(57)【要約】 【課題】  フレア光の受光領域への入射を防ぎ、正確な信号を検出することができる光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】  対物レンズ２５によって発生し、光記録媒体２６の情報記録面で反射されたフレア光８６が導かれる受光素子９の領域を除いた領域に、受光領域を配設する。これによって、フレア光８６が受光領域に入射することを未然に防止することができる。フレア光８６の受光領域への入射を防ぐことによって、トラッキング誤差信号に誤差が生じることを防ぐことができ、正確なトラッキング誤差信号を検出することができる。【選択図】      図１
2007109280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる２つの発振波長のレーザ光を出射する光源と、
光源から出射された各レーザ光を、各レーザ光に対応する光記録媒体に集光させる集光レンズであって、少なくとも一表面部に、段差を有する複数の同心の輪帯から成る回折レンズ構造を備える集光レンズと、
光源から出射され、光記録媒体の情報記録面で反射されたレーザ光を受光する受光領域を備える受光素子とを含み、
集光レンズによって発生するフレア光が情報記録面で反射して導かれる領域を除き、受光素子の受光領域が配設されることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記集光レンズからの入射光を受光素子に向かう方向へ回折させる光学素子をさらに含み、
前記光学素子は、光記録媒体のタンジェンシャル方向に対応する方向の長さ寸法が、前記タンジェンシャル方向に直交するラジアル方向に対応する方向の長さ寸法よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記集光レンズは、レーザ光が通過することによってフレア光を発生する周辺領域を有し、
前記光学素子は、周辺領域を通過して発生する前記フレア光の一部または全ての入射を抑制するように配設されることを特徴とする請求項２記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記光学素子は、レーザ光の入射方向に見て非円形状であることを特徴とする請求項２または３記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
前記光学素子は、２つの領域に区分された２つの小間格子を有することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
前記光源は、第１波長のレーザ光を出射する第１半導体レーザ素子、および第２波長のレーザ光を出射する第２半導体レーザ素子を集積化した集積型半導体レーザユニットであることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
受光素子は、複数の受光領域を備え、第１および第２波長のレーザ光を共通の受光領域で受光することを特徴とする請求項６記載の光ピックアップ装置。
【請求項８】
受光素子の各受光領域は、予め定める方向に沿って配設され、複数の受光領域のうち、記録密度が他の光記録媒体よりも低い光記録媒体の再生信号を検出する第１受光領域には、前記光記録媒体のトラッキング誤差信号を検出する第２受光領域が、前記予め定める方向に隣接して配設されることを特徴とする請求項７記載の光ピックアップ装置。
【請求項９】
前記集光レンズからの入射光を受光素子に向かう方向へ回折させる第１光学素子および第２光学素子をさらに含み、
第１光学素子によって回折されたレーザ光に基づくトラッキング誤差信号は、３ビーム法によって検出し、
第２光学素子によって回折されたレーザ光に基づくトラッキング誤差信号は、位相差法によって検出することを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項１０】
前記集光レンズからの入射光を受光素子に向かう方向へ回折させる第１光学素子および第２光学素子をさらに含み、
第１および第２光学素子によって回折されたレーザ光に基づくフォーカス誤差信号は、シングルナイフエッジ法によって検出することを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＤ（Compact Disk）およびＤＶＤ（Digital Versatile Disk）などの光記録媒体に記録されている情報を読取る処理、および光記録媒体に情報を記録する処理の少なくともいずれか一方の処理をするときに好適に用いられる光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク状記録媒体（以下、単に「光記録媒体」と称する）に対して情報の読取りおよび記録を行うために、光ピックアップ装置が用いられる。従来から、ＣＤ（Compact
Disk）ファミリと呼ばれる光記録媒体が用いられており、この光記録媒体に対する情報の読取りおよび記録を行うときには、発振波長がたとえば７８０ｎｍ帯の赤外波長のレーザ光を出射する半導体レーザ素子が用いられる。近年では、記録容量がＣＤファミリに比べて大きなＤＶＤ（Digital Versatile Disk）ファミリと呼ばれる光記録媒体も大量に用いられており、この光記録媒体に対する情報の読取りおよび記録を行うときには、発振波長がたとえば６３０ｎｍ以上６９０ｎｍ未満の赤色波長のレーザ光を出射する半導体レーザ素子が用いられる。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読取りおよび記録を行うことが可能な光ピックアップ装置が要求され、開発が進められている。
【０００３】
第１の従来の技術では、第１の半導体レーザ素子、第２の半導体レーザ素子および受光素子が１つのパッケージ内に実装され、このパッケージの上部には、第１の透明基板が搭載され、この第１の透明基板には３ビーム用回折格子および第１の半導体レーザ素子から出射されるレーザ光のみを回折するホログラム素子が形成される。さらに、第１の透明基板の上部には第２の透明基板が搭載され、この第２の透明基板には第２の半導体レーザ素子から出射されるレーザ光のみを回折するホログラム素子が形成される。第２の透明基板のホログラム素子によって、第１の半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の光記録媒体における反射光を回折させて受光素子に導き、第１の透明基板のホログラム素子によって、第２の半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の光記録媒体における反射光を回折させて受光素子に導く構成になっている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
第２の従来の技術では、第１ホログラム回折格子が表面に形成される第１ホログラムと、第２ホログラム回折格子が表面に形成され、第１ホログラム回折格子を覆うように第１ホログラム上に搭載される第２ホログラムとを備えており、第１ホログラムの第２ホログラム側の表面積は、第２ホログラムの第１ホログラム側の表面積よりも大きい。第１ホログラム上に第２ホログラムを搭載するときは、まず、第２ホログラムの第１ホログラム側の各頂点に対応する第１ホログラムの表面上の位置に、紫外線硬化性樹脂（略称：ＵＶ樹脂）を滴下した後に第２ホログラムを載置し、光学調整した後にＵＶ樹脂に紫外線を照射して仮止めする。次に、第１ホログラムの表面における第２ホログラムと接触していない部分と、第２ホログラムの側面の下部とにＵＶ樹脂を塗布し、ＵＶ樹脂に紫外線を照射することによって、第２ホログラムを第１ホログラムに固定している（たとえば、特許文献２参照）。
【０００５】
第３の従来の技術では、波長の異なる複数の光源の発光点位置精度が劣っていても、各波長毎に設計したホログラムを有する基板を用いて補正して、２波長の光を同一の受光素子で信号検出できるように構成される（たとえば、特許文献３参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−７６６８９号公報
【特許文献２】特開２００２−７２１４３号公報
【特許文献３】特開２００２−２７９６８３号公報
【特許文献４】特開２００２−３３３５７６号公報
【特許文献５】特開２００４−３４２２９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述の第１〜第３の従来技術では、ＣＤに記録されている情報を読取る場合に、光源と対物レンズとの間に絞りおよび波長選択性のフィルタなどの部品を設けることによって、開口を制限し、ＣＤおよびＤＶＤのような保護層の厚み寸法が異なる複数の光記録媒体に対してそれぞれ適切なサイズのスポットを形成し、前記光記録媒体に対する情報の読取りおよび記録をするように構成されている。しかし、絞りおよびフィルタなどの個別部品を設けると、部品点数が増大して光ピックアップ装置の規模も増大してしまう。そこで、絞りおよびフィルタなどの個別部品を設けることなく、保護層の厚み寸法が異なる複数の光記録媒体に対する情報の読取りおよび記録をする技術が、第４および第５の従来技術に記載されている。
【０００８】
第４の従来技術では、光ピックアップ装置に、輪帯状の段差を有する回折構造が設けられた対物レンズを搭載している。対物レンズの回折構造が設けられている面は、たとえばＣＤに必要充分な低開口数の光が透過する共用領域と、この共用領域の周囲に位置し、ＤＶＤに対して必要な高開口数の光が透過する高ＮＡ専用領域とに区分されている。このように回折構造が設けられた対物レンズを用いることによって、ＣＤおよびＤＶＤのような保護層の厚み寸法が異なる複数の光記録媒体に対して、それぞれ適切なサイズのスポットを形成することができる。
【０００９】
図２０は、従来技術における第１ホログラム回折格子９０、第１ホログラム回折格子９０によって回折された光ビームを受光する受光素子９１、および信号処理用ＩＣ９２を示す図である。図２１は、従来技術における第２ホログラム回折格子９３、第２ホログラム回折格子９３によって回折された光ビームを受光する受光素子９１、および信号処理用ＩＣ９２を示す図である。図２２は、従来技術の第２ホログラム回折格子９３によって回折されて受光素子９１に入射した光ビームおよびフレア光９５を示す図である。図２０および図２１では、光源から出射されたレーザ光の光記録媒体における反射光が、第１ホログラム回折格子９０または第２ホログラム回折格子９３によって回折され、受光素子９１の１２個の受光領域Ｓ１〜Ｓ１２に入射した光ビームのスポット形状の一例を示している。
【００１０】
図２０に示す第１ホログラム回折格子９０は、光源から出射されてＤＶＤの情報記録面で反射された光を回折して、受光素子９１に導く。ＤＶＤの情報記録面で反射された光が第１ホログラム回折格子９０で回折され、受光素子９１の各受光領域Ｓ１〜Ｓ１２で受光され、各受光領域Ｓ１〜Ｓ１２から出力される信号に基づくフォーカス誤差信号（略称：ＦＥＳ）、トラッキング誤差信号（略称：ＴＥＳ）および再生信号（略称：ＲＦ）は、それぞれ以下に示す式（１）〜式（３）に基づいて、信号処理用集積回路（略称：信号処理用ＩＣ）９２によって検出される。
ＦＥＳ＝（Ｓ５＋Ｓ７）−（Ｓ６＋Ｓ８）                            …（１）
ＴＥＳ＝Ｓ２−Ｓ１１                                              …（２）
ＲＦ＝Ｓ２＋（Ｓ５＋Ｓ７）＋（Ｓ６＋Ｓ８）＋Ｓ１１              …（３）
【００１１】
図２１に示す第２ホログラム回折格子９３は、光源から出射されてＣＤの情報記録面で反射された光を回折して、受光素子９１に導く。ＣＤの情報記録面で反射された光が第２ホログラム回折格子９３で回折され、受光素子９１の各受光領域Ｓ１〜Ｓ１２で受光され、各受光領域Ｓ１〜Ｓ１２から出力される信号に基づくＦＥＳ、ＴＥＳおよびＲＦは、それぞれ以下に示す式（４）〜式（６）に基づいて、信号処理用ＩＣ９２によって検出される。
ＦＥＳ＝（Ｓ５＋Ｓ７）−（Ｓ６＋Ｓ８）                            …（４）
ＴＥＳ＝（Ｓ１＋Ｓ４＋Ｓ１０）−（Ｓ３＋Ｓ９＋Ｓ１２）            …（５）
ＲＦ＝Ｓ２＋（Ｓ５＋Ｓ７）＋（Ｓ６＋Ｓ８）＋Ｓ１１              …（６）
【００１２】
前述の第４の従来技術のような回折レンズ構造を有する対物レンズが搭載された光ピックアップ装置では、前記対物レンズによってフレア光９５が発生する。そしてフレア光９５は光記録媒体で反射され、第２ホログラム回折格子９３によって回折されて、受光素子９１の一部の受光領域に不要光として入射してしまう。特に、図２２に示すように、フレア光９５が受光領域Ｓ３に入射してしまい、上記式（５）に基づいて検出されるＴＥＳに誤差が生じる原因となる。そこで第４の従来技術では、回折レンズ構造における各輪帯間の段差を制御することによって、ＣＤに対する情報の読取りおよび記録をするとき、高ＮＡ専用領域に入射した光を複数の異なる次数の回折光に分配させ、ＣＤの情報記録面においてスポット近傍に分布するフレア光のレベルが低減するようにしている（たとえば、特許文献４参照）。
【００１３】
第５の従来技術では、前記第４の従来技術における対物レンズの共用領域と高ＮＡ専用領域との間に、所定の波長選択性を有する中間領域を設けた対物レンズを用いることによって、ＣＤなどの光記録媒体が傾いたときに、傾いた光記録媒体の情報記録面でスポットを形成した強度の高い光の一部が共用領域を透過しなかった場合でも、その光を高ＮＡ専用領域ではなく中間領域に入射させて拡散させることによって、前記強度の高い光がフレア光として受光素子に入射することを低減するように構成される（たとえば、特許文献５参照）。
【００１４】
前述の第４の従来技術では、フレア光を複数の次数に分配させるために、輪帯間の段差ｄを大きくすればするほどよいと考えられるけれども、輪帯間の段差ｄが大きくなるに従って、高精度に対物レンズを製造することは困難になる。また前述の第４および第５の従来技術では、受光素子に入射するフレア光の光量を小さくして、トラッキング誤差信号に誤差を生じさせるなどの影響を小さく抑えるように構成されているが、フレア光が受光素子に完全に入射しない構成になっていないので、検出されるトラッキング誤差信号に誤差が生じてしまうという問題を解決することができない。
【００１５】
本発明の目的は、フレア光の受光領域への入射を防ぎ、正確な信号を検出することができる光ピックアップ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、異なる２つの発振波長のレーザ光を出射する光源と、
光源から出射された各レーザ光を、各レーザ光に対応する光記録媒体に集光させる集光レンズであって、少なくとも一表面部に、段差を有する複数の同心の輪帯から成る回折レンズ構造を備える集光レンズと、
光源から出射され、光記録媒体の情報記録面で反射されたレーザ光を受光する受光領域を備える受光素子とを含み、
集光レンズによって発生するフレア光が情報記録面で反射して導かれる領域を除き、受光素子の受光領域が配設されることを特徴とする光ピックアップ装置である。
【００１７】
また本発明は、前記集光レンズからの入射光を受光素子に向かう方向へ回折させる光学素子をさらに含み、
前記光学素子は、光記録媒体のタンジェンシャル方向に対応する方向の長さ寸法が、前記タンジェンシャル方向に直交するラジアル方向に対応する方向の長さ寸法よりも小さいことを特徴とする。
【００１８】
また本発明は、前記集光レンズは、レーザ光が通過することによってフレア光を発生する周辺領域を有し、
前記光学素子は、周辺領域を通過して発生する前記フレア光の一部または全ての入射を抑制するように配設されることを特徴とする。
【００１９】
また本発明は、前記光学素子は、レーザ光の入射方向に見て非円形状であることを特徴とする。
【００２０】
また本発明は、前記光学素子は、２つの領域に区分された２つの小間格子を有することを特徴とする。
【００２１】
また本発明は、前記光源は、第１波長のレーザ光を出射する第１半導体レーザ素子、および第２波長のレーザ光を出射する第２半導体レーザ素子を集積化した集積型半導体レーザユニットであることを特徴とする。
【００２２】
また本発明は、受光素子は、複数の受光領域を備え、第１および第２波長のレーザ光を共通の受光領域で受光することを特徴とする。
【００２３】
また本発明は、受光素子の各受光領域は、予め定める方向に沿って配設され、複数の受光領域のうち、記録密度が他の光記録媒体よりも低い光記録媒体の再生信号を検出する第１受光領域には、前記光記録媒体のトラッキング誤差信号を検出する第２受光領域が、前記予め定める方向に隣接して配設されることを特徴とする。
【００２４】
また本発明は、前記集光レンズからの入射光を受光素子に向かう方向へ回折させる第１光学素子および第２光学素子をさらに含み、
第１光学素子によって回折されたレーザ光に基づくトラッキング誤差信号は、３ビーム法によって検出し、
第２光学素子によって回折されたレーザ光に基づくトラッキング誤差信号は、位相差法によって検出することを特徴とする。
【００２５】
また本発明は、前記集光レンズからの入射光を受光素子に向かう方向へ回折させる第１光学素子および第２光学素子をさらに含み、
第１および第２光学素子によって回折されたレーザ光に基づくフォーカス誤差信号は、シングルナイフエッジ法によって検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、光源から出射された各レーザ光は、少なくとも一表面部に、段差を有する複数の同心の輪帯から成る回折レンズ構造を備える集光レンズによって、各レーザ光に対応する光記録媒体に集光される。光源から出射され、光記録媒体に集光されたレーザ光は、光記録媒体の情報記録面で反射されて受光素子の受光領域によって受光される。回折レンズ構造を備える集光レンズによってフレア光が発生し、発生したフレア光は、光記録媒体の情報記録面で反射されて受光素子の方向へ導かれるけれども、受光素子の受光領域は、フレア光が情報記録面で反射して導かれる領域を除いた領域に配設される。
【００２７】
したがって光記録媒体の情報記録面でフレア光が反射されても、フレア光が受光素子の受光領域で受光されることを未然に防止することができる。このように、本来トラッキング誤差信号などの信号の検出に不要な光であるフレア光が受光領域に入射することを防ぐことができるので、フレア光によってトラッキング誤差信号などの信号に誤差が生じることを防ぐことができ、正確な信号を検出することができる。
【００２８】
また本発明によれば、光学素子は、集光レンズからの入射光を受光素子に向かう方向へ回折させる。光学素子は、光記録媒体のタンジェンシャル方向に対応する方向の長さ寸法が、前記タンジェンシャル方向に直交するラジアル方向に対応する方向の長さ寸法よりも小さい。したがって、前記タンジェンシャル方向に対応する方向の長さ寸法と、前記ラジアル方向に対応する方向の長さ寸法とが同一寸法である光学素子を用いる場合に比べて、光学素子に入射する光のうち、集光レンズによって発生し、受光素子に向かう方向へ回折されるフレア光の光量を低減することができる。したがって受光領域を配設するにあたって、受光素子における受光領域を配設する領域であり、フレア光が導かれる領域を除いた領域の制限を緩和することができ、受光領域の配設の自由度を高くすることができる。
【００２９】
また本発明によれば、集光レンズは、レーザ光が通過することによってフレア光を発生する周辺領域を有している。光学素子は、周辺領域を通過して発生するフレア光の一部または全ての入射を抑制するように配設される。フレア光の一部の入射を抑制するように、光学素子を配設することによって、全てのフレア光が光学素子に入射する場合に比べて、受光素子に向かう方向へ回折されるフレア光の光量を低減することができる。したがって受光素子における受光領域を配設する領域であって、フレア光が導かれる領域を除いた領域の制限を緩和することができ、受光領域の配設の自由度を高くすることができる。
【００３０】
またフレア光の全ての入射を抑制するように、光学素子を配設することによって、信号の検出に必要なレーザ光のみを受光素子に向かう方向へ回折させることができる。したがってフレア光が受光素子の受光領域で受光され、検出されるトラッキング誤差信号などの信号に誤差が生じることを未然に防ぐことができ、正確な信号を検出することができる。
【００３１】
また本発明によれば、光学素子は、レーザ光の入射方向に見て非円形状である。このように光学素子を、レーザ光の入射方向に見て非円形状、たとえば楕円形状にすることによって、光学素子を、レーザ光の入射方向に見て円形状にした場合に比べて、集光レンズで発生して光学素子に入射するフレア光の光量を低減することができ、受光素子に向かう方向へ回折されるフレア光の光量を低減することができる。したがって受光素子における受光領域を配設する領域であって、フレア光が導かれる領域を除いた領域の制限を緩和することができ、受光領域の配設の自由度を高くすることができる。
【００３２】
また本発明によれば、２つの領域に区分された２つの小間格子を有する光学素子を用いることによって、前記従来技術のように３つの領域に区分された光学素子を用いる場合に比べて、光学素子に入射したレーザ光の分割数が減少し、トラッキング誤差信号などの信号の検出に寄与する信号を出力する受光領域の数も減少するので、前記信号の検出を簡略化することができる。
【００３３】
また光学素子の領域数を、前記従来技術の光学素子の領域数よりも少なくする、具体的には３つから２つにすることによって、集光レンズで発生して光学素子に入射したフレア光の分割数も低減することができる。これによって光学素子で分割されるフレア光が広範囲に分散することを抑制することができ、受光素子に導かれるフレア光を可及的に少なくすることができる。したがって受光領域を配設するにあたって、受光素子における受光領域を配設する領域であり、フレア光が導かれる領域を除いた領域の制限を緩和することができる。これによって受光領域の配設の自由度を高くすることができ、受光素子の設計を容易にすることができる。
【００３４】
また本発明によれば、第１波長のレーザ光を出射する第１半導体レーザ素子と、第２波長のレーザ光を出射する第２半導体レーザ素子とを集積型半導体レーザユニットとして集積化することによって、第１半導体レーザ素子と第２半導体レーザ素子とを集積化せずに、個別に設ける場合に比べて、光ピックアップ装置における部品点数を低減することができ、さらに光ピックアップ装置の製造時における組立工程数を低減することができる。
【００３５】
また本発明によれば、受光素子は、複数の受光領域を備え、第１波長のレーザ光および第２波長のレーザ光を共通の受光領域で受光する。したがって、第１波長のレーザ光を受光する受光領域と、第２波長のレーザ光を受光する受光領域とを個別に設けて、その個別に設けた受光領域で前記第１および第２波長のレーザ光を受光する場合に比べて、受光素子の寸法を小さくすることができる。これによって、光ピックアップ装置の小型化および軽量化を図ることができる。
【００３６】
また本発明によれば、受光素子の各受光領域は、予め定める方向に沿って配設される。複数の受光領域のうち、記録密度が他の光記録媒体よりも低い光記録媒体の再生信号を検出する第１受光領域には、前記光記録媒体のトラッキング誤差信号を検出する第２受光領域が、前記予め定める方向に隣接して配設される。これによって第１受光領域および第２受光領域に接続される信号線の配線長を短くして、信号線の配線パターンを簡単化することができる。また信号線の配線長を短くすることによって、信号線に対する外部からのノイズの侵入を可及的に抑制することができ、ノイズによる信号の減衰を防ぐことができる。
【００３７】
また本発明によれば、集光レンズからの入射光を受光素子に向かう方向へ回折させる光学素子は、第１光学素子および第２光学素子を含む。受光素子の各受光領域には、集光レンズで発生し、光記録媒体の情報記録面で反射するフレア光が入射しないので、第１光学素子によって回折され、受光素子によって受光されたレーザ光に基づくトラッキング誤差信号は、３ビーム法によって正確に検出することができる。また、第２光学素子によって回折され、受光素子によって受光されたレーザ光に基づくトラッキング誤差信号も、位相差法によって正確に検出することができる。
【００３８】
このようにトラッキング誤差信号を正確に検出することができるので、正確に検出されたトラッキング誤差信号に基づいて、光源から出射されたレーザ光のビームスポットを、光記録媒体の情報記録面上のトラックに正確に追従させることができ、光記録媒体に対する情報の読取りおよび記録を正確に行うことができる。
【００３９】
また本発明によれば、集光レンズからの入射光を受光素子に向かう方向へ回折させる光学素子は、第１光学素子および第２光学素子を含む。受光素子の各受光領域には、集光レンズで発生し、光記録媒体の情報記録面で反射するフレア光が入射しないので、第１および第２光学素子によって回折され、受光素子によって受光されたレーザ光に基づくフォーカス誤差信号は、シングルナイフエッジ法によって正確に検出することができる。
【００４０】
このようにフォーカス誤差信号を正確に検出することができるので、正確に検出されたフォーカス誤差信号に基づいて、光源から出射されたレーザ光のビームスポットの焦点を、光記録媒体の情報記録面上に合致させることができ、光記録媒体に対する情報の読取りおよび記録を正確に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下に、本発明を実施するための複数の形態について説明する。以下の説明において、先行して説明している事項に対応する部分については同一の参照符を付し、重複する説明を省略する場合がある。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している部分と同様とする。
【００４２】
図１は、本発明の第１の実施の形態である光ピックアップ装置２１の構成を簡略化して示す図である。図２は、ホログラムレーザユニット１の構成を簡略化して示す斜視図である。図３は、集積型半導体レーザ素子部２の構成を示す断面図である。図２では、後述するキャップ１２の一部を切り欠いて示している。光ピックアップ装置２１は、ホログラムレーザユニット１、コリメートレンズ２２、５／４波長板２３、立上げミラー２４および対物レンズ２５を含んで構成される。光ピックアップ装置２１は、光記録媒体２６の情報記録面に記録された情報を光学的に読取る処理、および光記録媒体２６の情報記録面に情報を光学的に記録する処理の少なくとも一方の処理を行う装置である。光記録媒体２６は、たとえばＣＤ、ＣＤ−Ｒ（Compact Disk-Recordable）、ＣＤ−ＲＷ（Compact Disk-
Rewritable）、ＤＶＤ、ＤＶＤ−Ｒ（Digital Versatile Disk-Recordable）およびＤＶＤ−ＲＡＭ（Digital Versatile Disk-Random Access Memory）である。
【００４３】
ホログラムレーザユニット１は、ホログラム結合体３および半導体レーザ装置１４を含んで構成される。半導体レーザ装置１４は、集積型半導体レーザ素子部２、受光素子９、ステム１０、電極１１、キャップ１２およびヒートシンク１３を含む。ホログラム結合体３は、第１基板である第１偏光ホログラム基板４、第２基板である第２偏光ホログラム基板５を含む。第１偏光ホログラム基板４は、ビーム分割用回折格子６および第１光学素子である第１偏光ホログラム回折格子７を含み、第２偏光ホログラム基板５は、第２光学素子である第２偏光ホログラム回折格子８を含む。本実施の形態において、光学素子は、第１偏光ホログラム回折格子７に相当する。
【００４４】
光源である集積型半導体レーザ素子部２は、図３に示すように、集積型半導体レーザ素子５０およびサブマウント６０を含んで構成される。集積型半導体レーザ素子部２は、集積型半導体レーザユニットである。集積型半導体レーザ素子５０は、第１半導体レーザ素子５１および第２半導体レーザ素子５２を含む。集積型半導体レーザ素子５０は、絶縁性基板であるサブマウント６０の厚み方向一表面部に搭載される。第１半導体レーザ素子５１は、発振波長が第１波長、たとえば７８０ｎｍの赤外波長のレーザ光（以下、「第１レーザ光」と称する場合がある）を出射し、たとえばコンパクトディスク（Compact
Disk；略称：ＣＤ）の情報記録面に記録された情報の読取りおよびＣＤの情報記録面への情報の記録を行うときに用いられる。
【００４５】
第２半導体レーザ素子５２は、発振波長が第２波長、たとえば６５０ｎｍの赤色波長のレーザ光（以下、「第２レーザ光」と称する場合がある）を出射し、たとえばデジタル多機能ディスク（Digital Versatile Disk；略称：ＤＶＤ）の情報記録面に記録された情報の読取りを行うときに用いられる。第１および第２半導体レーザ素子５１，５２から出射されるレーザ光は、ともに第１偏光方向に偏光する直線偏光の光である。第１半導体レーザ素子５１から出射される第１レーザ光の光軸Ｌ１、および第２半導体レーザ素子５２から出射される第２レーザ光の光軸Ｌ２は互いに平行であり、集積型半導体レーザ素子５０の各半導体レーザ素子５１,５２は、光軸Ｌ１、Ｌ２に垂直な方向に互いに隣接して設けられる。板状に形成されるステム１０の厚み方向一表面部には、ヒートシンク１３が設けられる。集積型半導体レーザ素子部２は、ヒートシンク１３の厚み方向に平行な一表面部に設けられる。
【００４６】
ビーム分割用回折格子６は、入射されるレーザ光を、回折させることによって１つのメインビームである透過光と、２つのサブビームである±１次回折光とに分割する。第１光学素子である第１偏光ホログラム回折格子７は、第１偏光方向の光に対しては、０次光と±１次回折光との割合が略４：１となるように回折し、第２偏光方向の光に対しては、すべて透過する特性を有するように設計される。このような特性は、第１偏光ホログラム回折格子７に形成される回折溝の深さ、アスペクト比、および回折溝に充填される複屈折材料の組み合わせによって決まる。
【００４７】
第２光学素子である第２偏光ホログラム回折格子８は、第１偏光方向の光に対しては、すべて透過、実際には透過率が９５％程度となるようにし、第２偏光方向の光に対しては、すべて回折する特性を有するように設計される。以下の説明において、第１半導体レーザ素子５１から出射される第１レーザ光、および第２半導体レーザ素子５２から出射される第２レーザ光を、単に「光」または「光ビーム」と称する場合がある。
【００４８】
第１半導体レーザ素子５１から出射され、第１偏光ホログラム回折格子７に入射した第１偏光方向に偏光する光は、回折されて第２偏光ホログラム回折格子８に入射する。第２偏光ホログラム回折格子８に入射した前記第１偏光方向のレーザ光は、回折されずに透過する。第２偏光ホログラム回折格子８を透過した光は、後述する５／４波長板（以下、単に「５λ／４板」と称する場合がある）２３を通過して光記録媒体２６に集光した後、光記録媒体２６で反射されて再度５λ／４板２３を通過して、第２偏光ホログラム回折格子８に入射する。第２偏光ホログラム回折格子８に入射した光は、第２偏光ホログラム回折格子８を透過して、第１偏光ホログラム回折格子７に入射し、第１偏光ホログラム回折格子７によって、後述する受光素子９に向かう方向へ回折される。
【００４９】
また第２半導体レーザ素子から出射され、第１偏光ホログラム回折格子７に入射した第１偏光方向に偏光する光は、回折されずに透過し、第２偏光ホログラム回折格子８に入射する。第２偏光ホログラム回折格子８に入射した前記第１偏光方向のレーザ光は、第２偏光ホログラム回折格子８によって回折される。第２偏光ホログラム回折格子８によって回折された光は、後述する５λ／４板２３を通過して光記録媒体２６に集光した後、光記録媒体２６で反射されて再度５λ／４板２３を通過することによって、偏光方向が、第１偏光方向から、第１偏光方向と垂直な第２偏光方向に変換される。５λ／４板２３を通過した前記偏光方向が第２偏光方向へ変換された第２波長の光は、第２偏光ホログラム回折格子８に入射し、第２偏光ホログラム回折格子８によって、後述する受光素子９に向かう方向へ回折される。
【００５０】
受光素子９は、たとえばフォトダイオードによって実現され、入射光を電気信号に変換する。受光素子９は、ヒートシンク１３の厚み方向一表面部に載置される。キャップ１２は、集積型半導体レーザ素子部２および受光素子９と外部との物理的接触を避けるために、集積型半導体レーザ素子部２および受光素子９を封止する封止部材であり、板状に形成されるステム１０の厚み方向一表面部に装着される。これによって、集積型半導体レーザ素子部２および受光素子９は、ステム１０およびキャップ１２によって密封される。電極１１は、ステム１０の厚み方向他表面部からステム１０の厚み方向他方に突出して設けられ、集積型半導体レーザ素子部２および受光素子９と電気的に接続されている。
【００５１】
半導体レーザ装置１４には、直方体状の第１偏光ホログラム基板４が搭載される。さらに述べると、キャップ１２の前記光軸Ｌ１，Ｌ２に垂直な一表面部には、第１偏光ホログラム基板４が載置される。第１偏光ホログラム基板４は、厚み方向から見て長方形状である。第１偏光ホログラム基板４の短辺が延びる方向である短辺方向は、光記録媒体２６のタンジェンシャル方向Ｘに対応する方向であり、第１偏光ホログラム基板４の長辺が延びる方向である長辺方向は、タンジェンシャル方向Ｘに直交するラジアル方向Ｙに対応する方向である。換言すれば、短辺方向は、タンジェンシャル方向Ｘに平行な方向であり、長辺方向はラジアル方向Ｙに平行な方向である。タンジェンシャル方向Ｘおよびラジアル方向Ｙは、第１偏光ホログラム基板４の厚み方向にそれぞれ垂直である。
【００５２】
第１偏光ホログラム基板４の厚み方向他表面部には、ビーム分割用回折格子６が形成され、ビーム分割用回折格子６が形成される表面部と対向する表面部、換言すれば、第１偏光ホログラム基板４の厚み方向一表面部には、第１偏光ホログラム回折格子７が形成される。第１偏光ホログラム回折格子７は、第１偏光ホログラム基板４の厚み方向から見て、楕円形状である。第１偏光ホログラム回折格子７は、光記録媒体２６のタンジェンシャル方向Ｘに対応する方向の長さ寸法が、ラジアル方向Ｙに対応する方向の長さ寸法よりも小さくなるように形成される。換言すると、第１偏光ホログラム回折格子７は、長軸方向が第１偏光ホログラム基板４の長辺方向に平行となるように、かつ短軸方向が第１偏光ホログラム基板４の短辺方向に平行となるように形成される。
【００５３】
第１偏光ホログラム回折格子７は、前記タンジェンシャル方向Ｘに対応する方向の長さ寸法だけでなく、前記ラジアル方向Ｙに対応する方向の長さ寸法を小さくすることもできる。光ピックアップ装置では、ラジアル方向Ｙに対物レンズ２５を移動（以下、「ラジアルシフト」と称する場合がある）させるので、ラジアル方向Ｙに対応する方向の長さ寸法を小さくする場合には、ラジアルシフトによって第１偏光ホログラム回折格子７上をラジアル方向Ｙに移動するレーザ光の移動量を考慮する必要がある。そこで本実施の形態では、第１偏光ホログラム回折格子７を形成するにあたって、前記移動量を考慮した結果、タンジェンシャル方向Ｘに対応する方向の長さ寸法が、ラジアル方向Ｙに対応する方向の長さ寸法よりも小さくなっている。
【００５４】
第１偏光ホログラム基板４の厚み方向一表面部には、直方体状の第２偏光ホログラム基板５が載置される。さらに述べると、第２偏光ホログラム基板５は、厚み方向から見て長方形状であり、第２偏光ホログラム基板５の長辺が延びる長辺方向と、第１偏光ホログラム基板４の長辺方向に相当するラジアル方向Ｙとが平行になるように、かつ第２偏光ホログラム基板５の短辺が延びる短辺方向と、第１偏光ホログラム基板４の短辺方向に相当するタンジェンシャル方向Ｘとが平行になるように、第１偏光ホログラム基板４の厚み方向一表面部に載置される。第２偏光ホログラム基板５の第１偏光ホログラム基板４との接合面に対向する表面部、換言すれば、第２偏光ホログラム基板５の厚み方向一表面部には、第２偏光ホログラム回折格子８が形成される。第２偏光ホログラム回折格子８は、第２偏光ホログラム基板５の厚み方向から見て、円形状である。本実施の形態では、第１偏光ホログラム回折格子７および第２偏光ホログラム回折格子８は、第２偏光ホログラム基板５の厚み方向に見て、第１偏光ホログラム回折格子７の中心と、第２ホログラム回折格子８の中心とが略一致するように配設される。
【００５５】
本実施の形態において、第１偏光ホログラム基板４に臨むキャップ１２の表面、キャップ１２に臨む第１偏光ホログラム基板４の表面、第２偏光ホログラム基板５に臨む第１偏光ホログラム基板４の表面、および第１偏光ホログラム基板４に臨む第２偏光ホログラム基板５の表面は、それぞれ平面であり、かつ互いに平行である。また、第１および第２半導体レーザ素子５１，５２から出射される各レーザ光の光軸Ｌ１，Ｌ２は、第１偏光ホログラム基板４に臨むキャップ１２の表面、キャップ１２に臨む第１偏光ホログラム基板４の表面、第２偏光ホログラム基板５に臨む第１偏光ホログラム基板４の表面、および第１偏光ホログラム基板４に臨む第２偏光ホログラム基板５の表面に対して垂直である。
【００５６】
コリメートレンズ２２は、入射したレーザ光を平行光にする。５／４λ板２３は、集積型半導体レーザ素子部２の各半導体レーザ素子５１，５２からそれぞれ出射される２つの異なる波長のレーザ光に対して、それぞれ異なる位相差を与える偏光素子であり、光透過性の位相差膜によって実現される。５λ／４板２３は、たとえばポリカーボネート樹脂、ポリビニルアルコール樹脂および耐熱透明樹脂であるＪＳＲ株式会社製のアートン（登録商標）によって形成される。５λ／４板７３は、第２光学素子である第２偏光ホログラム回折格子８が形成される第２偏光ホログラム基板５と、後述する対物レンズ２５との間の光経路の中途部に配置される。
【００５７】
５λ／４板２３は、第１レーザ光に対して略３６０度の位相差を生じさせる偏光素子、換言すれば、第１レーザ光に対して波長板として機能する偏光素子である。５λ／４板２３は、直線偏光の光が入射されると直線偏光の光のまま透過する。第１レーザ光は直線偏光であり、この直線偏光の第１レーザ光が５λ／４板２３に入射しても、直線偏光のレーザ光のまま透過する。５λ／４板２３を透過した直線偏光の第１レーザ光は、後述する立上げミラー２４および対物レンズ２５を通過して、光記録媒体２６の情報記録面に集光する。光記録媒体２６の情報記録面で反射されたレーザ光は、再度５λ／４板２３を通過しても、５λ／４板２３に入射する前の直線偏光のレーザ光と偏光方向が同方向の直線偏光のままである。
【００５８】
また、５λ／４板２３は、第２レーザ光に対して略９０度の位相差を生じさせる偏光素子、換言すれば、第２レーザ光に対して１／４波長板として機能する偏光素子である。５λ／４板７３は、直線偏光の光が入射されると円偏光の光に変換して出射し、円偏光の光が入射されると直線偏光の光に変換して出射する。第２レーザ光は直線偏光であり、この直線偏光の第２レーザ光が５λ／４板７３に入射すると、円偏光のレーザ光に変換される。この円偏光のレーザ光は、後述する立上げミラー２４および対物レンズ２５を通過して、光記録媒体２６の情報記録面に集光する。光記録媒体２６の情報記録面で反射されたレーザ光は、再度５λ／４板７３を通過することによって、５λ／４板７３に入射する前の直線偏光のレーザ光と偏光方向が直交する直線偏光に変換される。
【００５９】
前述のように、５λ／４板２３によって、第１および第２レーザ光に対してそれぞれ異なる位相差を与えることによって、第１および第２レーザ光の偏光方向を互いに異ならせることができる。これによって、第１偏光ホログラム回折格子７では、発振波長が７８０ｎｍの第１レーザ光を受光素子９に向かう方向に回折させることができ、第２偏光ホログラム回折格子８では、発振波長が６５０ｎｍの第２レーザ光を受光素子９に向かう方向に回折させることができる。立上げミラー２４は、第１および第２半導体レーザ素子５１,５２から出射され、５λ／４板２３を通過したレーザ光の光経路を９０度屈曲させ、前記レーザ光を対物レンズ２５へと導く。集光レンズである対物レンズ２５は、立上げミラー２４によって屈曲された前記レーザ光を光記録媒体２６に集光させる。
【００６０】
半導体レーザ装置１４のステム１０に設けられている電極１１を介して、光ピックアップ装置２１の光源である集積型半導体レーザ素子部２の各半導体レーザ素子５１,５２に駆動電圧および駆動電流が供給されると集積型半導体レーザ素子部２からレーザ光が出射される。第１および第２半導体レーザ素子５１,５２から出射された直線偏光のレーザ光は、第１偏光ホログラム基板４に形成されるビーム分割用回折格子６に入射する。ビーム分割用回折格子６は、ＤＶＤの情報の読取りに必要なトラッキング誤差信号（以下、「ＴＥＳ」と称する場合がある）の検出に位相差（Differential Phase Detection；略称：ＤＰＤ）法を用い、ＣＤの情報の読取りに必要なＴＥＳの検出に、３ビーム法または差動プッシュプル（Differential Push-pull；略称：ＤＰＰ）法を用いるために設けられる。これらのＴＥＳ検出法では、前記光軸Ｌ１,Ｌ２に平行なメインビームと、メインビームに対して光軸Ｌ１,Ｌ２が僅かに傾き、従って、光記録媒体２６上でメインビームのラジアル方向両側部に配置されるサブビームとが必要となるので、ビーム分割用回折格子６によって入射光を回折させて、サブビームとして±１次回折光を発生させている。
【００６１】
ビーム分割用回折格子６は、第１半導体レーザ素子５１から出射された第１レーザ光を回折させることによってメインビームである透過光と２つのサブビームである１次回折光とに分割し、第２半導体レーザ素子５２から出射された第２レーザ光は、殆ど回折しないようにする。前述のようなビーム分割用回折格子６を形成するには、回折によって生じる不要光をできるだけ少なくするように、ビーム分割用回折格子６に形成される回折格子溝の長さ寸法を適当に設定する必要がある。たとえば、ビーム分割用回折格子６に形成される回折格子溝の長さ寸法を１．４μｍにすると、第１半導体レーザ素子５１から出射された第１レーザ光に対しては、メインビームの透過率、つまり透過光の透過率が７２％で、かつサブビームの回折効率、つまり１次回折光の回折効率が１２％となり、適当な３ビームの光量比が得られる。また、回折格子溝の長さ寸法を１．４μｍにすると、第２半導体レーザ素子５２から出射された第２レーザ光に対する回折効率は、ほぼ０となり、第２半導体レーザ素子５２から出射された第２レーザ光を殆ど回折させずに透過させることができる。
【００６２】
第１および第２半導体レーザ素子５１,５２から出射され、ビーム分割用回折格子６を通過した光は、第１偏光ホログラム回折格子７を一部の光、具体的には約６７％の光が透過して第２偏光ホログラム回折格子８に入射する。第２偏光ホログラム回折格子８では、入射光は回折されずに透過して、コリメートレンズ２２に入射する。コリメートレンズ２２によって平行光にされた光は、５λ／４波長板２３に入射する。
【００６３】
第１半導体レーザ素子５１から出射された直線偏光の第１レーザ光は、５λ／４板２３に入射されても、直線偏光の光のまま透過し、立上げミラー２４によって反射されて、対物レンズ２５へ導かれる。対物レンズ２５は、立上げミラー２４によって反射された光を、光記録媒体２６の情報記録面に集光する。光記録媒体２６の情報記録面で反射された光は、往路と同じ光経路を辿り再度、５λ／４板２３を通過しても、第１半導体レーザ素子５１から出射された第１レーザ光と偏光方向が同一方向である直線偏光の光のままである。５λ／４板２３を通過して第２偏光ホログラム回折格子８に入射した光は、第２偏光ホログラム回折格子８を透過して第１偏光ホログラム回折格子７に入射する。第１偏光ホログラム回折格子７に入射した光は、第１偏光ホログラム回折格子７によって回折される。この回折された光のうち、＋１次回折光および−１次回折光のいずれか一方の光が受光素子９によって受光される。
【００６４】
第２半導体レーザ素子５２から出射された直線偏光の第２レーザ光が５λ／４板２３に入射すると、右回りの円偏光の光に変換された後、立上げミラー２４によって反射されて、対物レンズ２５へ導かれる。対物レンズ２５は、立上げミラー２４によって反射された光を、光記録媒体２６の情報記録面に集光する。光記録媒体２６の情報記録面で反射された光は、往路と逆回り、すなわち左回りの円偏光の光に変換され、往路と同じ光経路を辿る。前記反射された光は、再度、５λ／４板２３を通過することによって、円偏光から直線偏光の光に変換される。ただし、偏光方向は往路の偏光方向と垂直な偏光方向に変換される。
【００６５】
これによって、５λ／４板２３を通過して第２偏光ホログラム回折格子８に入射した光は、第２偏光ホログラム回折格子８によって入射したすべての光が受光素子９に向かう方向に回折され、この回折光が受光素子９によって受光される。第２偏光ホログラム回折格子８によって回折された光が受光素子９に向かう光経路の途中で第１偏光ホログラム回折格子７に入射するが、第１偏光ホログラム回折格子７に入射したすべての光は、第１偏光ホログラム回折格子７を透過する。
【００６６】
本実施の形態によれば、偏光ホログラム回折格子が発振波長毎に個別に設けられる。詳細には、第１偏光ホログラム回折格子７および第２偏光ホログラム回折格子８が設けられる。したがって、１つの偏光ホログラム回折格子で２つの異なる波長の光に対して光軸調整などの光学的調整を行う場合に比べて、高精度に光学的調整を行うことができるとともに、集積型半導体レーザ素子部２ならびに受光素子９の実装精度を緩和することができる。これによって、組立公差が緩和され、歩留りを向上させることができる。
【００６７】
図４は、第１偏光ホログラム基板４を示す断面図である。第１偏光ホログラム基板４は、透明基板３１、複屈折層３２および等方性オーバーコート層３３を含んで構成される。透明基板３１は、たとえばガラスおよびプラスチックによって形成される。複屈折層３２は、凹凸の周期形状の回折面を有し、複屈折材料から成る。複屈折材料は、図４の紙面に平行な方向に振動する光の屈折率と、図４の紙面に垂直な方向に振動する光の屈折率とが異なる異方性を示す膜である。本実施の形態において、複屈折層３２は、たとえば重合性液晶モノマーを光または熱によって重合することによって形成される。前記液晶モノマーとしては、アクリル酸またはメタクリル酸のエステル類から選ぶのが好ましい。エステルを構成するアルコール残基にフェニル基が１個以上、特に２個または３個含まれていることが好ましい。さらに、エステルを形成するアルコール残基にシクロヘキシル基が１個含まれていてもよい。
【００６８】
さらに、液晶モノマーを重合させた液晶高分子を用いた偏光ホログラム基板においては、回折効率の温度依存性はかなり小さいが、温度環境が大きく変化する自動四輪車などの車両に搭載されて用いられる場合には、回折効率の低下に伴う信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）の劣化が問題になることがある。この問題を解決するために、たとえば５０重量パーセント以上９０重量パーセント未満の非架橋性液晶モノマー、および５重量パーセント以上５０重量パーセント未満の架橋性モノマーを含む液晶性組成物を重合させた液晶高分子を用いる。光によって重合される光重合性液晶モノマーは、液晶配向状態を制御した後、光重合によって液晶高分子にすることにより、複屈折結晶と同等の高い回折効率を得ることができる。
【００６９】
等方性オーバーコート層３３は、たとえば光学的に等方な非晶質ポリマーの溶液を複屈折層３２に流延した後、溶液を揮散させる流延法、およびモノマーを流延した後に光重合する光重合法によって形成される。特に、光重合法は簡便であり好ましい。前記モノマーとしては、スチレンおよびその誘導体、アクリル酸エステルおよびその誘導体ならびにメタクリル酸エステルおよびその誘導体がある。また、分子の両端に重合性の官能基を持つオリゴマー、たとえばアクリルポリエーテル、アクリルウレタンおよびアクリルエポキシなどを単独で用いてもよいし、または併用してもよい。
【００７０】
第２偏光ホログラム素子基板５は、透明基板３１、複屈折層３２および等方性オーバーコート層３３を含んで構成され、図４に示す第１偏光ホログラム基板４と同一の構成であり、同様にして形成されるので、第２偏光ホログラム基板５の対応する部分に同一の参照符を付して説明を省略する。本実施の形態では、第１偏光ホログラム基板４における複屈折層３２は、第１偏光ホログラム回折格子７と同一であり、第２偏光ホログラム基板５における複屈折層３２は、第２偏光ホログラム回折格子８と同一である。
【００７１】
第１および第２半導体レーザ素子５１，５２から出射された各レーザ光が第１偏光ホログラム基板４の複屈折層３２に入射した場合、図４に示す第１偏光ホログラム基板４における透明基板３１上に形成される複屈折層３２の液晶配向状態を制御する。具体的には、第１偏光ホログラム回折格子７に形成される回折格子の溝の方向、図４では紙面に垂直な方向に対して垂直な方向に沿った電気ベクトルをもつ直線偏光（以下、「第１偏光方向」と称する場合がある）の光に対して、複屈折層３２の光学異方性ポリマーの屈折率が常光の屈折率となるように液晶配向状態を制御する。また、第１偏光ホログラム回折格子７に形成される回折格子の溝の方向、図４では紙面に垂直な方向に対して平行な方向に沿った電気ベクトルをもつ直線偏光（以下、「第２偏光方向」と称する場合がある）の光に対して、複屈折層３２の光学異方性ポリマーの屈折率が異常光の屈折率となるように、液晶配向状態を制御する。これによって、等方性オーバーコート層３３の屈折率が、異常光の屈折率と一致する。
【００７２】
第１半導体レーザ素子５１から出射された第１レーザ光が、ビーム分割用回折格子６へ入射すると、３つの光に分割されるが、以下の説明では、３つに分割された光のうち最も強度の高いメインビームである０次光について述べる。第１半導体レーザ素子５１から出射され、ビーム分割用回折格子６を通過した第１偏光方向に偏光する光（以下、単に「第１偏光方向の光」と称する場合がある）は、第１偏光ホログラム回折格子７に入射すると回折される。第１偏光ホログラム回折格子７は、第１偏光方向の光に対しては等方性オーバーコート層３３と複屈折層３２との屈折率が異なるので、形成する回折格子溝の厚み方向の寸法を制御することによって、０次光と１次回折光との回折効率比を調整する。第１偏光ホログラム回折格子７を通過した光は、第２偏光ホログラム回折格子８を透過して、５λ／４板２３に入射する。第１半導体レーザ素子５１から出射された第１レーザ光は、第１偏光方向の光のまま５λ／４板２３を透過し、光記録媒体２６の情報記録面に集光する。光記録媒体２６の情報記録面で反射された前記第１偏光方向の光は、往路と同じ光経路を辿り再度、５λ／４板２３を通過しても、偏光方向は、第１半導体レーザ素子５１から出射される第１レーザ光の偏光方向と同一の第１偏光方向のままである。５λ／４板２３を通過した第１偏光方向の光は、第２偏光ホログラム回折格子８に入射しても、殆ど回折せず、透過する。この第１偏光方向の光が第１偏光ホログラム回折格子７に入射すると、往路と同様に、等方性オーバーコート層３３と複屈折層３２との屈折率が異なるので、前記第１偏光方向の光は回折される。
【００７３】
第１および第２半導体レーザ素子５１，５２から出射された各レーザ光が第１偏光ホログラム基板４の複屈折層３２に入射した場合、第２偏光ホログラム基板５における透明基板３１上に形成される複屈折層３２の液晶配向状態を制御する。具体的には、第２偏光ホログラム回折格子８に形成される回折格子の溝の方向に対して垂直な方向に沿った電気ベクトルをもつ直線偏光（以下、「第１偏光方向」と称する場合がある）の光に対して、複屈折層３２の光学異方性ポリマーの屈折率が常光の屈折率となるように液晶配向状態を制御する。また、第２偏光ホログラム回折格子８に形成される回折格子の溝の方向に対して平行な方向に沿った電気ベクトルをもつ直線偏光（以下、「第２偏光方向」と称する場合がある）の光に対して、複屈折層３２の光学異方性ポリマーの屈折率が異常光の屈折率となるように液晶配向状態を制御する。これによって、等方性オーバーコート層３３の屈折率が、常光の屈折率と一致する。
【００７４】
第２半導体レーザ素子５２から出射された第１偏光方向の光は、ビーム分割用回折格子６を透過し、第１偏光ホログラム回折格子７に入射する。前記第１偏光方向の光は、第１偏光ホログラム回折格子７によって回折される。第１偏光ホログラム回折格子７は、前述のように、第１偏光方向の光に対しては等方性オーバーコート層３３と複屈折層３２との屈折率が異なるので、形成する回折格子溝の厚み方向の寸法を制御することによって、０次光と１次回折光との回折効率比を調整する。第１偏光ホログラム回折格子７を通過した光は、第２偏光ホログラム回折格子８を透過して、５λ／４板２３に入射する。第２波長の直線偏光の光は、５λ／４板２３によって円偏光に変換された後、光記録媒体２６の情報記録面に集光する。光記録媒体２６の情報記録面で反射された光は、往路と同じ光経路を辿り再度、５λ／４板２３を通過し、第１偏光方向と垂直な第２偏光方向に偏光する光（以下、単に「第２偏光方向の光」と称する場合がある）に変換される。前記第２偏光方向の光は、第２偏光ホログラム回折格子８に入射すると、等方性オーバーコート層３３と複屈折層３２との屈折率が異なるので回折される。回折された光は、受光素子９に導かれる。理論上は＋１次回折光として最大４０％程度、−１次回折光として最大４０％程度の光が得られる。前記第２偏光ホログラム回折格子８によって回折された光、具体的には＋１次回折光および−１次回折光のいずれか一方の光は、受光素子９に向かう光経路の途中で、第１偏光ホログラム回折格子７に入射するが、何の影響も受けずに透過する。
【００７５】
図５は、第１偏光ホログラム素子４の製造工程を説明するための図である。図６は、ホログラム結合体３を示す断面図である。まず、図５（ａ）に示すように、透明基板３１上に複屈折層３２を形成する。複屈折層３２は、たとえば重合性液晶モノマーを光または熱によって重合することによって形成される。次に、図５（ｂ）に示すように、複屈折層３２の回折面上に、等方性オーバーコート層３３を形成する。等方性オーバーコート層３３は、前述のように、たとえば流延法および光重合法によって形成される。等方性オーバーコート層３３を形成した後は、図５（ｃ）に示すように、等方性オーバーコート層３３上に透明基板３１を形成する。以上の工程を辿ることによって、第１偏光ホログラム基板４が形成される。第２偏光ホログラム基板５は、第１偏光ホログラム基板４と同様の製造工程に従って形成される。
【００７６】
前述の製造工程に従って第１および第２偏光ホログラム基板４，５を形成した後に、後述する組立工程に従って、第１偏光ホログラム基板４と第２偏光ホログラム基板５とを積層してホログラム結合体３を形成する。本実施の形態において、第１偏光ホログラム基板４は、半導体レーザ装置１４のキャップ１２の厚み方向一表面にその周縁領域を露出させた状態で接合され、第２偏光ホログラム基板５は、第１偏光ホログラム基板４の厚み方向一表面にその周縁領域を露出させた状態で接合される。まず、キャップ１２の表面上に第１偏光ホログラム基板４を積載し、さらに第１偏光ホログラム基板４の表面上に第２偏光ホログラム基板５を積載する。そして、第１半導体レーザ素子５１から発振波長が７８０ｎｍの第１レーザ光を出射させて、フォーカス誤差信号（以下、「ＦＥＳ」と称する場合がある）およびトラッキング誤差信号（以下、「ＴＥＳ」と称する場合がある）のオフセット調整ならびに光軸調整などの光学的調整を行う。
【００７７】
次に、第２半導体レーザ素子５２から発振波長が６５０ｎｍの第２レーザ光を出射させて、ＦＥＳおよびＴＥＳの光学的調整を行った後、半導体レーザ装置１４の周縁領域と、第１偏光ホログラム基板４における前記半導体レーザ装置１４の周縁領域に臨む外周面とが交差する角隅部分に、透光性接着剤、たとえば紫外線硬化性樹脂を塗布し、紫外線を照射することによって、半導体レーザ装置１４のキャップ１２上に第１偏光ホログラム基板４を接着する。さらに、第１偏光ホログラム基板４の周縁領域と、第２偏光ホログラム基板５における前記第１偏光ホログラム基板４の周縁領域に臨む外周面とが交差する角隅部分に、透光性接着剤、たとえば紫外線硬化性樹脂７０を塗布し、紫外線を照射することによって、第１偏光ホログラム基板４上に第２偏光ホログラム基板５を接着する。前述の製造工程を辿ることによって、図６に示すように、第１偏光ホログラム基板４と第２偏光ホログラム基板５とが積層されて一体となったホログラム結合体３が形成される。本実施の形態では、第１偏光ホログラム基板４および第２偏光ホログラム基板５の積載順序と、組立順序とは同一である。
【００７８】
第１および第２偏光ホログラム基板４，５は、図６に示すように、複屈折層３２の回折面上には、等方性オーバーコート層３３が形成され、さらに等方性オーバーコート層３３上には透明基板３１が形成される。第１および第２偏光ホログラム基板４，５の相互に対向する各表面は、平面であり、かつ互いに平行である。したがって、第１偏光ホログラム基板４上に第２偏光ホログラム基板５を積層して、第２偏光ホログラム回折格子８に対する光軸調整などの光学的調整を行う場合、第１基板の第２基板に対向する表面上で、第２基板を水平方向へ移動させたり、第２基板を回転させたりする動作を容易に行うことができる。さらに前述のような光学的調整のための回転動作などによって、第１偏光ホログラム回折格子７が損傷することがない。したがって、基板表面に凹凸が形成されるレリーフ型ホログラムを用いる場合のように、石英ガラスおよびアクリル樹脂などを２つの基板の相互に対向する各表面間に介在させる必要がないので、製造工数を削減することができる。製造工数を削減することによって、ホログラム結合体３の製造が容易になる。また、製造工数を削減することによって、ホログラム結合体３の製造コストを低減することができる。
【００７９】
図７は、対物レンズ２５を示す正面図である。図８は、対物レンズ２５を示す断面図である。図９は、図８に示す対物レンズ２５のセクションＩＩを拡大した断面図である。図１０は、対物レンズ２５によって発生するフレア光８６の発生状況を示す図である。対物レンズ２５は、非球面である２つのレンズ面、具体的には第１レンズ面８１および第２レンズ面８２を有する樹脂製の単レンズである。第１レンズ面８１および第２レンズ面８２の中央付近部は、相互に離反する方向に突出している。対物レンズ２５の第１レンズ面８１は、光軸Ｌ１を中心とする複数の同心の輪帯から成る回折レンズ構造を備えて構成される。第１レンズ面８１は、光軸Ｌ１を含む中心領域Ｒａと、中心領域Ｒａの外周に位置する周辺領域Ｒｂとを含む。中心領域Ｒａは、ＤＶＤよりも記録密度が低いＣＤ、ＣＤ−Ｒなどの光記録媒体に必要充分な低開口数の光ビームが透過する領域である。周辺領域Ｒｂは、ＣＤよりも記録密度が高いＤＶＤなどの光記録媒体に対してのみ必要な高開口数の光ビームが透過する領域である。中心領域Ｒａは、対物レンズ２５の有効径の約８５％に相当する径の領域である。周辺領域Ｒｂは、中心領域Ｒａの半径方向外周側の領域である。
【００８０】
回折レンズ構造は、フレネルレンズのような各輪帯の境界に光軸方向の段差を有している。さらに述べると、周辺領域Ｒｂに形成される回折レンズ構造は、発振波長が６５０ｎｍの第２レーザ光について、中心領域Ｒａに形成される回折レンズ構造よりも高次の次数、本実施の形態では２次の回折光の回折効率が最大となるように設計される。また本実施の形態において、中心領域Ｒａに形成される回折レンズ構造は、１次回折光の回折効率が最大となるように設計される。周辺領域Ｒｂに形成される回折レンズ構造のブレーズ化波長は、中心領域Ｒａにおけるブレーズ化波長よりも短く設定することが望ましい。本発明の他の実施の形態では、周辺領域Ｒｂを、段差のない連続非球面形状としてもよい。さらに本発明の他の実施の形態では、周辺領域Ｒｂの内周に、比較的短い波長でブレーズ化された輪帯、または比較的短い波長に対して収差補正が施された連続面を形成してもよい。
【００８１】
ここで、ｋ（ｋは整数）次回折光の効率を最大にするためには、波長をλ、屈折率をｎとしたとき、回折レンズ構造における各輪帯間の段差ｄを、ｋλ／（ｎ−１）と等しくなるように設定すればよい。本実施の形態において、第２レーザ光が透過する周辺領域Ｒｂにおける回折レンズ構造を、２次回折光の回折効率が最大となるように設計する場合、屈折率ｎを１．５２とすると、各輪帯間の段差ｄは、ｄ＝２λ／（ｎ−１）から２．５μｍとなる。また第１レーザ光が周辺領域Ｒｂを透過した場合、各輪帯間の段差ｄによって与えられる光路差の波長に対する比、すなわち光路差比（ｎ−１）ｄ／λが整数に近いほど、当該整数で表される次数への分配光量が大きくなる。各輪帯間の段差ｄが２．５μｍである場合、光路差比（ｎ−１）ｄ／λは１．６７となる。したがって対物レンズ２５の周辺領域Ｒｂにおいて、第２レーザ光に対しては２次回折光の回折効率が１００％となるので、周辺領域を通過した第２レーザ光は、中心領域Ｒａを通過した第２レーザ光と共にＤＶＤの情報記録面に集光する。これによってＤＶＤの情報記録面には、径が比較的小さいビームスポットが形成される。
【００８２】
また第１レーザ光に対しては、光路差比が直近の整数「２」から離れるので、利用次数である２次回折光の回折効率が低くなり、残りの光量は他の次数に分配される。したがって対物レンズ２５の中心領域Ｒａを通過した第１レーザ光は、図１０に示すように、光記録媒体２６であるＣＤの情報記録面に集光する。これによってＣＤの情報記録面には、径が比較的大きいビームスポットが形成される。ＣＤの情報記録面に集光された第１レーザ光は、ＣＤの情報記録面に記録された情報の読取りを行うときに用いられる。ＣＤで反射された第１レーザ光は、対物レンズ２５、立上げミラー２４、５／４波長板２３およびコリメートレンズ２２などの光学系を通過して、第１偏光ホログラム基板４の第１偏光ホログラム回折格子７に導かれる。
【００８３】
対物レンズ２５の周辺領域Ｒｂに入射した第１レーザ光は、回折レンズ構造による回折作用によって回折される。周辺領域Ｒｂで回折された光は、拡散されてしまい、ＣＤの情報記録面には集光されずに、図１０に示すように、ＣＤの情報記録面よりも対物レンズ２５の光軸方向一方側に仮想の集光点Ｐを形成する。さらに述べると、周辺領域Ｒｂで回折された光は、ＣＤの情報記録面に集光された前記径が比較的大きいビームスポットの周囲に、ＣＤに対する情報の読取りおよび記録の処理に不要な光であるフレア光８６として収束する。フレア光８６は、ＣＤで反射されて、対物レンズ２５、立上げミラー２４、５／４波長板２３およびコリメートレンズ２２などの光学系を通過して、第１偏光ホログラム基板４の第１偏光ホログラム回折格子７に導かれる。
【００８４】
前述のように対物レンズ２５によって発生したフレア光８６が、ＣＤなどの光記録媒体２６の情報記録面で反射されて受光素子９に入射すると、トラッキング誤差信号などの検出信号に誤差が生じてしまう。これを回避するために、本実施の形態では、以下に述べるように受光素子９の各受光領域を、フレア光８６が入射しない領域に配設するようにしている。
【００８５】
図１１は、第２偏光ホログラム回折格子８、第２偏光ホログラム回折格子８によって回折された光ビームを受光する受光素子９、および信号処理用ＩＣ８５を示す図である。図１１では、タンジェンシャル方向Ｘおよびラジアル方向Ｙにそれぞれ垂直な方向から見た第２偏光ホログラム回折格子８および受光素子９の平面図を示している。図１２は、第１偏光ホログラム回折格子７、第１偏光ホログラム回折格子７によって回折された光ビームを受光する受光素子９、および信号処理用ＩＣ８５を示す図である。図１３は、第１偏光ホログラム回折格子７によって回折されて受光素子９に入射した光ビーム、および第１偏光ホログラム回折格子７によって回折されたフレア光８６を示す図である。図１２および図１３では、タンジェンシャル方向Ｘおよびラジアル方向Ｙにそれぞれ垂直な方向から見た第１偏光ホログラム回折格子７および受光素子９の平面図を示している。
【００８６】
図１１に示す第２偏光ホログラム回折格子８は、第２半導体レーザ素子５２から出射され、ＤＶＤの情報記録面で反射された光を回折して、受光素子９に導く。図１１では、第２半導体レーザ素子５２から出射された光ビームのＤＶＤにおける反射光が、第２偏光ホログラム回折格子８によって回折され、受光素子９に入射した光ビームのスポット形状を示している。図１２に示す第１偏光ホログラム回折格子７は、第１半導体レーザ素子５１から出射され、ＣＤの情報記録面で反射された光を回折して、受光素子９に導く。図１２では、第１半導体レーザ素子５１から出射された光ビームの光記録媒体２６における反射光が、第１偏光ホログラム回折格子７によって回折され、受光素子９に入射した光ビームのスポット形状を示している。
【００８７】
光記録媒体２６と対物レンズ２５との相対的な移動によって受光素子９上の光ビームのスポット形状が変化したときの出力信号を検出して、光記録媒体２６と対物レンズ２５との間隔を一定に保持するためには、第１および第２偏光ホログラム回折格子７，８は、少なくとも２つ以上の格子領域に分割する必要がある。本実施の形態の第２偏光ホログラム回折格子８は、図１１に示すように円形状であり、第１偏光ホログラム回折格子７は、図１２に示すように楕円形状である。第２偏光ホログラム回折格子８は、図１１に示すように、第１格子領域８ｃ、第２格子領域８ｄおよび第３格子領域８ｅを有する。第１偏光ホログラム回折格子７は、図１２に示すように、第１格子領域７ｂおよび第２格子領域７ｃを有する。第１偏光ホログラム回折格子７の各格子領域７ｂ，７ｃは、小間格子に相当する。
【００８８】
光記録媒体２６の情報記録面で反射され、第２偏光ホログラム回折格子８で回折された第２偏光方向の１次回折光が、第１偏光ホログラム基板４に形成されている第１偏光ホログラム回折格子７に入射した場合、第１偏光ホログラム回折格子７に入射した光は回折されずに透過する。このとき、第１偏光ホログラム回折格子７を透過した光と、第１偏光ホログラム回折格子７以外の基板表面を透過した光とは、理想的には透過特性が同一になるはずであるが、実際には僅かに異なるので、第１偏光ホログラム回折格子７は、第２偏光ホログラム回折格子８で回折されたすべての光が第１偏光ホログラム回折格子７に入射するような形状とすることが好ましい。そこで本実施の形態では、第１偏光ホログラム回折格子７を楕円形状に形成することによって、第２偏光ホログラム回折格子８で回折された第２偏光方向のすべての１次回折光を第１偏光ホログラム回折格子７に入射させて、透過させることができる。
【００８９】
楕円形状に形成される第１偏光ホログラム回折格子７の長軸の寸法は、第２偏光ホログラム回折格子８で回折された第２偏光方向の１次回折光が入射する寸法に設計し、光源である第２半導体レーザ素子５２の波長変動による入射位置の変動範囲よりも長くなるように形成される。これによって、温度変化などによる第２半導体レーザ素子５２の波長変動が生じた場合でも、光を確実に透過して所望の信号を取得することができる。
【００９０】
第１偏光ホログラム回折格子７は、長軸方向が、光記録媒体２６の情報記録領域を走査する方向であるラジアル方向Ｙに平行となるように配設する。また、第１偏光ホログラム回折格子７の短軸方向の長さ寸法は、コリメートレンズ２２の開口数（Numerical
Aperture；略称：ＮＡ）に基づいて決定されるビーム径が入射できる長さ寸法に設計すると、第１偏光ホログラム回折格子７の短軸方向に関して、第２偏光ホログラム回折格子８で回折された第２偏光方向の１次回折光が入射できる長さ寸法になる。
【００９１】
第２偏光ホログラム回折格子８の第１格子領域８ｃは、第１分割線８ａによって分割されて形成される２つの半円形状の領域のうち、タンジェンシャル方向Ｘ一方側の領域である。第２格子領域８ｄは、前記２つの半円形状の領域のうち、タンジェンシャル方向Ｘ他方側の半円形状の領域が前記第１分割線８ａに垂直な第２分割線８ｂによって分割されて形成される２つの１／４円形状の領域のうち、ラジアル方向Ｙ他方側の領域である。第３格子領域８ｅは、前記２つの１／４円形状の領域のうち、ラジアル方向Ｙ一方側の領域である。
【００９２】
第１偏光ホログラム回折格子７の第１格子領域７ｂは、第１分割線７ａによって分割されて形成される２つの半円形状の領域のうち、タンジェンシャル方向Ｘ一方側の領域であり、第２格子領域７ｃは、前記２つの半円形状の領域のうち、タンジェンシャル方向Ｘ他方側の領域である。第１分割線８ａ，７ａは、ラジアル方向Ｙに平行であり、第２分割線８ｂはタンジェンシャル方向Ｘに平行である。
【００９３】
受光素子９は、第２偏光ホログラム回折格子８の第１〜第３格子領域８ｃ〜８ｅ、および第１偏光ホログラム回折格子７の第１および第２格子領域７ｂ，７ｃによってそれぞれ回折される光ビームを受光する複数の受光領域、本実施の形態では図１１および図１２に示すように、１０個の受光領域Ｄ１〜Ｄ１０を有している。各受光領域Ｄ１〜Ｄ１０は、ＣＤおよびＤＶＤの情報を読取り、かつＦＥＳ、ＴＥＳおよび再生信号（略称：ＲＦ）を検出するために選択的に用いられる。各受光領域Ｄ１〜Ｄ１０は、受光素子９の厚み方向から見て、略長方形状であり、予め定める方向、本実施の形態では光記録媒体２６の情報記録領域を走査する方向であるラジアル方向Ｙに垂直な方向であるタンジェンシャル方向Ｘに沿って１列に並んで配設される。
【００９４】
各受光領域Ｄ１〜Ｄ１０のうち、記録密度が他の光記録媒体であるＤＶＤよりも低い光記録媒体であるＣＤのＲＦを検出する第１受光領域に相当する受光領域Ｄ３〜Ｄ６，Ｄ９には、ＣＤのＴＥＳを検出する第２受光領域に相当する受光領域Ｄ２，Ｄ７，Ｄ８，Ｄ１０が、前記タンジェンシャル方向Ｘに隣接して配設される。
【００９５】
さらに述べると、受光領域Ｄ２と受光領域Ｄ３、受光領域Ｄ３と受光領域Ｄ４、受光領域Ｄ５と受光領域Ｄ６、受光領域Ｄ６と受光領域Ｄ７、受光領域Ｄ７と受光領域Ｄ８、受光領域Ｄ８と受光領域Ｄ９、および受光領域Ｄ９と受光領域Ｄ１０は、タンジェンシャル方向Ｘにそれぞれ予め定める長さ寸法δ１の間隔をあけて配設される。また受光領域Ｄ１と受光領域Ｄ２とは、タンジェンシャル方向Ｘに予め定める長さ寸法δ２の間隔をあけて配設される。各受光領域Ｄ１〜Ｄ１０は、前記長さ寸法δ２が、前記長さ寸法δ１よりも大きくなるように配設される。前記長さ寸法δ２は、対物レンズ２５の周辺領域Ｒｂに第１レーザ光が入射することによって発生するフレア光８６が、光記録媒体２６の情報記録面で反射されて受光素子９の受光領域Ｄ１，Ｄ２などに入射しない程度の長さ寸法にしている。また本実施の形態では、各受光領域Ｄ１〜Ｄ１０を配設するにあたって、前記フレア光８６を考慮するとともに、レーザ光の受光素子９に対する落射位置、ならびに第１および第２偏光ホログラム回折格子７，８の回折特性を考慮している。
【００９６】
光記録媒体２６で反射され、第２偏光ホログラム回折格子８の第１格子領域８ｃで回折された光ビームは、受光素子９の各受光領域のうちの２つの受光領域Ｄ４，Ｄ５の長手方向および短手方向の中央付近部に入射する。また、光記録媒体２６で反射され、第２偏光ホログラム回折格子８の第２格子領域８ｄで回折された光ビームは、受光素子９の受光領域Ｄ１に入射し、第２偏光ホログラム回折格子８の第３格子領域８ｅで回折された光ビームは、受光素子９の受光領域Ｄ９に入射する。さらに述べると、第２偏光ホログラム回折格子８の各格子領域８ｃ〜８ｅで回折されて受光素子９の受光領域Ｄ１，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ９に入射される光ビームは、第２半導体レーザ素子５２から出射され、ビーム分割用回折格子６で分割された光のうちのメインビームであり、受光領域Ｄ２，Ｄ７，Ｄ８，Ｄ１０に入射される光ビームは、第１半導体レーザ素子５１から出射され、ビーム分割用回折格子６で分割された光のうちのサブビームである。
【００９７】
光記録媒体２６で反射され、第１偏光ホログラム回折格子７の第１格子領域７ｂで回折された光ビームは、受光素子９の各受光領域のうちの２つの受光領域Ｄ４，Ｄ５の長手方向および短手方向の中央付近部に入射する。また、光記録媒体２６で反射され、第１偏光ホログラム回折格子７の第２格子領域７ｃで回折された光ビームは、受光素子９の受光領域Ｄ９に入射する。さらに述べると、第１偏光ホログラム回折格子７の各格子領域７ｂ，７ｃで回折されて受光素子９の受光領域Ｄ４，Ｄ５，Ｄ９に入射される光ビームは、第１半導体レーザ素子５１から出射され、ビーム分割用回折格子６で分割された光のうちのメインビームであり、受光領域Ｄ２，Ｄ７，Ｄ８，Ｄ１０に入射される光ビームは、第１半導体レーザ素子５１から出射され、ビーム分割用回折格子６で分割された光のうちのサブビームである。
【００９８】
各受光領域Ｄ１〜Ｄ１０の長手方向の長さ寸法は、第１および第２半導体レーザ素子５１,５２の波長変動による入射位置の変動範囲よりも長くなるように形成される。これによって、温度変化などによる第１および第２半導体レーザ素子５１,５２の波長変動が生じた場合でも、光ビームを確実に受光して所望の信号を取得することができる。また、受光素子９は、各受光領域Ｄ１〜Ｄ１０の長手方向の長さ寸法を大きくしすぎると静電容量が増加し、各受光領域Ｄ１〜Ｄ１０の応答速度が低下するので、静電容量が応答速度に影響しない長さ寸法に形成するようにする。
【００９９】
本実施の形態では、ＤＶＤおよびＣＤの情報を読取るために必要なＦＥＳを検出する場合、シングルナイフエッジ法を用いる。また、本実施の形態では、ＤＶＤの情報を読取るために必要なＴＥＳを検出する場合、位相差（Differential Phase Detection；略称：ＤＰＤ）法を用い、ＣＤの情報を読取るために必要なＴＥＳを検出する場合、３ビーム法を用いる。本実施の形態では、受光領域Ｄ１，Ｄ３〜Ｄ６，Ｄ９の出力信号に基づいて、ＤＶＤおよびＣＤのＲＦが検出される。また、受光領域Ｄ１およびＤ９の出力信号に基づいて、ＤＶＤのＤＰＤ法に基づくＴＥＳが検出される。以上のように、ＲＦおよびＤＰＤ法に基づくＴＥＳのように高周波成分を含み、光記録媒体２６の再生信号を高速で読取ることが必要な信号を検出するための受光領域は、高い応答速度が要求される。
【０１００】
さらに、受光領域Ｄ２，Ｄ７，Ｄ８，Ｄ１０の出力信号に基づいて、ＣＤのＴＥＳが検出され、受光領域Ｄ３〜Ｄ６の出力信号に基づいて、ＤＶＤおよびＣＤのＦＥＳが検出される。ＣＤのＴＥＳを検出するための受光領域Ｄ２，Ｄ７，Ｄ８，Ｄ１０は、高い応答速度は要求されない。また受光領域Ｄ３，Ｄ６は、２層ディスクであるＤＶＤを読取るときに発生するＦＥＳへの迷光を相殺するための受光領域であり、信号再生中は光が入射しないので、高い応答速度は要求されない。
【０１０１】
図１１および図１２では、ＦＥＳを検出する受光領域同士およびＴＥＳを検出する受光領域同士の内部結線の状態を示していないが、ホログラムレーザユニット１の出力端子を少なくするために、内部結線をしてもよい。たとえば、ＦＥＳ検出用の受光領域Ｄ３および受光領域Ｄ５ならびに受光領域Ｄ４および受光領域Ｄ６をそれぞれ内部結線することができる。また、３ビーム法に基づくＴＥＳ検出用の受光領域Ｄ２および受光領域Ｄ８ならびに受光領域Ｄ７および受光領域Ｄ１０をそれぞれ内部結線することができる。
【０１０２】
ＤＶＤの情報記録面で反射された光が第２偏光ホログラム回折格子８で回折され、受光素子９の各受光領域Ｄ１〜Ｄ１０で受光され、各受光領域Ｄ１〜Ｄ１０から出力される信号に基づくＦＥＳ、ＴＥＳおよびＲＦは、それぞれ以下に示す式（７）〜式（９）に基づいて、信号処理用ＩＣ８５によって検出される。
ＦＥＳ＝（Ｄ３＋Ｄ５）−（Ｄ４＋Ｄ６）                            …（７）
ＴＥＳ＝Ｄ１−Ｄ９                                                …（８）
ＲＦ＝Ｄ１＋（Ｄ３＋Ｄ５）＋（Ｄ４＋Ｄ６）＋Ｄ９                …（９）
【０１０３】
表１は、第２偏光ホログラム回折格子８によって回折された光ビームを受光する受光素子９の各受光領域の光量比、感度比および出力比の一例である。表１では、各受光領域において半円形状の光ビームを受光した場合の光量比を「１．０」とし、１／４円形状の光ビームを受光した場合の光量比を「０．５」としている。上記の式（７）〜式（９）に示すように、ＤＶＤに対するＦＥＳ、ＴＥＳおよびＲＦの各信号の検出に寄与する光ビームは、すべてメインビームであり、各受光領域Ｄ１，Ｄ４＋Ｄ６，Ｄ３＋Ｄ５，Ｄ９の光量比はいずれも「０．５」であるので、表１に示すように、各受光領域Ｄ１，Ｄ４＋Ｄ６，Ｄ３＋Ｄ５，Ｄ９の感度比を「１．０」としている。出力比は、光量比と感度比との積である。表１に示すように、各受光領域Ｄ１，Ｄ４＋Ｄ６，Ｄ３＋Ｄ５，Ｄ９の出力比は、いずれも「０．５」となる。
【０１０４】
【表１】
2007109280.tif 000003
【０１０５】
ＣＤの情報記録面で反射された光が第１偏光ホログラム回折格子７で回折され、受光素子９の各受光領域Ｄ１〜Ｄ１０で受光され、各受光領域Ｄ１〜Ｄ１０から出力される信号に基づくＦＥＳ、ＴＥＳおよびＲＦは、それぞれ以下に示す式（１０）〜式（１２）に基づいて、信号処理用ＩＣ８５によって検出される。
ＦＥＳ＝（Ｄ３＋Ｄ５）−（Ｄ４＋Ｄ６）                            …（10）
ＴＥＳ＝（Ｄ２＋Ｄ８）−（Ｄ７＋Ｄ１０）                          …（11）
ＲＦ＝Ｄ１＋（Ｄ３＋Ｄ５）＋（Ｄ４＋Ｄ６）＋Ｄ９                …（12）
【０１０６】
表２は、第１偏光ホログラム回折格子７によって回折された光ビームを受光する受光素子９の各受光領域の光量比、感度比および出力比の一例である。表２では、各受光領域において半円形状の光ビームを受光した場合の光量比を「１．０」とし、１／４円形状の光ビームを受光した場合の光量比を「０．５」としている。感度比は、メインビームとサブビームとの出力比が等しくなるように、換言するとメインビームとサブビームとの出力比が「１：１」となるように設定している。
【０１０７】
具体的に述べると、図１２に示すように、メインビームを受光する受光領域Ｄ１，Ｄ４＋Ｄ６，Ｄ３＋Ｄ５，Ｄ９における光量比は、サブビームを受光する受光領域Ｄ２，Ｄ７，Ｄ８，Ｄ１０における光量比に比べて小さい。そこで本実施の形態では、メインビームを受光する受光領域Ｄ１，Ｄ４＋Ｄ６，Ｄ３＋Ｄ５，Ｄ９における感度比を、サブビームを受光する受光領域Ｄ２，Ｄ７，Ｄ８，Ｄ１０における感度比よりも大きくすることによって、メインビームとサブビームとの出力比が等しくなるようにしている。さらに具体的には、メインビームを受光する受光領域Ｄ１，Ｄ４＋Ｄ６，Ｄ３＋Ｄ５，Ｄ９における感度比を「２．０」とし、サブビームを受光する受光領域Ｄ２，Ｄ７，Ｄ８，Ｄ１０における感度比を「１．０」としている。出力比は、光量比と感度比との積である。実際に、メインビームを受光する受光領域Ｄ１，Ｄ４＋Ｄ６，Ｄ３＋Ｄ５，Ｄ９の出力比の合計と、サブビームを受光する受光領域Ｄ２，Ｄ７，Ｄ８，Ｄ１０の出力比の合計とは、いずれも等しく、「４．０」となる。
【０１０８】
【表２】
2007109280.tif 000004
【０１０９】
表３は、従来技術の第１ホログラム回折格子９０によって回折された光ビームを受光する受光素子９１の各受光領域の光量比、感度比および出力比の一例である。表３では、各受光領域において半円形状の光ビームを受光した場合の光量比を「１．０」とし、１／４円形状の光ビームを受光した場合の光量比を「０．５」としている。上記の式（１）〜式（３）に示すように、ＤＶＤに対するＦＥＳ、ＴＥＳおよびＲＦの各信号の検出に寄与する光ビームは、すべてメインビームであり、メインビームを受光する各受光領域Ｓ２，Ｓ５＋Ｓ７，Ｓ６＋Ｓ８，Ｓ１１の光量比はいずれも「０．５」であるので、表３に示すように、各受光領域Ｓ２，Ｓ５＋Ｓ７，Ｓ６＋Ｓ８，Ｓ１１の感度比を「１．０」としている。出力比は、光量比と感度比との積であり、各受光領域Ｓ２，Ｓ５＋Ｓ７，Ｓ６＋Ｓ８，Ｓ１１の出力比は、いずれも「０．５」となる。
【０１１０】
【表３】
2007109280.tif 000005
【０１１１】
表４は、従来技術の第２ホログラム回折格子９３によって回折された光ビームを受光する受光素子９１の各受光領域の光量比、感度比および出力比の一例である。表４では、各受光領域において半円形状の光ビームを受光した場合の光量比を「１．０」とし、１／４円形状の光ビームを受光した場合の光量比を「０．５」としている。感度比は、メインビームとサブビームとの出力比が等しくなるように、換言するとメインビームとサブビームとの出力比が「１：１」となるように、メインビームを受光する受光領域Ｓ２，Ｓ５＋Ｓ７，Ｓ６＋Ｓ８，Ｓ１１における感度比を「２．０」とし、サブビームを受光する受光領域Ｓ１，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ９，Ｓ１０，Ｓ１２における感度比を「１．０」としている。
【０１１２】
実際に、メインビームを受光する受光領域Ｓ２，Ｓ５＋Ｓ７，Ｓ６＋Ｓ８，Ｓ１１の出力比の合計と、サブビームを受光する受光領域Ｓ１，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ９，Ｓ１０，Ｓ１２の出力比の合計とは、いずれも等しく、「４．０」となる。
【０１１３】
【表４】
2007109280.tif 000006
【０１１４】
本実施の形態によれば、前記式（６）に基づく再生信号の検出に寄与する各受光領域Ｓ２，Ｓ５＋Ｓ７，Ｓ６＋Ｓ８，Ｓ１１の出力比は、表４に示すように、いずれも「１．０」と同一になる。これに対して、式（１２）に基づく再生信号の検出に寄与する各受光領域の出力比は、表２に示すように、Ｄ１＝０、Ｄ３＋Ｄ５＝１．０、Ｄ４＋Ｄ６＝１．０、Ｄ９＝２．０となり、同一にならないけれども、式（６）に基づく再生信号および式（１２）に基づく再生信号の出力は、いずれも「４．０」となる。したがって本実施の形態では、従来技術の信号処理用ＩＣ９２を、仕様を変更せずに用いることができる。
【０１１５】
前述のように本実施の形態によれば、第１レーザ光が対物レンズ２５の周辺領域Ｒｂに入射することによって、ＣＤに対する情報の読取りおよび記録の処理に不要な光であるフレア光８６が発生する。フレア光８６は、ＣＤの情報記録面に集光された径が比較的大きいビームスポットの周囲に収束する。そしてフレア光８６は、ＣＤの情報記録面で反射された後、第１偏光ホログラム回折格子７によって回折され、受光素子９の方向に導かれる。対物レンズ２５で発生し、ＣＤの情報記録面で反射されたフレア光８６が導かれる受光素子９の領域は、対物レンズ２５の周辺領域Ｒｂに形成される回折レンズ構造によって決まる。さらに述べると、フレア光８６が導かれる受光素子９の領域は、前記周辺領域Ｒｂの回折効率が最大となる回折次数、屈折率などに基づいて特定することができる。したがって、予め前記フレア光８６が導かれる受光素子９の領域を特定しておくことによって、前記フレア光８６が導かれる受光素子９の領域を除いた領域に、受光領域Ｄ１〜Ｄ１を配設することができる。
【０１１６】
具体的に述べると、本実施の形態では、対物レンズ２５の中心領域Ｒａに形成される回折レンズ構造を、１次回折光の回折効率が最大となるように設計し、対物レンズ２５の周辺領域Ｒｂに形成される回折レンズ構造を、発振波長が６５０ｎｍの第２レーザ光について、中心領域Ｒａに形成される回折レンズ構造よりも高次の次数である２次の回折光の回折効率が最大となるように設計している。前記のように設計された回折レンズ構造を備える対物レンズ２５で発生するフレア光８６は、ＣＤの情報記録面には集光せずに、ＣＤの情報記録面よりも光軸方向一方側で集光する。そして前記回折レンズ構造に基づいて、情報記録面で反射したフレア光８６が、受光素子９のタンジェンシャル方向中央部よりもタンジェンシャル方向一方寄りの領域に導かれることを特定することができる。
【０１１７】
したがって本実施の形態では、フレア光８６が導かれる受光素子９のタンジェンシャル方向中央部よりもタンジェンシャル方向一方寄りの領域を除いた領域に、受光領域を配設することができる。さらに述べると、図１３に示すように、受光領域Ｄ１と受光領域Ｄ２とを、タンジェンシャル方向Ｘに予め定める長さ寸法δ２の間隔をあけて配設することができるので、フレア光８６が受光領域に入射することを未然に防止することができる。
【０１１８】
前述のような領域に各受光領域Ｄ１〜Ｄ１０を配設することによって、受光素子９の各受光領域Ｄ１〜Ｄ１０には、本来トラッキング誤差信号などの信号の検出に不要な光であるフレア光８６が入射しない。したがって、フレア光８６によってトラッキング誤差信号およびフォーカス誤差信号などの検出信号に誤差が生じることを防ぐことができ、たとえば３ビーム法によってトラッキング誤差信号を正確に検出することができるとともに、シングルナイフエッジ法によってフォーカス誤差信号を正確に検出することができる。
【０１１９】
このようにトラッキング誤差信号を正確に検出することができるので、正確に検出されたトラッキング誤差信号に基づいて、集積型半導体レーザ素子部２から出射されたレーザ光のビームスポットを、光記録媒体２６の情報記録面上のトラックに正確に追従させることができ、光記録媒体２６に対する情報の読取りおよび記録を正確に行うことができる。
【０１２０】
またフォーカス誤差信号を正確に検出することができるので、正確に検出されたフォーカス誤差信号に基づいて、集積型半導体レーザ素子部２から出射されたレーザ光のビームスポットの焦点を、光記録媒体２６の情報記録面上に合致させることができ、光記録媒体に２６対する情報の読取りおよび記録を正確に行うことができる。
【０１２１】
また本実施の形態によれば、第１偏光ホログラム回折格子７は、レーザ光の入射方向に見て非円形状である。換言すると、第１偏光ホログラム回折格子７は、第１偏光ホログラム基板４の厚み方向から見て楕円形状である。第１偏光ホログラム回折格子７は、光記録媒体２６のタンジェンシャル方向Ｘに対応する方向の長さ寸法が、ラジアル方向Ｙに対応する方向の長さ寸法よりも小さくなるように形成される。換言すると、第１偏光ホログラム回折格子７は、長軸方向が第１偏光ホログラム基板４の長辺方向に平行となるように、かつ短軸方向が第１偏光ホログラム基板４の短辺方向に平行となるように形成される。
【０１２２】
したがって本実施の形態では、前記タンジェンシャル方向に対応する方向の長さ寸法と、前記ラジアル方向に対応する方向の長さ寸法とが同一寸法、具体的には第１偏光ホログラム基板４の厚み方向に見て円形状に形成される第１偏光ホログラム回折格子を用いる場合に比べて、第１偏光ホログラム回折格子７に入射する光のうち、対物レンズ２５によって発生し、受光素子９に向かう方向へ回折されるフレア光８６の光量を低減することができる。したがって受光領域Ｄ１〜Ｄ１０を配設するにあたって、受光素子９における受光領域Ｄ１〜Ｄ１０を配設する領域であり、フレア光８６が導かれる領域を除いた領域の制限を緩和することができ、受光領域Ｄ１〜Ｄ１０の配設の自由度を高くすることができる。
【０１２３】
また本実施の形態によれば、従来技術のように３つの小間格子を有するホログラム回折格子ではなく、２つの小間格子、つまり第１格子領域７ｂおよび第２格子領域７ｃを有する第１偏光ホログラム回折格子７を用いている。このように第１偏光ホログラム回折格子７を用いることによって、３つの領域に区分されたホログラム回折格子を用いる場合に比べて、第１偏光ホログラム回折格子７に入射したレーザ光の分割数が３つから２つに減少し、さらに前記の式（５）および式（１１）から明らかなように、トラッキング誤差信号の検出に寄与する信号を出力する受光領域の数も６つから４つに減少するので、トラッキング誤差信号の検出を簡略化することができる。
【０１２４】
また第１偏光ホログラム回折格子７の領域数を、前記従来技術のホログラム回折格子の領域数よりも少なくする、具体的には３つから２つにすることによって、対物レンズ２５の周辺領域Ｒｂで発生して第１偏光ホログラム回折格子７に入射したフレア光８６の分割数も低減することができる。これによって第１偏光ホログラム回折格子７で分割されるフレア光８６が広範囲に分散することを抑制することができ、受光素子９に導かれるフレア光８６を可及的に少なくすることができる。したがって受光領域Ｄ１〜Ｄ１０を配設するにあたって、受光素子９における受光領域Ｄ１〜Ｄ１０を配設する領域であり、フレア光８６が導かれる領域を除いた領域の制限を緩和することができる。これによって受光領域Ｄ１〜Ｄ１０の配設の自由度を高くすることができ、受光素子９の設計を容易にすることができる。
【０１２５】
また本実施の形態によれば、第１レーザ光を出射する第１半導体レーザ素子５１と、第２レーザ光を出射する第２半導体レーザ素子５２とを集積型半導体レーザ素子部２として集積化することによって、第１半導体レーザ素子５１と第２半導体レーザ素子と５２とを集積化せずに、個別に設ける場合に比べて、光ピックアップ装置２１における部品点数を低減することができ、さらに光ピックアップ装置２１の製造時における組立工程数を低減することができる。
【０１２６】
また本実施の形態によれば、受光素子９は、第１半導体レーザ素子５１から出射される第１レーザ光、および第２半導体レーザ素子５２から出射される第２レーザ光を、共通の受光領域で受光する。したがって、第１レーザ光を受光する受光領域と、第２レーザ光を受光する受光領域とをそれぞれ個別に設けて、その個別に設けた受光領域で前記第１および第２レーザ光を受光する場合に比べて、受光素子９の寸法を小さくすることができる。これによって、光ピックアップ装置２１の小型化および軽量化を図ることができる。
【０１２７】
また本実施の形態によれば、受光素子９の各受光領域は、タンジェンシャル方向に沿って配設される。複数の受光領域のうち、記録密度が他の光記録媒体よりも低い光記録媒体、たとえばＣＤの再生信号を検出する第１受光領域に相当する受光領域Ｄ３〜Ｄ６，Ｄ９には、ＣＤのトラッキング誤差信号を検出する第２受光領域に相当する受光領域Ｄ２，Ｄ７，Ｄ８，Ｄ１０が、前記タンジェンシャル方向に隣接して配設される。これによって前記第１受光領域および第２受光領域に接続される信号線の配線長を短くして、信号線の配線パターンを簡単化することができる。また信号線の配線長を短くすることによって、信号線に対する外部からのノイズの侵入を可及的に抑制することができ、ノイズによる信号の減衰を防ぐことができる。
【０１２８】
次に本発明の第２の実施の形態の光ピックアップ装置に関して説明する。図１４は、第１偏光ホログラム回折格子８７に入射したレーザ光およびフレア光８６、ならびに第１偏光ホログラム回折格子８７によって回折されて受光素子９に導かれるフレア光８６を示す図である。図１４では、タンジェンシャル方向Ｘおよびラジアル方向Ｙにそれぞれ垂直な方向から見た第１および第２偏光ホログラム回折格子８７，８ならびに受光素子９の平面図を示している。また図１４では、理解を容易にするために、受光素子９の各受光領域Ｄ１〜Ｄ１０にそれぞれ入射する光ビームを省略している。本実施の形態の光ピックアップ装置は、前述の第１の実施の形態の光ピックアップ装置２１と類似の構成であるので、異なる点についてのみ説明し、同一の構成については、同一の参照符を付して説明を省略する。
【０１２９】
本実施の形態では、第１偏光ホログラム基板４の厚み方向一表面部に、第１偏光ホログラム回折格子８７が形成されている。第１偏光ホログラム回折格子８７は、第１偏光ホログラム基板４の厚み方向に見て、第１偏光ホログラム回折格子７と同様の形状、つまり楕円形状である。第１偏光ホログラム回折格子８７および第２偏光ホログラム回折格子８は、第２偏光ホログラム基板５の厚み方向に見て、第１偏光ホログラム回折格子８７の中心と、第２ホログラム回折格子８の中心とが略一致するように配設される。
【０１３０】
第１偏光ホログラム回折格子８７は、第１格子領域８７ｃ、第２格子領域８７ｄおよび第３格子領域８７ｅを有する。第１格子領域８７ｃは、第１分割線８７ａによって分割されて形成される２つの領域のうち、タンジェンシャル方向Ｘ一方側の領域である。第２格子領域８７ｄは、前記２つの領域のうちのタンジェンシャル方向Ｘ他方側の領域が前記第１分割線８７ａに垂直な第２分割線８７ｂによって分割されて形成される２つの領域のうち、ラジアル方向Ｙ他方側の領域である。第３格子領域８７ｅは、前記第２分割線８７ｂによって分割されて形成される２つの領域のうち、ラジアル方向Ｙ一方側の領域である。第１分割線８７ａは、ラジアル方向Ｙに平行であり、第２分割線８７ｂはタンジェンシャル方向Ｘに平行である。
【０１３１】
対物レンズ２５の中心領域Ｒａを通過して、ＣＤの情報記録面で反射された第１レーザ光は、対物レンズ２５、立上げミラー２４、５／４波長板２３およびコリメートレンズ２２などの光学系を通過して、第１偏光ホログラム基板４の第１偏光ホログラム回折格子８７に導かれる。第１偏光ホログラム回折格子８７に入射した第１レーザ光の領域（以下「レーザ光領域」と称する場合がある）Ｇ１は、第１偏光ホログラム基板４の厚み方向に見て円形状である。
【０１３２】
第１レーザ光が対物レンズ２５の周辺領域Ｒｂに入射することによって発生したフレア光８６も、対物レンズ２５、立上げミラー２４、５／４波長板２３およびコリメートレンズ２２などの光学系を通過して、第１偏光ホログラム基板４の第１偏光ホログラム回折格子８７に導かれる。第１偏光ホログラム回折格子８７に入射したフレア光８６の領域（以下、「フレア光領域」と称する場合がある）Ｇ２は、レーザ光領域Ｇ１の半径方向外方に広がる領域である。
【０１３３】
フレア光８６が第１偏光ホログラム回折格子８７に入射すると、受光素子９に向かう方向へ回折され、その回折されたフレア光８６が受光素子９の受光領域に入射すると、トラッキング誤差信号などの検出信号に誤差が生じてしまう。これを回避するために、本実施の形態では、前述の実施の形態と同様に、第１偏光ホログラム回折格子８７を、光記録媒体２６で反射されたフレア光８６が第１偏光ホログラム回折格子８７に極力入射しないように形成している。具体的に述べると、第１偏光ホログラム回折格子８７は、そのタンジェンシャル方向Ｘの長さ寸法が、ラジアル方向Ｙの長さ寸法よりも小さくなるように形成している。第１偏光ホログラム回折格子８７のラジアル方向Ｙの長さ寸法、換言すると第１偏光ホログラム回折格子８７の長軸の長さ寸法は、トラッキングサーボ制御に基づく対物レンズ２５のラジアル方向Ｙへの移動量を考慮して決定される。
【０１３４】
前述のように本実施の形態によれば、第１偏光ホログラム回折格子８７のフレア光領域Ｇ２に入射したフレア光８６は、各格子領域８７ｃ，８７ｄ，８７ｅでそれぞれ回折されて受光素子９に導かれるが、第１偏光ホログラム回折格子８７を前記のような形状および寸法になるように形成することによって、第１偏光ホログラム基板４の厚み方向に見て円形状に形成される第１偏光ホログラム回折格子を用いる場合に比べて、第１偏光ホログラム回折格子８７に入射して、受光素子９に向かう方向へ回折されるフレア光８６の光量を低減することができる。
【０１３５】
フレア光８６が導かれる受光素子９の領域は、対物レンズ２５の周辺領域Ｒｂの回折効率が最大となる回折次数および屈折率ならびに第１偏光ホログラム回折格子８７の形状などに基づいて特定することができる。したがって、予めフレア光８６が導かれる受光素子９の領域を除いた領域に、受光領域Ｄ１〜Ｄ１０を配設することができる。本実施の形態では、各受光領域Ｄ１〜Ｄ１０を配設するにあたって、前記フレア光８６を考慮するとともに、レーザ光の受光素子９に対する落射位置、ならびに第１および第２偏光ホログラム回折格子８７，８の回折特性を考慮している。
【０１３６】
本実施の形態において、受光領域Ｄ１と受光領域Ｄ２、受光領域Ｄ２と受光領域Ｄ３、受光領域Ｄ４と受光領域Ｄ５、受光領域Ｄ６と受光領域Ｄ７、受光領域Ｄ８と受光領域Ｄ９および受光領域Ｄ９と受光領域Ｄ１０は、タンジェンシャル方向Ｘにそれぞれ予め定める長さ寸法δ３の間隔をあけて配設される。また受光領域Ｄ３と受光領域Ｄ４および受光領域Ｄ７と受光領域Ｄ８は、タンジェンシャル方向Ｘにそれぞれ予め定める長さ寸法δ４の間隔をあけて配設される。前記長さ寸法δ４は、前記長さ寸法δ３よりも大きい。
【０１３７】
また前述のように、受光素子９に向かう方向へ回折されるフレア光８６の光量を低減することができるので、受光領域Ｄ１〜Ｄ１０を配設するにあたって、受光素子９における受光領域Ｄ１〜Ｄ１０を配設する領域であり、フレア光８６が導かれる領域を除いた領域の制限を緩和することができ、受光領域Ｄ１〜Ｄ１０の配設の自由度を高くすることができる。
【０１３８】
次に本発明の第３の実施の形態の光ピックアップ装置に関して説明する。図１５は、ホログラムレーザユニット１００の構成を簡略化して示す斜視図である。図１６は、第１偏光ホログラム回折格子８８に入射したレーザ光およびフレア光８６、ならびに第１偏光ホログラム回折格子８８によって回折されて受光素子９に導かれるフレア光８６を示す図である。図１６では、タンジェンシャル方向Ｘおよびラジアル方向Ｙにそれぞれ垂直な方向から見た第１および第２偏光ホログラム回折格子８８，８ならびに受光素子９の平面図を示している。また図１６では、理解を容易にするために、受光素子９の各受光領域Ｄ１〜Ｄ１０にそれぞれ入射する光ビームを省略している。本実施の形態の光ピックアップ装置は、前述の実施の形態の光ピックアップ装置２１と類似している。さらに述べると、本実施の形態のホログラムレーザユニット１００は、前述の実施の形態のホログラムレーザユニット１と類似の構成であるので、異なる点についてのみ説明し、同一の構成については、同一の参照符を付して説明を省略する。
【０１３９】
本実施の形態では、第１偏光ホログラム基板４の厚み方向一表面部に、第１偏光ホログラム回折格子８８が形成されている。第１偏光ホログラム回折格子８８は、第１偏光ホログラム基板４の厚み方向に見て、大略的に、ラジアル方向Ｙに延びる長方形状に形成される。第１偏光ホログラム回折格子８８のラジアル方向Ｙの長さ寸法、換言すると第１偏光ホログラム回折格子８８の長辺寸法は、トラッキングサーボ制御に基づく対物レンズ２５のラジアル方向Ｙへの移動量を考慮して決定される。第１偏光ホログラム回折格子８８および第２偏光ホログラム回折格子８は、第２偏光ホログラム基板５の厚み方向に見て、第１偏光ホログラム回折格子８８の中心と、第２ホログラム回折格子８の中心とが略一致するように配設される。
【０１４０】
第１偏光ホログラム回折格子８８は、そのラジアル方向Ｙの長さ寸法を直径寸法とし、第２偏光ホログラム回折格子８の中心を中心とする仮想円Ｑの一部が切除された形状である。さらに述べると、第２偏光ホログラム回折格子８の中心を通り、タンジェンシャル方向Ｘに平行に延びる軸線と、第２偏光ホログラム回折格子８の外周部との交点をＰ１，Ｐ２とする。点Ｐ１は、点Ｐ２よりもタンジェンシャル方向一方側の点である。そして点Ｐ１を通り、ラジアル方向Ｙに平行に延びる軸線と前記仮想円Ｑとの交点をＴ１，Ｔ２とし、点Ｐ２を通り、ラジアル方向Ｙに平行に延びる軸線と前記仮想円Ｑとの交点をＴ３，Ｔ４とする。点Ｔ１は、点Ｔ２よりもラジアル方向Ｙ一方側の点であり、点Ｔ３は、点Ｔ４よりもラジアル方向Ｙ他方側の点である。
【０１４１】
点Ｔ１と点Ｔ２とを結ぶ線分Ｔ１Ｔ２および点Ｔ３と点Ｔ４とを結ぶ線分Ｔ３Ｔ４をそれぞれ前記仮想円Ｑの弦としたとき、前記仮想円Ｑから、弦Ｔ１Ｔ２と弧Ｔ１Ｔ２とで囲まれる部分Ｕ１と、弦Ｔ３Ｔ４と弧Ｔ３Ｔ４とで囲まれる部分Ｕ２とをそれぞれ取り除いた残余の部分が、第１偏光ホログラム回折格子８８となる。
【０１４２】
第１偏光ホログラム回折格子８８は、第１格子領域８８ｃ、第２格子領域８８ｄおよび第３格子領域８８ｅを有する。第１格子領域８８ｃは、第１分割線８８ａによって等分割されて形成される２つの領域のうち、タンジェンシャル方向Ｘ一方側の領域である。第２格子領域８８ｄは、前記２つの領域のうちのタンジェンシャル方向Ｘ他方側の領域が前記第１分割線８８ａに垂直な第２分割線８８ｂによって等分割されて形成される２つの領域のうち、ラジアル方向Ｙ他方側の領域である。第３格子領域８８ｅは、前記第２分割線８８ｂによって等分割されて形成される２つの領域のうち、ラジアル方向Ｙ一方側の領域である。第１分割線８８ａは、ラジアル方向Ｙに平行であり、第２分割線８８ｂはタンジェンシャル方向Ｘに平行である。
【０１４３】
対物レンズ２５の中心領域Ｒａを通過して、ＣＤの情報記録面で反射された第１レーザ光は、対物レンズ２５、立上げミラー２４、５／４波長板２３およびコリメートレンズ２２などの光学系を通過して、第１偏光ホログラム基板４の第１偏光ホログラム回折格子８８に導かれる。第１偏光ホログラム回折格子８８に入射した第１レーザ光の領域（以下「レーザ光領域」と称する場合がある）Ｇ１は、第１偏光ホログラム基板４の厚み方向に見て円形状である。
【０１４４】
第１レーザ光が対物レンズ２５の周辺領域Ｒｂに入射することによって発生したフレア光８６も、対物レンズ２５、立上げミラー２４、５／４波長板２３およびコリメートレンズ２２などの光学系を通過して、第１偏光ホログラム基板４の第１偏光ホログラム回折格子８８に導かれる。第１偏光ホログラム回折格子８８に入射したフレア光８６の領域（以下、「フレア光領域」と称する場合がある）Ｇ２は、レーザ光領域Ｇ１の半径方向外方に広がる領域である。
【０１４５】
フレア光８６が第１偏光ホログラム回折格子８８に入射すると、受光素子９に向かう方向へ回折され、その回折されたフレア光８６が受光素子９の受光領域に入射すると、トラッキング誤差信号などの検出信号に誤差が生じてしまう。これを回避するために、本実施の形態では、第１偏光ホログラム回折格子８７を、前述のような形状および寸法になるように形成し、光記録媒体２６で反射されたフレア光８６が第１偏光ホログラム回折格子８８に極力入射しないような構成にしている。
【０１４６】
前述のように本実施の形態によれば、第１偏光ホログラム回折格子８８のフレア光領域Ｇ２に入射したフレア光８６は、各格子領域８８ｃ，８８ｄ，８８ｅでそれぞれ回折されて受光素子９に導かれるが、第１偏光ホログラム回折格子８８を前記のような形状および寸法になるように形成することによって、第１偏光ホログラム基板４の厚み方向に見て円形状に形成される第１偏光ホログラム回折格子を用いる場合に比べて、第１偏光ホログラム回折格子８８に入射して、受光素子９に向かう方向へ回折されるフレア光８６の光量を低減することができる。
【０１４７】
フレア光８６が導かれる受光素子９の領域は、対物レンズ２５の周辺領域Ｒｂの回折効率が最大となる回折次数および屈折率ならびに第１偏光ホログラム回折格子８８の形状などに基づいて特定することができる。したがって、予めフレア光８６が導かれる受光素子９の領域を除いた領域に、受光領域Ｄ１〜Ｄ１０を配設することができる。本実施の形態では、各受光領域Ｄ１〜Ｄ１０を配設するにあたって、前記フレア光８６を考慮するとともに、レーザ光の受光素子９に対する落射位置、ならびに第１および第２偏光ホログラム回折格子８８，８の回折特性を考慮している。
【０１４８】
本実施の形態において、受光領域Ｄ１と受光領域Ｄ２、受光領域Ｄ２と受光領域Ｄ３、受光領域Ｄ４と受光領域Ｄ５、受光領域Ｄ６と受光領域Ｄ７、受光領域Ｄ８と受光領域Ｄ９および受光領域Ｄ９と受光領域Ｄ１０は、タンジェンシャル方向Ｘにそれぞれ予め定める長さ寸法δ３の間隔をあけて配設される。また受光領域Ｄ３と受光領域Ｄ４および受光領域Ｄ７と受光領域Ｄ８は、タンジェンシャル方向Ｘにそれぞれ予め定める長さ寸法δ４の間隔をあけて配設される。前記長さ寸法δ４は、前記長さ寸法δ３よりも大きい。
【０１４９】
また前述のように、受光素子９に向かう方向へ回折されるフレア光８６の光量を低減することができるので、受光領域Ｄ１〜Ｄ１０を配設するにあたって、受光素子９における受光領域Ｄ１〜Ｄ１０を配設する領域であり、フレア光８６が導かれる領域を除いた領域の制限を緩和することができ、受光領域Ｄ１〜Ｄ１０の配設の自由度を高くすることができる。
【０１５０】
次に本発明の第４の実施の形態の光ピックアップ装置に関して説明する。図１７は、第１偏光ホログラム回折格子８９に入射したレーザ光およびフレア光８６、ならびに第１偏光ホログラム回折格子８９によって回折されて受光素子９に導かれるフレア光８６を示す図である。図１７では、タンジェンシャル方向Ｘおよびラジアル方向Ｙにそれぞれ垂直な方向から見た第１および第２偏光ホログラム回折格子８９，８ならびに受光素子９の平面図を示している。また図１７では、理解を容易にするために、受光素子９の各受光領域Ｄ１〜Ｄ１０にそれぞれ入射する光ビームを省略している。本実施の形態の光ピックアップ装置は、前述の実施の形態の光ピックアップ装置２１と類似の構成であるので、異なる点についてのみ説明し、同一の構成については、同一の参照符を付して説明を省略する。
【０１５１】
本実施の形態では、第１偏光ホログラム基板４の厚み方向一表面部に、第１偏光ホログラム回折格子８９が形成されている。第１偏光ホログラム回折格子８９は、第１偏光ホログラム基板４の厚み方向に見て、第２偏光ホログラム回折格子８と同一形状の円形状であり、直径寸法も同一の寸法である。本実施の形態において、第１および第２偏光ホログラム回折格子８９，８の直径寸法は、トラッキングサーボ制御に基づく対物レンズ２５のラジアル方向Ｙへの移動量を考慮して決定する。
【０１５２】
第１偏光ホログラム回折格子８９は、第１格子領域８９ｃ、第２格子領域８９ｄおよび第３格子領域８９ｅを有する。第１格子領域８９ｃは、第１分割線８９ａによって分割されて形成される２つの領域のうち、タンジェンシャル方向Ｘ一方側の領域である。第２格子領域８９ｄは、前記２つの領域のうちのタンジェンシャル方向Ｘ他方側の領域が前記第１分割線８９ａに垂直な第２分割線８９ｂによって分割されて形成される２つの領域のうち、ラジアル方向Ｙ他方側の領域である。第３格子領域８９ｅは、前記第２分割線８９ｂによって分割されて形成される２つの領域のうち、ラジアル方向Ｙ一方側の領域である。第１分割線８９ａは、ラジアル方向Ｙに平行であり、第２分割線８９ｂはタンジェンシャル方向Ｘに平行である。
【０１５３】
対物レンズ２５の中心領域Ｒａを通過して、ＣＤの情報記録面で反射された第１レーザ光は、対物レンズ２５、立上げミラー２４、５／４波長板２３およびコリメートレンズ２２などの光学系を通過して、第１偏光ホログラム基板４の第１偏光ホログラム回折格子８７に導かれる。第１偏光ホログラム回折格子８７に入射した第１レーザ光の領域（以下「レーザ光領域」と称する場合がある）Ｇ１は、第１偏光ホログラム基板４の厚み方向に見て円形状である。
【０１５４】
第１レーザ光が対物レンズ２５の周辺領域Ｒｂに入射することによって発生したフレア光８６は、対物レンズ２５、立上げミラー２４、５／４波長板２３およびコリメートレンズ２２などの光学系を通過して、第１偏光ホログラム基板４の第１偏光ホログラム回折格子８７に向かう方向へ導かれる。第１偏光ホログラム基板４に入射したフレア光８６の領域（以下、「フレア光領域」と称する場合がある）Ｇ２は、レーザ光領域Ｇ１の半径方向外方に広がる領域である。
【０１５５】
前述のように本実施の形態によれば、第１偏光ホログラム回折格子８９を、第２偏光ホログラム回折格子８と同一形状に形成するとともに、第１レーザ光が対物レンズ２５の周辺領域Ｒｂに入射することによって発生し、かつ光記録媒体２６で反射したフレア光８６の全ての入射を抑制するような構成にしている。これによってトラッキング誤差信号などの信号の検出に必要なレーザ光のみを受光素子９に向かう方向へ回折させることができる。したがって前記フレア光８６が受光素子９の受光領域Ｄ１〜Ｄ１０で受光され、検出されるトラッキング誤差信号などの信号に誤差が生じることを未然に防ぐことができ、正確な信号を検出することができる。
【０１５６】
図１８は、本発明の第５の実施の形態である光ピックアップ装置４１の構成を簡略化して示す図である。図１９は、５λ／４板一体型ホログラムレーザユニット４０の構成を簡略化して示す斜視図である。図１９では、後述するキャップ１２の一部を切り欠いて示している。本実施の形態の光ピックアップ装置４１は、前述の実施の形態の光ピックアップ装置２１と類似の構成であるので、異なる点についてのみ説明し、同一の構成については、同一の参照符を付して説明を省略する。
【０１５７】
光ピックアップ装置４１は、５λ／４板一体型ホログラムレーザユニット４０、コリメートレンズ２２、立上げミラー２４および２波長対応対物レンズ２５を含んで構成され、光記録媒体２６の情報記録面に記録された情報を光学的に読取る処理、および光記録媒体２６の情報記録面に情報を光学的に記録する処理の少なくとも一方の処理を行う装置である。第１の実施の形態の光ピックアップ装置２１では、図１に示すように、コリメートレンズ２２と立上げミラー２４との間の光経路の中途部に、５λ／４板２３を配設しているけれども、図１８に示す本実施の形態の光ピックアップ装置４１では、ホログラムレーザユニット１のホログラム結合体３と、５／４波長板２３とが一体に構成される。さらに述べると、ホログラム結合体３の第２偏光ホログラム基板５の厚み方向一表面部に５λ／４板２３が搭載されて構成される。
【０１５８】
５λ／４板一体型ホログラムレーザユニット４０は、第１の実施の形態の光ピックアップ装置２１におけるホログラムレーザユニット１と類似しており、ホログラム結合体３の厚み方向一表面部に５λ／４板２３が一体的に形成されて構成される部分のみが異なり、他の構成および機能は同様であるので、対応する部分に同一の参照符を付して、ホログラムレーザユニット１と同様の構成および機能の説明を省略する。５λ／４板一体型ホログラムレーザユニット４０は、ホログラムレーザユニット１および５λ／４板２３を含んで構成される。
【０１５９】
前述のように本実施の形態によれば、５λ／４板２３とホログラム結合体３とを一体化して、５λ／４板一体型４０ホログラムレーザユニット４０を構成することによって、製造時における光学部品の部品点数および組立工程数が低減されるとともに、光軸調整などの光学的調整作業も簡素化される。また、光学部品の部品点数が低減された５λ／４板一体型ホログラムレーザユニット４０を光ピックアップ装置４１に用いた場合、前述の光ピックアップ装置２１に比べて、５λ／４板一体型ホログラムレーザユニット４０と立上げミラー２４との光路長を短くすることができるので、光ピックアップ装置４１の小型化を図ることができるとともに、光ピックアップ装置４１の製造コストを低減することができる。
【０１６０】
また本実施の形態によれば、前述の第１の実施の形態と同様の構成であるので、５λ／４板一体型ホログラムレーザユニット４０を含む光ピックアップ装置４１に対しても前述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１６１】
前述の実施の形態は、本発明の例示に過ぎず、本発明の範囲内において構成を変更することができる。たとえば前述の実施の形態では、第１偏光方向に偏光する直線偏光のレーザ光が出射される第１および第２半導体レーザ素子５１，５２を光源として用いた場合の光ピックアップ装置２１，４１の構成について述べたが、本発明の他の実施の形態では、たとえば円偏光のレーザ光が出射される第１および第２半導体レーザ素子５１，５２を光源として用いた場合でも同様に好適に実施することができる。
【０１６２】
第１偏光ホログラム回折格子の形状は、前述の各実施の形態で述べたような形状に限らず、たとえばラジアル方向に延びる長方形状であってもよい。第１偏光ホログラム回折格子の形状が、ラジアル方向に延びる長方形状の場合でも、前述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１６３】
前述の各実施の形態において、受光素子９の各受光領域は、受光素子９の厚み方向から見て、略長方形状であり、予め定める方向、本実施の形態では光記録媒体２６の情報記録領域を走査する方向であるラジアル方向Ｙに垂直な方向であるタンジェンシャル方向Ｘに沿って１列に並んで配設されるように構成されているが、このような構成に限定されない。本発明の他の実施の形態では、受光領域Ｄ１〜Ｄ３と、受光領域Ｄ８〜Ｄ１０とをタンジェンシャル方向Ｘに並べて配設し、前記タンジェンシャル方向Ｘに並べて配設した受光領域Ｄ１〜Ｄ３および受光領域Ｄ８〜Ｄ１０のラジアル方向Ｙ一方側または他方側に、受光領域Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６，Ｄ７を配設してもよい。受光領域Ｄ１〜Ｄ１０を配設するにあたっては、フレア光８６の入射位置を考慮する必要がある。
【０１６４】
前述の第３の実施の形態では、ラジアル方向Ｙの長さ寸法を直径寸法とし、第２偏光ホログラム回折格子８の中心を中心とする仮想円Ｑの一部が切除された形状であって、３つの格子領域を有する第１偏光ホログラム回折格子８８を含む光ピックアップ装置の構成について述べたが、このような構成に限らず、前記の形状でかつ２つの格子領域を有する第１偏光ホログラム回折格子を含む光ピックアップ装置であっても、前述の第３の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１６５】
前述の第５の実施の形態では、楕円形状の第１偏光ホログラム回折格子７を備えるホログラムレーザユニット１を含む５λ／４板一体型ホログラムレーザユニット４０の構成について述べたが、このような構成に限らない。本発明の他の実施の形態では、前述の第２〜第４の実施の形態の第１偏光ホログラム回折格子８７，８８，８９のいずれか１つを備えるホログラムレーザユニットと５λ／４板とを一体に構成した場合でも、前述の第５の実施の形態と同様に好適に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６６】
【図１】本発明の第１の実施の形態である光ピックアップ装置２１の構成を簡略化して示す図である。
【図２】ホログラムレーザユニット１の構成を簡略化して示す斜視図である。
【図３】集積型半導体レーザ素子部２の構成を示す断面図である。
【図４】第１偏光ホログラム基板４を示す断面図である。
【図５】第１偏光ホログラム素子４の製造工程を説明するための図である。
【図６】ホログラム結合体３を示す断面図である。
【図７】対物レンズ２５を示す正面図である。
【図８】対物レンズ２５を示す断面図である。
【図９】図８のセクションＩＩを拡大した断面図である。
【図１０】対物レンズ２５によって発生するフレア光８６の発生状況を示す図である。
【図１１】第２偏光ホログラム回折格子８、第２偏光ホログラム回折格子８によって回折された光ビームを受光する受光素子９、および信号処理用ＩＣ８５を示す図である。
【図１２】第１偏光ホログラム回折格子７、第１偏光ホログラム回折格子７によって回折された光ビームを受光する受光素子９、および信号処理用ＩＣ８５を示す図である。
【図１３】第１偏光ホログラム回折格子７によって回折されて受光素子９に入射した光ビーム、および第１偏光ホログラム回折格子７によって回折されたフレア光８６を示す図である。
【図１４】第１偏光ホログラム回折格子８７に入射したレーザ光およびフレア光８６、ならびに第１偏光ホログラム回折格子８７によって回折されて受光素子９に導かれるフレア光８６を示す図である。
【図１５】ホログラムレーザユニット１００の構成を簡略化して示す斜視図である。
【図１６】第１偏光ホログラム回折格子８８に入射したレーザ光およびフレア光８６、ならびに第１偏光ホログラム回折格子８８によって回折されて受光素子９に導かれるフレア光８６を示す図である。
【図１７】第１偏光ホログラム回折格子８９に入射したレーザ光およびフレア光８６、ならびに第１偏光ホログラム回折格子８９によって回折されて受光素子９に導かれるフレア光８６を示す図である。
【図１８】本発明の第５の実施の形態である光ピックアップ装置４１の構成を簡略化して示す図である。
【図１９】５λ／４板一体型ホログラムレーザユニット４０の構成を簡略化して示す斜視図である。
【図２０】従来技術における第１ホログラム回折格子９０、第１ホログラム回折格子９０によって回折された光ビームを受光する受光素子９１、および信号処理用ＩＣ９２を示す図である。
【０１６７】
【図２１】従来技術における第２ホログラム回折格子９３、第２ホログラム回折格子９３によって回折された光ビームを受光する受光素子９１、および信号処理用ＩＣ９２を示す図である。
【図２２】従来技術の第２ホログラム回折格子９３によって回折されて受光素子９１に入射した光ビームおよびフレア光９５を示す図である。
【符号の説明】
【０１６８】
１，１００  ホログラムレーザユニット
２  集積型半導体レーザ素子部
３  ホログラム結合体
４  第１偏光ホログラム基板
５  第２偏光ホログラム基板
６  ビーム分割用回折格子
７，８７，８８，８９  第１偏光ホログラム回折格子
８  第２偏光ホログラム回折格子
７ａ，８ａ，８７ａ，８８ａ，８９ａ  第１分割線
８ｂ，８７ｂ，８８ｂ，８９ｂ  第２分割線
７ｂ，８ｃ，８７ｃ，８８ｃ，８９ｃ  第１格子領域
７ｃ，８ｄ，８７ｄ，８８ｄ，８９ｄ  第２格子領域
８ｅ，８７ｅ，８８ｅ，８９ｅ  第３格子領域
９  受光素子
１０  ステム
１１  電極
１２  キャップ
１３  ヒートシンク
１４  半導体レーザ装置
２１，４１  光ピックアップ装置
２２  コリメートレンズ
２３  ５／４波長板
２４  立上げミラー
２５  対物レンズ
２６  光記録媒体
３１  透明基板
３２  複屈折層
３３  等方性オーバーコート層
４０  ５λ／４板一体型ホログラムレーザユニット
５１  第１半導体レーザ素子
５２  第２半導体レーザ素子
８１  第１レンズ面
８２  第２レンズ面
８６  フレア光
Ｒａ  中心領域
Ｒｂ  周辺領域
【図１】
2007109280.tif 000007
【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】
2007109280.tif 000012
【図７】
2007109280.tif 000013
【図８】
2007109280.tif 000014
【図９】
2007109280.tif 000015
【図１０】
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【図１１】
2007109280.tif 000017
【図１２】
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【図１３】
2007109280.tif 000019
【図１４】
2007109280.tif 000020
【図１５】
2007109280.tif 000021
【図１６】
2007109280.tif 000022
【図１７】
2007109280.tif 000023
【図１８】
2007109280.tif 000024
【図１９】
2007109280.tif 000025
【図２０】
2007109280.tif 000026
【図２１】
2007109280.tif 000027
【図２２】
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