(57)【要約】 【課題】  ラジアルエラー信号に発生するオフセットを低減することができるホログラム素子、半導体レーザ装置および光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】  ３ビーム用回折格子３４およびホログラム回折格子３５は、第２ホログラム分割領域３５ｂのうち３ビーム用回折格子３４を通過した光ビームが通過する部分の面積と、第３ホログラム分割領域３５ｃのうち３ビーム用回折格子３４を通過した光ビームが通過する部分の面積とが等しくなるように、基材３３に設けられる。【選択図】      図１
2009093688.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性を有する基材と、
光源から発せられる光ビームを複数の光ビームに分割するビーム分割用回折格子と、
前記光源から発せられ、光ディスク状記録媒体で反射された光ビームを複数の光ビームに分割し、受光素子に向かう方向へ回折させるホログラム回折格子とを備え、
前記ホログラム回折格子は、このホログラム回折格子を２つの領域に分割する第１ホログラム分割線によって分割される一方の領域である第１ホログラム分割領域と、前記第１ホログラム分割線に直交し、前記第１ホログラム分割線によって分割される２つの領域のうち前記第１ホログラム分割領域とは異なる領域を２つの領域に分割する第２ホログラム分割線によって分割される第２および第３ホログラム分割領域とを有し、
前記ビーム分割用回折格子には溝部が形成され、前記溝部が延びる方向は、前記第２ホログラム分割線に関して傾斜しており、
前記ビーム分割用回折格子および前記ホログラム回折格子は、前記第２ホログラム分割領域のうち前記ビーム分割用回折格子を通過した光ビームが通過する部分の面積と、前記第３ホログラム分割領域のうち前記ビーム分割用回折格子を通過した光ビームが通過する部分の面積とが等しくなるように、前記基材に設けられることを特徴とするホログラム素子。
【請求項２】
透光性を有する基材と、
光源から発せられる光ビームを複数の光ビームに分割するビーム分割用回折格子と、
前記光源から発せられ、光ディスク状記録媒体で反射された光ビームを複数の光ビームに分割し、受光素子に向かう方向へ回折させるホログラム回折格子とを備え、
前記ビーム分割用回折格子は、互いに平行な第１分割線および第２分割線によって３つの領域に分割され、前記第１分割線および前記第２分割線によって挟まれる中央領域と、前記中央領域の両側にそれぞれ隣接し、前記光ビームの位相を、前記中央領域を通過する光ビームの位相に対して反転させる第１および第２隣接領域とを有し、
前記ホログラム回折格子は、このホログラム回折格子を２つの領域に分割する第１ホログラム分割線によって分割される一方の領域である第１ホログラム分割領域と、前記第１ホログラム分割線に直交し、前記第１ホログラム分割線によって分割される２つの領域のうち前記第１ホログラム分割領域とは異なる領域を２つの領域に分割する第２ホログラム分割線によって分割される第２および第３ホログラム分割領域とを有し、
前記第１および第２分割線を含む仮想一平面上に前記第２ホログラム分割線を正投影したとき、前記第２ホログラム分割線は、前記第１および第２分割線間の中央に位置することを特徴とするホログラム素子。
【請求項３】
前記ビーム分割用回折格子は、互いに平行な第１分割線および第２分割線によって３つの領域に分割され、前記第１分割線および前記第２分割線によって挟まれる中央領域と、前記中央領域の両側にそれぞれ隣接し、前記光ビームの位相を、前記中央領域を通過する光ビームの位相に対して反転させる第１および第２隣接領域とを有することを特徴とする請求項１記載のホログラム素子。
【請求項４】
半導体レーザ素子と、
請求項１〜３のいずれか１つに記載のホログラム素子と、
光ディスク状記録媒体で反射され、前記ホログラム素子で回折された光ビームを受光する受光素子とを備えることを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項５】
請求項４記載の半導体レーザ装置と、
前記半導体レーザ装置から出射される光ビームを、光ディスク状記録媒体に形成される記録層に導光させる導光手段とを備え、
光ディスク状記録媒体で反射された光ビームを前記半導体レーザ装置の前記ホログラム素子に導くことを特徴とする光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体に光を照射することによって情報を記録する処理および情報を再生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ホログラム素子、半導体レーザ装置および光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は、従来の技術の光ピックアップ装置１０の構成を簡略化して示す図である。図６は、図５に示す光ピックアップ装置１０に備わるホログラム素子１２を示す図である。光ピックアップ装置１０は、光ビームを発する光源１１と、ホログラム素子１２と、コリメートレンズ１５と、対物レンズ１６と、複数の受光領域を有する受光素子１７とを備えて構成される。ホログラム素子１２は、３ビーム用回折格子１３およびホログラム回折格子１４を備える。ホログラム回折格子１４は、光ディスク状記録媒体（以下「記録媒体」という場合がある）１８で反射された光ビームを複数の光ビームに分割するための３つの分割領域、すなわち第１分割領域１４ａ、第２分割領域１４ｂおよび第３分割領域１４ｃを有する。以下の光ピックアップ装置１０に関する説明では、記録媒体１８の半径方向であるラジアル方向をＸ軸方向と定義し、記録媒体１８に形成されるトラックに対する接線方向であるタンジェンシャル方向をＹ軸方向と定義する。またＸ軸方向およびＹ軸方向に垂直な方向であり、光源１１から発せられる光ビームの光軸Ｌ１に平行な方向をＺ軸方向と定義する。
【０００３】
光源１１から発せられた光ビームは、３ビーム用回折格子１３によって、１つのメインビーム２０と、２つのサブビームつまり第１および第２サブビーム２１，２２とに分割される。メインビーム２０と第１および第２サブビーム２１，２２とは、ホログラム回折格子１４を通過し、次いでコリメートレンズ１５を通過して略平行光になり、対物レンズ１６に導かれる。
【０００４】
対物レンズ１６は、不図示のアクチュエータに支持されて、光源１１から発せられた光ビームの光軸Ｌ１に平行な方向および垂直な方向にそれぞれ変位可能に設けられている。対物レンズ１６は、前記光軸Ｌ１に平行な方向および垂直な方向への変位によって、光源１１から発せられた光ビームの記録媒体１８に対する集光位置を変化させる。メインビーム２０と第１および第２サブビーム２１，２２とは、対物レンズ１６によって記録媒体１８上に集光される。その後、記録媒体１８によって反射されたメインビーム２０と第１および第２サブビーム２１，２２とは、対物レンズ１６を通過した後、コリメートレンズ１５を通過して、ホログラム回折格子１４に導かれる。
【０００５】
対物レンズ１６の配置によって、ホログラム回折格子１４上に入射する光ビームの位置は変化する。たとえば、対物レンズ１６が中立位置にあるとき、記録媒体１８で反射されたメインビーム２０は、そのメインビーム２０の光軸がホログラム回折格子１４の中心を通るようにして、ホログラム回折格子１４に入射する。このとき、メインビーム２０と、第１および第２サブビーム２１、２２とは、ホログラム回折格子１４の第２分割領域１４ｂおよび第３分割領域１４ｃにそれぞれ同じ割合で入射する。
【０００６】
また、対物レンズ１６が中立位置からラジアル方向であるＸ軸方向にずれた位置にあるとき、記録媒体１８で反射されたメインビーム２０は、そのメインビーム２０の光軸がＸ軸方向に平行な領域分割線に沿って変位する。このとき記録媒体１８で反射されたメインビーム２０は、ホログラム回折格子１４の第２分割領域１４ｂおよび第３分割領域１４ｃのいずれかに偏った状態で入射する。
【０００７】
図７は、ホログラム回折格子１４および受光素子１７の構成を示す図である。記録媒体１８で反射され、ホログラム回折格子１４の第１分割領域１４ａに入射した光ビームは、回折されて、受光素子１７の複数の受光領域のうち、フォーカスエラー信号を検出するための第１および第２受光領域１７ａ，１７ｂに導かれる。フォーカスエラー信号は、第１および第２受光領域１７ａ，１７ｂにおける受光結果に基づいて生成される。記録媒体１８で反射され、ホログラム回折格子１４の第２分割領域１４ｂに入射した光ビームのうちメインビーム２０は、受光素子１７の第４受光領域１７ｄに導かれるとともに、前記第２分割領域１４ｂに入射した光ビームのうち第１および第２サブビーム２１、２２は、受光素子１７の第７および第８受光領域１７ｇ，１７ｈにそれぞれ導かれる。
【０００８】
記録媒体１８で反射され、ホログラム回折格子１４の第３分割領域１４ｃに入射した光ビームのうちメインビーム２０は、受光素子１７の第３受光領域１７ｃに導かれるとともに、前記第３分割領域１４ｃに入射した光ビームのうち第１および第２サブビーム２１、２２は、受光素子１７の第５および第６受光領域１７ｅ，１７ｆにそれぞれ導かれる。
【０００９】
ホログラム回折格子１４の第２分割領域１４ｂに対応する受光素子１７の各受光領域から出力される信号と、ホログラム回折格子１４の第３分割領域１４ｃに対応する受光素子１７の各受光領域から出力される信号とに基づいて、対物レンズ１６の変位を表すラジアルエラー信号が検出され、これによってラジアル方向における対物レンズ１６の中立位置からの位置ずれが検出される。
【００１０】
前述のように光源１１から発せられた光ビームは、３ビーム用回折格子１３によってメインビーム２０と、第１および第２サブビーム２１，２２とに分割される。ラジアルエラー信号を正確に検出するためには、メインビーム２０が記録媒体１８上の所定のトラックに集光したときに、第１および第２サブビーム２１，２２がそれぞれ前記トラックに隣接するトラックに集光するようにする必要がある。そこで従来の技術において用いるホログラム素子１２では、３ビーム用回折格子１３を、ホログラム回折格子１４のＹ軸方向に平行な領域分割線に対して傾斜させている。
【００１１】
しかし現実には、トラックの曲率の影響によって、記録媒体１８上の所定のトラックにメインビーム２０が集光しても第１および第２サブビーム２１，２２が集光する位置がずれてしまい、前記トラックに隣接するトラックに集光しない、または第１サブビーム２１の光強度と第２サブビーム２２の光強度とに差異があるなどの理由によって、ラジアルエラー信号にオフセットが発生する。
【００１２】
オフセットを低減させるために、たとえば位相シフトグレーティングを用いる技術が、特許文献１に開示されている。図８は、図５に示す光ピックアップ装置１０に備わるホログラム素子１２Ａの構成を示す図である。ホログラム素子１２Ａは、位相シフトグレーティング２５を備える。位相シフトグレーティング２５は、第１領域２５ａ、第２領域２５ｂ、第３領域２５ｃを有する。第１領域２５ａおよび第３領域２５ｃは、この２つの領域２５ａ，２５ｃを通過する第１および第２サブビーム２１，２２の位相が、メインビーム２０の位相に対して１８０度の位相差を持つように設計されている。ホログラム素子１２Ａでは、位相シフトグレーティング２５を、ホログラム回折格子１４のＹ軸方向に平行な領域分割線に対して傾斜させている。このような位相シフトグレーティング２５を用いることによって、第１および第２サブビーム２１，２２が受光素子１７に入射して生成される信号の振幅を、メインビーム２０が受光素子１７に入射して生成される信号の振幅よりも低減させて、オフセット発生量の低減を図っている。
【００１３】
【特許文献１】特開２００４−９５０７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
前述の従来の技術では、メインビーム２０が記録媒体１８上の所定のトラックに集光したときに、第１および第２サブビーム２１，２２がそれぞれ前記トラックに隣接するトラックに集光するように、位相シフトグレーティング２５を、ホログラム回折格子１４のＹ軸方向に平行な領域分割線に対して傾斜させているので、位相シフトグレーティング２５を通過してホログラム回折格子１４の第２分割領域１４ｂに入射する光ビームのスポット形状と、第３分割領域１４ｃに入射する光ビームのスポット形状とが、ホログラム回折格子１４のＹ軸方向に平行な領域分割線に対して対称にならない。
【００１５】
したがって位相シフトグレーティング２５を通過してホログラム回折格子１４の第２分割領域１４ｂおよび第３分割領域１４ｃのそれぞれに入射する光ビームの強度分布に差が生じてしまう。これによって、記録媒体１８で反射された光ビームがホログラム回折格子１４に入射するときにも、第２分割領域１４ｂおよび第３分割領域１４ｃにそれぞれ入射する光ビームの強度分布に差が生じてしまい、これがラジアルエラー信号のオフセット発生の原因になるという問題がある。
【００１６】
本発明の目的は、ラジアルエラー信号に発生するオフセットを低減することができるホログラム素子、半導体レーザ装置および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】
【００１７】
本発明は、透光性を有する基材と、
光源から発せられる光ビームを複数の光ビームに分割するビーム分割用回折格子と、
前記光源から発せられ、光ディスク状記録媒体で反射された光ビームを複数の光ビームに分割し、受光素子に向かう方向へ回折させるホログラム回折格子とを備え、
前記ホログラム回折格子は、このホログラム回折格子を２つの領域に分割する第１ホログラム分割線によって分割される一方の領域である第１ホログラム分割領域と、前記第１ホログラム分割線に直交し、前記第１ホログラム分割線によって分割される２つの領域のうち前記第１ホログラム分割領域とは異なる領域を２つの領域に分割する第２ホログラム分割線によって分割される第２および第３ホログラム分割領域とを有し、
前記ビーム分割用回折格子には溝部が形成され、前記溝部が延びる方向は、前記第２ホログラム分割線に関して傾斜しており、
前記ビーム分割用回折格子および前記ホログラム回折格子は、前記第２ホログラム分割領域のうち前記ビーム分割用回折格子を通過した光ビームが通過する部分の面積と、前記第３ホログラム分割領域のうち前記ビーム分割用回折格子を通過した光ビームが通過する部分の面積とが等しくなるように、前記基材に設けられることを特徴とするホログラム素子である。
【００１８】
また本発明は、透光性を有する基材と、
光源から発せられる光ビームを複数の光ビームに分割するビーム分割用回折格子と、
前記光源から発せられ、光ディスク状記録媒体で反射された光ビームを複数の光ビームに分割し、受光素子に向かう方向へ回折させるホログラム回折格子とを備え、
前記ビーム分割用回折格子は、互いに平行な第１分割線および第２分割線によって３つの領域に分割され、前記第１分割線および前記第２分割線によって挟まれる中央領域と、前記中央領域の両側にそれぞれ隣接し、前記光ビームの位相を、前記中央領域を通過する光ビームの位相に対して反転させる第１および第２隣接領域とを有し、
前記ホログラム回折格子は、このホログラム回折格子を２つの領域に分割する第１ホログラム分割線によって分割される一方の領域である第１ホログラム分割領域と、前記第１ホログラム分割線に直交し、前記第１ホログラム分割線によって分割される２つの領域のうち前記第１ホログラム分割領域とは異なる領域を２つの領域に分割する第２ホログラム分割線によって分割される第２および第３ホログラム分割領域とを有し、
前記第１および第２分割線を含む仮想一平面上に前記第２ホログラム分割線を正投影したとき、前記第２ホログラム分割線は、前記第１および第２分割線間の中央に位置することを特徴とするホログラム素子である。
【００１９】
また本発明は、前記ビーム分割用回折格子は、互いに平行な第１分割線および第２分割線によって３つの領域に分割され、前記第１分割線および前記第２分割線によって挟まれる中央領域と、前記中央領域の両側にそれぞれ隣接し、前記光ビームの位相を、前記中央領域を通過する光ビームの位相に対して反転させる第１および第２隣接領域とを有することを特徴とする。
【００２０】
また本発明は、半導体レーザ素子と、
前述のホログラム素子と、
光ディスク状記録媒体で反射され、前記ホログラム素子で回折された光ビームを受光する受光素子とを備えることを特徴とする半導体レーザ装置である。
【００２１】
また本発明は、前述の半導体レーザ装置と、
前記半導体レーザ装置から出射される光ビームを、光ディスク状記録媒体に形成される記録層に導光させる導光手段とを備え、
光ディスク状記録媒体で反射された光ビームを前記半導体レーザ装置の前記ホログラム素子に導くことを特徴とする光ピックアップ装置である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、ホログラム回折格子は、このホログラム回折格子を２つの領域に分割する第１ホログラム分割線によって分割される一方の領域である第１ホログラム分割領域と、前記第１ホログラム分割線に直交し、前記第１ホログラム分割線によって分割される２つの領域のうち前記第１ホログラム分割領域とは異なる領域を２つの領域に分割する第２ホログラム分割線によって分割される第２および第３ホログラム分割領域とを有する。ビーム分割用回折格子には溝部が形成され、溝部が延びる方向は、第２ホログラム分割線に関して傾斜している。これによって、光源から発せられる光ビームが、ビーム分割用回折格子を通過することによって複数の光ビーム、たとえばメインビームおよび２つのサブビームに分割される場合、メインビームが光ディスク状記録媒体（以下「記録媒体」という）上の所定のトラックに集光したときに、２つのサブビームをそれぞれ前記トラックに隣接するトラックに集光させることが可能となる。
【００２３】
ビーム分割用回折格子およびホログラム回折格子は、前記第２ホログラム分割領域のうちビーム分割用回折格子を通過した光ビームが通過する部分の面積と、前記第３ホログラム分割領域のうちビーム分割用回折格子を通過した光ビームが通過する部分の面積とが等しくなるように、基材に設けられる。
【００２４】
これによって、光源から発せられ、ビーム分割用回折格子を通過してホログラム回折格子に入射する光ビームの強度分布を、第２ホログラム分割線に関して対称にすることができる。したがってホログラム回折格子の第２ホログラム分割領域と第３ホログラム分割領域とにそれぞれ入射する光ビームの強度分布の差を低減させることができるので、ラジアルエラー信号に発生するオフセットを低減することができる。
【００２５】
また本発明によれば、ビーム分割用回折格子は、互いに平行な第１分割線および第２分割線によって３つの領域に分割され、第１分割線および第２分割線によって挟まれる中央領域と、前記中央領域の両側にそれぞれ隣接し、前記光ビームの位相を、前記中央領域を通過する光ビームの位相に対して反転させる第１および第２隣接領域とを有する。ホログラム回折格子は、このホログラム回折格子を２つの領域に分割する第１ホログラム分割線によって分割される一方の領域である第１ホログラム分割領域と、前記第１ホログラム分割線に直交し、前記第１ホログラム分割線によって分割される２つの領域のうち前記第１ホログラム分割領域とは異なる領域を２つの領域に分割する第２ホログラム分割線によって分割される第２および第３ホログラム分割領域とを有する。
【００２６】
第１および第２分割線を含む仮想一平面上に第２ホログラム分割線を正投影したとき、第２ホログラム分割線は、前記第１および第２分割線間の中央に位置する。これによって、第２ホログラム分割領域のうちビーム分割用回折格子の中央領域を通過した光ビームが通過する部分（以下「第１通過部分」という）の面積と、第３ホログラム分割領域のうちビーム分割用回折格子の中央領域を通過した光ビームが通過する部分（以下「第２通過部分」という）の面積との差を、第２ホログラム分割線が第１および第２分割線間の中央に位置しない場合に比べて小さくすることができる。また、第２ホログラム分割領域のうちビーム分割用回折格子の第１隣接領域を通過した光ビームが通過する部分（以下「第３通過部分」という）の面積と、第３ホログラム分割領域のうちビーム分割用回折格子の第２隣接領域を通過した光ビームが通過する部分（以下「第４通過部分」という）の面積との差を、第２ホログラム分割線が第１および第２分割線間の中央に位置しない場合に比べて小さくすることができる。
【００２７】
したがって第１通過部分と第２通過部分とにそれぞれ入射する光ビームの強度分布の差を低減させることができ、また第３通過部分と第４通過部分とにそれぞれ入射する光ビームの強度分布の差を低減させることができるので、ラジアルエラー信号に発生するオフセットを低減することができる。
【００２８】
また第３および第４通過部分に入射する光ビームは、ビーム分割用回折格子の第１または第２隣接領域を通過した光ビームであり、これらの光ビームの位相は、第１および第２通過部分に入射する光ビームの位相に対して反転されている。これによって、ラジアルエラー信号に発生するオフセットを一層低減することができる。たとえば光源から発せられる光ビームをビーム分割用回折格子でメインビームおよび２つのサブビームに分割して、メインビームを記録媒体上の所定のトラックに集光させ、２つのサブビームをそれぞれ前記トラックに隣接するトラックに集光させる場合、２つのサブビームが受光素子に入射して生成される信号の振幅を、メインビームが受光素子に入射して生成される信号の振幅よりも低減させることができるので、ラジアルエラー信号に発生するオフセットを一層低減することができる。
【００２９】
また本発明によれば、ビーム分割用回折格子は、互いに平行な第１分割線および第２分割線によって３つの領域に分割され、第１分割線および第２分割線によって挟まれる中央領域と、前記中央領域の両側にそれぞれ隣接し、前記光ビームの位相を、前記中央領域を通過する光ビームの位相に対して反転させる第１および第２隣接領域とを有する。これによって、ラジアルエラー信号に発生するオフセットを一層低減することができる。たとえば光源から発せられる光ビームをビーム分割用回折格子でメインビームおよび２つのサブビームに分割して、メインビームを記録媒体上の所定のトラックに集光させ、２つのサブビームをそれぞれ前記トラックに隣接するトラックに集光させる場合、２つのサブビームが受光素子に入射して生成される信号の振幅を、メインビームが受光素子に入射して生成される信号の振幅よりも低減させることができるので、ラジアルエラー信号に発生するオフセットを一層低減することができる。
【００３０】
また本発明によれば、前述のようなラジアルエラー信号に発生するオフセットを低減することができるホログラム素子を備えるので、前記従来の技術に比べてラジアルエラー信号を正確に検出することができる。
【００３１】
また本発明によれば、前述のようなラジアルエラー信号を正確に検出することのできる半導体レーザ装置を備えるので、安定したラジアルサーボを行うことのできる光ピックアップ装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
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。各形態において、先行する形態で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形態と同様とする。
【００３３】
図１は、本発明の実施の第１形態である光ピックアップ装置３０の構成を簡略化して示す図である。図２は、光ピックアップ装置３０に備わるホログラム素子３２の構成を示す図である。光ピックアップ装置３０は、光ビームを発する光源３１と、ホログラム素子３２と、コリメートレンズ３６と、対物レンズ３７と、複数の受光領域を有する受光素子３８とを備えて構成される。ホログラム素子３２は、透光性を有する基材３３と、ビーム分割用回折格子である３ビーム用回折格子３４と、ホログラム回折格子３５とを備える。３ビーム用回折格子３４は、基材３３の一表面部に設けられ、ホログラム回折格子３５は、基材３３の前記一表面部に対向する他表面部に設けられる。本実施の形態では、光源３１である半導体レーザ素子と、ホログラム素子３２と、受光素子３８とによって、半導体レーザ装置３９を構成する。
【００３４】
以下の実施の形態において、光ディスク状記録媒体（以下「記録媒体」という場合がある）４０の半径方向であるラジアル方向をＸ軸方向と定義し、記録媒体４０に形成されるトラックに対する接線方向であるタンジェンシャル方向をＹ軸方向と定義する。またＸ軸方向およびＹ軸方向に垂直な方向であり、光源３１から発せられる光ビームの光軸Ｌ１１に平行な方向をＺ軸方向と定義する。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向は、互いに直交する３次元の直交座標系を構成する。
【００３５】
光ピックアップ装置３０は、コンパクトディスク（Compact Disk；略称：ＣＤ）およびデジタルバーサタイルディスク（Digital Versatile Disk；略称：ＤＶＤ）などの記録媒体４０からの反射光を受光素子３８で受光することによって、対物レンズ３７の位置ずれを検出するとともに、記録媒体４０に情報を記録する処理および記録媒体４０に記録されている情報を再生する処理の少なくともいずれか一方の処理をする。
【００３６】
記録媒体４０には情報を記録するための複数の記録層が形成される。複数の記録層は記録媒体４０に照射される光ビームの光軸Ｌ１１に平行な方向に積層されている。たとえば、ＣＤは１．２ｍｍの厚みを有する単層構造であるのに対して、ＤＶＤは０．６ｍｍの厚みのディスクを２枚貼り合せた多層構造に形成される。記録媒体４０には３つ以上の記録層が形成されていてもよいが、便宜上、第１記録層および第２記録層が形成されているものとする。第１記録層は第２記録層よりも対物レンズ３７に近い位置に配置される。
【００３７】
光源３１は、たとえば半導体レーザ素子によって実現される。３ビーム用回折格子３４は、Ｚ軸方向一方から見た形状が長方形状に形成される。３ビーム用回折格子３４は、周期的な矩形形状の溝部が形成され、光源３１から発せられる光ビームを回折させて、メインビーム４１と、２つのサブビームすなわち第１サブビーム４２および第２サブビーム４３との少なくとも３つの光ビームに分割する。メインビーム４１は、３ビーム用回折格子３４を透過する０次回折光であり、記録媒体４０に記録されている情報を取得するための主光束である。第１および第２サブビーム４２，４３は、３ビーム用回折格子３４で回折された＋１次回折光および−１次回折光であり、メインビーム４１の集光位置を制御するために用いられる副光束である。３ビーム用回折格子３４によって分割された各光ビームは、ホログラム素子３２を通過し、次いで導光手段であるコリメートレンズ３６を通過して略平行光になり、導光手段である対物レンズ３７に導かれる。
【００３８】
対物レンズ３７は、光源３１から発せられる光ビームを、記録媒体４０の前記第１および第２記録層に集光させる。この対物レンズ３７は、不図示のアクチュエータに支持され、中立位置を含む可動範囲内で、ラジアル方向およびフォーカス方向に変位可能に設けられる。中立位置は、光源３１から発せられて対物レンズ３７に導かれた光ビームの光軸Ｌ１１と同軸になるように、対物レンズ３７が配置された位置である。ラジアル方向は、記録媒体４０の半径方向、つまりＸ軸方向である。フォーカス方向は、前記光ビームの光軸Ｌ１１に平行であり、記録媒体４０の第１および第２記録層に対して垂直な方向、つまりＺ軸方向である。対物レンズ４０は、前記Ｘ軸方向およびＺ軸方向への変位によって、光源３１から発せられた光ビームの記録媒体４０に対する集光位置を変化させる。
【００３９】
メインビーム４１と第１および第２サブビーム４２，４３とは、対物レンズ３７によって記録媒体４０上に集光される。記録媒体４０によって反射されたメインビーム４１と第１および第２サブビーム４２，４３とは、対物レンズ３７を通過した後、コリメートレンズ３６を通過して、ホログラム素子３２のホログラム回折格子３５に導かれる。
【００４０】
ホログラム回折格子３５は、Ｚ軸方向一方から見た外形が円形状に形成される。ホログラム回折格子３５は、第１ホログラム分割領域３５ａ、第２ホログラム分割領域３５ｂおよび第３ホログラム分割領域３５ｃを有する。第１ホログラム分割領域３５ａは、ホログラム回折格子３５を分割する第１ホログラム分割線ＨＬ１によって分割される２つの半円形状の領域のうち一方の領域である。第２ホログラム分割領域３５ｂは、前記２つの半円形状の領域のうち他方の半円形状の領域を、前記第１ホログラム分割線ＨＬ１に直交する第２ホログラム分割線ＨＬ２によって分割される２つの１／４円形状の領域のうち一方の領域である。第３ホログラム分割領域３５ｃは、前記２つの１／４円形状の領域のうち他方の領域である。
【００４１】
記録媒体４０で反射され、前述のホログラム回折格子３５の第１〜第３ホログラム分割領域３５ａ〜３５ｃに入射した光ビームは、回折されて、受光素子３８に導かれる。受光素子３８は、複数の受光領域を備えており、各受光領域における受光結果に基づいて、フォーカスエラー信号およびラジアルエラー信号が生成される。フォーカスエラー信号によって、光源３１から発せられる光ビームのビームスポットの焦点が記録媒体４０のピットに合っているか否かが検出される。ラジアルエラー信号によって、記録媒体４０のトラックの中心に前記光ビームが集光しているか否かが検出される。さらに述べると、ラジアルエラー信号によって、ラジアル方向における対物レンズ３７の中立位置からの位置ずれが検出される。
【００４２】
本実施の形態では、記録媒体４０で反射されてホログラム回折格子３５で回折された光ビームが３ビーム用回折格子３４に入射することを回避するために、ホログラム素子３２の厚み方向に垂直な仮想一平面に、３ビーム用回折格子３４およびホログラム回折格子３５を投影したとき、３ビーム用回折格子３４がホログラム回折格子３５よりも小さい形状に形成される。
【００４３】
本実施の形態によれば、ホログラム回折格子３５は、このホログラム回折格子３５を２つの領域に分割する第１ホログラム分割線ＨＬ１によって分割される一方の領域である第１ホログラム分割領域３５ａと、前記第１ホログラム分割線ＨＬ１に直交し、前記第１ホログラム分割線ＨＬ１によって分割される２つの領域のうち前記第１ホログラム分割領域３５ａとは異なる領域を２つの領域に分割する第２ホログラム分割線ＨＬ２によって分割される第２および第３ホログラム分割領域３５ｂ、３５ｃとを有する。
【００４４】
３ビーム用回折格子３４には溝部が形成され、溝部が延びる方向は、第２ホログラム分割線ＨＬ２に関して傾斜している。これによって、光源３１から発せられる光ビームが、３ビーム用回折格子３４を通過することによって複数の光ビーム、本実施の形態ではメインビーム４１ならびに第１および第２サブビーム４２，４３に分割される場合、メインビーム４１が記録媒体４０上の所定のトラックに集光したときに、第１および第２サブビーム４２，４３をそれぞれ前記トラックに隣接するトラックに集光させることが可能となる。
【００４５】
３ビーム用回折格子３４およびホログラム回折格子３５は、第２ホログラム分割領域３５ｂのうち３ビーム用回折格子３４を通過した光ビームが通過する部分の面積と、第３ホログラム分割領域３５ｃのうち３ビーム用回折格子３４を通過した光ビームが通過する部分の面積とが等しくなるように、基材３３に設けられる。
【００４６】
これによって、光源３１から発せられ、３ビーム用回折格子３４を通過してホログラム回折格子３５に入射する光ビームの強度分布を、第２ホログラム分割線ＨＬ２に関して対称にすることができる。
【００４７】
したがって第２ホログラム分割領域３５ｂのうち３ビーム用回折格子３４を通過した光ビームが通過する部分の面積と、第３ホログラム分割領域３５ｃのうち３ビーム用回折格子３４を通過した光ビームが通過する部分の面積とが等しくならない図６に示す前記従来の技術に比べて、ホログラム回折格子３５の第２ホログラム分割領域３５ｂと第３ホログラム分割領域３５ｃとにそれぞれ入射する光ビームの強度分布の差を低減させることができるので、ラジアルエラー信号に発生するオフセットを、図６に示す前記従来の技術に比べて低減することができる。
【００４８】
また本発明の実施の第１の形態である光ピックアップ装置３０に備わる半導体レーザ装置３９は、光源３１である半導体レーザ素子と、前述のホログラム素子３２と、記録媒体４０で反射され、前記ホログラム素子３２のホログラム回折格子３５で回折された光ビームを受光する受光素子３８とを備えて構成される。半導体レーザ装置３９は、前述のようなラジアルエラー信号に発生するオフセットを低減することができるホログラム素子３２を備えるので、前記従来の技術に比べてラジアルエラー信号を正確に検出することができる。
【００４９】
また本発明の実施の第１の形態である光ピックアップ装置３０は、前記半導体レーザ装置３９と、前記半導体レーザ装置３９から出射される光ビームを、記録媒体４０に形成される第１および第２記録層に導光させる導光手段として機能するコリメートレンズ３６および対物レンズ３７とを備えて構成される。光ピックアップ装置３０において、記録媒体４０で反射された光ビームは、前記半導体レーザ装置３９の前記ホログラム素子３２に導かれる。光ピックアップ装置３０は、前述のようなラジアルエラー信号を正確に検出することのできる半導体レーザ装置３９を備えるので、安定したラジアルサーボを行うことのできる光ピックアップ装置を実現することができる。
【００５０】
図３は、本発明の実施の第２形態である光ピックアップ装置に備わるホログラム素子３２Ａの構成を示す図である。図３では、Ｚ軸方向一方から見たホログラム素子３２Ａを示している。本実施の形態の光ピックアップ装置は、前述の実施の第１形態の光ピックアップ装置３０と類似しているので、異なる部分についてのみ説明し、実施の第１形態と対応する部分には同一の参照符を付し、共通する説明を省略する。
【００５１】
本実施の形態の光ピックアップ装置は、前述の実施の第１形態のホログラム素子３２に代えて、別のホログラム素子３２Ａを備えて構成される。本実施の形態のホログラム素子３２Ａは、透光性を有する基材３３と、ビーム分割用回折格子である位相シフト回折格子４５と、ホログラム回折格子３５とを備える。位相シフト回折格子４５は、基材３３の一表面部に設けられ、ホログラム回折格子３５は、基材３３の前記一表面部に対向する他表面部に設けられる。
【００５２】
位相シフト回折格子４５は、Ｚ軸方向一方から見た形状が長方形状に形成される。位相シフト回折格子４５は、互いに平行な第１分割線ＰＬ１および第２分割線ＰＬ２によって３つの領域に分割される。具体的に述べると、位相シフト回折格子４５は、第１分割線ＰＬ１および第２分割線ＰＬ２によって挟まれる中央領域４６と、前記中央領域４６の両側にそれぞれ隣接し、前記光ビームの位相を、前記中央領域４６を通過する光ビームの位相に対して反転させる第１および第２隣接領域４７，４８とを有する。
【００５３】
第１分割線ＰＬ１および第２分割線ＰＬ２は、位相シフト回折格子４５の長辺部に関して傾斜している。第１および第２分割線ＰＬ１，ＰＬ２は、ホログラム回折格子３５の第２ホログラム分割線ＨＬ２にそれぞれ平行である。位相シフト回折格子４５は、第１隣接領域４７の面積と第２隣接領域４８の面積とが等しくなるように形成される。
【００５４】
位相シフト回折格子４５の中央領域４６ならびに第１および第２隣接領域４７，４８には、周期的な矩形形状の溝部がそれぞれ形成され、中央領域４６ならびに第１および第２隣接領域４７，４８における溝部が延びる方向は、第２ホログラム分割線ＨＬ２に関して傾斜している。位相シフト回折格子４５は、３ビーム用回折格子３４と同様に、光源３１から発せられる光ビームを回折させて、メインビーム４１と、第１および第２サブビーム４２，４３との少なくとも３つの光ビームに分割する。
【００５５】
本実施の形態では、記録媒体４０で反射されてホログラム回折格子３５で回折された光ビームが位相シフト回折格子４５に入射することを回避するために、ホログラム素子３２Ａの厚み方向に垂直な仮想一平面に、位相シフト回折格子４５およびホログラム回折格子３５を投影したとき、位相シフト回折格子４５がホログラム回折格子３５よりも小さい形状に形成される。
【００５６】
本実施の形態では、第１および第２分割線ＰＬ１，ＰＬ２を含む仮想一平面上に第２ホログラム分割線ＨＬ２を正投影したとき、第２ホログラム分割線ＨＬ２は、前記第１および第２分割線ＰＬ１，ＰＬ２間の中央に位置し、かつ前記第１および第２分割線ＰＬ１，ＰＬ２にそれぞれ平行である。これによって、第２ホログラム分割領域３５ｂのうち位相シフト回折格子４５の中央領域４６を通過した光ビームが通過する部分（以下「第１通過部分」という）４６ａの面積と、第３ホログラム分割領域３５ｃのうち位相シフト回折格子４５の中央領域４６を通過した光ビームが通過する部分（以下「第２通過部分」という）４６ｂの面積との差を、第２ホログラム分割線ＨＬ２が第１および第２分割線ＰＬ１，ＰＬ２間の中央に位置しない場合に比べて小さくすることができる。また、第２ホログラム分割領域３５ｂのうち位相シフト回折格子４５の第１隣接領域４７を通過した光ビームが通過する部分（以下「第３通過部分」という）４７ａの面積と、第３ホログラム分割領域３５ｃのうち位相シフト回折格子４５の第２隣接領域４８を通過した光ビームが通過する部分（以下「第４通過部分」という）４８ａの面積との差を、第２ホログラム分割線ＨＬ２が第１および第２分割線ＰＬ１，ＰＬ２間の中央に位置しない場合に比べて小さくすることができる。
【００５７】
したがって第１通過部分４６ａと第２通過部分４６ｂとにそれぞれ入射する光ビームの強度分布の差を低減させることができ、また第３通過部分４７ａと第４通過部分４８ａとにそれぞれ入射する光ビームの強度分布の差を低減させることができるので、ラジアルエラー信号に発生するオフセットを低減することができる。
【００５８】
また第３および第４通過部分４７ａ，４８ａに入射する光ビームは、位相シフト回折格子４５の第１または第２隣接領域４７，４８を通過した光ビームであり、これらの光ビームの位相は、第１および第２通過部分４６ａ，４６ｂに入射する光ビームの位相に対して反転されている。これによって、ラジアルエラー信号に発生するオフセットを一層低減することができる。たとえば光源３１から発せられる光ビームを位相シフト回折格子４５でメインビーム４１ならびに第１および第２サブビーム４２，４３に分割して、メインビーム４１を記録媒体４０上の所定のトラックに集光させ、第１および第２サブビーム４２，４３をそれぞれ前記トラックに隣接するトラックに集光させる場合、第１および第２サブビーム４２，４３が受光素子３８に入射して生成される信号の振幅を、メインビーム４１が受光素子３８に入射して生成される信号の振幅よりも低減させることができるので、ラジアルエラー信号に発生するオフセットを一層低減することができる。
【００５９】
また本発明の実施の第２の形態である光ピックアップ装置に備わる半導体レーザ装置は、光源３１である半導体レーザ素子と、前述のホログラム素子３２Ａと、記録媒体４０で反射され、前記ホログラム素子３２Ａのホログラム回折格子３５で回折された光ビームを受光する受光素子３８とを備えて構成される。本実施の形態の半導体レーザ装置は、前述のようなラジアルエラー信号に発生するオフセットを低減することができるホログラム素子３２Ａを備えるので、前記従来の技術に比べてラジアルエラー信号を正確に検出することができる。
【００６０】
また本発明の実施の第２の形態である光ピックアップ装置は、前述のようなラジアルエラー信号を正確に検出することのできる前記半導体レーザ装置を備えるので、安定したラジアルサーボを行うことのできる光ピックアップ装置を実現することができる。
【００６１】
図４は、本発明の実施の第３形態である光ピックアップ装置に備わるホログラム素子３２Ｂの構成を示す図である。図４では、Ｚ軸方向一方から見たホログラム素子３２Ｂを示している。本実施の形態の光ピックアップ装置は、前述の実施の第１形態の光ピックアップ装置３０と類似し、またホログラム素子３２Ｂは、図３に示す実施の第２形態のホログラム素子３２Ａと類似しているので、異なる部分についてのみ説明し、実施の第１および第２形態と対応する部分には同一の参照符を付し、共通する説明を省略する。
【００６２】
本実施の形態の光ピックアップ装置は、前述の実施の第１形態のホログラム素子３２に代えて、別のホログラム素子３２Ｂを備えて構成される。本実施の形態のホログラム素子３２Ｂは、透光性を有する基材３３と、ビーム分割用回折格子である位相シフト回折格子４５Ａと、ホログラム回折格子３５とを備える。位相シフト回折格子４５Ａは、基材３３の一表面部に設けられ、ホログラム回折格子３５は、基材３３の前記一表面部に対向する他表面部に設けられる。
【００６３】
位相シフト回折格子４５Ａは、Ｚ軸方向一方から見た形状が長方形状に形成される。位相シフト回折格子４５Ａは、互いに平行な第１分割線ＰＬ１および第２分割線ＰＬ２によって３つの領域に分割される。具体的に述べると、位相シフト回折格子４５Ａは、位相シフト回折格子４５と同様に、第１分割線ＰＬ１および第２分割線ＰＬ２によって挟まれる中央領域４６と、前記中央領域４６の両側にそれぞれ隣接し、前記光ビームの位相を、前記中央領域４６を通過する光ビームの位相に対して反転させる第１および第２隣接領域４７，４８とを有する。
【００６４】
第１分割線ＰＬ１および第２分割線ＰＬ２は、位相シフト回折格子４５Ａの長辺部に平行である。また第１および第２分割線ＰＬ１，ＰＬ２は、ホログラム回折格子３５の第２ホログラム分割線ＨＬ２にそれぞれ平行である。位相シフト回折格子４５Ａは、第１隣接領域４７の面積と第２隣接領域４８の面積とが等しくなるように形成されている。
【００６５】
位相シフト回折格子４５Ａの中央領域４６ならびに第１および第２隣接領域４７，４８には、周期的な矩形形状の溝部がそれぞれ形成され、中央領域４６ならびに第１および第２隣接領域４７，４８における溝部が延びる方向は、第２ホログラム分割線ＨＬ２に関して傾斜している。位相シフト回折格子４５Ａは、３ビーム用回折格子３４と同様に、光源３１から発せられる光ビームを回折させて、メインビーム４１と、第１および第２サブビーム４２，４３との少なくとも３つの光ビームに分割する。
【００６６】
本実施の形態では、記録媒体４０で反射されてホログラム回折格子３５で回折された光ビームが位相シフト回折格子４５Ａに入射することを回避するために、ホログラム素子３２Ｂの厚み方向に垂直な仮想一平面に、位相シフト回折格子４５Ａおよびホログラム回折格子３５を投影したとき、位相シフト回折格子４５Ａがホログラム回折格子３５よりも小さい形状に形成される。
【００６７】
本実施の形態では、第１分割線ＰＬ１および第２分割線ＰＬ２が、位相シフト回折格子４５Ａの長辺部に平行であり、また第１および第２分割線ＰＬ１，ＰＬ２が、ホログラム回折格子３５の第２ホログラム分割線ＨＬ２にそれぞれ平行である。したがって、第２ホログラム分割領域３５ｂのうち位相シフト回折格子４５の中央領域４６を通過した光ビームが通過する前記第１通過部分４６ａの面積と、第３ホログラム分割領域３５ｃのうち位相シフト回折格子４５の中央領域４６を通過した光ビームが通過する前記第２通過部分４６ｂの面積とを等しくすることができる。これによって第１通過部分４６ａと第２通過部分４６ｂとにそれぞれ入射する光ビームの強度分布を、第２ホログラム分割線ＨＬ２に関して対称にすることができる。また、第２ホログラム分割領域３５ｂのうち位相シフト回折格子４５Ａの第１隣接領域４７を通過した光ビームが通過する前記第３通過部分４７ａの面積と、第３ホログラム分割領域３５ｃのうち位相シフト回折格子４５Ａの第２隣接領域４８を通過した光ビームが通過する前記第４通過部分（以下「第４通過部分」という）４８ａの面積とを等しくすることができる。これによって第３通過部分４７ａと第４通過部分４８ａとにそれぞれ入射する光ビームの強度分布を、第２ホログラム分割線ＨＬ２に関して対称にすることができる。これらによって、ラジアルエラー信号に発生するオフセットを一層低減することができる。
【００６８】
たとえば光源３１から発せられる光ビームを位相シフト回折格子４５Ａでメインビーム４１ならびに第１および第２サブビーム４２，４３に分割して、メインビーム４１を記録媒体４０上の所定のトラックに集光させ、第１および第２サブビーム４２，４３をそれぞれ前記トラックに隣接するトラックに集光させる場合、第１および第２サブビーム４２，４３が受光素子３８に入射して生成される信号の振幅を、メインビーム４１が受光素子３８に入射して生成される信号の振幅よりも低減させることができるので、ラジアルエラー信号に発生するオフセットを一層低減することができる。
【００６９】
また本発明の実施の第３の形態である光ピックアップ装置に備わる半導体レーザ装置は、光源３１である半導体レーザ素子と、前述のホログラム素子３２Ｂと、記録媒体４０で反射され、前記ホログラム素子３２Ｂのホログラム回折格子３５で回折された光ビームを受光する受光素子３８とを備えて構成される。本実施の形態の半導体レーザ装置は、前述のようなラジアルエラー信号に発生するオフセットを低減することができるホログラム素子３２Ｂを備えるので、前記従来の技術に比べてラジアルエラー信号を正確に検出することができる。
【００７０】
また本発明の実施の第３の形態である光ピックアップ装置は、前述のようなラジアルエラー信号を正確に検出することのできる前記半導体レーザ装置を備えるので、安定したラジアルサーボを行うことのできる光ピックアップ装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施の第１形態である光ピックアップ装置３０の構成を簡略化して示す図である。
【図２】光ピックアップ装置３０に備わるホログラム素子３２の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の第２形態である光ピックアップ装置に備わるホログラム素子３２Ａの構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の第３形態である光ピックアップ装置に備わるホログラム素子３２Ｂの構成を示す図である。
【図５】従来の技術の光ピックアップ装置１０の構成を簡略化して示す図である。
【図６】図５に示す光ピックアップ装置１０に備わるホログラム素子１２を示す図である。
【図７】ホログラム回折格子１４および受光素子１７の構成を示す図である。
【図８】図５に示す光ピックアップ装置１０に備わるホログラム素子１２Ａの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０，３０  光ピックアップ装置
１１，３１  光源
１２，１２Ａ，３２，３２Ａ，３２Ｂ  ホログラム素子
１３，３４  ３ビーム用回折格子
１４，３５  ホログラム回折格子
１５，３６  コリメートレンズ
１６，３７  対物レンズ
１７，３８  受光素子
１８，４０  記録媒体
２０，４１  メインビーム
２１，４２  第１サブビーム
２２，４３  第２サブビーム
３３  基材
３５ａ〜３５ｃ  第１〜第３ホログラム分割領域
３９  半導体レーザ装置
４５，４５Ａ  位相シフト回折格子
４６  中央領域
４６ａ  第１通過部分
４６ｂ  第２通過部分
４７  第１隣接領域
４７ａ  第３通過部分
４８  第２隣接領域
４８ａ  第４通過部分
ＨＬ１  第１ホログラム分割線
ＨＬ２  第２ホログラム分割線
ＰＬ１  第１分割線
ＰＬ２  第２分割線
【図１】
2009093688.tif 000003
【図２】
2009093688.tif 000004
【図３】
2009093688.tif 000005
【図４】
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【図５】
2009093688.tif 000007
【図６】
2009093688.tif 000008
【図７】
2009093688.tif 000009
【図８】
2009093688.tif 000010