べて光量比のアンバランスは改善され、同相ノイズはかなり抑制される。しかし、第２のＭＯ信号生成方式においては、図１５に示すように、受光部１１９ｃおよび受光部１２２ｃを形成する必要がある。ここで、受光部１１９ｃおよび受光部１２２ｃにおけるスポットの形状は、他のスポットの形状に比べて大きくなっている。特に光磁気記録媒体の半径方向（Ｘ方向）に大きくなっている。このため、受光部１１９ｃおよび１２２ｃについては、これらの反射光を受光するため、表面積を大きくする必要がある。
【００２９】
光ピックアップ装置の内部においては、光源が発するレーザ光の一部がパッケージなどの各部材で乱反射して、一部が光検出器に到達することによって、ノイズ信号が発生する。すなわち、迷光によって、検出信号にノイズが発生する。このため、受光部の表面積は、小さい方が好ましい。しかし、受光部１１９ｃおよび受光部１２２ｃは、表面積を大きく形成する必要があるため、ノイズ成分が増大して、Ｃ／Ｎが低下するという問題があった。
【００３０】
このように、従来の技術に基づく光集積化ユニットおよび光ピックアップ装置においては、Ｃ／Ｎの向上を図ることが困難であるという問題があった。特に、従来の技術に基づく光集積化ユニットおよび光ピックアップ装置においては、光検出器における反射光の収差を調整することが困難で、スポットの位置や、スポットの形状などを制御することが困難であるという問題があった。
【００３１】
本発明の目的は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、光検出器における反射光のスポットの位置、形状、長さまたは幅を制御できる光集積化ユニットおよび光ピックアップ装置を提供することを目的とする。さらに、Ｃ／Ｎの向上を図った光集積化ユニットおよび光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
上記目的を達成するため、本発明に基づく光集積化ユニットは、光磁気記録媒体からの反射光を受光するための複数の受光部を有する光検出器と、光源から上記光記録媒体に向かう発振光と上記反射光とを分離するための第１の偏光分離手段と、上記第１の偏光分離手段からの上記反射光の少なくとも一部を回折させて、回折光を上記光検出器に導くための第２の偏光分離手段とを備える。上記第２の偏光分離手段は、複数の回折領域を有する回折素子を含み、上記回折素子は、それぞれの上記回折領域ごとに上記反射光を異なる方向に回折するように形成され、上記回折素子は、２つ以上の上記回折領域の回折光が一の上記受光部に向かうように形成されている。この構成を採用することにより、上記光検出器におけるスポットの位置、形状、長さまたは幅を制御できる光集積化ユニットを提供することができる。
【００３３】
上記発明において好ましくは、上記回折素子は、第１の回折領域と第２の回折領域とを含み、上記回折素子は、上記第１の回折領域の±１次の両方の回折光と、上記第２の回折領域の±１次の両方の回折光と、上記第１の回折領域および上記第２の回折領域の透過光とが、上記光検出器において略一直線状に配列するように形成されている。この構成を採用することにより、上記光検出器における複数の上記スポットの互いの距離を小さくすることができ、上記受光部の表面積を小さくすることができるとともに、Ｃ／Ｎを向上させることができる。
【００３４】
上記発明において好ましくは、上記回折素子は、第１の回折領域と第２の回折領域とを含み、上記回折素子は、上記第１の回折領域の＋１次回折光と上記第２の回折領域の−１次回折光とからなる組、および上記第１の回折領域の−１次回折光と上記第２の回折領域の＋１次回折光とからなる組のうち、少なくとも一方の組の２つの回折光の少なくとも一部同士が、上記受光部において重なるように形成されている。この構成を採用することにより、上記検出器における上記スポットの面積を小さくすることができる。したがって、上記受光部の表面積を小さくすることができるとともに、上記Ｃ／Ｎを向上させることができる。
【００３５】
上記発明においてこのましくは、上記回折素子は、分割線で分割された２つの領域を含み、上記２つの領域のうち、いずれか一方の領域の格子のピッチが他方の領域の格子のピッチより小さくなるように形成され、上記２つの領域の格子は、それぞれ上記分割線とほぼ同じ方向に形成され、上記一方の領域から上記他方の領域に向かう方向に凹または凸になるように湾曲している。この構成を採用することにより、上記検出器において、上記反射光を近接させたり重ねたりするができ、上記受光部の面積を小さくすることができるとともに、上記Ｃ／Ｎを向上させることができる。
【００３６】
上記発明において好ましくは、上記回折素子は、互いに直行する第１の分割線と第２の分割線とを含み、上記第２の分割線によって分割される一方の回折領域が、上記第１の分割線によって分割されて形成された第１の回折領域および第２の回折領域を含み、上記第２の分割線によって分割される他方の回折領域が、上記第１の分割線によって分割されて形成された第３の回折領域および第４の回折領域を含む。この構成を採用することにより、上記光検出器において、上記スポットを近接させたり重ねたりすることができ、上記受光部の表面積を小さくすることができる。また、上記Ｃ／Ｎを向上させることができる。
【００３７】
上記発明において好ましくは、上記回折格子は、上記第１の回折領域の＋１次回折光と上記第２の回折領域の＋１次回折光とからなる組、および上記第１の回折領域の−１次回折光と上記第２の回折領域の−１次回折光とからなる組のうち、少なくとも一方の組の２つの回折光の少なくとも一部同士が、上記受光部において重なるように形成されている。または、上記回折素子は、上記第３の回折領域の＋１次回折光と上記第４の回折領域の＋１次回折光とからなる組、および上記第３の回折領域の−１次回折光と上記第４の回折領域の−１次回折光とからなる組のうち、少なくとも一方の組の２つの回折光の少なくとも一部同士が、上記受光部において重なるように形成されている。この構成を採用することにより、上記受光部の表面積を小さくすることができ、上記Ｃ／Ｎを向上させることができる。
【００３８】
上記発明において好ましくは、上記回折素子は、偏光ホログラムを含む。この構成を採用することにより、上記偏光ホログラムの格子の構成などを変更することにより、上記回折領域ごとの上記回折光の向きなどを容易に調整することができる。
【００３９】
上記発明において好ましくは、上記偏光ホログラムの格子は、少なくとも一部が湾曲している。この構成を採用することにより、上記光検出器における上記スポットの面積をさらに小さくすることができ、上記Ｃ／Ｎをさらに向上させることができる。
【００４０】
上記発明において好ましくは、上記光検出器は、上記第２の偏光分離手段の一の透過光と、上記一の透過光に対応する±１次回折光とを、一の上記受光部で受光するように形成されている。この構成を採用することにより、上記検出器における上記受光部の数を少なくすることができ、上記光検出器の構成を簡単にすることができる。また、上記光検出器を小型化することができる。
【００４１】
上記発明において好ましくは、上記第２の偏光分離手段の回折光の検出信号と、上記第２の偏光分離手段の透過光の検出信号との差信号を得るための光磁気信号検出手段を備える。この構成を採用することにより、上記光磁気信号検出手段を備える上記光集積化ユニットに本発明を適用することができる。
【００４２】
上記目的を達成するため、本発明に基づく光ピックアップ装置は、上述の光集積化ユニットを備える。この構成を採用することにより、光検出器におけるスポットの位置、形状、長さまたは幅を制御できる光ピックアップ装置を提供することができる。また、Ｃ／Ｎの向上を図った光ピックアップ装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００４３】
本発明によれば、受光部における反射光のスポットの位置、形状、長さまたは幅を制御できる光集積化ユニットおよび光ピックアップ装置を提供することができる。また、光磁気信号のＣ／Ｎを向上できる光集積化ユニットおよび光ピックアップ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
（実施の形態１）
（構成）
図１から図３を参照して、本発明に基づく実施の形態１における光集積化ユニットおよび光ピックアップ装置について説明する。
【００４５】
図１は、本実施の形態における光ピックアップ装置と光磁気記録媒体との概略断面図である。本発明の説明に用いる上部、上方、下部または下方などの向きを示す用語は、絶対的な方向を示すものではなく、各部位の相対的な位置関係を示すものである。
【００４６】
光集積化ユニットは、パッケージ２５と一体的に形成されている。パッケージ２５は、平面形状がほぼ長方形のものであり、内部に各部材が配置できるように箱形に形成されている。パッケージ２５の内部の下部には、上側に向かってレーザ光を発振するための光源１１が配置されている。光源１１の上方には、発振光を３分割するためのグレーティング１６が形成されている。グレーティング１６は平板状に形成されている。
【００４７】
パッケージ２５の上部には、基材４０が形成されている。基材４０は、内部が空洞になるように形成され、上面には、第１の偏光分離手段としての偏光ホログラム１２が形成されている。偏光ホログラム１２は、光源１１からの発振光を透過する一方で、光磁気記録媒体からの反射光を回折するように形成されている。本実施の形態においては、光磁気記録媒体が回転するときの半径方向に光学的に対応する方向（以下、「Ｘ方向」という。）において、図１の左側の回折光を偏光ホログラム１２の＋１次回折光１２ａ、右側の回折光を偏光ホログラム１２の−１次回折光１２ｂとしている。
【００４８】
基材４０の下面において、偏光ホログラム１２の±１次回折光の光路上には、第２の偏光分離手段としての回折素子として、偏光ホログラム１４ａおよび偏光ホログラム１４ｂが形成されている。偏光ホログラム１４ａ，１４ｂは、発振されたレーザ光の光軸Ｊを挟むように、光軸Ｊの両側方に配置されている。偏光ホログラム１４ａ，１４ｂは、反射光の少なくとも一部を回折するように形成されている。
【００４９】
パッケージ２５の内部の下部には、第２の偏光分離手段としての偏光ホログラム１４ａ，１４ｂの±１次回折光および透過光を受光するための光検出器１５が形成されている。第２の偏光分離手段は、光集積化ユニットの偏光分離手段のうち、第１の偏光分離手段からの反射光の少なくとも一部を回折させて、回折光を光検出器１５に導くための偏光分離手段である。光検出器１５には、複数の受光部を有する受光部群１５ａと受光部群１５ｂとが形成されている。受光部群１５ａは、偏光ホログラム１２の＋１次回折光１２ａを受光できるように配置され、受光部群１５ｂは、偏光ホログラム１２の−１次回折光１２ｂを受光できるように配置されている。偏光ホログラム１４ａ，１４ｂは、それぞれ反射光の光路における光検出器１５の直前に形成されている。
【００５０】
基材４０は、内部が空洞になるように形成され、高さ（Ｚ方向の長さ）が１．４５ｍｍになるように形成されている。光学基板３の下面から受光部までの距離（Ｚ方向の距離）は、約０．５６ｍｍになるように形成されている。光源１１は、７８５ｎｍのレーザ光を発振できるように形成されている。
【００５１】
光集積化ユニットの上方には、光磁気記録媒体１３０の記録面において、光を集光させるための対物レンズ１３が配置されている。光ピックアップ装置は、対物レンズ１３と光集積化ユニットとを備える。
【００５２】
第１の偏光分離手段としての偏光ホログラム１２は、従来の技術に基づく偏光ホログラムと同様である。たとえば、特許文献１に示されるように、互いに平行な直線状の格子が表面に形成され、格子のピッチはほぼ一定になるような偏光ホログラムが形成されている。
【００５３】
本実施の形態における偏光ホログラム１２は、図１３を参照して、格子１２５が形成されているニオブ酸リチウムの光学基板１１７ａの厚さｔが０．５ｍｍになるように形成されている。ニオブ酸リチウムの常光の屈折率は２．２６、異常光の屈折率は２．１８である。偏光ホログラム１２と同様に、偏光ホログラム１４ａ，１４ｂのニオブ酸リチウムによる光学基板の厚さは０．５ｍｍである。それぞれの偏光ホログラムに形成されているプロトン交換層を含む格子の厚さは、無視できる厚さである。
【００５４】
第１の偏光分離手段は、光磁気記録媒体からの反射光を光磁気記録媒体に向かう発振光と分離できればよく、上記のほかにも、たとえば、偏光ビームスプリッタなどを含んでいてもよい。また、本実施の形態における第１の偏光分離手段は、エンハンス機能を有する偏光ホログラムが用いられている。
【００５５】
本実施の形態における光集積化ユニットは、偏光ホログラム１４ａ，１４ｂの構成と光検出器１５の構成とが従来の技術に基づく光集積化ユニットと異なる。
【００５６】
図２に本実施の形態における第２の偏光分離手段としての偏光ホログラム１４ａの説明図を示す。図２（ａ）は、偏光ホログラム１４ａの平面図である。偏光ホログラム１４ａは、分割線３１を境界にして、第１の回折領域１４ａ１と第２の回折領域１４ａ２とを有する。すなわち、偏光ホログラム１４ａは、２つの回折領域を有する。分割線３１は、光磁気記録媒体が回転するときの半径方向に垂直な方向と光学的に対応する方向（以下、「Ｙ方向」という）に平行になるように形成されている。偏光ホログラム１４ａは、第１の回折領域１４ａ１が光集積化ユニットの外側になるように配置されている。
【００５７】
また、偏光ホログラム１４ａは、図１における偏光ホログラム１２の＋１次回折光１２ａを、分割線３１でほぼ２分割するように配置されている。図２（ａ）においては、偏光ホログラム１２の＋１次回折光の＋１次回折光到達領域５０ａを分割線３１が２分割するように配置されている。
【００５８】
図２（ｂ）は、偏光ホログラム１４ａの拡大平面図の模式図である。偏光ホログラム１４ａは、平面形状は略正方形になるように形成され、一辺の長さＬ１４ａは６００μｍ、＋１次回折光到達領域５０ａの半径は１３０〜１５０μｍ、および実効ＮＡ（Numerical Aperture）は０．１３５である。
【００５９】
偏光ホログラム１４ａにおいては、第１の領域１４ａ１と第２の領域１４ａ２とで格子の形状などが異なる。偏光ホログラム１４ａは、２つの回折領域において、一方の領域である第１の回折領域１４ａ１の格子６０ａのピッチが、他方の領域である第２の回折領域１４ａ２の格子６０ｂのピッチより小さくなるように形成されている。すなわち格子６０ａ同士の間隔が、格子６０ｂ同士の間隔よりも小さくなるように形成されている。
【００６０】
図２（ｂ）には、偏光ホログラム１４ａの分割線３１の垂直２等分線（図示せず）上の領域Ｐ１〜Ｐ９における格子のピッチの概略値が記載されている。第１の領域１４ａ１の格子６０ａのピッチは、約２．６〜２．８μｍであるのに対して、第２の領域１４ａ２の格子６０ｂのピッチは、約３〜５μｍである。このように、格子６０ａのピッチは、格子６０ｂのピッチよりも小さくなるように形成されている。
【００６１】
第１の回折領域１４ａ１および第２の回折領域１４ａ２における格子は、Ｘ方向のうち正の方向に向かうにつれて、格子のピッチは、略同じか大きくなる傾向がある。（領域Ｐ９から領域Ｐ７に向かう部分のように、わずかに小さくなる部分もあるが略同じである。）
また、第１の領域１４ａ１と第２の領域１４ａ２との境界の分割線３１においては、形成されている格子６０ａ，６０ｂは不連続であるが、それぞれの領域内においては、連続的に格子６０ａ，６０ｂが形成されている。たとえば、格子６０ａ，６０ｂのピッチは、Ｘ方向において連続的に変化するように形成されている。また、それぞれの領域内の格子６０ａ，６０ｂの湾曲の形状も連続的に変化するように形成されている。
【００６２】
また、それぞれの領域１４ａ１，１４ａ２内においては、格子６０ａ，６０ｂ同士は、ほぼ平行になるように形成されている。厳密には、分割線３１の垂直２等分線上における格子のピッチと、偏光ホログラム１４ａの端部における格子のピッチとはわずかに異なっているが、それぞれの領域１４ａ１，１４ａ２内においては、ほぼ平行になるように形成されている。
【００６３】
また、それぞれの領域内１４ａ１，１４ａ２においては、それぞれの格子６０ａ，６０ｂは、分割線３１の垂直２等分線（図示せず）に対して対称になるように形成されている。
【００６４】
それぞれの格子６０ａ，６０ｂは、分割線３１の方向とほぼ同じ方向になるように形成されている。また、それぞれの格子６０ａ，６０ｂは、第２の領域１４ａ２から第１の領域１４ａ１に向かう方向（Ｘ方向のうち負の方向）に凸になるように、わずかに湾曲している。
【００６５】
第２の偏光分離手段としての偏光ホログラム１４ｂは、光源１１から発振されるレーザ光の光軸Ｊに対して、偏光ホログラム１４ａと格子の形状などが対称になるように形成されている（図１参照）。偏光ホログラム１４ｂにも、第１の回折領域と第２の回折領域とが形成され、格子のピッチの間隔が広い第２の回折領域が光集積化ユニットの内側に配置されるように形成されている。
【００６６】
偏光ホログラム１２は、主光線の回折角度が約−１８°（Ｘ方向のうち負の向き）になるように形成されている。偏光ホログラム１２の＋１次回折光が偏光ホログラム１４ａに入射するときの入射角度は約−１８°である。偏光ホログラム１４ａは、第１の領域１４ａ１における主光線の＋１次回折光の設定角度が約−２８°、第２の領域１４ａ２における主光線の＋１次回折光の設定角度が約−９°になるように形成されている。上記の偏光ホログラム１４ａのそれぞれの領域における＋１次回折光の設定角度は、図１の下向き（Ｚ方向のうち負の向き）に対する角度である。
【００６７】
図３に、本実施の形態における光検出器の平面図を示す。図３は、光ピックアップ装置のシミュレーションを行なって、光検出器における反射光を求めたのちに、スポットの形状に合せて受光部を形成したときの平面図である。なお、本願のシミュレーションにおいては、その結果は実際の製造物と精度よく一致する。図３（ａ）は光検出器のうち受光部群１５ａの平面図であり、図３（ｂ）は受光部群１５ｂの平面図である。それぞれの受光部群１５ａ，１５ｂは、複数の受光部を有する。
【００６８】
図３（ａ）に示す受光部群１５ａは、図１における偏光ホログラム１２の＋１次回折光１２ａを受光するためのものであり、図３（ｂ）に示す受光部群１５ｂは、図１における偏光ホログラム１２の−１次回折光１２ｂを受光するためのものである。受光部群１５ａ，１５ｂの受光部は、グレーティングによって３分割された光を受光することができるように矢印２００に示すように、Ｘ方向が列の方向になるように３列形成されている。
【００６９】
受光部群１５ａは、受光部１８、受光部１９ａ、受光部１９ｂ、受光部１９ｃおよび受光部２０を含む。受光部１８および受光部２０の平面形状は、Ｘ方向が長手方向になるような長方形に形成されている。また、受光部１９ａおよび受光部１９ｂは、平面形状がほぼ正方形になるように形成され、差動３分割法によるフォーカス誤差信号を検出するために３分割されている。それぞれの分割されている領域は、長手方向がＸ方向と平行になるように形成されている。３分割されている中央の領域は、両側の領域よりも幅が狭くなるように形成されている。また、３分割された領域のうち、側方の２つの領域の面積は互いにほぼ同じになるように形成されている。受光部１９ｃは、平面形状がほぼ正方形になるように形成されている。
【００７０】
光源から発振されたレーザ光は、グレーティング１６で３分割され、さらに、光磁気記録媒体からの反射光は、第２の偏光分離手段としての偏光ホログラム１４ａ，１４ｂ（図１参照）で分割される。本形態における受光部群１５ａ，１５ｂは、偏光ホログラム１４ａ，１４ｂを通るレーザ光のうち、透過光と±１次回折光とを受光できるように形成されている。
【００７１】
図３（ａ）において、第２の偏光分離手段としての偏光ホログラム１４ａの透過光は矢印１４ａ０に示す列、＋１次回折光は矢印１４ａＡに示す列、−１次回折光は矢印１４ａＢに示す列にそれぞれ落斜する。本形態における光検出器は、分割された９つのレーザ光を受光して信号検出できるように形成されている。
【００７２】
受光部群１５ｂにおいては、第２の偏光分離手段としての偏光ホログラム１４ｂにおける透過光と±１次回折光とを受光できるように形成されている。偏光ホログラム１４ｂの透過光は矢印１４ｂ０に示す列、＋１次回折光は矢印１４ｂＡに示す列、−１次回折光は矢印１４ｂＢに示す列に、それぞれ落斜する。
【００７３】
このように、受光部群１５ｂにおいても、分割されるレーザ光のうち、９つのレーザ光を受光できるように形成されている。また、受光部群１５ｂは、発振されたレーザ光の光軸Ｊに対して、受光部群１５ａと対称になるように形成されている。受光部２３は受光部２０に対称になるように形成され、また、受光部２２ａは受光部１９ａと、受光部２２ｂは受光部１９ｂと、受光部２２ｃは、受光部１９ｃと対称になるように形成されている。また、受光部２１は、受光部１８と対称になるように形成されている。
【００７４】
また、本実施の形態における光集積化ユニットは、これらの受光部から得た検出信号のうち、第２の偏光分離手段の回折光の検出信号と透過光の検出信号との差信号を得るための光磁気信号検出手段を備えている。
【００７５】
（作用・効果）
本発明の説明においては、偏光分離手段としての偏光ホログラムの回折光は、設計において優先して定めるべき回折光（予め回折光の到達位置を設定する側の回折光）を＋１次回折光とし、＋１次回折光の反対側の回折光を−１次回折光としている。したがって、「＋１次回折光」または「−１次回折光」における「＋」と「−」とは、絶対的な向きを示すものではなく相対的な向きを示す。−１次回折光の回折角度や集光する位置は、＋１次回折光を考慮して設計した偏光ホログラムによって、従属的に定まる。
【００７６】
図１において、光源１１から発振されたレーザ光がグレーティング１６でメインビームと２つのサブビームとに３分割され、基材４０を通って対物レンズ１３に入射する。レーザ光は、対物レンズ１３によって光磁気記録媒体１３０の記録面で集光する。光磁気記録媒体１３０からの反射光は、再び対物レンズ１３を通って、偏光ホログラム１２に入射して回折される。第１の偏光分離手段においては、光源１１からの発振光と光磁気記録媒体１３０からの反射光とを分離する。
【００７７】
偏光ホログラム１２においては、＋１次回折光１２ａと−１次回折光１２ｂとが形成される。＋１次回折光１２ａは、偏光ホログラム１４ａに入射する。−１次回折光１２ｂは、偏光ホログラム１４ｂに入射する。これらの作用については、従来の技術に基づく光ピックアップ装置と同様である。
【００７８】
図２（ｃ）に、偏光ホログラム１４ａに偏光ホログラム１２の＋１次回折光１２ａが入射したときの説明図を示す。＋１次回折光１２ａは、図２（ａ）に示すように、分割線３１に２分割されるように偏光ホログラム１４ａの中央部分に到達する。＋１次回折光１２ａは、偏光ホログラム１４ａの第１の回折領域１４ａ１と第２の回折領域１４ａ２とにおいてそれぞれ回折される。
【００７９】
第２の偏光分離手段としての偏光ホログラム１４ａにおいて、第１の回折領域１４ａ１の回折光は＋１次回折光２０ａと−１次回折光２０ｂとを含む。また、第２の回折領域１４ａ２の回折光は＋１次回折光２１ａと−１次回折光２１ｂとを含む。図２（ｃ）においては、＋１次回折光２０ａ，２１ａを実線で示し、−１次回折光２０ｂ，２１ｂを破線で示している。
【００８０】
図２（ｃ）に示すように、第１の回折領域１４ａ１の＋１次回折光２０ａと第２の回折領域１４ａ２の−１次回折光２１ｂとが光検出器１５の表面で重なっている。また、第１回折領域１４ａ１の−１次回折光２０ｂと第２の回折領域１４ａ２の＋１次回折光２１ａとが光検出器１５の表面で重なっている。このように回折光が重なるように第２の偏光分離手段を形成することによって、受光部におけるスポットを小さくすることができる。本実施の形態においては、透過光の両側の２つの両方スポットにおいて、回折光が重なっているが、特にこの形態に限られず、一方の側のスポットにおいて回折光が重なっていてもよい。
【００８１】
第２の偏光分離手段としての偏光ホログラム１４ａは、それぞれの回折領域ごとに反射光を異なる方向に回折できるように形成されている。偏光ホログラム１４ａには、回折角度が互いに異なるような２つの回折領域が形成されているため、それぞれの回折領域において±１次回折光が発生する。偏光ホログラム１４ａにおいて、第１の回折領域１４ａ１の格子６０ａのピッチは、第２の回折領域１４ａ２の格子６０ｂのピッチよりも小さくなるように形成されている。この構成を採用することによって、図２（ｃ）に示すように、＋１次回折光２０ａと−１次回折光２１ｂとを光検出器１５の表面（受光部）において、重ねることができる。また、＋１次回折光２１ａと−１次回折光２０ｂとを光検出器において重ねることができる。さらに、本実施の形態においては、２つの領域の格子６０ａ，６０ｂは、分割線３１とほぼ同じ方向に形成され、第１の領域１４ａ１から第２の領域１４ａ２に向かう方向に凹になるように湾曲している。この構成を採用することにより、さらに、スポットを小さくすることができる。
【００８２】
偏光ホログラム１４ａにおけるそれぞれの回折領域における格子の形状、格子のピッチおよび湾曲の形状については、本実施の形態に限られず、レーザ光の波長やレーザ光の入射角度、偏光ホログラムの材質、および偏光ホログラムと光検出器との距離などに依存するために、適宜調整を行なったものを用いる。たとえば、本実施の形態においては、格子が互いに略平行で、かつ一の方向に凸になるように格子が湾曲しているが、特にこの形態に限られず、一の領域内で格子が略平行にならずに、さらに格子が湾曲する形状に偏極点を有していてもよい。
【００８３】
もう一方の第２の偏光分離手段としての偏光ホログラム１４ｂにおける作用も偏光ホログラム１４ａにおける作用と同様であり、第１の回折領域における＋１次回折光と第２の回折領域における−１次回折光とが光検出器において重なっている。また、第１の回折領域における−１次回折光と第２の回折領域における＋１次回折光が光検出器において重なっている。
【００８４】
図３には、それぞれの受光部群１５ａ，１５ｂにおけるレーザ光のスポットが示されている。図３（ａ）における矢印１４ａＡおよび矢印１４ａＢに示す列のスポットは、１ヵ所に集まっている。たとえば、グレーティング１６で分割されたレーザ光のうち真中のレーザ光（メインビーム）において、スポットＲ１９ｂは、図２（ｃ）に示されるように、第１の回折領域１４ａ１の＋１次回折光２０ａと第２の回折領域１４ａ２の−１次回折光２１ｂとが重なったスポットである。また、スポットＲ１９ｃは、図２（ｃ）に示されるように、第２の回折領域１４ａ２の＋１次回折光２１ａと第１の回折領域１４ａ１の−１次回折光２０ｂとが重なったスポットである。受光部群１５ｂにおいては、光軸Ｊに対して受光部群１５ａと対称になるようにそれぞれのスポットが形成されている。
【００８５】
次に、図１５に示す従来の技術における光検出器と本発明に基づく光検出器とを具体的に比較しながら説明を行なう。図１５（ａ）に示す受光部群１１５ａと図３（ａ）に示す受光部群１５ａとを比較する。第２の偏光分離手段としての偏光ホログラムの透過光を示す矢印１１４ａ０に示す列のスポットと矢印１４ａ０に示す列のスポットは、回折光でなく透過光のスポットであるため、ほぼ同一である。
【００８６】
それぞれの受光部群における光集積化ユニットの外側に位置する矢印１１４ａＡに示す列のスポットと矢印１４ａＡに示すスポットとの形状を比較すると、本発明に基づく矢印１４ａＡに示す列のスポットの方がＸ方向において、長さが短くなっている。たとえば、図３（ａ）におけるスポットＲ１９ｃのＸ方向の長さは、図１５（ａ）におけるスポットＲ１１９ｃのＸ方向の長さよりも短くなっている。このように、本発明に基づく光集積化ユニットは、光検出器において一部のスポット長を短くすることができる。これは、図１３に示したような従来の技術に基づく単純な直線格子で入射光全体を一様に分離せずに、図２（ａ）に示したように回折領域を２分割して、レーザ光のスポットの長さが短くなるように±１次回折光を回折させたためである。また、光検出器上で回折光が重なるように回折角度を定めて回折させ、スポットの長さを短くしているためである。
【００８７】
また、図２（ａ）に示すように、本形態における格子６０ａおよび格子６０ｂは、それぞれが湾曲している。この構成を採用することにより、それぞれの回折光を検出器において縮小させることができる。湾曲の向きや湾曲の曲率などは、第２の偏光分離手段と光検出器との相対的な位置関係などに依存するため、光検出器において集光するように定める。
【００８８】
表１に、従来の技術に基づく光検出器の受光部の長さおよび表面積と本発明に基づく光検出器の受光部の長さおよび表面積とを比較した表を示す。受光部の長さ（Ｘ方向の長さ）は、それぞれのスポットの端部から、受光部の取付精度や受光部を製造する際の製造誤差である２０μｍの余裕を一律に考慮した長さである。それぞれのスポットの幅（Ｙ方向の長さ）は、概ね同等であるので、各受光部の幅Ｗは、全て８０μｍにしている。
【００８９】
【表１】
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【００９０】
本発明に基づく受光部１９ｃの長さＬ１９ｃは、従来の技術に基づく受光部１１９ｃの長さＬ１１９ｃよりも短くなっている。一方で、受光部１９ｂの長さＬ１９ｂと受光部１９ｂの長さＬ１１９ｂとを比較すると、従来の技術に基づく長さＬ１１９ｂの方が本発明に基づく長さＬ１９ｂよりも短くなっている。しかし、それぞれの受光部の表面積を計算した場合に、本発明に基づく受光部１９ｂと受光部１９ｃとの表面積の総和（１３０４０μｍ2）は、従来の技術に基づく受光部１１９ｂと受光部１１９ｃとの表面積の総和（１４９６０μｍ2）よりも１３％小さくなっている。受光部群１５ｂにおける受光部２２ｂの長さＬ２２ｂと受光部２２ｃの長さＬ２２ｃについても、受光部群１５ａと同様であり、受光部の表面積の総和を小さくすることができる。
【００９１】
このように、本発明に基づく光集積化ユニットは、大きいスポットを選択的に小さくすることができ、光検出器全体として、受光部の表面積を縮小することができる。この結果、ノイズを発生させる原因となる迷光を受光する表面積が小さくなり、従来の技術に基づく光集積化ユニットよりＣ／Ｎを向上させることができる。また、光検出器が小さくなって、光集積化ユニットを小型化することができる。
【００９２】
上述のように、第２の偏光分離手段として複数の回折領域を有する回折素子を含み、回折素子は、それぞれの回折領域ごとに反射光を異なる方向に回折させるように形成され、２以上の回折領域の回折光が一の受光部に向かうように形成されることによって、回折光の収差を調節して、スポット長を短くするなどのスポットの形状を制御することができる。また、それぞれの回折光を重ね合わせるなどの光検出器における回折光の位置およびスポットの長さを制御することができる。
【００９３】
本発明に基づく受光部１８，２０は、従来の技術に基づく受光部１１８，１２０に比べて、Ｘ方向の長さが長くなるように形成している。従来の技術に基づく受光部１１８，１２０は、矢印１１４ａＡに示す列の＋１次回折光は受光しないように形成されているが、本発明に基づく受光部１８，２０は、矢印１４ａＡに示す列の±１次回折光も受光するように形成されている。この構成を採用することにより、受光部２０の信号および受光部１８の信号を大きくすることができ、これらの２つの信号から計算されるトラッキング誤差信号を大きくすることができる。
【００９４】
また、本実施の形態においては、受光部において複数の回折光が重なるように、回折素子が形成されている。この構成を採用することにより、スポットの面積を小さくすることができ、受光部を表面積を小さくすることができる。または、複数の反射光の一部または全部が重ならずに、十分に近接するように回折素子が形成されていてもよい。この構成を採用することによっても、受光部の表面積を小さくすることができる。
【００９５】
また、図３に示すように、第１の回折領域の±１次の両方の回折光と第２の回折領域の±１次の両方の回折光と、第１の回折領域および第２の回折領域の透過光とが、光検出器においてＸ方向に光学的に対応する方向にほぼ一直線上に配列している。このように、回折光と透過光とが一直線状に配列するように回折素子を形成することによって、受光部の表面積の総和を小さくすることができる。
【００９６】
また、本実施の形態における光検出器は、第２の偏光分離手段の一の透過光と、一の透過光に対応する±１次回折光とを、一の受光部で受光するように形成されている。たとえば、図３（ａ）においては、３つのスポットを一の受光部１８で受光している。この構成を採用することにより、受光部の数を少なくすることができ、光検出器の構成を簡単にすることができる。また、光検出器を小型化することができる。
【００９７】
本発明においては、必ずしもそれぞれの１つの受光部におけるスポットの面積が小さくなることはなく、一部のスポットは小さくなる一方で、他の一部のスポットは大きくなることがある。このため、第２の偏光分離手段の形成においては、回折した反射光を受光するための受光部の表面積の総和が小さくなるように、第２の偏光分離手段を形成する。
【００９８】
また、第２の偏光分離手段で回折される回折光が、光検出器において重ならない場合には、それぞれのスポットに対応して受光部を分割して形成し、さらに後の光信号の処理においてそれぞれを足し合わせることも可能である。しかし、受光部は、複数の位置で集光する加算すべき回折光について、一の受光部で受光できるように形成されていることが好ましい。この構成を採用することにより、光検出器における受光部の数を減少することができ、光検出器の構成を容易にすることができる。また、光集積ユニットの生産性が向上する。
【００９９】
また、本発明に基づく光ピックアップ装置は、上述の光集積化ユニットと対物レンズとを備える。この構成を採用することにより、受光部における反射光のスポットの位置や形状を制御できる光ピックアップ装置を提供することができる。さらに、Ｃ／Ｎが向上した光ピックアップ装置を提供することができる。
【０１００】
（実施の形態２）
（構成）
図４から図１１を参照して、本発明に基づく実施の形態２における光集積化ユニットおよび光ピックアップ装置について説明する。
【０１０１】
図４は、本実施の形態における光ピックアップ装置と光磁気記録媒体の概略断面図である。本発明に基づく光集積化ユニットは、パッケージ３９、支持板３８、光学基板１、光検出器７ａ，７ｂ、および光源１１を備える。パッケージ３９は、箱型に形成され、パッケージ３９の上方には、支持板３８が形成されている。支持板３８のほぼ中央部分には、光学基板１が形成されている。
【０１０２】
光源１１および光検出器７ａ，７ｂは、パッケージ３９の内部に配置されている。光源１１は、パッケージ３９の内部における底面のほぼ中央部分に配置されている。光検出器７ａ，７ｂは、それぞれ光源１１の側方に配置されている。光源１１は、上方にレーザ光を発振できるように形成され、レーザ光の光軸Ｊ上には、発振されたレーザ光を３分割するためのグレーティング５が配置されている。支持板３８の底面には、光学基板３が配置されている。グレーティング５は、光学基板３の表面に形成されている。光源１１から発振されたレーザ光の光軸Ｊ上であって、光学基板１の表面には、第１の偏光分離手段としての偏光ホログラム２が形成されている。
【０１０３】
光磁気記録媒体１３０からの反射光は、第１の偏光分離手段としての偏光ホログラム２で回折され、＋１次回折光２ａと−１次回折光２ｂとに分割される。偏光ホログラム２の＋１次回折光２ａの光路上には、位相差板９ａおよび第２の偏光分離手段としての偏光ホログラム４ａが形成されている。また、偏光ホログラム２の−１次回折光２ｂの光路上には、位相差板９ｂおよび第２の偏光分離手段としての偏光ホログラム４ｂが形成されている。位相差板９ａ，９ｂは、くり抜かれた支持板３８の中央の部分に図示しない固定手段を用いてが固定されている。光検出器７ａ，７ｂは、偏光ホログラム４ａ，４ｂの回折光および透過光を受光できるように配置されている。
【０１０４】
本実施の形態における光学基板１および光学基板３の厚さはそれぞれ０．３５ｍｍ、屈折率はそれぞれ１．５２である。支持板３８の厚さは１．４５ｍｍである。光学基板３の下面から受光部までの距離（Ｚ方向の距離）は約０．７５ｍｍになるように形成されている。光源１１は、７８５ｎｍのレーザ光を発信できるように形成されている。
【０１０５】
光集積化ユニットの外側において、光源１１からの光軸Ｊ上には、コリメートレンズ１７および光磁気記録媒体１３０の記録面でレーザ光を集光させるための対物レンズ１３が配置されている。
【０１０６】
図５に、第１の偏光分離手段としての偏光ホログラム２の平面図を示す。偏光ホログラム２は、平面形状が円形になるように形成され、光磁気記録媒体１３０からの反射光が到達する領域である反射光到達領域５２がほぼ中央になるように配置されている。格子６０ｃは、それぞれがほぼ平行になるように形成されている。格子６０ｃは、延在する方向がほぼＹ方向と平行なるように形成されている。また、格子６０ｃは、±１次回折光のうち光検出器７ａに向かう側の回折光が集光するように湾曲している。
【０１０７】
また、偏光ホログラム２は、Ｐ偏光の０次回折光率が７７％、±１次回折光率がそれぞれ１１％、Ｓ偏光の０次回折光率が０％、±１次回折光率がそれぞれ４４％になるように形成されている。
【０１０８】
図６に、第２の偏光分離手段としての偏光ホログラム４ａの平面図を示す。偏光ホログラム４ａは、図４に示すように、偏光ホログラム２の＋１次回折光２ａをさらに分割するために形成されている。偏光ホログラム４ａは、Ｘ方向に平行になるように形成された第１の分割線３２とＹ方向に平行になるように形成された第２の分割線３３とを含む。偏光ホログラム４ａは、平面形状が円形になるように形成されている。第１の分割線３２は、平面形状の円の直径に相当するように形成され、第２の分割線３３は、平面形状の円の半径に相当するように形成されている。
【０１０９】
偏光ホログラム４ａは、偏光ホログラム２の＋１次回折光２ａが平面形状の円形のほぼ中央部分に到達するように配置されている。図６においては、＋１次回折光到達領域５３ａが、平面形状である円のほぼ中央部に位置している。偏光ホログラム４ａは、第１の分割線３２および第２の分割線３３によって、回折領域４ａ１、回折領域４ａ２および回折領域４ａ３の３つの領域に分割されている。
【０１１０】
図７は、光検出器７ａの平面図である。光検出器７ａにおいては、偏光ホログラム４ａによって回折された光および偏光ホログラム４ａを透過する光のうち、フォーカスサーボなどを行なうために検出が必要なレーザ光の落斜部分に受光部７１〜７３，７４ａ，７４ｂ，７５ａ，７５ｂ，７６〜７９が形成されている。受光部７０は、光磁気信号を検出するために用いられている。
【０１１１】
図８に、第２の偏光分離手段としての偏光ホログラム４ｂの説明図を示す。図８（ａ）は、偏光ホログラム４ｂの平面図である。偏光ホログラム４ｂは、平面形状が円形になるように形成されている。偏光ホログラム４ｂは、４つの回折領域を形成するための第１の分割線３４と第２の分割線３５とを有する。第１の分割線３４は、Ｘ方向に平行に形成され、第２の分割線３５は、第１の分割線３４とほぼ垂直に交わるように形成されている。第２の分割線３５は、Ｙ方向に平行に形成されている。
【０１１２】
偏光ホログラム４ｂは、第２の分割線３５によって分割される一方の回折領域が、第１の分割線３４によって分割されて形成された第１の回折領域４ｂ１および第２の回折領域４ｂ２を含み、第２の分割線によって分割される他方の回折領域が、第１の分割線３４によって分割されて形成された第３の回折領域４ｂ３および第４の回折領域４ｂ４を含む。
【０１１３】
第１の分割線３４と第２の分割線３５との交点は、偏光ホログラム４ｂの平面形状である円の中心と重なっている。すなわち、偏光ホログラム４ｂは、主表面において、第１の分割線３４と第２の分割線３５とによって、ほぼ４等分されている。
【０１１４】
偏光ホログラム４ｂは、偏光ホログラム２の−１次回折光２ｂの主光線がほぼ中央に到達するように配置されている。図８においては、−１次回折光到達領域５３ｂが、偏光ホログラム４ｂの平面形状の円のほぼ中央に位置している。第１の回折領域４ｂ１には格子６０ｇが、第２の回折領域４ｂ２には格子６０ｈが、第３の回折領域４ｂ３には格子６０ｉが、第４の回折領域４ｂ４には格子６０ｊが含まれている。
【０１１５】
本実施の形態においては、格子６０ｇのピッチと格子６０ｈのピッチとは分割線３４に対称に形成され、格子６０ｉのピッチと格子６０ｊのピッチとは分割線３４に対称に形成されている。また、格子６０ｉ，６０ｊのピッチは、格子６０ｇ，６０ｈのピッチよりも小さくなるように形成されている。すなわち、第２の分割線３５を境界にしたときの一方の回折領域における格子のピッチが他方の回折領域における格子のピッチよりも小さくなるように形成されている。
【０１１６】
それぞれの格子６０ｇ，６０ｈ，６０ｉ，６０ｊは、Ｙ方向とほぼ平行になるように形成されているが、分割線３５で分割されるそれぞれの回折領域については、Ｘ方向のうちマイナス側に向かう方向に凸になるように、わずかに湾曲している。
【０１１７】
図８（ｂ）は、偏光ホログラム４ｂの拡大平面図の模式図である。本実施の形態における偏光ホログラム４ｂは、シミュレーションで検討を行なったもののうち、１つの偏光ホログラムである。偏光ホログラム４ｂは、平面形状は円形になるように形成され、該円形の直径φは６００μｍ、−１次回折光到達領域５３ｂの半径は１３０〜１５０μｍ、および反射光の実効ＮＡは０．１３５である。
【０１１８】
図８（ｂ）には、偏光ホログラム４ｂの第１の分割線３４上の領域Ｐ１１〜Ｐ１９における格子のピッチの概略値を記載している。第３の領域４ｂ３および第４の領域４ｂ４における格子６０ｉ，６０ｊのピッチは、約２．６〜約２．８μｍであるのに対して、第１の領域４ｂ１および第２の領域の格子６０ｇ，６０ｈのピッチは、約３〜５μｍである。このように、格子６０ｉ，６０ｊのピッチは、格子６０ｇ，６０ｈのピッチよりも小さくなるように形成されている。
【０１１９】
第１の回折領域４ｂ１および第２の回折領域４ｂ２における格子６０ｇ，６０ｈは、Ｘ方向のうち正の方向に向かうにつれて、格子のピッチは、大きくなる傾向がある。また、第３の回折領域４ｂ３および第４の回折領域４ｂ４における格子６０ｉ，６０ｊは、Ｘ方向のうち正の方向に向かうにつれて、格子のピッチは、略同じか大きくなる傾向がある。（領域Ｐ１９から領域Ｐ１７に向かう部分のように、わずかに小さくなる部分もあるが略同じである。）
また、第２の分割線３５においては、形成されている格子は不連続であるが、それぞれの領域内においては、連続的に格子が形成されている。たとえば、格子６０ｇと格子６０ｊとは不連続であるが、格子６０ｇ，６０ｈ，６０ｉ，６０ｊは、それぞれの領域内では連続的に形成されている。また、分割線３４において格子６０ｇと格子６０ｈとは不連続的に形成され、分割線３４において格子６０ｉと格子６０ｊとは不連続的に形成されている。
【０１２０】
また、それぞれの領域４ｂ１，４ｂ２，４ｂ３，４ｂ４内においては、格子６０ｇ，６０ｈ，６０ｉ，６０ｊ同士は、ほぼ平行になるように形成されていること、それぞれの格子６０ｇ，６０ｈ，６０ｉ，６０ｊは、第２の分割線３５の方向とほぼ同じ方向になるように形成されていることは、実施の形態１における第２の偏光分離手段としての偏光ホログラムと同様である。
【０１２１】
偏光ホログラム２は、主光線の回折角度が約−１９°（Ｘ方向のうち負の向き）になるように形成されている。偏光ホログラム２の−１次回折光が偏光ホログラム４ｂに入射するときの入射角度は約−１９°である。偏光ホログラム４ｂの第１の領域および第２の領域における主光線の＋１次回折光の設定角度は約−３４°、第３の領域および第４の領域における主光線の＋１次回折光の設定角度は約−３．５°になるように形成されている。上記の偏光ホログラム４ｂのそれぞれの領域における＋１次回折光の設定角度は、図４の下向き（Ｚ方向のうち負の向き）に対する角度である。
【０１２２】
図９は、光検出器７ｂの平面図である。光検出器７ｂには、偏光ホログラム４ｂの回折光および透過光のうち、必要な信号を得るための透過光および回折光を受光することができるように受光部８５〜８７が形成されている。それぞれの受光部８５〜８７は、平面形状がほぼ四角形になるように形成されている。それぞれの受光部８５〜８７は、Ｘ方向に平行な方向の長さについて、スポットの端部から２０μｍの余裕を考慮して形成されている。また、それぞれの受光部のＹ方向に平行な方向の幅については、スポットの端部から１０μｍの余裕を考慮して、それぞれの受光部が形成されている。これらの長さの余裕および幅の余裕については、受光部を製造するときの製作誤差および受光部を光検出器に取付ける際の製造誤差を考慮したものである。
【０１２３】
また、上記の図７および図９は、上記の光ピックアップ装置の構成に基づいて、レーザ光の挙動についてシミュレーションを行なった結果を基に形成した光検出器およびスポットである。
【０１２４】
本実施の形態における光ピックアップ装置は、光集積化ユニットの他、図４に示すようにコリメートレンズ１７および対物レンズ１３を備える。
【０１２５】
（作用・効果）
図４において、半導体レーザからなる光源１１から発振された光（Ｐ偏光）は、光学基板３に形成されたグレーティング５を通ることによって、３つのビーム（メインビームおよび２つのサブビーム）に分割される。この分割されたサブビームは、トラッキングの制御のために用いられる。分割された３つのビームは、光磁気記録媒体１３０が回転するときの半径方向と垂直な方向（Ｙ方向）に並ぶように形成される。図４においては、紙面に垂直な方向に３つ形成されるため、図４には３つのビームのうち１つのビームを代表して示している。
【０１２６】
３つのビームに分割されたレーザ光は、偏光ホログラム２が形成された光学基板１、コリメートレンズ１７および対物レンズ１３を通って光磁気記録媒体１３０に照射される。光磁気記録媒体１３０からの反射光は、対物レンズ１３、コリメートレンズ１７を通って、第１の偏光分離手段としての偏光ホログラム２に入射する。
【０１２７】
光磁気記録媒体１３０が、光カー効果に基づいて情報を再生する光記録媒体である場合には、反射光は光磁気記録媒体１３０の情報に従って偏光面がカー回転する。このため、反射光は、わずかにＳ偏光成分を有する。偏光ホログラム２は、Ｐ偏光の０次回折光率が７７％、±１次回折光率がそれぞれ１１％、Ｓ偏光の０次回折光率が０％、±１次回折光率がそれぞれ４４％になるように形成されている。偏光ホログラム２は、反射光のカー回転角を見かけ上増倍する作用を有する。
【０１２８】
偏光ホログラム２による−１次回折光２ｂは、位相差板９ｂを通って、偏光ホログラム４ｂに入射する。偏光ホログラム４ｂの透過光および回折光は、光検出器７ｂにて検出される。偏光ホログラム４ｂは、光磁気信号を検出するための第２の偏光分離手段であり、この偏光分離手段の回折光からは、フォーカス誤差信号やトラッキング誤差信号は検出されない。偏光ホログラム２の＋１次回折光２ａは、位相差板９ａを通って、光学基板３に形成された偏光ホログラム４ａに入射する。偏光ホログラム４ａによって、反射光は透過光および±１次回折光に分離され、光検出器７ａで検出される。偏光ホログラム４ａは、光磁気信号およびサーボ信号などを検出するための第２の偏光分離手段である。
【０１２９】
偏光ホログラム２では、Ｐ偏光およびＳ偏光に位相差（数十度）が発生する。偏光ホログラム２の±１次回折光２ａ，２ｂの光路上に位相差板９ａ，９ｂを配置することによって、±１次回折光２ａ，２ｂに生じている位相差を補正することができる。
【０１３０】
光磁気記録媒体の再生方式の中には、ミニディスクプレイヤーなどで用いられる一般的な光磁気記録媒体の再生方式やＤＷＤＤ（磁壁移動検出）方式がある。これらの方式のうち、光磁気記録媒体１３０がＤＷＤＤ方式の光磁気記録媒体である場合には、反射光のＰ偏光およびＳ偏光に位相差が生じる。本実施の形態における光集積化ユニットは、−１次回折光２ｂを検出する光検出器７ｂおよび＋１次回折光２ａを検出する光検出器７ａを有し、それぞれで独立して光磁気信号を検出することが可能である。したがって、偏光ホログラム２による位相差とＤＷＤＤ方式による位相差との両方の位相差の補正を行なうように位相差板９ｂを形成することによって、光検出器７ｂではＤＷＤＤ方式の光磁気信号の検出、光検出器７ａでは通常の光磁気記録信号の検出を行なうことができる。このように、本形態における光集積化ユニットにおいては、２つの光磁気信号の検出を１つのユニットで行なうことができる。
【０１３１】
光ピックアップ装置のフォーカスサーボにおいては、クロストーク（プッシュプル信号の混入）が少ないなどの利点から、ナイフエッジ法がよく用いられる。特に、光ピックアップ装置に、図６で示すような、半月形の領域４ａ１を有するホログラムを用いることによって、簡単な構成でナイフエッジ法を採用することが可能になるので、しばしばこの方法が用いられる。ナイフエッジ法においては、光検出器の受光部で反射光が集光する必要がある。
【０１３２】
図５には、偏光ホログラム２の＋１次回折光２ａおよび−１次回折光２ｂが、光検出器において集光する様子を模式的に示している。＋１次回折光２ａは、光検出器の受光部上で集光したスポットＲ２０１となり、−１次回折光２ｂは、集光せずにむしろ面積が拡大したスポットＲ２００になる。このように、図５に示すように、偏光ホログラム２の格子６０ｃが湾曲することによって、＋１次回折光２ａが光検出器において集光する。
【０１３３】
図６において、偏光ホログラム４ａの半円形の回折領域である回折領域４ａ１で生じる回折光を検出することによって、ナイフエッジ法によるフォーカスサーボを行なう。また、四分円形の回折領域４ａ２および回折領域４ａ３で生ずる回折光を検出することによって、トラッキングサーボを行なう。
【０１３４】
図６と図７とを参照して、偏光ホログラム４ａの回折領域４ａ１で生ずる＋１次回折光は、受光部７２と受光部７３との分割線上に落斜する。また、回折領域４ａ１の−１次回折光は、受光部７０に落斜する。回折領域４ａ２または回折領域４ａ３で生ずる＋１次回折光は、それぞれ受光部７４ａまたは受光部７５ａに落斜し、−１次回折光は、それぞれ受光部７４ｂまたは受光部７５ｂに落斜する。また、偏光ホログラム４ａの透過光は、受光部７１に落斜する。これらのスポットは、グレーティングで分割されたレーザ光のうちメインビームに関するものであり、他の２つのサブビームについては、回折領域４ａ２で生ずる±１次回折光は、それぞれ受光部７６および受光部７７で検出され、回折領域４ａ３で生ずる±１次回折光は、それぞれ受光部７８または受光部７９で検出される。
【０１３５】
透過光および回折光を受光するように形成された受光部からの出力信号を、各受光部の符号にＳを付して表わすと、光磁気信号ＭＯ１は、以下の式で表わすことができる。
【０１３６】
ＭＯ１＝Ｓ７１−（Ｓ７０＋Ｓ７２＋Ｓ７３＋Ｓ７４ａ＋Ｓ７５ａ＋Ｓ７４ｂ＋Ｓ７５ｂ）…（３）
このように、第２の偏光分離手段における回折光の検出信号と透過光の検出信号との差信号を得ることができる。本形態においては、光磁気信号検出手段として、図示しない信号演算回路が形成されており、この信号演算回路で上記の光磁気信号を演算する。
【０１３７】
また、フォーカス誤差信号ＦＥＳは、以下の式で表わされる。
【０１３８】
ＦＥＳ＝Ｓ７２−Ｓ７３…（４）
また、プッシュプル信号の検出によるトラッキング誤差信号ＴＥＳ１は、以下の式で表わされる。
【０１３９】
ＴＥＳ１＝Ｓ７４ａ−Ｓ７５ａ…（５）
また、ＤＰＰ法によるトラッキング誤差信号ＴＥＳ２は、以下の式で表わされる。
【０１４０】
ＴＥＳ２＝ＴＥＳ１−ｋ｛（Ｓ７６＋Ｓ７７）−（Ｓ７８＋Ｓ７９）｝…（６）
次に、偏光ホログラム４ｂの透過光および±１次回折光を受光する光検出器７ｂについて説明する。
【０１４１】
図８（ａ）に示すように、偏光ホログラム４ｂは、四分円の形状をした第１の回折領域４ｂ１、第２の回折領域４ｂ２、第３の回折領域４ｂ３および第４の回折領域４ｂ４を有する。それぞれの回折領域からは、透過光の他に±１次の回折光が生じる。図８（ａ）においては、＋１次回折光を模式的に実線の矢印で表わし、−１次回折光を破線の矢印で示している。また、図８（ａ）には、模式的にそれぞれの回折領域から回折される±１次回折光のスポットを示している。
【０１４２】
スポット４１Ａ〜４１Ｄは＋１次回折光のスポットを示し、スポット４２Ａ〜４２Ｄは−１次回折光のスポットを示している。図８（ａ）においては、各スポットが偏光ホログラム４ｂのどの回折領域からの回折光によって生じたものかを明確にするために、それぞれのスポットの形状を扇型にしているが、実際は、反射光の収差などによって複雑な形状となる。また、偏光ホログラム４ｂの透過光は示していないが＋１次回折光と−１次回折光との間に落斜する。図８（ａ）の偏光ホログラムにおいては、Ｘ方向に平行な方向が光検出器上で透過光と回折光とが並ぶ方向になる。
【０１４３】
偏光ホログラム４ｂは、回折領域４ｂ１，４ｂ２での＋１次回折光のスポット４１Ａ，４１Ｂと、回折領域４ｂ３，４ｂ４での＋１次回折光のスポット４１Ｃ，４１Ｄが、図示しない透過光を挟んでＸ方向に互いに相反する側に回折するように形成される。すなわち、第２の偏光分離手段としての偏光ホログラム４ｂは、分割線３５を境界としたときの２つの回折領域における回折光を互いに相反する向きに回折させている。−１次回折光についても同様に、回折領域４ｂ１，４ｂ２での−１次回折光のスポット４２Ａ，４２Ｂと、回折領域４ｂ３，４ｂ４での−１次回折光のスポット４２Ｃ，４２Ｄが、図示しない透過光を挟んでＸ方向に互いに相反する側に回折するように形成される。
【０１４４】
偏光ホログラム４ｂは、スポット４１Ａとスポット４１Ｂとが光検出器において、一部が重なるように形成されている。また、スポット４１Ｃとスポット４１Ｄとが光検出器において、一部が重なるように形成されている。
【０１４５】
また、偏光ホログラム４ｂは、スポット４２Ａとスポット４２Ｂとが、光検出器において、互いに近接するように形成されている。スポット４２Ｃとスポット４２Ｄとが、光検出器において互いに近接するように形成されている。
【０１４６】
また、偏光ホログラム４ｂは、スポット４１Ｃ、スポット４１Ｄ、スポット４２Ａおよびスポット４２Ｂが、光検出器７ｂにおいて、互いに重なるか互いに近接するように形成されている。また、スポット４１Ａ、スポット４１Ｂ、スポット４２Ｃおよびスポット４２Ｄが、光検出器７ｂにおいて、互いに重なるか互いに近接するように形成されている。
【０１４７】
このように、偏光ホログラム４ｂは、それぞれの回折光が透過光を挟む両側において、互いに重なり合うか近接するように形成されている。
【０１４８】
このように、第１の回折領域の＋１次回折光と第２の回折領域の＋１次回折光とからなる組、および第１の回折領域の−１次回折光と第２の回折領域の−１次回折光とからなる組のうち、少なくとも一方の組の２つの回折光の少なくとも一部同士が、受光部において重なるように形成されていることによって、受光部におけるスポットを小さくすることができる。
【０１４９】
または、第３の回折領域の＋１次回折光と第４の回折領域の＋１次回折光とからなる組、および第３の回折領域の−１次回折光と第４の回折領域の−１次回折光とからなる組のうち、少なくとも一方の組の２つの回折光の少なくとも一部同士が、受光部において重なるように形成されていることによって、受光部におけるスポットを小さくすることができる。
【０１５０】
この他、それぞれの方向に向かう回折光を互いに近接させることによっても、受光部におけるスポットを小さくすることができる。
【０１５１】
さらに、偏光ホログラム４ｂは、回折領域４ｂ１における＋１次回折光のスポット４１Ａと回折領域４ｂ２における＋１次回折光のスポット４１Ｂとが光検出器に到達するまでに交差して光検出器上で重なるように形成されている。同様に、回折領域４ｂ３における＋１次回折光のスポット４１Ｃと回折領域４ｂ４における＋１次回折光のスポット４１Ｄとが光検出器に到達するまでに交差して光検出器上で重なるように形成されている。この構成を採用することにより、光検出器の受光部において、Ｙ方向に回折光のスポットが離れることを防止して、Ｙ方向に重なるか互いに近接するように到達させることができる。たとえば、Ｙ方向に対して、回折領域４ｂ１，４ｂ２における＋１次回折光は重なって、回折領域４ｂ３，４ｂ４における−１次回折光は近接するように到達させることができる。
【０１５２】
本実施の形態における偏光ホログラム４ｂは、平面形状が円形であるが、特にこの形状に限られず、第１の分割線および第２の分割線の交点が、入射するレーザ光のほぼ中心（たとえば、主光線の位置）と重なるように形成されていればよい。
【０１５３】
図９に示すように、第２の偏光分離手段としての偏光ホログラム４ｂで回折または透過した光は、光検出器７ｂにおいて、ほぼ９つのスポットで到達する。
【０１５４】
受光部８６は、メインビームの透過光を受光するように形成され、受光部８５および受光部８７は、±１次回折光を受光するように形成されている。受光部８５のスポットは、図８（ａ）に示したスポット４１Ｃ，４１Ｄ，４２Ａ，４２Ｂが重なるまたは部分的に近接することによって集合した回折光のスポットである。受光部８５はこれらの反射光を受光している。また、受光部８７のスポットは、図８（ａ）に示したスポット４１Ａ，４１Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄが重なるまたは部分的に近接することによって集合した回折光のスポットである。受光部８７は、これらの反射光を受光している。
【０１５５】
図９に示すように、多くの回折光および透過光は、受光部において、重なるか、または近接して小さくなっている。また、受光部８５におけるスポットは、３つのスポットになっているが、これらの３つのスポットをそれぞれ分けて検出せずに、受光部８５で一括的に受光している。この構成を採用することにより、受光部の数が減らせるとともに、受光部の構成を簡単にすることができる。また、受光部からの信号を演算する演算回路の構成も簡単にすることができる。
【０１５６】
図１０に、従来の技術に基づく第２の偏光分離手段としての偏光ホログラムの平面図を示す。偏光ホログラム４ｃは、回折領域が分割されておらず、格子６０ｋが、一定のピッチで形成されている。格子６０ｋは、それぞれがＹ方向と平行になるように形成されている。−１次回折光到達領域５４ｂは、偏光ホログラム４ｃの平面形状である円のほぼ中央部に位置する。
【０１５７】
図１１に、図４に示す光ピックアップ装置において、図１０に示す偏光ホログラム４ｃに対応するように受光部が形成された光検出器７ｃの平面図を示す。図１１に示す光検出器７ｃについても、シミュレーションの結果を基に受光部が形成されている。図１１には、偏光ホログラム４ｃの透過光および±１次回折光のスポットも示してある。受光部１８６は、メインビームの透過光を受光し、受光部１８５および受光部１８７は、それぞれ＋１次回折光または−１次回折光を受光する。それぞれの受光部において、Ｘ方向の長さについてはスポットの端部から２０μｍの余裕を考慮して、Ｙ方向の幅についてはスポットの端部から１０μｍの余裕を考慮して受光部を形成していることは、図９における本発明に基づく受光部と同様である。
【０１５８】
本発明に基づく図９に示した光検出器７ｂの受光部の寸法および表面積と、従来の技術に基づく図１１に示した光検出器７ｃの受光部の寸法および表面積を次の表２に示す。
【０１５９】
【表２】
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【０１６０】
それぞれの受光部については、Ｘ方向に平行な方向の長さＬ８５，Ｌ８７，Ｌ１８５，Ｌ１８７を示し、また、Ｙ方向の幅については、それぞれの受光部の幅Ｗ８５，Ｗ８７，Ｗ１８５，Ｗ１８７を示している。
【０１６１】
本実施の形態における第２の偏光分離手段としての偏光ホログラムは、スポットの長さのみではなく、スポットの幅も制御することができ、スポットの幅の調整も行なっている。このため、受光部の幅についても比較の対象にしている。表２では、スポットの長さと幅からそれぞれの受光部の表面積を計算して、従来の技術に基づく受光部と本発明に基づく受光部とを比較している。本発明に基づく受光部８５と受光部８７との表面積の総和（２８８６３μｍ2）は、従来の技術に基づく受光部１８５と受光部１８７の表面積の総和（３３０３５μｍ2）よりも小さくなっている。特に、表面積の比較において、約１３％の縮小を行なうことができている。
【０１６２】
このように
偏光ホログラムの透過光を受光する受光部８６と受光部１８６とについては、スポットの大きさおよび受光部の大きさにほとんど差異がないため、表２には記載していない。
【０１６３】
このように、本発明に基づく第２の偏光分離手段を採用することによって、受光部の表面積を小さくすることができ、光検出器の小型化を図ることができる。また、受光部の表面積を小さくできるため、Ｃ／Ｎを向上させることができる。
【０１６４】
図９に示す各受光部からの出力信号を、各受光部を示す符号にＳを付けて表わすと、ＤＷＤＤ方式による光磁気信号も含めて、検出される光磁気信号ＭＯ２は、次の式で表わされる。
【０１６５】
ＭＯ２＝Ｓ８６−（Ｓ８５＋Ｓ８７）…（７）
このように、第２の偏光分離手段の回折光と透過光との差信号を演算することによって、光磁気信号を算出する。演算は、図示しない光磁気信号検出手段によって行なわれている。
【０１６６】
ここで、受光部８５および受光部８７で±１次回折光をすべて受光するため、受光部８６で受光する透過光の光量とのアンバランスが少なくなり、同相ノイズを十分に抑制することができる。
【０１６７】
本形態においては、第２の偏光分離手段としての偏光ホログラム４ｂは、第１の分割線に対して対称に形成されているが、特にこの形態に限られず、たとえば、第１の分割線と第２の分割線に分割される４つの回折領域について、それぞれの格子が形成されていてもよい。
【０１６８】
本形態における光集積化ユニットは、たとえば、ＭＯディスクを用いる光ピックアップ装置などに用いることができ、上述と同様の効果を得ることができる。
【０１６９】
その他の作用・効果については、実施の形態１における光集積化ユニットおよび光ピックアップ装置と同様であるので、ここでは説明を繰返さない。
【０１７０】
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【産業上の利用可能性】
【０１７１】
本発明に基づく光集積化ユニットおよび光ピックアップ装置は、光磁気記録媒体に記録したり情報を再生したりする装置に有利に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【０１７２】
【図１】実施の形態１における光ピックアップ装置の概略断面図である。
【図２】（ａ）は第２の偏光分離手段としての偏光ホログラムの平面図、（ｂ）はこの偏光ホログラムの模式図、（ｃ）はこの偏光ホログラムの作用を説明する概略断面図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、実施の形態１における光検出器の平面図である。
【図４】実施の形態２における光ピックアップ装置の概略断面図である。
【図５】実施の形態２における光学基板に配置され、反射光を初めに回折するための偏光ホログラムの説明図である。
【図６】実施の形態２における一の偏光ホログラムの平面図である。
【図７】実施の形態２における光検出器のうち、一の光検出器の平面図である。
【図８】（ａ）は実施の形態２における偏光ホログラムのうち、第２の偏光分離手段としての偏光ホログラムの平面図、（ｂ）はこの偏光ホログラムの模式図である。
【図９】実施の形態２における他の光検出器の平面図である。
【図１０】従来の技術における第２の偏光分離手段としての偏光ホログラムの平面図である。
【図１１】従来の技術における第２の偏光分離手段に対応する光検出器の平面図である。
【図１２】従来の技術に基づく光ピックアップ装置の断面図である。
【図１３】偏光ホログラムの説明図である。
【図１４】従来の技術に基づく光ピックアップ装置の光検出器の平面図である。
【図１５】（ａ）および（ｂ）は、従来の技術に基づく光検出器の拡大平面図である。
【符号の説明】
【０１７３】
１，３  光学基板、２  偏光ホログラム、２ａ  ＋１次回折光、２ｂ  −１次回折光、４ａ，４ｂ，４ｃ  偏光ホログラム、５  グレーティング、７ａ，７ｂ，７ｃ  光検出器、９ａ，９ｂ  位相差板、１１  光源、１２  偏光ホログラム、１２ａ  ＋１次回折光、１２ｂ  −１次回折光、１３  対物レンズ、１４ａ，１４ｂ  偏光ホログラム、１５  光検出器、１５ａ，１５ｂ  受光部群、１６  グレーティング、１７  コリメートレンズ、１８，１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，２０，２１，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２３  受光部、２０ａ，２１ａ  ＋１次回折光、２０ｂ，２１ｂ  −１次回折光、２５，３９  パッケージ、３１〜３５  分割線、３８  支持板、４０  基材、４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ，４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄ  スポット、５０ａ  ＋１次回折光到達領域、５２  反射光到達領域、５３ａ  ＋１次回折光到達領域、５３ｂ，５４ｂ  −１次回折光到達領域、６０ａ〜６０ｋ  格子、７０〜７３，７４ａ，７４ｂ，７５ａ，７５ｂ，７６〜７９，８５〜８７  受光部、１１１  光源、１１２  第１の偏光分離手段、１１２ａ  ＋１次回折光、１１２ｂ  −１次回折光、１１３  対物レンズ、１１４ａ，１１４ｂ  第２の偏光分離手段、１１５  光検出器、１１５ａ，１１５ｂ  受光部群、１１６  グレーティング、１１７  偏光ホログラム、１１７ａ  光学基板、１１８，１１９ａ，１１９ｂ，１１９ｃ，１２０，１２１，１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，１２３  受光部、１２５  格子、１３０  光磁気記録媒体、１４０  基材、１８５〜１８７  受光部、１９０  スポット、４ａ１，４ａ２，４ａ３，４ｂ１，４ｂ２，４ｂ３，４ｂ４，１４ａ１，１４ａ２  回折領域、１４ａ０，１４ａＡ，１４ａＢ，１４ｂ０，１４ｂＰ，１４ｂＭ，１１４ａ０，１１４ａＰ，１１４ａＭ，１１４ｂ０，１１４ｂＰ，１１４ｂＭ，２００  矢印、Ｒ１９ｃ，Ｒ２２，Ｒ１１９ｃ，Ｒ１２２，Ｒ１９０，Ｒ２００，Ｒ２０１  スポット、Ｌ１９ｂ，Ｌ１９ｃ，Ｌ２２ｂ，Ｌ２２ｃ，Ｌ８５，Ｌ８７，Ｌ１１９ｂ，Ｌ１１９ｃ，Ｌ１２２ｂ，Ｌ１２２ｃ，Ｌ１８５，Ｌ１８７，Ｌ１４ａ  長さ、Ｗ８５，Ｗ８７，Ｗ１８５，Ｗ１８７  幅、Ｊ  光軸、Ｐ１〜Ｐ９，Ｐ１１〜Ｐ１９  領域、ｔ  厚さ、φ  直径。
【図１】
2005182960.tif 000005
【図２】
2005182960.tif 000006
【図３】
2005182960.tif 000007
【図４】
2005182960.tif 000008
【図５】
2005182960.tif 000009
【図６】
2005182960.tif 000010
【図７】
2005182960.tif 000011
【図８】
2005182960.tif 000012
【図９】
2005182960.tif 000013
【図１０】
2005182960.tif 000014
【図１１】
2005182960.tif 000015
【図１２】
2005182960.tif 000016
【図１３】
2005182960.tif 000017
【図１４】
2005182960.tif 000018
【図１５】
2005182960.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成17年1月27日(2005.1.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
第１の偏光分離手段１１２としての偏光ホログラムは、常光に対する位相差φが約７０°、異常光に対する位相差φが約１３０°または約２３０°になるように形成されている。さらに、常光に対する０次回折効率が６７％、±１次回折効率の総和が２７％、異常光に対する０次回折効率が１８％、異常光に対する±１次回折効率の総和が７６％になるように形成されている。光磁気記録媒体１３０の情報の再生は、光カー効果の原理に基づいている。光磁気記録媒体１３０からの反射光は、光磁気記録媒体１３０に記録された情報に従って、偏光面が回転（カー回転）する。第１の偏光分離手段１１２において、上記の回折光の効率が得られるように形成することによって、光磁気記録媒体１３０からの反射光のカー回転角が増倍する。すなわち、第１の偏光分離手段１１２は、光磁気記録媒体１３０からの反射光のカー回転角を増倍するエンハンス機能を有する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
第２の偏光分離手段１１４ａ，１１４ｂは、光磁気信号の差動検出のための偏光分離手段である。第２の偏光分離手段１１４ａは、第１の偏光分離手段１１２によって形成された＋１次回折光１１２ａを偏光分離する。また、第２の偏光分離手段１１４ｂは、第１の偏光分離手段１１２によって形成された−１次回折光１１２ｂを偏光分離する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、受光部１１９ａ，１１９ｂ，１２２ａ，１２２ｂにおいては、差動３分割法によるフォーカス誤差信号を検出するために、Ｘ方向と平行な方向の２本の分割線で分割されている。受光部１１９ａ，１１９ｂ，１２２ａ，１２２ｂは、細い中央部分とその両側の太い側方部分に３分割されている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
この公報に記載された好適な実施例によれば、光磁気信号ＭＯ１は、第２の偏光分離手段１１４ａの透過光と−１次回折光との差動検出によって得られる信号と、第２の偏光分離手段１１４ｂの透過光と＋１次回折光との差動検出によって得られる信号とで形成されている。本発明においては、上記の式（１）で光磁気信号が形成される方式を、「第１のＭＯ信号生成方式」という。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
上記の特許文献１には、第２の偏光分離手段の回折効率は記載されていない。しかし、開示されている第２の偏光分離手段の構成であれば、理論的に常光に対する０次回折効率は１００％、異常光に対する±１次回折効率は、それぞれ４０．５％になる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
一方で、光磁気信号の差動信号の検出において、光源からのレーザ光の強度の変動や、光磁気記録媒体の反射率の変動に起因する同相ノイズを抑制するためには、情報信号の検出に用いる常光成分と異常光成分の光量はほぼ等しいことが好ましい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８２】
偏光ホログラム１４ａにおけるそれぞれの回折領域における格子の形状、格子のピッチおよび湾曲の形状については、本実施の形態に限られず、レーザ光の波長やレーザ光の入射角度、偏光ホログラムの材質、および偏光ホログラムと光検出器との距離などに依存するために、適宜調整を行なったものを用いる。たとえば、本実施の形態においては、格子が互いに略平行で、かつ一の方向に凸になるように格子が湾曲しているが、特にこの形態に限られず、一の領域内で格子が略平行にならずに、さらに格子が湾曲する形状に変曲点を有していてもよい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０７】
また、偏光ホログラム２は、Ｐ偏光の０次回折効率が７７％、±１次回折効率がそれぞれ１１％、Ｓ偏光の０次回折効率が０％、±１次回折効率がそれぞれ４４％になるように形成されている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２７】
光磁気記録媒体１３０が、光カー効果に基づいて情報を再生する光記録媒体である場合には、反射光は光磁気記録媒体１３０の情報に従って偏光面がカー回転する。このため、反射光は、わずかにＳ偏光成分を有する。偏光ホログラム２は、Ｐ偏光の０次回折効率が７７％、±１次回折効率がそれぞれ１１％、Ｓ偏光の０次回折効率が０％、±１次回折効率がそれぞれ４４％になるように形成されている。偏光ホログラム２は、反射光のカー回転角を見かけ上増倍する作用を有する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６２】
なお、偏光ホログラムの透過光を受光する受光部８６と受光部１８６とについては、スポットの大きさおよび受光部の大きさにほとんど差異がないため、表２には記載していない。