(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録密度の異なるディスク状の記録媒体に対する信号の書き込みおよび読み取りを行うために、所定波長の光ビームを出射する第１光源と、上記第１光源の波長よりも長い波長の光ビームを出射する第３光源と、上記第１光源の波長と上記第３光源の波長との間の波長の光ビームを出射する第２光源とを有し、
上記第１光源,第２光源および第３光源からの光ビームの上記記録媒体からの反射光を０次回折光と１次回折光とに分岐するホログラム素子と、
上記ホログラム素子からの上記０次回折光を受光してＲＦ信号とトラッキングエラー信号とを得る第１受光素子と、
上記第１光源,第２光源および第３光源からの光ビームの光路を上記記録媒体に向けて変更すると共に、変更後の各光路の光軸を上記ホログラム素子と上記第１受光素子とを通る光軸に同軸化する一方、上記記録媒体からの反射光を上記ホログラム素子に導くビームスプリッターと、
上記ホログラム素子からの上記１次回折光を受光してフォーカスエラー信号を得る第２受光素子と
を備え、
上記ホログラム素子のホログラムパターンは、上記第１光源の波長と上記第３光源の波長との中間の波長によって設定されて、この設定波長に上記第１光源および上記第３光源よりも近い波長を有する上記第２光源からの光ビームの１次回折スポットが略無収差で上記第２受光素子の略中心で受光されるようになっており、
上記第２受光素子は２分割受光素子であり、
上記第２受光素子の分割線を、上記光軸を含むと共に上記第２受光素子の中心を通る平面に対して所定角度だけ傾けて、上記第１光源,第２光源および第３光源からの光ビームが上記記録媒体上に合焦している状態で、上記第２受光素子の差動出力が０になるようになっている
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光ピックアップ装置において、
上記第２受光素子を、上記ホログラム素子と正対する方向に、上記光軸と直交する平面に対して上記所定角度とは異なる所定角度だけ傾けて、上記第１光源,第２光源および第３光源からの光ビームが上記記録媒体上に合焦している状態で、上記第１光源,第２光源および第３光源からの光ビームにおける上記ホログラム素子からの１次回折光を、上記第２受光素子の分割線上で受光するようになっている
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３】
請求項１に記載の光ピックアップ装置において、
上記ホログラム素子と上記第１受光素子と間の距離を半径とし、上記ホログラム素子の中心を中心として、上記第１受光素子の中心を通る円を画いた場合に、上記第２受光素子の中心が上記円上にあり、且つ、上記第２受光素子は、上記ホログラム素子と正対する方向に上記光軸と直交する平面に対して所定角度だけ傾いており、
上記所定角度は、上記第２受光素子の中心での上記円への接線の上記平面に対する角度に設定されており、
上記第１光源,第２光源および第３光源からの光ビームが上記記録媒体上に合焦している状態で、上記第１光源,第２光源および第３光源からの光ビームにおける上記ホログラム素子からの１次回折光を、上記第２受光素子の分割線上で受光するようになっている
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項４】
請求項１に記載の光ピックアップ装置において、
上記第１光源,第２光源および第３光源からの光ビームの光路を上記記録媒体に向けて変更するビームスプリッターは、上記第１光源,第２光源および第３光源に共通の一体化されたプリズムである
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項５】
請求項１に記載の光ピックアップ装置において、
上記第１光源,第２光源および第３光源は、上記光軸に対して互い違いに配置されている
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項６】
請求項５に記載の光ピックアップ装置において、
上記第１光源,第２光源および第３光源を、上記光軸に対して、上記記録媒体を回転させるスピンドルモーターと同じ側に配置したと仮定した場合に、上記スピンドルモーターに最も近い光源を、上記光軸に対して上記スピンドルモーターとは反対側に配置した
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項７】
記録密度の異なるディスク状の記録媒体に対する信号の書き込みおよび読み取りを行うために、所定波長の光ビームを出射する第１光源と、上記第１光源の波長よりも長い波長の光ビームを出射する第３光源と、上記第１光源の波長と上記第３光源の波長との間の波長の光ビームを出射する第２光源とを有し、
上記第１光源,第２光源および第３光源からの光ビームの上記記録媒体からの反射光を０次回折光と１次回折光とに分岐するホログラム素子と、
上記ホログラム素子からの上記０次回折光を受光してＲＦ信号とトラッキングエラー信号とを得る第１受光素子と、
上記第２光源および第３光源からの光ビームの光路を第１記録媒体に向けて変更すると共に、変更後の各光路の光軸を上記ホログラム素子と上記第１受光素子とを通る光軸に同軸化する一方、上記第１記録媒体からの反射光を上記ホログラム素子に導く第１ビームスプリッターと、
上記第１光源からの光ビームを上記第１記録媒体とは異なる第２記録媒体に向けて透過させる一方、上記第２記録媒体からの反射光の光路を上記ホログラム素子に向けて変更すると共に、変更後の光路の光軸を上記光軸に同軸化して上記ホログラム素子に導く第２ビームスプリッターと、
上記第２ビームスプリッターを透過した上記第１光源からの光ビームの球面収差を補正する一方、上記第２記録媒体からの反射光を上記第２ビームスプリッターに向けて導くコリメートレンズと、
上記コリメートレンズによって上記球面収差が補正された光ビームを上記第２記録媒体に照射する一方、上記第２記録媒体からの反射光を上記コリメートレンズに向けて導く対物レンズと、
上記ホログラム素子からの上記１次回折光を受光してフォーカスエラー信号を得る第２受光素子と
を備え、
上記ホログラム素子のホログラムパターンは、上記第１光源の波長と上記第３光源の波長との中間の波長によって設定されて、この設定波長に上記第１光源および上記第３光源よりも近い波長を有する上記第２光源からの光ビームの１次回折スポットが略無収差で上記第２受光素子の略中心で受光されるようになっており、
上記第２受光素子は２分割受光素子であり、
上記第２受光素子の分割線を、上記光軸を含むと共に上記第２受光素子の中心を通る平面に対して所定角度だけ傾けて、上記第１光源,第２光源および第３光源からの光ビームが上記記録媒体上に合焦している状態で、上記第２受光素子の差動出力が０になるようになっている
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項８】
記録密度の異なるディスク状の記録媒体に対する信号の書き込みおよび読み取りを行うために、所定波長の光ビームを出射する第１光源と、上記第１光源の波長よりも長い波長の光ビームを出射する第３光源と、上記第１光源の波長と上記第３光源の波長との間の波長の光ビームを出射する第２光源とを有し、
上記第１光源,第２光源および第３光源からの光ビームの上記記録媒体からの反射光を０次回折光と１次回折光とに分岐するホログラム素子と、
上記ホログラム素子からの上記０次回折光を受光してＲＦ信号とトラッキングエラー信号とを得る第１受光素子と、
上記第２光源および第３光源からの光ビームの光路を上記記録媒体に向けて変更すると共に、変更後の各光路の光軸を上記ホログラム素子と上記第１受光素子とを通る光軸に同軸化する一方、上記記録媒体からの反射光を上記ホログラム素子に導く第１ビームスプリッターと、
上記第１光源からの光ビームを上記記録媒体に向けて透過させる一方、上記記録媒体からの反射光の光路を上記ホログラム素子に向けて変更すると共に、変更後の光路の光軸を上記光軸に同軸化して上記ホログラム素子に導く第２ビームスプリッターと、
上記第２ビームスプリッターを透過した上記第１光源からの光ビームの球面収差を補正する一方、上記記録媒体からの反射光を上記第２ビームスプリッターに向けて導くコリメートレンズと、
上記コリメートレンズによって上記球面収差が補正された光ビームの光路を変更すると共に、変更後の光路の光軸を上記光軸に同軸化する一方、上記第１光源からの光ビームにおける上記記録媒体からの反射光を上記コリメートレンズに向けて分離する合成プリズムと、
上記ホログラム素子からの上記１次回折光を受光してフォーカスエラー信号を得る第２受光素子と
を備え、
上記ホログラム素子のホログラムパターンは、上記第１光源の波長と上記第３光源の波長との中間の波長によって設定されて、この設定波長に上記第１光源および上記第３光源よりも近い波長を有する上記第２光源からの光ビームの１次回折スポットが略無収差で上記第２受光素子の略中心で受光されるようになっており、
上記第２受光素子は２分割受光素子であり、
上記第２受光素子の分割線を、上記光軸を含むと共に上記第２受光素子の中心を通る平面に対して所定角度だけ傾けて、上記第１光源,第２光源および第３光源からの光ビームが上記記録媒体上に合焦している状態で、上記第２受光素子の差動出力が０になるようになっている
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項９】
記録密度の異なるディスク状の記録媒体に対する信号の書き込みおよび読み取りを行うために、所定波長の光ビームを出射する第１光源と、上記第１光源の波長よりも長い波長の光ビームを出射する第３光源と、上記第１光源の波長と上記第３光源の波長との間の波長の光ビームを出射する第２光源とを有し、
上記第１光源,第２光源および第３光源からの光ビームの上記記録媒体からの反射光の１次回折光を得るホログラム素子と、
上記ホログラム素子からの上記１次回折光を受光して、ＲＦ信号とトラッキングエラー信号とフォーカスエラー信号とを得る受光素子と
を備え、
上記受光素子は、上記フォーカスエラー信号を差動検出する２分割受光部を有しており、
上記ホログラム素子のホログラムパターンは、上記第１光源の波長と上記第３光源の波長との中間の波長によって設定されて、この設定波長に上記第１光源および上記第３光源よりも近い波長を有する上記第２光源からの光ビームの１次回折スポットが略無収差で上記２分割受光部の略中心で受光されるようになっており、
上記第１光源,上記第２光源および上記第３光源は、波長の短い順に上記受光素子からの距離が短くなるように配置され、且つ、上記ホログラム素子と上記第２光源とを通る光軸の延在方向において波長の長い順に上記ホログラム素子からの距離が短くなるように配置されると共に、一つのパッケージ内に並べて収納されており、
上記２分割受光部における２分割線を、上記光軸を含むと共に上記２分割受光部の中心を通る平面に対して所定角度だけ傾けて、上記第１光源,第２光源および第３光源からの光ビームが上記記録媒体上に合焦している状態で、上記２分割受光部の差動出力が０になるようになっている
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の光ピックアップ装置において、
上記第１光源,第２光源および第３光源からの光ビームにおける上記ホログラム素子からの１次回折光は、上記２分割受光部における互いに異なる領域に落射するようになっており、
上記２分割受光部における２分割線は、上記各光源からの光ビームの１次回折光が落射する領域毎に、環境温度の変化を考慮して、上記光軸を含むと共に上記２分割受光部の中心を通る平面に対する傾きと長さとが設定されており、上記環境温度が変化しても、上記第１光源,第２光源および第３光源からの光ビームが上記記録媒体上に合焦している状態で、上記２分割受光部の差動出力が０になるようになっている
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の光ピックアップ装置において、
上記２分割受光部における上記第１光源からの光ビームの１次回折光が落射する第１領域での上記２分割線の上記傾きが、上記第３光源からの光ビームの１次回折光が落射する第２領域での上記２分割線の上記傾きよりも大きく設定されている
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の光ピックアップ装置において、
上記２分割受光部における上記第２領域での上記２分割線の長さが、上記第１領域での上記２分割線の長さよりも長く設定されている
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】
この発明は、複数の波長の光を出力する複数の光源を有して、規格の異なるディスク状記録媒体に対して情報を光学的に記録再生する光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザービーム等の光ビームを用いて光学的に信号の読み取りが行われる光ディスクとしては、ＣＤ(Compact Disc)が普及している。これに対して、更なる大容量のニーズに応えて、ＣＤと同一ディスク径を有して機構的な互換性を確保した上でＣＤよりも高密度記録を可能にすることによって、大容量化を図ることを目的として規格化された高密ディスク(ＤＶＤ(Digital Versatile Disk))や、さらなる高密度化を目指したブルー系統のＢＤ(Blu-ray Disc)やＨＤ(High Definition)‐ＤＶＤが提案されている。このような高密度ディスクは、より短波長の半導体レーザーを用いて光学系を高解像にした光ピックアップ装置を用いて、記録信号の読み取りが行われる。
【０００３】
ところで、光ピックアップ装置をＣＤおよび高密度ディスクの両方の信号読み取りに対応させる方法として、以下のような方法がある。すなわち、通常密度記録媒体に適した波長の光ビームを出射するレーザーダイオードと高密度記録媒体に適した波長の光ビームを出射するレーザーダイオードとの波長の異なる３種類の光源を用意して、信号読み取りを行うべき記録媒体の記録密度に応じて使用する光源の切り換えを行うことによって、単一の光ピックアップ装置によって記録密度が異なる３種類の記録媒体の信号読み取りを行うのである(例えば、特開２００１‐２５６６６７号公報(特許文献１)および特開２００３‐２０３３７８号公報(特許文献２)等)。
【０００４】
図２５に、従来のピックアップ装置の一例を示す。この光ピックアップ装置はＣＤ,ＤＶＤおよびＢＤ用の３種類の光源を用いるものであるが、３種類の光源は勿論のこと、夫々の光源の波長に対応した光学部品や受光素子および信号検出方法を備えている。図２５において、１はＢＤ用光源、２はＣＤ用光源、３はＤＶＤ用光源、４はＢＤ光束分岐用のＢＳ(ビームスプリッター)、５はＣＤ光束分岐用のＢＳ、６はＤＶＤ光束分岐用のＢＳ、７はＣＤ,ＤＶＤ用のコリメートレンズ、８はＢＤ用プリズム、９はＢＤ用の球面収差を補正可能な特殊コリメートレンズ、１０は合成用プリズムである。また、ＣＤ,ＤＶＤ用の受光系１１〜１４とＢＤ用の受光系１５〜１８とを別々に配置している。尚、１９は光束をディスク(図示せず)に向かって立ち上げるための立ち上げミラーである。
【０００５】
また、他の光ピックアップ装置として、ＣＤ,ＤＶＤ用の２波長に対応した第１ピックアップとＢＤ用の波長に対応した第２ピックアップとの２個の光ピックアップを、ドライブ装置に搭載した光ピックアップ装置もある。
【０００６】
しかしながら、上記従来のＣＤ,ＤＶＤおよびＢＤ対応の光ピックアップ装置においては、以下のような問題がある。
【０００７】
すなわち、上記３種類の光源を用いる光ピックアップ装置においては、３種類の光源は勿論のこと、夫々の光源の波長に対応した光学部品や受光素子および信号検出方法を備える必要があり、光ピックアップ装置の光学系や回路系が複雑化し、コストアップや信頼性の低下を招くという問題がある。
【０００８】
また、ＣＤ,ＤＶＤ用の第１ピックアップとＢＤ用の第２ピックアップとをドライブ装置に搭載した光ピックアップ装置においても、２個の光ピックアップを用いるため、同様にコストアップと装置の大型化を招くという問題がある。
【特許文献１】特開２００１‐２５６６６７号公報
【特許文献２】特開２００３‐２０３３７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、この発明の課題は、構造が簡素で信頼性が高く低コストであって、３種類の波長の光源を用いて記録密度の異なるディスク状の記録媒体に対して信号の書き込み読み取りを行う光ピックアップ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、この発明の光ピックアップ装置は、
記録密度の異なるディスク状の記録媒体に対する信号の書き込みおよび読み取りを行うために、所定波長の光ビームを出射する第１光源と、上記第１光源の波長よりも長い波長の光ビームを出射する第３光源と、上記第１光源の波長と上記第３光源の波長との間の波長の光ビームを出射する第２光源とを有し、
上記第１光源,第２光源および第３光源からの光ビームの上記記録媒体からの反射光を０次回折光と１次回折光とに分岐するホログラム素子と、
上記ホログラム素子からの上記０次回折光を受光してＲＦ信号とトラッキングエラー信号とを得る第１受光素子と、
上記第１光源,第２光源および第３光源からの光ビームの光路を上記記録媒体に向けて変更すると共に、変更後の各光路の光軸を上記ホログラム素子と上記第１受光素子とを通る光軸に同軸化する一方、上記記録媒体からの反射光を上記ホログラム素子に導くビームスプリッターと、
上記ホログラム素子からの上記１次回折光を受光してフォーカスエラー信号を得る第２受光素子と
を備え、
上記ホログラム素子のホログラムパターンは、上記第１光源の波長と上記第３光源の波長との中間の波長によって設定されて、この設定波長に上記第１光源および上記第３光源よりも近い波長を有する上記第２光源からの光ビームの１次回折スポットが略無収差で上記第２受光素子の略中心で受光されるようになっており、
上記第２受光素子は２分割受光素子であり、
上記第２受光素子の分割線を、上記光軸を含むと共に上記第２受光素子の中心を通る平面に対して所定角度だけ傾けて、上記第１光源,第２光源および第３光源からの光ビームが上記記録媒体上に合焦している状態で、上記第２受光素子の差動出力が０になるようになっている
ことを特徴としている。
【００１１】
上記構成によれば、ビームスプリッターによって、第１光源,第２光源および第３光源からの光ビームの光路を記録媒体に向けて変更すると共に、変更後の各光路の光軸をホログラム素子と第１受光素子とを通る光軸に同軸化する一方、上記記録媒体からの反射光を上記ホログラム素子に導く。そして、上記ホログラム素子によって、上記３つの光源からの光ビームの上記記録媒体からの反射光を０次回折光と１次回折光とに分岐するようにしている。したがって、１つの第１受光素子によって、上記３つの光源からの光ビームに関する上記０次回折光を受光して、ＲＦ信号とトラッキングエラー信号とを得ることができる。さらに、１つの第２受光素子によって、上記３つの光源からの光ビームに関する上記１次回折光を受光して、フォーカスエラー信号を得ることができる。
【００１２】
すなわち、合成用プリズムのような、上記３つの光源からの光ビームの光軸を一致させるための特殊な同軸化素子を用いることなく、３種類の波長の光信号を同一の受光素子で得ることができる。したがって、回折素子基台,ホログラム素子,受光ユニットパッケージ,第１受光素子および第２受光素子等でなる受光系を１系列に縮小して、小型化と低コスト化とを同時に達成することができる。
【００１３】
さらに、上記ホログラム素子のホログラムパターンは、上記第１光源の波長と上記第３光源の波長との中間の波長によって設定されて、この設定波長に上記第１光源および上記第３光源よりも近い波長を有する上記第２光源からの光ビームの１次回折スポットが略無収差で上記第２受光素子の略中心で受光されるようになっている。
【００１４】
そのため、上記第２受光素子上に生ずる上記第１光源からの光ビームの受光ポットと上記第３光源からの光ビームの受光ポットとには、上記第２光源からの光ビームの受光ポットからの位置ずれが略均等に発生する。したがって、上記第１光源および第３光源からの光ビームの受光ポットにおける上記位置ずれが不均等に発生する場合に比して小さい面積の上記第２受光素子によって、両端の波長の上記受光スポットに対して対応することが可能になり、ホログラムフーコー法による良好なフォーカスエラー信号を得ることができる。
【００１５】
さらに、上記第２受光素子は２分割受光素子であり、上記第２受光素子の分割線を、上記光軸を含むと共に上記第２受光素子の中心を通る平面に対して所定角度だけ傾けて、上記第１光源,第２光源および第３光源からの光ビームが上記記録媒体上に合焦している状態で、上記第２受光素子の差動出力が０になるようになっている。
【００１６】
そのため、上記第１光源,第２光源および第３光源からの光ビームが上記記録媒体上に合焦している状態で、上記第２受光素子上に生ずる上記第１光源からの光ビームの受光ポットと上記第３光源からの光ビームの受光ポットとには、デフォーカス分が略均等に発生する。したがって、上記第２受光素子の分割線を、上記光軸を含むと共に上記第２受光素子の中心を通る平面に対して所定角度だけ傾けることによって、上記デフォーカス分をキャンセルすることができる。その結果、上記第２受光素子によって、ホログラムフーコー法による良好なフォーカスエラー信号を得ることができる。
【００１７】
また、１実施の形態の光ピックアップ装置では、
上記第２受光素子を、上記ホログラム素子と正対する方向に、上記光軸と直交する平面に対して上記所定角度とは異なる所定角度だけ傾けて、上記第１光源,第２光源および第３光源からの光ビームが上記記録媒体上に合焦している状態で、上記第１光源,第２光源および第３光源からの光ビームにおける上記ホログラム素子からの１次回折光を、上記第２受光素子の分割線上で受光するようになっている。
【００１８】
この実施の形態によれば、上記第２受光素子上に生ずる上記第１光源からの光ビームの受光ポットと上記第３光源からの光ビームの受光ポットとには、デフォーカス分が略均等に発生する。したがって、上記第２受光素子を上記光軸と直交する平面に対して所定角度だけ傾けることによって、上記第１光源と上記第３光源とからの光ビームの受光ポットにおけるデフォーカス分を、可能な限り小さくすることができる。その結果、上記第２受光素子の面積をさらに縮小することが可能になり、ホログラムフーコー法によるフォーカスエラー信号を速い応答速度で得ることができる。
【００１９】
また、１実施の形態の光ピックアップ装置では、
上記ホログラム素子と上記第１受光素子と間の距離を半径とし、上記ホログラム素子の中心を中心として、上記第１受光素子の中心を通る円を画いた場合に、上記第２受光素子の中心が上記円上にあり、且つ、上記第２受光素子は、上記ホログラム素子と正対する方向に上記光軸と直交する平面に対して所定角度だけ傾いており、
上記所定角度は、上記第２受光素子の中心での上記円への接線の上記平面に対する角度に設定されており、
上記第１光源,第２光源および第３光源からの光ビームが上記記録媒体上に合焦している状態で、上記第１光源,第２光源および第３光源からの光ビームにおける上記ホログラム素子からの１次回折光を、上記第２受光素子の分割線上で受光するようになっている。
【００２０】
この実施の形態によれば、上記第２受光素子上に生ずる上記第１光源からの光ビームの受光ポットと上記第３光源からの光ビームの受光ポットとには、デフォーカス分が略均等に発生する。したがって、上記第２受光素子を上記光軸と直交する平面に対して所定角度だけ傾けることによって、上記第１光源と上記第３光源とからの光ビームの受光ポットにおけるデフォーカス分を、可能な限り小さくすることができる。その結果、上記第２受光素子の面積をさらに縮小することが可能になり、ホログラムフーコー法によるフォーカスエラー信号を早い応答速度で得ることができる。
【００２１】
また、１実施の形態の光ピックアップ装置では、
上記第１光源,第２光源および第３光源からの光ビームの光路を上記記録媒体に向けて変更するビームスプリッターは、上記第１光源,第２光源および第３光源に共通の一体化されたプリズムである。
【００２２】
この実施の形態によれば、上記光軸上に、上記第１光源用のビームスプリッターと第２光源用のビームスプリッターと第３光源用のビームスプリッターとの３つのビームスプリッターを配置する必要がない。したがって、各光学部品の組み立てが簡単になり、小型で安価な光ピックアップ装置を得ることができる。
【００２３】
また、１実施の形態の光ピックアップ装置では、
上記第１光源,第２光源および第３光源は、上記光軸に対して互い違いに配置されている。
【００２４】
この実施の形態によれば、上記第１光源,第２光源および第３光源を上記光軸に対して互い違いに配置することによって、各光源からの光ビームが互いに干渉することを防止することができる。
【００２５】
また、１実施の形態の光ピックアップ装置では、
上記第１光源,第２光源および第３光源を、上記光軸に対して、上記記録媒体を回転させるスピンドルモーターと同じ側に配置したと仮定した場合に、上記スピンドルモーターに最も近い光源を、上記光軸に対して、上記スピンドルモーターとは反対側に配置している。
【００２６】
この実施の形態によれば、上記スピンドルモーターに最も近く、上記記録媒体あるいは上記スピンドルモーターと機械的干渉を起こす可能性のある光源を、上記光軸に対して上記スピンドルモーターとは反対側に配置することによって、当該光源の上記記録媒体あるいは上記スピンドルモーターとの機械的干渉を防止することができる。したがって、標準的な直径を有する安価なスピンドルモーターの採用や光ピックアップ装置のさらなる小型化が可能になり、低コスト化が可能になる。
【００２７】
また、この発明の光ピックアップ装置は、
記録密度の異なるディスク状の記録媒体に対する信号の書き込みおよび読み取りを行うために、所定波長の光ビームを出射する第１光源と、上記第１光源の波長よりも長い波長の光ビームを出射する第３光源と、上記第１光源の波長と上記第３光源の波長との間の波長の光ビームを出射する第２光源とを有し、
上記第１光源,第２光源および第３光源からの光ビームの上記記録媒体からの反射光を０次回折光と１次回折光とに分岐するホログラム素子と、
上記ホログラム素子からの上記０次回折光を受光してＲＦ信号とトラッキングエラー信号とを得る第１受光素子と、
上記第２光源および第３光源からの光ビームの光路を第１記録媒体に向けて変更すると共に、変更後の各光路の光軸を上記ホログラム素子と上記第１受光素子とを通る光軸に同軸化する一方、上記第１記録媒体からの反射光を上記ホログラム素子に導く第１ビームスプリッターと、
上記第１光源からの光ビームを上記第１記録媒体とは異なる第２記録媒体に向けて透過させる一方、上記第２記録媒体からの反射光の光路を上記ホログラム素子に向けて変更すると共に、変更後の光路の光軸を上記光軸に同軸化して上記ホログラム素子に導く第２ビームスプリッターと、
上記第２ビームスプリッターを透過した上記第１光源からの光ビームの球面収差を補正する一方、上記第２記録媒体からの反射光を上記第２ビームスプリッターに向けて導くコリメートレンズと、
上記コリメートレンズによって上記球面収差が補正された光ビームを上記第２記録媒体に照射する一方、上記第２記録媒体からの反射光を上記コリメートレンズに向けて導く対物レンズと、
上記ホログラム素子からの上記１次回折光を受光してフォーカスエラー信号を得る第２受光素子と
を備え、
上記ホログラム素子のホログラムパターンは、上記第１光源の波長と上記第３光源の波長との中間の波長によって設定されて、この設定波長に上記第１光源および上記第３光源よりも近い波長を有する上記第２光源からの光ビームの１次回折スポットが略無収差で上記第２受光素子の略中心で受光されるようになっており、
上記第２受光素子は２分割受光素子であり、
上記第２受光素子の分割線を、上記光軸を含むと共に上記第２受光素子の中心を通る平面に対して所定角度だけ傾けて、上記第１光源,第２光源および第３光源からの光ビームが上記記録媒体上に合焦している状態で、上記第２受光素子の差動出力が０になるようになっている
ことを特徴としている。
【００２８】
上記構成によれば、上記第２記録媒体を特殊な記録媒体であるＢＤ用ディスクであるとした場合に、上記ＢＤ用ディスクに対して最適な球面収差の補正を専用のコリメートレンズと対物レンズとによって行うことが可能になる。さらに、ＢＤ用ディスクからの反射光に基づくＲＦ信号,トラッキングエラー信号およびフォーカスエラー信号を、例えば、ＤＶＤ用ディスクあるいはＣＤ用ディスクで成る上記第１記録媒体からの反射光に基づくＲＦ信号,トラッキングエラー信号およびフォーカスエラー信号と同じ受光素子によって検出することができる。したがって、検出系の回路構成の簡素化を図ることができる。
【００２９】
すなわち、光ピックアップ装置の高性能化と低コスト化とを図ることができる。
【００３０】
また、この発明の光ピックアップ装置は、
記録密度の異なるディスク状の記録媒体に対する信号の書き込みおよび読み取りを行うために、所定波長の光ビームを出射する第１光源と、上記第１光源の波長よりも長い波長の光ビームを出射する第３光源と、上記第１光源の波長と上記第３光源の波長との間の波長の光ビームを出射する第２光源とを有し、
上記第１光源,第２光源および第３光源からの光ビームの上記記録媒体からの反射光を０次回折光と１次回折光とに分岐するホログラム素子と、
上記ホログラム素子からの上記０次回折光を受光してＲＦ信号とトラッキングエラー信号とを得る第１受光素子と、
上記第２光源および第３光源からの光ビームの光路を上記記録媒体に向けて変更すると共に、変更後の各光路の光軸を上記ホログラム素子と上記第１受光素子とを通る光軸に同軸化する一方、上記記録媒体からの反射光を上記ホログラム素子に導く第１ビームスプリッターと、
上記第１光源からの光ビームを上記記録媒体に向けて透過させる一方、上記記録媒体からの反射光の光路を上記ホログラム素子に向けて変更すると共に、変更後の光路の光軸を上記光軸に同軸化して上記ホログラム素子に導く第２ビームスプリッターと、
上記第２ビームスプリッターを透過した上記第１光源からの光ビームの球面収差を補正する一方、上記記録媒体からの反射光を上記第２ビームスプリッターに向けて導くコリメートレンズと、
上記コリメートレンズによって上記球面収差が補正された光ビームの光路を変更すると共に、変更後の光路の光軸を上記光軸に同軸化する一方、上記第１光源からの光ビームにおける上記記録媒体からの反射光を上記コリメートレンズに向けて分離する合成プリズムと、
上記ホログラム素子からの上記１次回折光を受光してフォーカスエラー信号を得る第２受光素子と
を備え、
上記ホログラム素子のホログラムパターンは、上記第１光源の波長と上記第３光源の波長との中間の波長によって設定されて、この設定波長に上記第１光源および上記第３光源よりも近い波長を有する上記第２光源からの光ビームの１次回折スポットが略無収差で上記第２受光素子の略中心で受光されるようになっており、
上記第２受光素子は２分割受光素子であり、
上記第２受光素子の分割線を、上記光軸を含むと共に上記第２受光素子の中心を通る平面に対して所定角度だけ傾けて、上記第１光源,第２光源および第３光源からの光ビームが上記記録媒体上に合焦している状態で、上記第２受光素子の差動出力が０になるようになっている
ことを特徴としている。
【００３１】
上記構成によれば、上記記録媒体を特殊な記録媒体であるＢＤ用ディスクであるとした場合に、上記ＢＤ用ディスクに対して最適な球面収差の補正を専用のコリメートレンズによって行うことができる。さらに、上記ＢＤ用ディスクからの反射光に基づくＲＦ信号,トラッキングエラー信号およびフォーカスエラー信号を、上記記録媒体をＤＶＤ用ディスクあるいはＣＤ用ディスクとした場合における上記ＤＶＤ用ディスクあるいはＣＤ用ディスクからの反射光に基づくＲＦ信号,トラッキングエラー信号およびフォーカスエラー信号と同じ受光素子によって検出することができる。したがって、検出系の回路構成の簡素化を図ることができる。
【００３２】
すなわち、この発明では、光ピックアップ装置の高性能化と低コスト化とを図ることができるのである。
【００３３】
また、この発明の光ピックアップ装置は、
記録密度の異なるディスク状の記録媒体に対する信号の書き込みおよび読み取りを行うために、所定波長の光ビームを出射する第１光源と、上記第１光源の波長よりも長い波長の光ビームを出射する第３光源と、上記第１光源の波長と上記第３光源の波長との間の波長の光ビームを出射する第２光源とを有し、
上記第１光源,第２光源および第３光源からの光ビームの上記記録媒体からの反射光の１次回折光を得るホログラム素子と、
上記ホログラム素子からの上記１次回折光を受光して、ＲＦ信号とトラッキングエラー信号とフォーカスエラー信号とを得る受光素子と
を備え、
上記受光素子は、上記フォーカスエラー信号を差動検出する２分割受光部を有しており、
上記ホログラム素子のホログラムパターンは、上記第１光源の波長と上記第３光源の波長との中間の波長によって設定されて、この設定波長に上記第１光源および上記第３光源よりも近い波長を有する上記第２光源からの光ビームの１次回折スポットが略無収差で上記２分割受光部の略中心で受光されるようになっており、
上記第１光源,上記第２光源および上記第３光源は、波長の短い順に上記受光素子からの距離が短くなるように配置され、且つ、上記ホログラム素子と上記第２光源とを通る光軸の延在方向において波長の長い順に上記ホログラム素子からの距離が短くなるように配置されると共に、一つのパッケージ内に並べて収納されており、
上記２分割受光部における２分割線を、上記光軸を含むと共に上記２分割受光部の中心を通る平面に対して所定角度だけ傾けて、上記第１光源,第２光源および第３光源からの光ビームが上記記録媒体上に合焦している状態で、上記２分割受光部の差動出力が０になるようになっている
ことを特徴としている。
【００３４】
上記構成によれば、上記第１光源,上記第２光源および上記第３光源を波長の短い順に上記受光素子の近くに配置しているので、上記３つの光源からの光ビームの１次回折スポットにおける上記受光素子上への落射位置の波長の違いによるずれを、キャンセルすることが可能になる。さらに、上記第１光源,上記第２光源および上記第３光源を上記光軸の延在方向において波長の長い順に上記ホログラム素子の近くに配置しているので、上記３つ光源からの光ビームの１次回折スポットにおける上記受光素子上でのデフオーカス状態の波長の違いによるずれを、キャンセルすることが可能になる。したがって、上記第１光源,上記第２光源および上記第３光源からの光ビームの１次回折光を、上記受光素子上における略同一ポイントにおいて、略無収差で集光された状態のスポットで受光することが可能になる。
【００３５】
したがって、上記受光素子は勿論のこと、上記ホログラム素子および上記受光素子を含む受光部全体の小型化を図り、信頼性を高めると共に、低コスト化を図ることができる。
【００３６】
また、１実施の形態の光ピックアップ装置では、
上記第１光源,第２光源および第３光源からの光ビームにおける上記ホログラム素子からの１次回折光は、上記２分割受光部における互いに異なる領域に落射するようになっており、
上記２分割受光部における２分割線は、上記各光源からの光ビームの１次回折光が落射する領域毎に、環境温度の変化を考慮して、上記光軸を含むと共に上記２分割受光部の中心を通る平面に対する傾きと長さとが設定されており、上記環境温度が変化しても、上記第１光源,第２光源および第３光源からの光ビームが上記記録媒体上に合焦している状態で、上記２分割受光部の差動出力が０になるようになっている。
【００３７】
この実施の形態によれば、環境温度の変化によって上記第１光源,第２光源および第３光源からの光ビームの波長が変化しても、各波長のずれに対する最適な温度補償を行うことができる。したがって、環境温度の変化に対して殆どフォーカス誤差の無い安定した動作が可能になる。
【００３８】
また、１実施の形態の光ピックアップ装置では、
上記２分割受光部における上記第１光源からの光ビームの１次回折光が落射する第１領域での上記２分割線の上記傾きが、上記第３光源からの光ビームの１次回折光が落射する第２領域での上記２分割線の上記傾きよりも大きく設定されている。
【００３９】
環境温度の変化によって各光源からの光ビームの波長が変化して、上記２分割受光部における１次回折光の落射位置が変化する場合に、波長の短い第１光源からの１次回折光の落射位置は、上記光軸を含むと共に上記受光素子の中心を通る平面の延在方向への移動距離は短いものの上記平面に垂直な方向への移動距離は大きい。この実施の形態によれば、上記第１領域での上記２分割線の上記傾きを、上記第２領域での上記傾きよりも大きく設定しているので、各光源における波長のずれに対するさらなる最適な温度補償を可能にする。
【００４０】
また、１実施の形態の光ピックアップ装置では、
上記２分割受光部における上記第２領域での上記２分割線の長さが、上記第１領域での上記２分割線の長さよりも長く設定されている。
【００４１】
環境温度の変化によって各光源からの光ビームの波長が変化して、上記２分割受光部における１次回折光の落射位置が変化する場合に、波長の長い第３光源からの１次回折光の落射位置は、上記光軸を含むと共に上記受光素子の中心を通る平面の延在方向への移動距離が長い。この実施の形態によれば、上記第２領域における上記２分割線の長さを、上記第１領域における上記２分割線の長さよりも長く設定しているので、上記各１次回折光が夫々の受光領域からはみ出すことがなく、各光源における波長のずれに対するさらなる最適な温度補償を可能にする。
【発明の効果】
【００４２】
以上より明らかなように、この発明の光ピックアップ装置は、ビームスプリッターによって、第１光源〜第３光源からの光ビームの光路を記録媒体に向けて変更すると共に、変更後の各光路の光軸をホログラム素子と第１受光素子とを通る光軸に同軸化する一方、上記記録媒体からの反射光を上記ホログラム素子に導き、上記ホログラム素子によって、上記３つの光源からの光ビームの上記記録媒体からの反射光を０次回折光と１次回折光とに分岐するので、１つの第１受光素子によって、３つの光源からの光ビームの上記０次回折光を受光して、ＲＦ信号とトラッキングエラー信号を得ることができる。さらに、１つの第２受光素子によって、上記３つの光源からの光ビームの上記１次回折光を受光して、フォーカスエラー信号を得ることができる。
【００４３】
したがって、合成用プリズムのような、３つの光源からの光ビームの光軸を一致させるための特殊な同軸化素子を用いることなく、３種類の波長の光信号を同一の受光素子で得ることができ、受光系を１系列に縮小して小型化と低コスト化とを同時に達成することができる。
【００４４】
さらに、上記ホログラム素子のホログラムパターンは、上記第１光源の波長と上記第３光源の波長との中間の波長によって設定されて、この設定波長に上記第１光源および上記第３光源よりも近い波長を有する上記第２光源からの光ビームの１次回折スポットが略無収差で上記第２受光素子の略中心で受光されるようになっているので、上記第２受光素子上に生ずる上記第１光源からの光ビームの受光ポットと上記第３光源からの光ビームの受光ポットとには、上記第２光源からの光ビームの受光ポットからの位置ずれが略均等に発生する。したがって、上記第１光源および第３光源からの光ビームの受光ポットにおける上記位置ずれが不均等に発生する場合に比して小さい面積の上記第２受光素子によって、両端の波長の上記受光スポットに対して対応することが可能になり、ホログラムフーコー法による良好なフォーカスエラー信号を得ることができる。
【００４５】
さらに、上記第２受光素子は２分割受光素子であり、上記第２受光素子の分割線を、上記光軸を含むと共に上記第２受光素子の中心を通る平面に対して所定角度だけ傾けて、上記第１光源,第２光源および第３光源からの光ビームが上記記録媒体上に合焦している状態で、上記第２受光素子の差動出力が０になるようになっているので、上記第１光源,第２光源および第３光源からの光ビームが上記記録媒体上に合焦している状態で、上記第２受光素子上に生ずる上記第１光源からの光ビームの受光ポットと上記第３光源からの光ビームの受光ポットとには、デフォーカス分が略均等に発生する。したがって、上記第２受光素子の分割線を、上記光軸を含むと共に上記第２受光素子の中心を通る平面に対して所定角度だけ傾けることによって、上記デフォーカス分をキャンセルすることができる。その結果、上記第２受光素子によって、ホログラムフーコー法による良好なフォーカスエラー信号を得ることができる。
【００４６】
すなわち、この発明によれば、構造が簡素で信頼性が高く低コストであって、３種類の波長の光源を用いて記録密度の異なるディスク状の記録媒体に対して信号の書き込み読み取りを行うことができる光ピックアップ装置を提供することができる。
【００４７】
また、この発明の光ピックアップ装置は、第１光源からの光ビームを、第２ビームスプリッターによって第１記録媒体とは異なる第２記録媒体に向けて透過し、コリメートレンズによって球面収差を補正するので、上記第２記録媒体が、特殊な記録媒体であるＢＤ用ディスクである場合に、上記ＢＤ用ディスクに対して最適な球面収差の補正を専用のコリメートレンズと対物レンズとによって行うことが可能になる。
【００４８】
さらに、上記第２記録媒体からの反射光の光路を、上記第２ビームスプリッターによってホログラム素子に向けて変更すると共に、変更後の光路の光軸を上記ホログラム素子と第１受光素子とを通る光軸に同軸化して上記ホログラム素子に導くので、上記ＢＤ用ディスクからの反射光に基づくＲＦ信号,トラッキングエラー信号およびフォーカスエラー信号を、例えば、ＤＶＤ用ディスクあるいはＣＤ用ディスクで成る上記第１記録媒体からの反射光に基づくＲＦ信号,トラッキングエラー信号およびフォーカスエラー信号と同じ受光素子によって検出することができる。したがって、検出系の回路構成の簡素化を図ることができる。
【００４９】
また、この発明の光ピックアップ装置は、第１光源からの光ビームを、第２ビームスプリッターによって記録媒体に向けて透過させ、コリメートレンズによって球面収差を補正し、合成プリズムによって光路を変更して、変更後の光路の光軸をホログラム素子と第１受光素子とを通る光軸に同軸化するので、上記記録媒体が、特殊な記録媒体であるＢＤ用ディスクである場合に、上記ＢＤ用ディスクに対して最適な球面収差の補正を専用のコリメートレンズによって行うことが可能になる。
【００５０】
さらに、上記第１光源,第２光源および第３光源からの光ビームにおける上記記録媒体からの反射光の光路の光軸を、上記光軸に同軸化して上記ホログラム素子に導くので、ＢＤ用ディスクからの反射光に基づくＲＦ信号,トラッキングエラー信号およびフォーカスエラー信号を、例えば、ＤＶＤ用ディスクあるいはＣＤ用ディスクからの反射光に基づくＲＦ信号,トラッキングエラー信号およびフォーカスエラー信号と同じ受光素子によって検出することができる。したがって、検出系の回路構成の簡素化を図ることができる。
【００５１】
また、この発明の光ピックアップ装置は、第１光源,第２光源および第３光源を波長の短い順に受光素子からの距離が短くなるように配置したので、上記第１光源,上記第２光源および上記第３光源からの光ビームの１次回折スポットにおける上記受光素子上への落射位置の波長の違いによる上記光軸に垂直な方向へのずれを、キャンセルすることが可能になる。
【００５２】
さらに、上記第１光源,上記第２光源および上記第３光源を上記光軸の延在方向において波長の長い順に上記ホログラム素子からの距離が短くなるように配置したので、上記第１光源,上記第２光源および上記第３光源からの光ビームの１次回折スポットにおける上記受光素子上でのデフオーカス状態の波長の違いによるずれを、キャンセルすることが可能なる。
【００５３】
したがって、上記第１光源,上記第２光源および上記第３光源からの光ビームの１次回折光を、上記受光素子上における略同一ポイントにおいて、略無収差で集光された状態のスポットで受光することが可能になる。すなわち、この発明によれば、上記受光素子は勿論のこと、上記ホログラム素子および上記受光素子を含む受光部全体の小型化を図り、信頼性を高めると共に、低コストを図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００５５】
・第１実施の形態
図１は、本実施の形態の光ピックアップ装置における光学系の平面図である。また、図２は、図１の側面図である。本光ピックアップ装置は、ＣＤ等の通常密度記録ディスク,ＤＶＤの高密度記録ディスクおよびＢＤ等の超高密度記録ディスクに対して、信号読み取りおよび信号書き込みを行うことができる構造を有している。
【００５６】
図１において、２１はＢＤ用の光源であり、２２はＤＶＤ用の光源であり、２３はＣＤ用の光源である。各光源２１,２２,２３は、ビームスプリッター２４,２５,２６によって光軸が変更された際に、コリメートレンズ２７によって略並行光となるような光軸位置で並設されている。また、ビームスプリッター２４,２５,２６によって光軸が変更された後の各光軸は、光束をディスク２９に向かって立ち上げるための立ち上げミラー２８を介してディスク２９と第１受光素子３０とを結ぶ光軸３７に同軸化されている。
【００５７】
ここで、上記各光源２１,２２,２３の配置順は、ビームスプリッター２４,２５,２６の偏光特性や光利用効率によって設定されており、ここでは議論しない。
【００５８】
上記立ち上げミラー２８によってディスク２９に向かって立ち上げられた光束は、対物レンズ３１によってディスク２９に照射される。そして、ディスク２９からの反射光は、照射光と同じ経路を通ってビームスプリッター２６,２５,２４を透過し、回折素子基台３２上のホログラム素子３３によって透過光(０次回折光)と１次回折光とに変換される。そして、ホログラム素子３３を透過した０次回折光は、受光ユニットパッケージ３４内の第１受光素子３０によって受光される。また、ホログラム素子３３によって回折された１次回折光は、受光ユニットパッケージ３４内の第２受光素子３５によって受光される。ここで、第１受光素子３０と第２受光素子３５とは、夫々の受光面が互いに平行になるように配置されている。
【００５９】
図３に、上記第１受光素子３０による受光パターンを示す。図３において、センタースポットＳＭで、ディスク２９からのＲＦ信号とトラッキングエラー信号とにおけるメインビームのプッシュプル成分を得る。また、サブビームＳＳ１とサブビームＳＳ２とで、トラッキングエラー信号のサブビ−ムのプッシュプル成分を得る。
【００６０】
図４は、上記第２受光素子３５とホログラム素子３３との位置関係を示す。図４において、光軸３７に近い方から順に、ＢＤ用光束のスポットＳＢ、ＤＶＤ用光束のスポットＳＤ、ＣＤ用光束のスポットＳＣが、２分割受光素子である第２受光素子３５に落射する。そして、第２受光素子３５の２分割の差動によって、ホログラムフーコー法すなわちナイフエッジ法に係るフォーカスエラー成分が検出される。
【００６１】
尚、ホログラム素子に代表される回折素子の基本原理は、使用波長をλ、回折角をα、格子ピッチをｄとすれば、
sinα＝λ/ｄ                …（１）
で表すことができ、他の条件を同一とすれば、波長λが長いＣＤの方が波長の短いＤＶＤよりもホログラム回折格子による屈折角αは大きくなる。ここで、ホログラム素子３３のホログラムパターンは、本実施の形態における３種類の光源波長の中間波長で設定されており、上記ホログラムパターンの設定波長に近い波長を有するＤＶＤの１次回折スポットＳＤは、略無収差で第２受光素子３５の略センターで受光されている。すなわち、図１に示すように、ＤＶＤの１次回折スポットＳＤは、光軸３７からの距離が「Ｄ」の位置に落射するのである。
【００６２】
また、３光源の３波長の略センターで上記ホログラムパターンが設定されているため、使用波長の長短両側に当たるＢＤのスポットＳＢとＣＤのスポットＳＣとには、上記ホログラムパターンの設定波長に近い波長を有するＤＶＤのスポットＳＤからの位置ずれが略均等に発生する。その場合、両端スポットＳＣ,ＳＢは、略同一のデフォーカス分を伴って受光される。しかしながら、光軸３７を含むと共に第２受光素子３５の中心を通る平面３６に対して第２受光素子３５の分割線を傾けて、第２受光素子３５の差動出力を「０」にすることによって、上記デフォーカス分はキャンセルされるため実用上問題とはならない。さらに、第２受光素子３５の面積増大も最小限に抑えられるのである。
【００６３】
図５〜図８は、上記回折スポットの詳細な説明図である。但し、図５は図４をさらに詳細に示したものであり、図６〜図８は各波長毎の１次回折スポットの落射状態を示している。尚、図５〜図８において、図５(a)〜図８(a)はホログラム素子３３および第２受光素子３５をホログラム素子３３側から見た正面図であり、図５(b)〜図８(b)はホログラム素子３３,第１受光素子３０および第２受光素子３５の側面図である。
【００６４】
先ず、図７において、上記ホログラム素子３３のホログラムパターンは、３種類の光源２１〜２３の波長の中間の波長で設定されており、設定波長に近い波長を有するＤＶＤの１次回折スポットＳＤは、略無収差で第２受光素子３５の略センターで受光されている。また、図６は、最短波長であるＢＤの１次回折光を示し、上記ホログラムパターンの設定波長よりも波長が短いために、相対的にホログラムピッチは大きくなって回折角度は小さくなり、１次回折スポットＳＢはＤＶＤスポットＳＤよりも光軸３７に近い側に合焦前の状態で落射する。また、図８は、最長波長であるＣＤの１次回折光を示し、上記ホログラムパターンの設定波長よりも波長が長いため、相対的にホログラムピッチは小さくなって回折角度は大きくなり、１次回折スポットＳＣはＤＶＤスポットＳＤよりも光軸３７に対して遠い側に合焦後の状態で落射する。
【００６５】
その場合、上記３光源２１〜２３の３波長の中間波長で上記ホログラムパターンを設定しているため、使用波長の長短両側に当たるＣＤのスポットＳＣとＢＤのスポットＳＢとには、上記ホログラムパターンの設定波長に近い波長を有するＤＶＤのスポットＳＤからの位置ずれが略均等に発生する。そして、両端スポットＳＢ,ＳＣは、略同一のデフォーカス分を伴って受光される。
【００６６】
そこで、本実施の形態においては、上記光源２１〜２３から出射された光束が上記ディスク２９上に合焦している状態で、第２受光素子３５の分割線を光軸３７を含むと共に第２受光素子３５の中心を通る平面３６に対して所定角度だけ傾けて、第２受光素子３５の差動出力が「０」になるようにしている。したがって、上記デフォーカス分をキャンセルすることができ、実用上開題になることはない。さらに、第２受光素子３５の面積増大も最小限に抑えることができるのである。
【００６７】
さらに、本実施の形態においては、ＢＤ用の光源２１,ＤＶＤ用の光源２２およびＣＤ用の光源２３を、専用のビームスプリッター２４,２５,２６によって光軸が変更された後の各光軸が、立ち上げミラー２８を介してディスク２９と第１受光素子３０とを結ぶ光軸３７に同軸化されるように配置している。したがって、図２５に示す従来の光ピックアップ装置におけるＣＤ,ＤＶＤ用のコリメートレンズ７とＢＤ用のコリメートレンズ９とを１つのコリメートレンズ２７によって兼用することができ、図２５に示す従来のピックアップ装置に比べて、ＢＤ用プリズム８,ＣＤ,ＤＶＤ用のコリメートレンズ７,合成用プリズム１０およびＢＤ用の受光系１５〜１８を省略することができる。
【００６８】
すなわち、本実施の形態によれば、３種類の光源２１〜２３の波長に対して、１つの第１受光素子３０および１つの第２受光素子３５を含む１系列の受光系で対応することが可能であり、光ピックアップ装置の小型化と低コスト化とを同時に達成することができるのである。
【００６９】
・第２実施の形態
図９は、本実施の形態の光ピックアップ装置における光学系の平面図である。また、図１０は、図９の側面図である。図９および図１０において、図１および図２に示す上記第１実施の形態と同じ部材には、同じ番号を付して詳細な説明は省略する。
【００７０】
本光ピックアップ装置においては、フォーカスエラー検出用の第２受光素子４１を、光軸４２を含んで第２受光素子４１の中心を通る平面４３に対して分割線を第１の所定角度だけ傾けると共に、光軸４２と直交する平面に対して第２の所定角度だけ傾斜させて、第２受光素子４１の差動出力を「０」にしている。
【００７１】
図１１(a)は、ホログラム素子３３および第２受光素子４１をホログラム素子３３側から見た正面図である。また、図１１(b)は、ホログラム素子３３,第１受光素子３０および第２受光素子３５の側面図である。図１１に示すように、第２受光素子４１は、ホログラム素子３３と正対する方向に、光軸４２と直交する平面に対して角度θ1だけ傾けて設置されている。
【００７２】
図１２〜図１４は、各波長毎の１次回折スポットの落射状態を示している。但し、図１２(a)〜図１４(a)はホログラム素子３３および第２受光素子４１をホログラム素子３３側から見た正面図であり、図１２(b)〜図１４(b)はホログラム素子３３,第１受光素子３０および第２受光素子４１の側面図である。
【００７３】
上記ホログラム素子３３のホログラムパターンは３種類の光源２１〜２３の波長の中間波長で設定されているため、使用波長の長短両側に当たるＣＤの１次回折スポットＳＣとＢＤの１次回折スポットＳＢとには、上記ホログラムパターンの設定波長に近い波長を有するＤＶＤの１次回折スポットＳＤからの位置ずれが略均等に発生する。そして、両端スポットＳＢ,ＳＣは、略同一のデフォーカス分を伴って受光される。
【００７４】
そこで、本実施の形態においては、上記光源２１〜２３から出射された光束が上記ディスク２９上に合焦している状態で、光軸４２を含んで第２受光素子４１の中心を通る第１平面４３に対して第２受光素子４１の分割線を上記第１の所定角度だけ傾けて、第２受光素子４１の差動出力が「０」になるようにする。それと共に、ホログラム素子３３と正対する方向に、光軸４２と直交する第２平面に対して角度θ1だけ第２受光素子４１を傾けて設置する。こうして、図１２〜図１４に示すように、ＢＤの１次回折スポットＳＢとＣＤの１次回折スポットＳＣとのデフォーカス分を可能な限り小さくすると共に、上記両１次回折スポットＳＢ,ＳＣが第２受光素子４１の分割線上で受光されるようにするのである。
【００７５】
こうすることによって、第２受光素子４１上における両端に位置する１次回折スポットＳＢ,ＳＣのデフォーカス分を、第２受光素子１４の傾きによってキャンセルすることができ、良好な１次回折スポットＳＢ,ＳＤ,ＳＣを受光することが可能になる。さらに、第２受光素子４１の面積をさらに縮小することが可能になり、ホログラムフーコー法によるフォーカスエラー信号を速い応答速度で得ることができる。
【００７６】
・第３実施の形態
図１５は、本実施の形態の光ピックアップ装置における光学系の平面図である。図１５において、ＢＤ用の光源２１,ＤＶＤ用の光源２２,ＣＤ用の光源２３,ビームスプリッター２４,２５,２６,コリメートレンズ２７,回折素子基台３２,ホログラム素子３３,受光ユニットパッケージ３４および第１受光素子３０は、図１および図２に示す第１実施の形態の場合と同じである。但し、図１５においては、立ち上げミラー２８,対物レンズ３１およびディスク２９は省略している。
【００７７】
本実施の形態においては、上記ホログラム素子３３と第１受光素子３０と間の距離Ｒを半径とし、ホログラム素子３３の中心を中心として、第１受光素子３０の中心を通る円を画いた場合に、第２受光素子４６の中心が上記円上にあり、且つ、ホログラム素子３３からの１次回折光が第２受光素子４６に入射されるように、第２受光素子４６を配置する。さらに、上記光源２１〜２３から出射された光束が上記ディスク２９上に合焦している状態で、光軸４７を含んで第２受光素子４６の中心を通る第１平面に対して第２受光素子４６の分割線を第１の所定角度だけ傾けて、第２受光素子４６の差動出力を「０」になるようにする。それと共に、ホログラム素子３３と正対する方向に、光軸と直交する第２平面に対して第２の所定角度だけ第２受光素子４６を傾斜させている。ここで、上記第２の所定角度は、第２受光素子４６の中心での上記円への接線の上記第２平面に対する角度θ2に設定されている。
【００７８】
短波長側の１次回折スポットと長波長側の１次回折スポットとは、ホログラムパターンの設定波長に近い波長の１次回折スポットから略同一の位置ずれを有し、略同一のデフォーカス成分を有して、第２受光素子４６上に落射する。しかしながら、第２受光素子４６を上述したように配置することによって、第２受光素子４６上におけるスポット径のデフォーカスによる拡大を、短波長側と長波長側との両側共に可能な限り小さくすることができる。したがって、第２受光素子４６の面積を縮小することが可能になり、応答速度も良好なホログラムフーコー法によるフォーカスエラー信号を得ることが可能になる。
【００７９】
すなわち、本実施の形態によれば、安定した信号検出特性を得ることができる。
【００８０】
・第４実施の形態
図１６は、本実施の形態の光ピックアップ装置における光学系の平面図である。図１６において、ＢＤ用の光源２１,ＤＶＤ用の光源２２,ＣＤ用の光源２３,コリメートレンズ２７,回折素子基台３２,ホログラム素子３３,受光ユニットパッケージ３４および第１受光素子３０は、図１および図２に示す上記第１実施の形態の場合と同じである。また、第２受光素子４６は、図１５に示す上記第３実施の形態の場合と同じである。尚、図１６においては、立ち上げミラー２８,対物レンズ３１およびディスク２９は省略している。
【００８１】
本実施の形態においては、図１に示す上記第１実施の形態におけるＢＤ用のビームスプリッター２４,ＤＶＤ用のビームスプリッター２５およびＣＤ用のビームスプリッター２６を一体化して、一つのビームスプリッター５１としている。このビームスプリッター５１は、例えば次のようにして形成される。すなわち、十分に大きい平板ガラスを積層して４５度に力ットすることによって、断面形状が直角二等辺三角形の２つのプリズム５２,５３と断面形状が平行四辺形の２つのプリズム５４,５５とを形成する。そして、２つのプリズム５４,５５における４５度の力ット面同志を貼り合せて平行四辺形のプリズムを形成し、プリズム５４における他の４５度の力ット面にはプリズム５２における４５度の力ット面を貼り合せ、プリズム５５における他の４５度の力ット面にはプリズム５３における４５度の力ット面を貼り合せるのである。このような形成方法によれば、低コストで安定したビームスプリッター５１を形成することができるのである。
【００８２】
以上のごとく、本実施の形態によれば、図１に示す上記第１実施の形態におけるＢＤ用のビームスプリッター２４,ＤＶＤ用のビームスプリッター２５およびＣＤ用のビームスプリッター２６を一体化して、一つのビームスプリッター５１としている。したがって、上記第１実施の形態の場合のように、上記折り曲げミラーを介して上記ディスクと第１受光素子３０とを結ぶ光軸上に、３つのビームスプリッター２４,２５,２６を同軸に配置する必要がない。したがって、各光学部品の組み立てが簡単になる。
【００８３】
・第５実施の形態
図１７は、本実施の形態の光ピックアップ装置における光学系の１実施例を示す平面図である。図１７において、ＢＤ用の光源２１,ＤＶＤ用の光源２２,ＣＤ用の光源２３,コリメートレンズ２７,立ち上げミラー２８,回折素子基台３２,ホログラム３３,受光ユニットパッケージ３４および第１受光素子３０は、図１および図２に示す上記第１実施の形態の場合と同じである。また、第２受光素子４６は、図１５に示す上記第３実施の形態の場合と同じである。但し、図１７においては、対物レンズ３１およびディスク２９は省略している。
【００８４】
本実施の形態においては、図１に示す上記第１実施の形態におけるＢＤ用のビームスプリッター２４,ＤＶＤ用のビームスプリッター２５およびＣＤ用のビームスプリッター２６を一体化して、一つのビームスプリッター５６としている。このビームスプリッター５６は、例えば次のようにして形成される。すなわち、十分に大きい平板ガラスを積層して４５度に力ットすることによって、直角に対向する辺の長さがＬである直角二等辺三角形の断面形状を有する２つのプリズム５７,５８と、直角を挟む２辺の長さがＬである直角二等辺三角形の断面形状を有する２つのプリズム５９,６０とを形成する。そして、２つのプリズム５９,６０における長さがＬの面同志を貼り合せて断面形状が平行四辺形のプリズムを形成し、この断面形状が平行四辺形のプリズムにおける長さがＬの２つの面にプリズム５７,５８における長さがＬの面を貼り合せるのである。このような形成方法によれば、低コストで安定したビームスプリッター５６を形成することができる。
【００８５】
また、上記ビームスプリッター５６の構成に合わせて、上記ＢＤ用の光源２１とＤＶＤ用の光源２２とＣＤ用の光源２３とを光軸６１に対して互い違いに配置して、ビームスプリッター５６によって光軸の方向が変更された後の各光源２１,２２,２３からの光束の光軸が、光軸６１に同軸化されるようになっている。
【００８６】
このように、上記３つの光源２１,２２,２３を光軸６１に対して互い違いに配置することによって、上記各光源２１,２２,２３からの光束が互いに干渉するのを防止することができ、本光ピックアップ装置のさらなる小型化が容易になる。
【００８７】
さらに、上記３つの光源２１,２２,２３を、光軸６１に対して、ディスク２９(図２参照)を回転させるスピンドルモーター(図示せず)と同じ側に配列したと仮定した場合に、上記スピンドルモーターに最も近い光源２３を、光軸６１に対して、上記スピンドルモーターとは反対側に設置することが可能になる。したがって、光源２３をスピンドルモーターの領域外に配置して、ディスク２９および上記スピンドルモーターとの機械的干渉を避けることができ、標準的な直径を有する安価なスピンドルモーターを採用して、本光ピックアップ装置の低コスト化やさらなる小型化や軽量化が可能になる。
【００８８】
図１８は、上記ディスク２９を回転させるスピンドルモーターが、光軸６１に対して、図１７の場合とは反対側に位置している場合に用いる光ピックアップ装置における光学系の平面図である。図１８において、ビームスプリッター５６は、図１７に示す光ピックアップ装置におけるビームスプリッター５６を、光軸６１を回転軸として１８０度回転した状態に配置している。したがって、それに連れて、上記３つの光源２１,２２,２３は、光軸６１に対して、図１７の場合とは反対側に互い違いに配置している。
【００８９】
したがって、本光ピックアップ装置の場合には、上記スピンドルモーターが光軸６１に対して図１７の場合とは反対側に位置している場合において、光源２１,２２,２３を光軸６１に対してスピンドルモーターと同じ側に配列したと仮定した場合に上記スピンドルモーターに最も近い光源２３と、ディスク２９および上記スピンドルモーターとの機械的干渉を避けることができるのである。
【００９０】
以上のごとく、本実施の形態によれば、図１に示す上記第１実施の形態におけるＢＤ用のビームスプリッター２４,ＤＶＤ用のビームスプリッター２５およびＣＤ用のビームスプリッター２６を一体化して、一つのビームスプリッター５６としている。したがって、上記第１実施の形態の場合のように、３つのビームスプリッター２４,２５,２６を光軸６１上に同軸に配置する必要がない。したがって、各光学部品の組み立てが簡単になる。
【００９１】
さらに、上記３つの光源２１,２２,２３を光軸６１に対して互い違いに配置している。したがって、上記各光源２１,２２,２３からの光束が互いに干渉するのを防止することができ、本光ピックアップ装置のさらなる小型化が容易になる。また、ディスク２９を回転させるスピンドルモーターに最も近い光源２３を、上記スピンドルモーターの領域外に配置して、ディスク２９および上記スピンドルモーターとの機械的干渉を防止することができ、本光ピックアップ装置の低コスト化やさらなる小型化や軽量化が可能になる。
【００９２】
尚、本実施の形態においては、上記ＢＤ用のビームスプリッター,ＤＶＤ用のビームスプリッターおよびＣＤ用のビームスプリッターを一体化した一つのビームスプリッター５６を用いた光ピックアップ装置によって、３つの光源２１,２２,２３を光軸６１に対して互い違いに配置する場合を例示している。しかしながら、この発明はこれに限定されるものではなく、例えば図１におけるＢＤ用のビームスプリッター２４やＤＶＤ用のビームスプリッター２５やＣＤ用のビームスプリッター２６の向きを１８０度変更しても、３つの光源２１,２２,２３を光軸３７に対して互い違いに配置することができる。
【００９３】
・第６実施の形態
図１９は、本実施の形態の光ピックアップ装置における光学系の平面図である。図１９において、ＢＤ用の光源２１,ＤＶＤ用の光源２２,ＣＤ用の光源２３,ビームスプリッター２４,２５,２６,コリメートレンズ２７,立ち上げミラー２８,回折素子基台３２,ホログラム素子３３,受光ユニットパッケージ３４および第１受光素子３０は、図１および図２に示す上記第１実施の形態の場合と同じである。また、第２受光素子４１は、図９に示す上記第２実施の形態の場合と同じである。但し、図１９においては、対物レンズ３１およびディスク２９は省略している。
【００９４】
本実施の形態においては、上記ＣＤ用のビームスプリッター２６とコリメートレンズ２７との間に、１/４波長板７１を設けている。さらに、ＢＤ用のビームスプリッター２４に関して光源２１の反対側にはミラー７２を配置し、立ち上げミラー７３を立ち上げミラー２８に対して併設し、ミラー７２と立ち上げミラー７３との間にミラー７２側から順にＢＤ専用コリメートレンズ７４および１/４波長板７５を配置している。
【００９５】
波長の長い上記ＣＤ用の光源２３から出射された光束および光源２１と光源２３との略中間波長の上記ＤＶＤ用の光源２２から出射された光束は、ビームスプリッター２５,２６によって光軸が折り曲げられた後同軸化され、１/４波長板７１を透過し、コリメートレンズ２７によって略並行光とされ、立ち上げミラー２８によって立ち上げられ、対物レンズ３１(図２参照)によってディスク２９(図２参照)に照射される。そして、ディスク２９からの反射光は、照射光と同じ経路を通ってビームスプリッター２６,２５,２４を透過し、回折素子基台３２上のホログラム素子３３に至る。
【００９６】
これに対して、波長の短い上記ＢＤ用の光源２１から出射されて上記ビームスプリッター２４を透過した光束は、ミラー７２で折り曲げられて、球面収差を補正可能なように構成されたＢＤ専用コリメートレンズ７４によって略並行光となり、１/４波長板７５を透過し、立ち上げミラー(ＤＶＤ,ＣＤ用)２８とは別の立ち上げミラー７３によってＢＤ用ディスク(図示せず)に向かって立ち上げられ、ＢＤ専用対物レンズ(図示せず)によって上記ＢＤ用ディスクに照射される。そして、上記ＢＤ用ディスクからの反射光は、照射光と同じ経路を通ってビームスプリッター２４で反射され、以後光源２２,２３からの光束と同じ光路を経て回折素子基台３２上のホログラム素子３３に至る。
【００９７】
そして、上記光源２１,２２,２３からの各光束は、上記ホログラム素子３３によって透過光(０次回折光)と１次回折光とに変換される。そして、ホログラム素子３３を透過した０次回折光は、受光ユニットパッケージ３４内の第１受光素子３０によって受光される。また、ホログラム素子３３によって回折された１次回折光は、受光ユニットパッケージ３４内の第２受光素子４１によって受光される。
【００９８】
尚、上記１/４波長板７１,７５は、ＤＶＤ用あるいはＣＤ用のディスク２９およびＢＤ用ディスクに照射される光を円偏光とするためのものである。
【００９９】
以上のごとく、本実施の形態においては、特殊な記録媒体である上記ＢＤ用ディスクに対する光源２１からの光の光路を、ＤＶＤ用あるいはＣＤ用のディスク２９に対する光源２２,２３からの光の光路とは別に設けて、ＢＤ用の光路上にはＢＤ専用コリメートレンズ７４および１/４波長板７５を配置している。したがって、上記ＢＤ用ディスクに対して最適な収差補正をＢＤ専用コリメートレンズ７４および上記ＢＤ専用対物レンズで行うことが可能になる。
【０１００】
さらに、上記ＢＤ用ディスクからの読み取り信号を、他のＤＶＤ用あるいはＣＤ用のディスク２９からの読み取り信号と同じ受光素子３０,４１で検出することができる。したがって、ＢＤ用とＤＶＤ,ＣＤ用との２つの検出系を設ける必要がなく、検出系回路構成の簡素化を図ることができる。
【０１０１】
すなわち、本実施の形態によれば、光ピックアップ装置の高性能化と低コスト化とを同時に達成することができるのである。
【０１０２】
・第７実施の形態
図２０は、本実施の形態の光ピックアップ装置における光学系の平面図である。図２０において、ＢＤ用の光源２１,ＤＶＤ用の光源２２,ＣＤ用の光源２３,ビームスプリッター２４,２５,２６,コリメートレンズ２７,立ち上げミラー２８,回折素子基台３２,ホログラム素子３３,受光ユニットパッケージ３４および第１受光素子３０は、図１および図２に示す上記第１実施の形態の場合と同じである。また、第２受光素子４１は、図９に示す上記第２実施の形態の場合と同じである。また、１/４波長板７１,ミラー７２,ＢＤ専用コリメートレンズ７４および１/４波長板７５は、図１９に示す上記第６実施の形態の場合と同じである。但し、図２０においては、対物レンズ３１およびディスク２９は省略している。
【０１０３】
本実施の形態においては、上記１/４波長板７１と立ち上げミラー２８との間に、合成プリズム７６を配置している。また、１/４波長板７５の後段には、ＢＤ専用コリメートレンズ７４からの光束を合成プリズム７６に向かって折り曲げるミラー７７を配置している。
【０１０４】
波長の長い上記ＣＤ用の光源２３から出射された光束および光源２１と光源２３との略中間波長の上記ＤＶＤ用の光源２２から出射された光束は、ビームスプリッター２５,２６によって光軸が折り曲げられて同軸化され、コリメートレンズ２７によって略並行光とされ、１/４波長板７１によって円偏光とされ、合成プリズム７６を透過し、立ち上げミラー２８によって立ち上げられ、対物レンズ３１(図２参照)によってディスク２９(図２参照)に照射される。そして、ディスク２９からの反射光は、照射光と同じ経路を通ってビームスプリッター２６,２５,２４を透過し、回折素子基台３２上のホログラム素子３３に至る。
【０１０５】
これに対して、波長の短い上記ＢＤ用の光源２１から出射されて上記ビームスプリッター２４を透過した光束は、ミラー７２で折り曲げられて、球面収差を補正可能なように構成されたＢＤ専用コリメートレンズ７４によって略並行光となり、１/４波長板７５によって円偏光とされ、ミラー７７および合成プリズム７６で折り曲げられて光源２２,２３からの光束と同軸化され、立ち上げミラー２８によって立ち上げられ、対物レンズ３１によってディスク２９に照射される。そして、ディスク２９からの反射光は、照射光と同じ経路を通ってビームスプリッター２４に至り、ビームスプリッター２４で反射され、以後光源２２,２３からの光束と同じ光路を経て回折素子基台３２上のホログラム素子３３に至る。
【０１０６】
そして、上記光源２１,２２,２３からの各光束は、上記ホログラム素子３３によって透過光(０次回折光)と１次回折光とに変換される。そして、ホログラム素子３３を透過した０次回折光は、受光ユニットパッケージ３４内の第１受光素子３０によって受光される。また、ホログラム素子３３によって回折された１次回折光は、受光ユニットパッケージ３４内の第２受光素子４１によって受光される。
【０１０７】
以上のごとく、本実施の形態においては、上記ディスク２９が特殊な記録媒体であるＢＤ用のディスクである場合における光源２１からの光の光路を、ＤＶＤ,ＣＤ用のディスクである場合における光源２２,２３からの光の光路とは別に設けて、ＢＤ用の光路上にはＢＤ専用コリメートレンズ７４および１/４波長板７５を配置している。したがって、上記ＢＤ用のディスクに対して最適な収差補正をＢＤ専用コリメートレンズ７４で行うことが可能になる。
【０１０８】
さらに、上記ディスク２９がＢＤ用のディスクである場合の読み取り信号を、他のＤＶＤ,ＣＤ用のディスクである場合の読み取り信号と同じ受光素子３０,４１で検出することができる。したがって、ＢＤ用とＤＶＤ,ＣＤ用との２つの検出系を設ける必要が無く、検出系回路構成の簡素化を図ることができる。
【０１０９】
すなわち、本実施の形態によれば、光ピックアップ装置の高性能化と低コスト化とを同時に達成することができるのである。
【０１１０】
・第８実施の形態
図２１は、本実施の形態の光ピックアップ装置における光学系の構成図である。尚、図２１(a)は側面図であり、図２１(b1)〜図２１(b3)は図２１(a)の平面図である。本光ピックアップ装置は、使用する光源を切り換えることによって、ＣＤ等の通常密度記録ディスク,ＤＶＤの高密度記録ディスクおよびＢＤ等の超高密度記録ディスクに対して、信号読み取りおよび信号書き込みを行うことができる構造を有している。
【０１１１】
図２１において、８１は受光発光ユニットパッケージであり、波長の短いＢＤ用の第１光源８２と、波長の長いＣＤ用の第３光源８４と、第１光源８２と第３光源８４との略中間波長のＤＶＤ用の第２光源８３と、受光素子８５とが収納されている。その際に、受光素子８５の受光面が受光発光ユニットパッケージ８１の出射面と平行になるようになっている。そして、回折素子基台８６は受光発光ユニットパッケージ８１の上記出射面に貼り付けられており、受光発光ユニットパッケージ８１との貼り付け面に対向する面にはホログラム素子８７が設けられている。また、光束をディスク９０に向かって立ち上げるための立ち上げミラー８８と回折素子基台８６との間には、使用される記録ディスクに応じて球面収差を補正するためのコリメートレンズ８９が配置されている。また、立ち上げミラー８８とディスク９０との間には、対物レンズ９１が配置されている。
【０１１２】
上記構成において、上記第１光源８２,第２光源８３および第３光源８４から出射された光束は、各光軸が、ホログラム素子８７によって、コリメートレンズ８９上において第２光源８３とコリメートレンズ８９とを結ぶ光軸９２に至るように変更される。そして、使用される記録ディスクに応じてコリメートレンズ８９によって球面収差が補正されて略平行且つ同軸化された光束は、立ち上げミラー８８によってディスク９０に向かって立ち上げられ、対物レンズ９１によってディスク２９に照射される。そして、ディスク２９からの反射光は、照射光と同じ経路を通って回折素子基台８６上のホログラム素子８７に至り、ホログラム素子８７によって回折された１次回折光は、受光発光ユニットパッケージ８１内の受光素子８５によって受光される。
【０１１３】
図２２は、上記ホログラム素子８７と受光素子８５との位置関係を示している。ホログラム素子８７のホログラムパターンは、第１光源８２〜第３光源８４の３波長の略中間波長で設定されている。したがって、使用波長と回折角と格子ピッチとの関係を表す上記式(１)から分かるように、波長が最も短いＢＤのスポットは受光素子８５上における光軸９２に最も近い位置に落射し、以下ＤＶＤのスポット,ＣＤのスポットの順に光軸９２から遠い位置に落射することになる。
【０１１４】
そこで、本実施の形態においては、受光発光ユニットパッケージ８１に収納されている各第１光源８２〜第３光源８４における受光素子８５からの距離を、波長の長い順に大きくなるようにしている。つまり、図２１(b1)〜図２１(b3)および図２２に示すように、受光素子８５から第１光源８２までの距離をＬＢとし、受光素子８５から第２光源８３までの距離をＬＤとし、受光素子８５から第３光源８４までの距離をＬＣとした場合に、
ＬＢ＜ＬＤ＜ＬＣ
の関係が成立するように各第１光源８２〜第３光源８４を配置している。こうすることによって、受光素子８５上に落射するＢＤのスポット,ＤＶＤのスポットおよびＣＤのスポットの位置ずれをキャンセルすることができ、各スポットを受光素子８５上の略同じ位置に落射させることができるのである。
【０１１５】
また、上記受光素子８５を、その受光面が受光発光ユニットパッケージ８１の出射面と平行になるように配置した場合には、上記ホログラムパターンの設定波長に近い波長の第２光源８３からの光による１次回折スポットは略無収差で第２受光素子８５上に落射し、設定波長より短波長の第１光源８２からの光による１次回折スポットは合焦前の状態で落射し、設定波長より長波長の第３光源８４からの光による１次回折スポットは合焦後の状態で落射することになる。
【０１１６】
そこで、本実施の形態においては、受光発光ユニットパッケージ８１に収納されている各第１光源８２〜第３光源８４の出射面におけるホログラム素子８７からの距離を、波長の短い順に大きくなるようにしている。つまり、図２１(b1)〜図２１(b3)に示すように、ホログラム素子８７から第１光源８２までの距離をＬ１とし、ホログラム素子８７から第２光源８３までの距離をＬ２とし、ホログラム素子８７から第３光源８４までの距離をＬ３とした場合に、
Ｌ３＜Ｌ２＜Ｌ１
の関係が成立するように各第１光源８２〜第３光源８４を配置している。こうすることによって、第１光源８２〜第３光源８４の波長による受光素子８５上のデフォーカスをキャンセルすることができ、各スポットを略無収差の集光された状態で落射させることができるのである。
【０１１７】
以上のごとく、本実施の形態においては、上記受光発光ユニットパッケージ８１にＢＤ用の第１光源８２,ＤＶＤ用の第２光源８３,ＣＤ用の第３光源８４および受光素子８５を収納し、受光発光ユニットパッケージ８１の出射面に貼り付けられた回折素子基台８６の出射面にはホログラム素子８７を設けている。そして、受光素子８５から各光源８２,８３,８４までの距離をＬＢ,ＬＤ,ＬＣとした場合に、「ＬＢ＜ＬＤ＜ＬＣ」の関係が成立し、ホログラム素子８７から各光源８２,８３,８４までの距離をＬ１,Ｌ２,Ｌ３とした場合に、「Ｌ３＜Ｌ２＜Ｌ１」の関係が成立するように、各第１光源８２〜第３光源８４を配置している。
【０１１８】
したがって、上記受光素子８５上におけるＢＤのスポット,ＤＶＤのスポットおよびＣＤのスポットの波長に起因する位置ずれおよびデフォーカスを修正することができ、受光素子８５上における略同一ポイントに略無収差の集光されたスポットを形成することができるのである。
【０１１９】
すなわち、この実施の形態によれば、上記受光素子８５の小型化は勿論、受光素子８５を含む受光部全体を小さく設定することが可能になる。したがって、本光ピックアップ装置の信頼性を高め、低コスト化を実現することができる。
【０１２０】
ここで、本実施の形態においては、上記ホログラム素子８７によるホログラム１次回折光のみによって、α領域からのフォーカスエラー信号だけではなく、β領域からのトラッキングエラー信号をプッシュプル法で得、ＲＦ信号を全受光素子の加算信号で得るようにしている。したがって、極限まで簡略化した光学系によって、ＢＤ,ＤＶＤおよびＣＤの３種の記録媒体に対して記録あるいは再生を行うことができるのである。
【０１２１】
・第９実施の形態
図２３は、本実施の形態の光ピックアップ装置におけるホログラム素子と受光素子との位置関係を示す。尚、光学系全体の基本構成は、図２１に示す上記第８実施の形態の場合と同じである。但し、第１光源８２および第３光源８４の設置位置が上記第８実施の形態の場合よりも第２光源８３側に近づいており、受光素子８５上における異なるポイントに１次回折スポットが形成されるようにした点で、上記第８実施の形態とは異なる。以下の説明においては、図２１と同じ番号を用いるものとする。
【０１２２】
受光素子８５において、９７はホログラム素子８７におけるα領域からのフォーカスエラー信号を検出する２分割受光部であり、９８,９９はホログラム素子８７におけるβ領域からのトラッキングエラー信号をプッシュプル法で検出する受光部である。
【０１２３】
上述したように、上記第１光源８２および第３光源８４は上記第８実施の形態の場合よりも第２光源８３側に配置されており、第１光源８２からの光束の１次回折スポットと、第２光源８３からの光束の１次回折スポットと、第３光源８４からの光束の１次回折スポットとは、２分割受光部９７上における光源の波長に応じて光軸９２からの距離が異なる領域に落射する。
【０１２４】
また、第１光源８２,第２光源８３および第３光源８４からの光の波長は、環境温度の変化によって変動する。ここで、温度による波長変動は、各光源８２,８３,８４の３光源共、略０.２nm/℃〜０.２５nm/℃である。したがって、例えば、５０℃の温度上昇の場合には、＋１１.２５nmの波長変動が発生する。その結果、上記式(１)「sinα＝λ/ｄ」によれば、格子ピッチｄは一定であるから回折角αが大きくなる。一方、温度低下の場合には回折角αが小さくなる。すなわち、環境温度の変化によって、２分割受光部９７上におけるＢＤのスポット,ＤＶＤのスポットおよびＣＤのスポットの位置の光軸９２からの距離が変動することになる。
【０１２５】
そして、上記光源８２,８３,８４の切り換えおよび環境温度の変化によって、ＢＤの１次回折スポット,ＤＶＤの１次回折スポットおよびＣＤの１次回折スポットの位置の光軸９２からの距離が変わると、ホログラム素子８７から各１次回折スポットの位置までの距離が変わるため、ＢＤのスポット,ＤＶＤのスポットおよびＣＤのスポットの大きさも変わる。したがって、各スポットの大きさが変わっても２分割受光部９７からの差動出力を「０」にするためには、２分割受光部９７の分割線を、図５〜図８に示す第１実施の形態の場合と同様に、光軸９２を含むと共に２分割受光部９７の中心を通る平面に対して傾斜させる必要がある。
【０１２６】
その場合、長波長側においては元々回折角度αが大きいため、波長変動に対して、１次回折スポットの落射位置が、光軸９２を含むと共に２分割受光部９７の中心を通る平面の延在方向へ大きく変動する。したがって、長波長側の受光領域における分割線１００の長さを、短波長側よりも長く設定する必要がある。また、短波長側の受光領域においては、１次回折スポットの上記平面の延在方向への移動距離は短いものの、上記平面に直交する方向への移動距離は長いため、分割線１００の傾斜角度は長波長側より大きい角度を必要とする。
【０１２７】
そこで、本実施の形態においては、図２４に示すように、上記受光素子８５における２分割受光部９７を受光部９７aと受光部９７bとに２分割する分割線１００の位置と傾きと長さとを、光源８２,８３,８４の切り換えおよび環境温度の変化による各光源８２,８３,８４の波長変動を考慮して３つの領域ＡＢ,ＡＤ,ＡＣに分けて設定するのである。
【０１２８】
ここで、図２４における領域ＡＢはＢＤ(短波長)の１次回折スポットを受光するための領域であり、領域ＡＤはＤＶＤ(中間波長)の１次回折スポットを受光するための領域であり、領域ＡＣはＣＤ(長波長)の１次回折スポットを受光するための領域である。また、θＢは領域ＡＢを２分割する分割線１００Ｂの傾斜角度であり、θＤは領域ＡＤを２分割する分割線１００Ｄの傾斜角度であり、θＣは領域ＡＣを２分割する分割線１００Ｃの傾斜角度である。
【０１２９】
以上のごとく、本実施の形態においては、上記第１光源８２〜第３光源８４を、各光源８２〜８４からの光束の１次回折スポットが２分割受光部９７上における光軸９２からの距離が異なる領域ＡＢ,ＡＤ,ＡＣに落射するように配置している。そして、領域ＡＢ,ＡＤ,ＡＣにおける分割線１００Ｂ,１００Ｄ,１００Ｃの位置と傾斜角度とを、各光源８２,８３,８４の切り換えおよび環境温度の変化によって各１次回折スポットの大きさが変わっても２分割受光部９７からの差動出力が「０」になるように設定している。
【０１３０】
こうすることによって、周囲温度の変化によって各光源８２〜８４からの出射光の波長が変化しても、各光源の波長に対する最適な温度補償をより小さな面積の２分割受光部９７で行うことができ、小さい面積の受光素子８５で信頼性の高い受光部を構成することができるのである。
【０１３１】
尚、上記第４実施の形態および第５実施の形態においては、上記第３実施の形態における第２受光素子４６を用いている。また、上記第６実施の形態および第７実施の形態においては、上記第２実施の形態における第２受光素子４１を用いている。しかしながら、上記第４実施の形態〜上記第７実施の形態で用いるべき第２受光素子の構成はこれに限定されるものではなく、上記第１実施の形態〜上記第３実施の形態における第２受光素子の構成から都合の良いものを１つ選んで採用すればよい。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】この発明の光ピックアップ装置における光学系の平面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】図１および図２における第１受光素子による受光パターンを示す図である。
【図４】図１および図２における第２受光素子とホログラム素子との位置関係を示す図である。
【図５】図４の詳細図である。
【図６】波長の短いＢＤの１次回折光スポットの落射状態を示す図である。
【図７】中間波長であるＤＶＤの１次回折スポットの落射状態を示す図である。
【図８】波長の長いＣＤの１次回折光スポットの落射状態を示す図である。
【図９】図１とは異なる光ピックアップ装置における光学系の平面図である。
【図１０】図９の側面図である。
【図１１】図９および図１０における第２受光素子とホログラム素子との位置関係を示す図である。
【図１２】波長の短いＢＤの１次回折光スポットの落射状態を示す図である。
【図１３】中間波長であるＤＶＤの１次回折スポットの落射状態を示す図である。
【図１４】波長の長いＣＤの１次回折光スポットの落射状態を示す図である。
【図１５】図１および図９とは異なる光ピックアップ装置における光学系の平面図である。
【図１６】図１,図９および図１５とは異なる光ピックアップ装置における光学系の平面図である。
【図１７】図１,図９,図１５および図１６とは異なる光ピックアップ装置における光学系の１実施例を示す平面図である。
【図１８】図１７とは異なる実施例を示す平面図である。
【図１９】図１,図９および図１５〜図１７とは異なる光ピックアップ装置における光学系の平面図である。
【図２０】図１,図９,図１５〜図１７および図１９とは異なる光ピックアップ装置における光学系の平面図である。
【図２１】図１,図９,図１５〜図１７,図１９および図２０とは異なる光学系の構成図である。
【図２２】図２１におけるホログラム素子と受光素子との位置関係を示す図である。
【図２３】図１,図９,図１５〜図１７および図１９〜図２１とは異なる光ピックアップ装置におけるホログラム素子と受光素子との位置関係を示す図である。
【図２４】図２２における受光素子における分割線の説明図である。
【図２５】従来のピックアップ装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
【０１３３】
２１…ＢＤ用の光源、
２２…ＤＶＤ用の光源、
２３…ＣＤ用の光源、
２４,２５,２６,５１,５６…ビームスプリッター、
２７…コリメートレンズ、
２８,７３,８８…立ち上げミラー、
２９,９０…ディスク、
３０…第１受光素子、
３１,９１…対物レンズ、
３２,８６…回折素子基台、
３３,４８,８７,９６…ホログラム素子、
３４…受光ユニットパッケージ、
３５,４１,４６…第２受光素子、
５２,５３,５４,５５,５７,５８,５９,６０…プリズム、
７１,７５…１/４波長板、
７２,７７…ミラー、
７４…ＢＤ専用コリメートレンズ、
７６…合成プリズム、
８１…受光発光ユニットパッケージ、
８２…第１光源、
８３…第２光源、
８４…第３光源、
８５…受光素子、
９７…２分割受光部、
９８,９９…受光部、
１００…分割線。
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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