(57)【要約】【課題】  光ディスクと半導体レーザ間でのサイドビームの干渉の防止を効率的に行える光ピックアップ、光ディスク再生装置、およびレーザ光源を提供する。【解決手段】  レーザ光源の端面が、第１、第２の波長のレーザ光を出射する第１、第２の発光点と、第１の波長のレーザ光の反射を防止する反射防止膜が形成された領域を備える。第１の発光点からのレーザ光が回折格子で分割されたサブビームが、光ディスクで反射されて戻ってきたときに、レーザ光源での再反射が防止される。一方、第２の発光点からのレーザ光は第１の発光点から出射されるレーザ光より長い波長を有する。このため、第２の発光点からのレーザ光のサブビームは第１の発光点からのレーザ光のサブビームよりも大きな回折角を有し、レーザ光源の端面に戻って来にくい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の波長のレーザ光を出射する第１の発光点と、前記第１の波長より長い第２の波長のレーザ光を出射する第２の発光点と、前記第１の波長のレーザ光の反射を防止する反射防止膜が形成された領域と、を備える面を有するレーザ光源と、
前記レーザ光源から出射される前記第１、第２の波長のレーザ光を入射する回折格子と、
前記回折格子から出射される前記第１、第２の波長のレーザ光を入射し、光ディスクに集光するレンズと、
を具備することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
前記レーザ光源が、前記第１、第２の発光点がそれぞれ形成された第１、第２の発光部を基板上に有する半導体レーザであり、
前記領域が、前記基板の端面の少なくとも一部を含む
ことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
【請求項３】
前記第２の発光点から出射された第２の波長のレーザ光が前記回折格子で回折されてなる１次回折光が前記光ディスクで反射された反射光が前記レーザ光源の前記端面に入射しない
ことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
【請求項４】
前記反射防止膜が２層以上の多層膜から形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
【請求項５】
第１の波長のレーザ光を出射する第１の発光点と、前記第１の波長より長い第２の波長のレーザ光を出射する第２の発光点と、前記第１の波長のレーザ光の反射を防止する反射防止膜が形成された領域と、を備える端面を有するレーザ光源と、
前記レーザ光源から出射される前記第１、第２の波長のレーザ光を入射する回折格子と、
前記回折格子から出射される前記第１、第２の波長のレーザ光を入射し、光ディスクに集光するレンズと、
を具備することを特徴とする光ディスク再生装置。
【請求項６】
第１の波長のレーザ光を出射する第１の発光点と、前記第１の波長より長い第２の波長のレーザ光を出射する第２の発光点と、前記第１の波長のレーザ光の反射を防止する反射防止膜が形成された領域と、を備える端面
を具備することを特徴とする光ディスク用レーザ光源。
【請求項７】
前記反射防止膜が２層以上の多層膜から形成されている
ことを特徴とする請求項６記載の光ディスク用レーザ光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップ、光ディスク再生装置、およびレーザ光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク再生装置には、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の複数種別の光ディスク（光記録媒体）の再生を可能とするため、複数の波長の光を出射する光源を備えるものがある。この光源には、半導体チップ上に互いに異なる波長の光を出射する複数の領域を近接して形成した半導体レーザを用いることができる。
ここで、差動プッシュプル法（ＤＰＰ法）によるトラッキング信号の生成の為に、レーザ光を３つのビーム（メインビームと２つのサイドビーム）に分割して用いることがある。
なお、半導体レーザでの基板底面から発光領域までの距離をメインビームとサイドビームの間隔以下にすることでトラッキング誤動作を防止する技術が開示されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−４３５３６号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このとき、光ディスクで反射されたサイドビームが半導体レーザに戻り、半導体レーザと光ディスクとの間でサイドビームの反射が繰り返される（干渉を起こす）ことがある。この干渉は、トラッキングエラー信号のオフセットの原因となる。
この対策として、反射防止膜を半導体レーザの一部に被覆して、サイドビームの反射を防止することが考えられる。２つの半導体レーザを用いて２つの波長のレーザ光を出射する場合には、それぞれの半導体レーザが独立であることから、この対策を適用できる。
しかしながら、単一の半導体レーザで２つの波長のレーザ光を出射する場合には、２つの波長のレーザ光を独立して扱えないので、このような対策の適用が困難となる。
また、偏光グレーティング等を用いて半導体レーザへの戻り光を防止することも考えられるが、偏光グレーティングの追加が新たに必要となり、装置の価格が高価になり易い。
以上に鑑み、本発明は光ディスクと半導体レーザ間でのサイドビームの干渉の防止を効率的に行える光ピックアップ、光ディスク再生装置、およびレーザ光源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】
【０００４】
Ａ．本発明に係る光ピックアップは、第１の波長のレーザ光を出射する第１の発光点と、前記第１の波長より長い第２の波長のレーザ光を出射する第２の発光点と、前記第１の波長のレーザ光の反射を防止する反射防止膜が形成された領域と、を備える面を有するレーザ光源と、前記レーザ光源から出射される前記第１、第２の波長のレーザ光を入射する回折格子と、前記回折格子から出射される前記第１、第２の波長のレーザ光を入射し、光ディスクに集光するレンズと、を具備することを特徴とする。
【０００５】
レーザ光源の端面が、第１、第２の波長のレーザ光を出射する第１、第２の発光点と、第１の波長のレーザ光の反射を防止する反射防止膜が形成された領域を備える。このため、第１の発光点から出射されたレーザ光が回折格子で分割されサブビームとなり、光ディスクで反射されて戻ってきたときに、レーザ光源での再反射が防止される。
一方、第２の発光点から出射されるレーザ光は、第１の発光点から出射されるレーザ光より長い波長を有する。従い、第２の発光点からのレーザ光のサブビーム（１次回折光）は、第１の発光点からのレーザ光のサブビームよりも大きな回折角を有し、レーザ光源の端面に戻って来にくい。このため、レーザ光源に第１の波長に対応する反射防止膜を設けることで、第１、第２の波長のレーザ光いずれについてもレーザ光源と光ディスク間での干渉を低減することが可能となる。
【０００６】
（１）ここで、前記レーザ光源が、前記第１、第２の発光点がそれぞれ形成された第１、第２の発光部を基板上に有する半導体レーザであり、前記領域が、前記基板の端面の少なくとも一部を含んでもよい。
端面発光型の半導体レーザでは基板の端面に反射防止膜を形成することで、光ディスクとの間でのレーザ光の干渉を低減できる。
【０００７】
（２）前記第２の発光点から出射された第２の波長のレーザ光が前記回折格子で回折されてなる１次回折光が前記光ディスクで反射された反射光が前記レーザ光源の前記端面に入射しないことが好ましい。
例えば、回折格子の格子間隔を調節して、第２の波長のレーザ光の回折角を大きくすることで、サブビーム（１次回折光）の光ディスクでの反射光がレーザ光源に入射しないようにすることができる。
【０００８】
（３）前記反射防止膜が２層以上の多層膜から形成されていてもよい。
反射防止膜を２層以上の多層膜とすることで、反射防止膜の反射防止機能が発揮される波長範囲を広げることができる。反射防止膜が第１、第２の波長のレーザ光の双方に対して反射防止機能を有するようにして、第１、第２の波長のレーザ光の双方がレーザ光源に戻ってきた場合にも対応可能とできる。
【０００９】
Ｂ．本発明に係る光ディスク再生装置は、第１の波長のレーザ光を出射する第１の発光点と、前記第１の波長より長い第２の波長のレーザ光を出射する第２の発光点と、前記第１の波長のレーザ光の反射を防止する反射防止膜が形成された領域と、を備える端面を有するレーザ光源と、前記レーザ光源から出射される前記第１、第２の波長のレーザ光を入射する回折格子と、前記回折格子から出射される前記第１、第２の波長のレーザ光を入射し、光ディスクに集光するレンズと、を具備することを特徴とする。
レーザ光源に第１の波長に対応する反射防止膜を設けることで、第１、第２の波長のレーザ光いずれについてもレーザ光源と光ディスク間での干渉を低減することが可能となる。
【００１０】
Ｃ．本発明に係る光ディスク用レーザ光源は、第１の波長のレーザ光を出射する第１の発光点と、前記第１の波長より長い第２の波長のレーザ光を出射する第２の発光点と、前記第１の波長のレーザ光の反射を防止する反射防止膜が形成された領域と、を備える端面を具備することを特徴とする。
【００１１】
レーザ光源に第１の波長に対応する反射防止膜を設けることで、第１、第２の波長のレーザ光いずれについてもレーザ光源と光ディスク間での干渉を低減することが可能となる。
【００１２】
ここで、前記反射防止膜が２層以上の多層膜から形成されていてもよい。
反射防止膜を２層以上の多層膜とすることで、反射防止膜の反射防止機能が発揮される波長範囲を広げることができる。反射防止膜が第１、第２の波長のレーザ光の双方に対して反射防止機能を有するようにして、第１、第２の波長のレーザ光の双方がレーザ光源に戻ってきた場合にも対応可能とできる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光ディスクと半導体レーザ間でのサイドビームの干渉の防止を効率的に行える光ピックアップ、光ディスク再生装置、およびレーザ光源を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係る光ディスク再生装置１０を示す模式図である。
光ディスク再生装置１０は、光ピックアップ２０，光ピックアップ駆動部３０を備え、規格の異なる複数の光ディスクＤ（ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等）からの情報の読み出しを行う。
【００１５】
光ピックアップ２０は、レーザダイオードＬＤ、グレーティング２１，ビームスプリッタＢＳ、コリメータレンズＬ１、ミラーＭ、対物レンズＬ２、アクチュエータ２２，光軸補正素子２３、検出レンズＬ３、フォトダイオードＰＤを有し、光ディスクＤからの情報の読み出しを行う。
光ピックアップ駆動部３０は，光ピックアップ２０全体を移動（シーク等）するためのアクチュエータである。
【００１６】
レーザ光源たるレーザダイオードＬＤは、第１の波長（λ１）の第１のレーザ光、および第２の波長（λ２）の第２のレーザ光をそれぞれ出射する。第１、第２の波長の例として、ＤＶＤの再生のための波長６５０ｎｍ、ＣＤの再生のための波長７８０ｎｍを挙げることができる。
図２（Ａ），（Ｂ）は、レーザダイオードＬＤの本体である半導体チップ４０の端面を戻り光（第１、第２のレーザ光それぞれの２つのサイドビームの反射光）のスポットＲＢ１１，ＲＢ１２，ＲＢ２１，ＲＢ２２と対比して表す上面図である。（Ａ），（Ｂ）は、半導体チップ４０自体は同一であるが、戻り光の状態が異なる。レーザダイオードＬＤと光ディスクＤのトラックの配置により、戻り光のスポットＲＢ１１〜ＲＢ２２が半導体チップ４０の垂直方向に並ぶ（図２（Ａ））とは限らず、垂直方向に傾いて（傾斜角θ）配置される場合がある（図２（Ｂ））ことによる。
【００１７】
図２に示すように、半導体チップ４０は、半導体基板４１，第１、第２の発光部４２，４３を有し、第１の波長（λ１）の第１のレーザ光および第２の波長（λ２）の第２のレーザ光を出射する。第１、第２の発光部４２，４３はそれぞれ、発光層等の半導体層を多層に積層した構造であり、レーザ発振のためのポンピング、発光、光の閉じ込め等を行う。第１、第２の発光部４２，４３それぞれで発生した第１、第２のレーザ光は、第１、第２の発光部４２，４３に設けられた第１、第２の発光点Ｐ１，Ｐ２から出射する。
以上のように、レーザダイオードＬＤは、第１、第２の発光点Ｐ１、Ｐ２それぞれから、第１の波長（λ１）の第１のレーザ光および第２の波長（λ２）の第２のレーザ光を出射する。
【００１８】
半導体基板４１の端面には第１の波長の光の反射を防止する反射防止膜（ＡＲコート：Anti-Reflection Coating）が形成されている。この結果、第１の波長のレーザ光が光ディスクＤから反射されてなる戻り光が半導体基板４１の端面に入射したときの再反射が防止される。
後述するように、光学系の設計により、第１のレーザ光より波長の長い第２のレーザ光は半導体基板４１の端面に入射しないようにすることができる。このため、半導体基板４１の端面で第１の波長で最適な反射防止膜を形成することで、第１、第２のレーザ光の戻り光が半導体基板４１の端面で反射することを防止できる。
半導体基板４１の材質がＧａＡｓのときに、反射防止膜として例えば、Ａｌ２０３（屈折率：１．６５）とＳｉＯ２（屈折率：１．４５）の多層膜を採用できる。このときには、Ａｌ２０３とＳｉＯ２それぞれを第１の波長の１／４の厚さに設定する。正確には、屈折率ｎと厚さｄの積（ｎ・ｄ）が第１の波長の１／４となるように設定する（ｎ・ｄ＝λ／４）。
【００１９】
また、反射防止膜の設計により第１、第２の波長の双方で反射防止機能を発揮させることも可能である。膜の層数を大きくすることで、反射防止膜の波長依存性を低減し、複数の波長で反射防止機能を発揮させることが可能となる。このようにすると、第１、第２のレーザ光の双方が半導体基板４１の端面への戻り光となる場合に対応することができる。例えば、第１、第２の波長がそれぞれ６５０ｎｍ、７８０ｎｍとした場合に対応できる。
【００２０】
グレーティング２１は，第１、第２の波長に応じて、入射する第１、第２のレーザ光を異なった状態で回折する２波長の回折格子である。グレーティング２１によって第１、第２のレーザ光それぞれを回折して、メインビーム（０次回折光）と２つのサブビーム（±１次回折光）に分割し、トラッキングエラー信号（差動プッシュプル信号：ＤＰＰ信号）の生成に利用できる。
ＤＶＤとＣＤとではトラックピッチが異なるため、３つのビーム間の最適角度が異なる。このため、このビーム間の最適角度に対応するように、第１、第２の波長それぞれでの回折状態が設定される。これはグレーティング２１の格子間隔（グレーティングのピッチＰ）等を適宜に設定することで行える。
【００２１】
グレーティング２１からの１次回折光の回折角θは、グレーティング２１のピッチＰ、入射したレーザ光の波長λと次の式（１）のような関係にある。
ｓｉｎθ ＝ λ／P                  ……  式（１）
即ち、波長λの短いレーザ光は波長λのより長いレーザ光よりも小さな回折角θを有する。第１のレーザ光（波長λ１）は第２のレーザ光（波長λ２）よりも波長が短いので（λ１<λ２）、第１のレーザ光の回折角θ１は第２のレーザ光の回折角θ２より小さく（θ１<θ２）光ディスクＤで反射された際に、より内側に（発光点Ｐ１，Ｐ２のより近くに）反射される傾向にある。
このため、グレーティング２１のピッチＰを適宜の大きさにすることで、第２の波長のレーザ光が半導体基板４１の端面に入射しないようにすることができる。
【００２２】
図２には、このようにして光ディスクＤから反射された第１、第２の波長のレーザ光それぞれのサブビームの戻り光のスポットＲＢ１１〜ＲＢ２２が表されている。第１の波長のレーザ光のサブビームのスポットＲＢ１１，ＲＢ１２が、第２の波長のレーザ光のサブビームのスポットＲＢ２１，ＲＢ２２よりもそれぞれの発光点Ｐ１，Ｐ２のより近くに位置し、この内スポットＲＢ１２のみが半導体チップ４０の端面（半導体基板４１の端面）に入射していることが判る。
このとき、半導体基板４１の端面に第１の波長のレーザ光に対応する反射防止膜が形成されていることから、第１の波長のレーザ光が半導体基板４１の端面で反射することを防止できる。
【００２３】
グレーティング２１のピッチＰを十分大きくすることで、第１、第２の波長のレーザ光の双方の回折角を大きくして、その双方が半導体基板４１の端面に入射しないようにすることも可能である。
しかしながら、このようにするとディスクＤのトラック間隔から見て適切な値を越えて回折角θが大きくなる可能性が生じる。この場合、ディスクＤの回転の偏芯が大きいときに、トラッキングエラー信号の振幅変動が大きくなり、トラッキング制御が困難になるおそれがある。
このように、波長の短い第１のレーザ光についてはサブビームの一方が半導体チップ４０の端面上にスポットＲＢ１２を形成することを許容することで、グレーティング２１のピッチＰをトラッキングエラー信号を得る上で適正な範囲を大きく越えることを防止している。
【００２４】
ビームスプリッタＢＳは、所定の偏光方向の光を通過し、この偏光方向と直交する偏光方向の光を反射する偏光素子であり、レーザダイオードＬＤから入射する第１、第２のレーザ光を反射し、光ディスクＤで反射された第１、第２のレーザ光を透過するように設定されている。
コリメータレンズＬ１は、ビームスプリッタＢＳから出射された第１、第２のレーザ光を平行光に変換し、光ディスクＤから反射された第１、第２のレーザ光を収束光に変換する光学素子である。
ミラーＭは、第１、第２のレーザ光の方向を変える光学素子である。
【００２５】
対物レンズＬ２は、第１、第２のレーザ光を光ディスクＤに集光し、光ディスクＤから反射されたレーザ光を平行光に変換するための光学素子である。
アクチュエータ２２は、対物レンズＬ２を前後方向および光ディスクＤの径方向に移動させ、第１、第２のレーザ光の焦点合わせ（フォーカシング）、スポット位置の調節（トラッキング）を行う。
【００２６】
光軸補正素子２３は、レーザダイオードＬＤから出射された第１、第２のレーザ光の光路を光ピックアップ２０の光学系の光軸に対して補正し、第１、第２のレーザ光がフォトダイオードＰＤの略同一箇所に集光させるための光学素子である。第１、第２のレーザ光の発光点にはズレがあることから、例えば第１のレーザ光の発光点を光軸と一致させたときは、第２のレーザ光の発光点は光軸からずれる。従い、第１、第２のレーザ光は、フォトダイオードＰＤ上の異なった位置に集光される。このため、光軸補正素子２３によって第１、第２の波長それぞれで出射光の光路を調節し、フォトダイオードＰＤ上の略同一の位置に第１、第２のレーザ光が集光されるようにしている。
【００２７】
図３は、光軸補正素子２５の一例としてのホログラム７０を表す側面図である。
ホログラム７０は、基板７１（屈折率：ｎ）および基板７１上に形成された複数の回折部７２を有する。回折部７２は、段差ｔの６段の階段形状をなしている。
回折部７２の段差ｔを適宜に設定することで、ホログラム７０を通過する第１、第２の波長の光をそれぞれ、０次回折光、１次回折光とすることができる。例えば、基板７１の屈折率ｎを１．５，段差ｔを１．３μｍとする。このとき、第１、第２の波長λ１，λ２の光それぞれの段で生じる位相差φ１，φ２（φ１＝２π（ｎ−１）ｔ／λ１、φ２＝２π（ｎ−１）ｔ／λ２）はそれぞれ２π、１０π／６となる。その結果、ホログラム７０を通過する第１、第２の波長の光それぞれがほぼ０次回折光、１次回折光となる。
【００２８】
０次回折光は回折作用を受けずそのままホログラム７０を通過する。一方、１次回折光は回折作用を受けて回折角だけ曲げられてホログラム７０を通過する。このように、ホログラム７０は、第１、第２の波長のレーザ光それぞれに異なる方向性を与えることができる（第１の波長のレーザ光：直進、第２の波長のレーザ光：回折角だけ曲げられる）。その結果、ホログラム７０（光軸補正素子２５）を通過した第１、第２の波長のレーザ光がフォトダイオードＰＤ上で同一位置に集光することになる。
【００２９】
検出レンズＬ３は、第１、第２のレーザ光をフォトダイオードＰＤに集光するための光学素子である。
受光素子たるフォトダイオードＰＤは、光ディスクＤで反射された第１、第２のレーザ光を検出し、光ディスクＤからの情報の読み出しを行うための素子である。
フォトダイオードＰＤは、レーザ光がグレーティング２１によってメインビームと２つのサブビームに分割されていることに対応して、これら３つのビームそれぞれを独立に検出できるように検出領域が区分されている。３つのビームそれぞれを検出し、演算することで、差動プッシュプル法（ＤＰＰ法）によるトラッキングエラー信号（差動プッシュプル信号：ＤＰＰ信号）の生成がなされる。
【００３０】
（光ピックアップ２０の動作）
光ピックアップ２０の動作を説明する。ここで、第１、第２のレーザ光は、光ディスクＤの種別等に応じてそのどちらか一方のみが出射されるのが通例であるが、判り易さのために第１、第２のレーザ光を対比して説明する。
【００３１】
（１）レーザダイオードＬＤから出射された第１、第２のレーザ光は、グレーティング２１によって３つのビームに分割される。このとき、第１のレーザ光は波長が第２のレーザ光より短いことから、より小さな回折角θのサブビームに分離される。
３つのビームは、ビームスプリッタＢＳで反射され、コリメータレンズＬ１に入射して、平行光に変換される。
（２）その後、第１、第２のレーザ光は、ミラーＭで反射され、対物レンズＬ２に入射し、光ディスクＤ上に集光される。例えば、第１のレーザ光はＤＶＤに第２のレーザ光はＣＤに集光される。
【００３２】
（３）光ディスクＤで反射された第１、第２のレーザ光は対物レンズＬ３、ミラーＭ、コリメータレンズＬ１を経て、ビームスプリッタＢＳを透過する。
このとき、第１、第２のレーザ光それぞれのサブビームは、その全光量がビームスプリッタＢＳを透過するのではなく、光量の一部がビームスプリッタＢＳで反射され、グレーティング２１を通過して、レーザダイオードＬＤに戻ってくる。サブビームが回折光（１次回折光）であるために、回折光ではない（０次回折光）メインビームと偏光状態が異なるためである。
【００３３】
第１のレーザ光のサブビームは、第２のレーザ光のサブビームよりも回折角θが小さく、レーザダイオードＬＤの端面に入射しないように光学系が設定されている。
一方、第２のレーザ光のサブビームは、第１のレーザ光のサブビームよりも回折角θが大きいことから、レーザダイオードＬＤの端面に入射し易い。しかし、レーザダイオードＬＤ端面の基板４１上に形成された反射防止膜に入射することから、レーザダイオードＬＤ端面で反射することがなく、レーザダイオードＬＤ端面と光ディスクＤの反射面間での第１のレーザ光の干渉が防止される。
【００３４】
（４）ビームスプリッタＢＳを透過した第１、第２のレーザ光は、光軸補正素子２３によって光路が補正され、検出レンズＬ３を経て、フォトダイオードＰＤに入射する。第１、第２のレーザ光は、光軸補正素子２３によって、フォトダイオードＰＤ上の同じ位置に集光される。フォトダイオードＰＤから３つのビームに対応する信号が出力され、この３つの出力を演算することでＤＰＰ信号が生成され、光ピックアップ２０のトラッキング制御を行える。
【００３５】
このとき、第１、第２のレーザ光がいずれもレーザダイオードＬＤ端面と光ディスクＤの反射面間で干渉することがないので、ＤＰＰ信号へのオフセットの混入が低減され、ひいては光ピックアップ２０の再生能力を良好な状態にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光ディスク再生装置を示す模式図である。
【図２】レーザダイオードの半導体チップの端面を戻り光のスポットと対比して表す上面図である。
【図３】光軸補正素子の一例としてのホログラムを表す側面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０  光ディスク再生装置
２０  光ピックアップ
２１  グレーティング
２２  アクチュエータ
２３  光軸補正素子
３０  光ピックアップ駆動部
Ｄ  光ディスク
Ｌ１  コリメータレンズ
Ｌ２  対物レンズ
Ｌ３  検出レンズ
Ｌ３  対物レンズ
ＬＤ  レーザダイオード
Ｍ  ミラー
ＰＤ  フォトダイオード
【図１】
2005092903.tif 000003
【図２】
2005092903.tif 000004
【図３】
2005092903.tif 000005