JP2000021008A

JP2000021008A - 光ピックアップ装置

Info

Publication number: JP2000021008A
Application number: JP10189171A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Ouchida; 茂大内田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1998-07-03
Filing date: 1998-07-03
Publication date: 2000-01-21

Abstract

(57)【要約】【課題】組付け調整が簡単で低コストで量産性に富んだ
小型な光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】本発明は、光源１からの光束を回折素子３
を通して光記録媒体８上の記録面に照射することによ
り、光記録媒体への光学的情報の書き込み及び／または
光記録媒体上の光学的情報の読み取りを行う光ピックア
ップ装置において、光源１と回折素子３の光路中にプリ
ズム状の光学部材２が配され、その光学部材２の１面は
反射面９となっており、回折素子３からの回折光がこの
反射面９により反射されて受光素子１０へと導かれるよ
うにした。すなわち光源１からの光を透過させ、回折素
子３からの回折光を反射するようなプリズム状の光学部
材２を用いることにより、該光学部材自体を大きくし、
組付け性を容易にして量産性を高めることが可能とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク等の光
記録媒体の記録及び／または再生に用いられる光ピック
アップ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンパクトディスク（ＣＤ）系光
ディスク等の記録及び／または再生に用いられる光ピッ
クアップ装置では、構成の簡便化、組立及び調整の簡易
化、部品個々の低価格化が要求されている。そこで、こ
のような要求を満たすものとして、半導体レーザー（Ｌ
Ｄ）と受光素子（ＰＤ）とホログラム素子を組み合わせ
ることにより、調整方法を容易にした、小型軽量で低価
格の光ピックアップ装置が実現されている。

【０００３】例えば、図１０はホログラム素子を用いた
光ピックアップ装置の構成例を示す図であり、この光ピ
ックアップ装置は、発光波長７８０ｎｍの半導体レーザ
ー（ＬＤ）と受光素子（ＰＤ）とホログラム素子と反射
ミラー及び対物レンズにより構成されており、ＬＤ、Ｐ
Ｄ、ホログラム素子は鏡筒を介して一体化され、光学調
整済みのかたちでブロック化されている。ＬＤ光源を発
したビームは３ビーム生成用の回折格子、ホログラム
面、光路折り曲げ用の反射ミラー、対物レンズを通過
し、光ディスク（ＤＩＳＣ）の記録ピット面に結像す
る。そしてピット面からの反射光は再び対物レンズ、反
射ミラー面を経て、ホログラム面に入射し、２種類の異
なるピッチのホログラムパターンにより、２種類の＋１
次回折光が生成される。これらは臨界角以上でミラー面
に入射し、全反射後透過面を通過し、ＰＤの受光部に到
達し、情報信号、フォーカス誤差信号、トラッキング誤
差信号が検出される。図１０の構成ではＬＤやＰＤを交
換可能であり、ＰＤの高速化や新型ＬＤ搭載といった高
性能化に対応しやすく、高額な初期投資も必要がない。

【０００４】また、複屈折結晶よりなる複屈折型回折素
子を用いて光利用効率の高い光ピックアップ装置（光ヘ
ッド装置）を実現するものが提案されている（特開平３
−２２５６３６号公報）。図１１はその一例を示す光ピ
ックアップ装置の概略構成図であり、この光ピックアッ
プ装置は、光源である半導体レーザー１０１と、半導体
レーザー１０１からの放射光１０２を実質的に三つのビ
ームに分ける複屈折回折格子型構造の回折格子１０４
と、回折格子１０４透過後の光束を略平行光とした後、
収束して光ディスク１０９上に集光する結像レンズ系を
構成するコリメートレンズ１０５と収束レンズ（対物レ
ンズ）１０８と、光ディスク１０９からの戻り光を結像
レンズ系の光軸外に回折分離する複屈折回折格子型構造
のホログラム素子１０３と、回折格子１０４及びホログ
ラム素子１０３と光ディスク１０９との間に配置された
４分の１波長板（λ／４板）１０７と、光軸外に分離さ
れた回折光を受光する６分割検出器１１０及び光検出器
１１１とから構成されている。この光ピックアップ装置
では、ホログラム素子を用いているため構成の簡素化が
でき、さらに一軸系の構成をとることができ装置の小型
・軽量化が可能となる。さらに、ホログラム素子及び回
折格子を複屈折性回折格子型構造にすることにより、光
ディスクの信号を高効率に再生することが可能となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、半導体
レーザー（ＬＤ）と受光素子（ＰＤ）とホログラム素子
を組み合わせることにより、調整方法を容易にした、小
型軽量で低価格の光ピックアップ装置が実現可能である
が、従来技術では以下のような欠点が生じる。

【０００６】１．記録用光ピックアップは高い光利用効
率が求められる。従来のコンパクトディスク（ＣＤ）用
光ピックアップは、通常、再生専用であるため光利用効
率は低くても問題はない。すなわちコリメートレンズ
（ＣＬ）の焦点距離は長くてもよい。しかしながら、書
換え型及び追記型の光ディスク用の光ピックアップは、
ディスク面上で高い光パワーを確保するため、半導体レ
ーザー（ＬＤ）からの光を無駄なく取り込むために、開
口数（ＮＡ）が大きく、焦点距離の短いＣＬを用いなけ
ればならない。しかしながら焦点距離の短いＣＬを用い
た場合、回折光を反射するためのミラー等を配置するス
ペースが狭くなり、ミラー自体等も小型化しなければな
らないので組付けが難しくなり、量産性が低下する。

【０００７】２．大きな分離角が必要。本発明では記録
可能な光ピックアップ装置を対象にしているため、ＬＤ
光源からの光を効率よく取り込むためにＣＬはＮＡが大
きく（ＮＡ＝０．３程度）、焦点距離は短い（ｆ＝１０
ｍｍ前後）ものを使わなければならない。そのためワー
キングディスタンスの短い中でＬＤパッケージとＰＤパ
ッケージの間隔（約５ｍｍ以上）を確保するためには、
回折格子の回折角を大きくしなければならない。回折格
子の回折角を大きくするためには、格子ピッチを小さく
しなければならないが、格子ピッチを小さくすると微細
加工精度が高まり、格子形状を理想どおりに作ることが
難しくなる。その結果、複屈折ホログラムの偏光分離性
が低下し、回折効率が下がり、ＰＤへの光量が低下して
信号のＳ／Ｎ比が低下する。従って格子ピッチをあまり
小さくすることはできない。

【０００８】３．基板結晶により収差が発生する。ニオ
ブ酸リチウムのような複屈折性の結晶を発散光路中に配
置すると、軸方向により屈折率が違うので、それぞれ違
う角度をもって入射する光に対して異なる屈折率とな
り、結晶透過後の光には収差が乗ってしまう（平行光路
中では問題は無い）。したがって、ＬＤ光源とコリメー
トレンズ（ＣＬ）の間に複屈折性の結晶を配置する場合
は、そこで生じる収差を別の光学部品で補うか、結晶基
板を非常に薄くして収差の発生を極力抑えるしかない。
しかしながら、それでは別の光学部品の作製にコストが
かかったり、薄い結晶基板は加工しにくいので量産性が
悪い。

【０００９】本発明は上記の事項１〜３の欠点を解決す
るためになされたものであって、その目的は、記録可能
な光ピックアップとして焦点距離の短いコリメートレン
ズを用いた場合でも、信号性能を損なうことがなく、か
つホログラム等の回折素子を用いた光ピックアップの特
徴である組付け調整が簡単で量産性に富んだ小型な光ピ
ックアップ装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１に係る発明は、光源からの光束を回折素子
を通して光記録媒体上の記録面に照射することにより、
光記録媒体への光学的情報の書き込み及び／または光記
録媒体上の光学的情報の読み取りを行う光ピックアップ
装置において、前記光源と前記回折素子の光路中にプリ
ズム状の光学部材が配され、その光学部材の１面は反射
面となっており、前記回折素子からの回折光がこの反射
面により反射されて受光素子へと導かれるようにしたこ
とを特徴とするものである。すなわち請求項１に係る光
ピックアップ装置では、半導体レーザー等の光源からの
光を透過させ、ホログラム等の回折素子からの回折光を
反射するようなプリズム状の光学部材を用いることによ
り、該光学部材自体を大きくし、組付け性を容易にして
量産性を高めることが可能となる。

【００１１】請求項２に係る発明は、光源からの光束を
回折素子を通して光記録媒体上の記録面に照射すること
により、光記録媒体への光学的情報の書き込み及び／ま
たは光記録媒体上の光学的情報の読み取りを行う光ピッ
クアップ装置において、前記光源と前記回折素子の光路
中にプリズム状の光学部材が配され、その光学部材の１
面は入射した光の一部を透過させ、別の１面は前記光記
録媒体からの反射光は反射させ前記１面を透過した光は
透過させる構造となっていることを特徴とするものであ
る。すなわち請求項２に係る光ピックアップ装置では、
光学部材は、光源からの入射光の一部を透過させ光記録
媒体からの反射光を反射して同方向に導くことができる
ので、信号検出用の受光素子と光源のモニター用の受光
素子を共通化して１つにすることが可能となり、部品点
数を削減し、調整を簡素化することが可能となる。

【００１２】請求項３に係る発明は、請求項１または２
に記載の光ピックアップ装置において、前記光学部材
は、回折素子により回折された光を反射する反射面が反
射型回折格子となっていることを特徴とするものであ
る。すなわち請求項３に係る光ピックアップ装置では、
光学部材の反射面を反射型回折格子とすることにより、
回折素子側の格子ピッチを小さくせずに組付け調整をす
るスペースを確保することが可能となり、設計の自由度
を高め、良好な信号特性を確保することが可能となる。

【００１３】請求項４に係る発明は、光源からの光束を
回折素子を通して光記録媒体上の記録面に照射すること
により、光記録媒体への光学的情報の書き込み及び／ま
たは光記録媒体上の光学的情報の読み取りを行う光ピッ
クアップ装置において、前記光源と前記回折素子の光路
中にプリズム状の光学部材が配され、その光学部材の１
面は入射した光の一部を透過させ、別の１面は前記１面
を透過した光を全反射させる構造となっていることを特
徴とするものである。すなわち請求項４に係る光ピック
アップ装置では、光学部材の１面は入射した光の一部を
透過させ、別の１面は前記１面を透過した光を全反射さ
せる構造となっているので、光源からの入射光の一部を
任意の方向に反射して信号検出用の受光素子に導くこと
ができ、信号検出用の受光素子と光源のモニター用の受
光素子を共通化して１つにすることが可能となり、部品
点数を削減すると同時に、光学部材の構造を簡素化して
低コスト化を図ることが可能となる。

【００１４】請求項５に係る発明は、請求項１，２，３
または４に記載の光ピックアップ装置において、回折素
子の凹凸部の長手方向に垂直な面における断面形状が左
右非対称であることを特徴とするものである。すなわち
請求項５に係る光ピックアップ装置では、ホログラム等
の回折素子の凹凸部の長手方向に垂直な面における断面
形状を左右非対称にすることにより、回折素子の回折光
のうち、受光素子へと導かれる回折光の強度を強めるこ
とが可能となり、信号性能を高め、Ｓ／Ｎ比の向上を図
ることが可能となる。

【００１５】請求項６に係る発明は、請求項１，２，
３，４または５に記載の光ピックアップ装置において、
光源と回折素子と受光素子とプリズム状光学部材とが１
つの筐体に納められ、それぞれの位置に固定されている
ことを特徴とするものである。すなわち請求項６に係る
光ピックアップ装置では、光源、回折素子、受光素子、
プリズム状光学部材などの光学部品を１つの筐体に納め
て一体化しセル構造化することにより、経時変化に対し
ても安定になると同時に光ピックアップ装置への取付け
が容易になり、光ピックアップの小型化と、セル構造化
による量産性の良さを確保することが可能となる。

【００１６】請求項７に係る発明は、請求項１，２，
３，４，５または６に記載の光ピックアップ装置におい
て、回折素子が無機物質を斜め蒸着して形成した異方性
膜により構成されていることを特徴とするものである。
すなわち請求項７に係る光ピックアップ装置では、ホロ
グラム等の回折素子に無機物質を斜め蒸着して形成した
異方性膜を用いることにより、膜厚を薄くすることがで
き、発散光路中に配置しても収差の発生が小さくなるよ
うにすることが可能となる。

【００１７】請求項８に係る発明は、請求項１，２，
３，４，５または６に記載の光ピックアップ装置におい
て、回折素子が有機物質を配向して形成した異方性膜に
より構成されていることを特徴とするものである。すな
わち請求項８に係る光ピックアップ装置では、ホログラ
ム等の回折素子に有機物質を配向して形成した異方性膜
を用いることにより、膜厚を薄くすることができ、発散
光路中に配置しても収差の発生が小さくなるようにする
ことが可能となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図示
の実施例に基づいて詳細に説明する。

【００１９】（請求項１の実施例）図１は本発明の第１
実施例を示す光ピックアップ装置の概略構成図であり、
図中の符号１は半導体レーザー（ＬＤ）光源、２は透明
材料からなり四角柱状または台形状で一端側に傾斜面を
有し該傾斜面が反射面９となっている比較的大型のプリ
ズム状光学部材（以下、大型プリズムと言う）、３は回
折素子である偏光ホログラム、４はコリメートレンズ
（ＣＬ）、５は立ち上げミラー、６は１／４波長板、７
は対物レンズ、８は光記録媒体である光ディスク、１０
は複数の受光部からなる受光素子（ＰＤ）である。

【００２０】図１において、ＬＤ光源１から出射された
光は、大型プリズム２を透過して偏光ホログラム３も透
過し、コリメートレンズ４により平行光となる。平行光
となった光束は１／４波長板６により円偏光となり、対
物レンズ７により光ディスク８の記録面上に微小なスポ
ット光として集光される。そして光ディスク８の記録面
で反射した光は再度対物レンズ７、１／４波長板６を経
て、出射された時の偏光方向とは９０度向きを変えた直
線偏光となってコリメートレンズ４に戻ってくる。そし
てコリメートレンズ４により収束光となった光は、偏光
ホログラム３で回折され、大型プリズム２の反射面９で
反射して受光素子１０へと導かれ、情報信号（Ｒｆ信
号）やフォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号が検
出される。

【００２１】ところで、本発明は記録可能な光ピックア
ップ装置に関するものであるが、記録可能な光ピックア
ップ装置とするためには、光源１からの光を効率良く取
り込むためにコリメートレンズ４は開口数ＮＡが大きく
（ＮＡ＝０．３程度）、焦点距離ｆは短い（ｆ＝１０ｍ
ｍ前後）ものを使わなければならない。ここで、図２は
従来の偏光ホログラムを用いたＣＤ用光ピックアップの
光源−コリメートレンズ間、コリメートレンズ−受光素
子間の光学系の一例を示すものであり、従来は偏光ホロ
グラム３からの回折光を受光素子１０に向けて反射する
手段として比較的小型のミラー２０が用いられていた
が、図２（ａ）に示すように、コリメートレンズ４の焦
点距離ｆが長い場合は、偏光ホログラム３とミラー２０
との間隔を長くでき、偏光ホログラム３の分離角θも小
さく、偏光ホログラム３からの回折光を受光素子１０に
向けて反射するミラー２０の配置にも余裕がある。しか
しながら、図２（ｂ）に示すように、コリメートレンズ
４の焦点距離ｆを短くした場合には、偏光ホログラム３
とミラー２０の間隔が短くなり、その分、偏光ホログラ
ム３の分離角θを大きくしなければならず、ミラー２０
の置くスペースも非常に狭くなるため、取付け精度が厳
しくなってしまう。また、偏光ホログラム３の分離角θ
を大きくするためには、偏光ホログラム３の格子ピッチ
を小さくしなければならないが、格子ピッチを小さくす
ると微細加工精度が高まり、格子形状を理想どおりに作
ることが難しくなる。その結果、偏光ホログラム３の偏
光分離性が低下し、回折効率が下がり、受光素子１０へ
の光量が低下して信号のＳ／Ｎ比が低下する。また本来
受光素子１０へと行くはずの光が回折せずに偏光ホログ
ラム３を透過し、光源１に戻ってしまいＬＤノイズを生
じさせる原因になってしまい、信頼性も低下する。

【００２２】そこで本発明では、偏光ホログラム３から
の回折光を受光素子１０に向けて反射する通常のミラー
２０に替えて大型プリズム２を用い、ＬＤ光源１と偏光
ホログラム３の光路中に大型プリズム２の光が透過する
面を備えるように配置する。ここで、図３に示すよう
に、この大型プリズム２の屈折率をｎとし厚さをｄとす
れば、大型プリズム２の光透過部分の光路長はｄ／ｎと
なり、大型プリズム２を介在させない場合と比べて光源
１とコリメートレンズ４の間隔を（ｄ−ｄ／ｎ）だけ大
きくでき、その分、偏光ホログラム３から回折光の反射
面９までの間隔Ｌを大きくできる。例えば、大型プリズ
ム２の厚さｄを３ｍｍとして、該プリズムがＢＫ７とい
うガラス材（屈折率ｎは約１．５）でできているとすれ
ば、ｄ／ｎ＝３／１．５＝２．０ｍｍであり、（ｄ−ｄ
／ｎ）＝１ｍｍとなり、大型プリズム２を用いない場合
と比べてここでの光路長を１ｍｍ短くでき、その分、他
のスペースに余裕ができる。つまり大型プリズム２の光
透過部を光路に介在させる前は回折光の反射面の設置に
３ｍｍのスペースが必要だったところが、大型プリズム
２の光透過部をＬＤ光源１と偏光ホログラム３の光路中
に介在させたことによりそのスペースが２ｍｍで済んだ
ことと同等になり、その分、偏光ホログラム３から回折
光の反射面９までの間隔Ｌを大きくできるため、その
分、偏光ホログラム３の分離角θを小さくすることがで
きる。これにより、偏光ホログラム３の格子ピッチを大
きくできるため、加工精度が緩くなり、偏光分離性の低
下を抑えることができる。

【００２３】（請求項２の実施例）図４は本発明の第２
実施例を示す光ピックアップ装置の概略要部構成図であ
り、光源−コリメートレンズ間、コリメートレンズ−受
光素子間の光学系の一例を示している。本実施例ではプ
リズム状光学部材として図１の第１実施例で示した大型
プリズム２の代わりに２つの反射面を有する三角プリズ
ム１１を用いた構成であるが、その他の構成は図１と同
じである。

【００２４】図４において、ＬＤ光源１から出射された
光は三角プリズム１１の第一の反射面１１ａで反射さ
れ、偏光ホログラム３を透過してコリメートレンズ４に
より平行光となる。以降は第１実施例と同様に光ディス
クの記録面に集光された後、反射されて再度コリメート
レンズ４を介して偏光ホログラム３へと戻ってきて、偏
光ホログラム３で回折され、三角プリズム１１の第二の
反射面１１ｂで反射されて受光素子１０に入射し、情報
信号やフォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号が検
出される。

【００２５】本実施例の特徴は、このような信号光と同
時にＬＤ光源１のモニター光も同じ受光素子１０で検出
する点にある。すなわちＬＤ光源１から出射された光
が、三角プリズム１１の第一の反射面１１ａを完全反射
でなく、わずかに透過するようにしておくと、ＬＤ光源
１から出射された光の１部は三角プリズム１１の内部を
進み、第三の反射面１１ｃで反射されて、第二の反射面
１１ｂに届く。ここで第二の反射面１１ｂの特性として
は、偏光ホログラム３で回折された光は１００％反射
し、三角プリズム１１の内部を進んできたモニター光は
透過するようにしたい。そのためには、例えば偏光ホロ
グラム３で回折された光はＳ偏光、三角プリズム１１の
内部を進んできたモニター光はＰ偏光と偏光方向が９０
°違うので、それを利用して第二の反射面１１ｂを偏光
ビームスプリッタ（ＰＢＳ）膜で構成するようにすれ
ば、偏光ホログラム３で回折された光は反射し、三角プ
リズム１１の内部を進んできたモニター光は透過して、
どちらの光も無駄なく受光素子１０へと導くことができ
る。尚、この場合、受光素子１０は信号検出用の受光部
の他にモニター光検出用の受光部を備えた構成となる。

【００２６】（請求項３の実施例）図５は本発明の第３
実施例を示す光ピックアップ装置の要部構成の説明図で
ある。本実施例は、第１あるいは第２の実施例における
プリズム状光学部材の回折光の反射面を反射型回折格子
にしたものであり、図５（ａ）は図１の大型プリズム２
の反射面９を反射型回折格子９’にした例である。この
ように第１実施例で示した大型プリズム２の反射面９を
反射型回折格子９’にすると、偏光ホログラム３からの
光はこの反射型回折格子９’で０次光と±１次光の３つ
に分割される。そして図５（ａ）に示すように、＋１次
光は受光素子１０の受光面手前で結像する前焦点とな
り、−１次光は受光面後方で結像する後焦点になるの
で、図５（ｂ）に示すように、受光素子１０が＋１次光
と−１次光をそれぞれ検出する３分割受光素子部１０
ａ，１０ｂを２つ備えた構成とすることにより、ビーム
サイズ法によりフォーカスエラー信号を検出することが
できる。尚、１０ｃは０次光を検出する受光素子部であ
る。

【００２７】以上のような構成とすることにより、偏光
ホログラム３を複雑な分割パターンにしなくても良くな
り、組付け時の調整も容易になる。また、反射型回折格
子９’からの０次回折光は高速な情報信号（Ｒｆ信号）
検出専用に使えば、受光素子１０上の０次回折光は合焦
点なのでスポットが小さく、０次回折光検出用の受光素
子部１０ｃも小さくでき、この受光素子部１０ｃにのみ
高速用のアンプを付ければ、高速信号に適した構成とな
り良好なＲｆ信号が得られる。尚、図４に示した第２実
施例の三角プリズム１１の第二の反射面１１ｂを反射型
回折格子にしても同様な効果が得られる。

【００２８】（請求項４の実施例）図６は本発明の第４
実施例を示す光ピックアップ装置の概略要部構成図であ
り、光源−コリメートレンズ間、コリメートレンズ−受
光素子間の光学系の一例を示している。本実施例では第
２実施例と同様にプリズム状光学部材として三角プリズ
ム１２を用い、信号光と同時にＬＤ光源１のモニター光
も同じ受光素子１０で検出しようとするものであるが、
三角プリズム１２や受光素子の配置が異なる。尚、コリ
メートレンズ４以降の構成は図１の第１実施例と同様で
ある。

【００２９】図６において、ＬＤ光源１から出射された
光は三角プリズム１２の第一の反射面１２ａで反射さ
れ、偏光ホログラム３を透過してコリメートレンズ４に
より平行光となる。以降は第１実施例と同様に光ディス
クの記録面に集光された後、反射されて再度コリメート
レンズ４を介して偏光ホログラム３へと戻ってきて、偏
光ホログラム３で回折されて受光素子１０に入射し、情
報信号やフォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号が
検出される。

【００３０】本実施例では、三角プリズム１２の第一の
反射面１２ａは完全反射でなく光をわずかに透過するよ
うに構成されているので、ＬＤ光源１から出射された光
の１部は第一の反射面１２ａを透過して三角プリズム１
２の内部を進み、第二の反射面１２ｂで反射されて第三
の面１２ｃを透過しプリズム外に出射して受光素子１０
へと入射する。これにより信号光とモニター光を同じ受
光素子１０で検出することができる。尚、本実施例が第
２実施例に比べて優れている点は、第２実施例の三角プ
リズム１１の第二の反射面１１ｂのような、信号光を反
射しモニター光を透過させるような特殊な面（ＰＢＳ面
等）が存在しないため、三角プリズムの作製が容易にな
り、低コスト化できる点である。

【００３１】（請求項５の実施例）図７は本発明の第５
実施例を示す図であって回折素子の構成説明図である。
図７は第１〜第４の実施例に示した光ピックアップ装置
をより高性能化するための方法の一例を示しており、回
折素子である偏光ホログラム３の凹凸部の長手方向に垂
直な面における断面形状を左右非対称としたものであ
る。すなわち、図７（ａ）に示すように偏光ホログラム
３の断面形状をブレーズ化する、もしくは図７（ｂ）に
示すように偏光ホログラム３の断面形状を階段状にする
ことにより、受光素子１０側に回折する光の光量を大き
くし、Ｓ／Ｎ比の向上を図るものである。このように偏
光ホログラム３による±１次回折光のうち、受光素子１
０に入射させる側の次数の光を強く回折するようにすれ
ば、受光素子１０の受光光量が大きくなりＳ／Ｎ比が向
上し、より高速回転の光ディスクドライブ装置において
も良好な信号を検出できるようなる。

【００３２】（請求項６の実施例）以上に示した各実施
例の構成の光学素子（光源１、プリズム状光学部材（大
型プリズム２、あるいは三角プリズム１１，１２）、偏
光ホログラム３、受光素子１０）を１つの筐体に納めて
一体化しセル構造とした実施例を図８に示す。図８に示
す実施例では、ＬＤ光源１と偏光ホログラム３と受光素
子１０及び反射面を有する大型プリズム２が筐体１３に
納められ、それぞれ所定の位置に固定されている。この
ようなセル構造とすることにより、１．小型化できる、２．一体化構造により、各部品の位置ずれに対して安
定、３．セルの部分だけ個別に組み立てることができ、光ピ
ックアップの組付けが容易になる、というメリットが生
じる。また、従来のホログラムの鏡筒にＬＤ光源とＰＤ
を組み込んだホログラムユニットと同等の安定性が得ら
れるため、低コスト化と高信頼性を両立することが可能
になる。

【００３３】（請求項７の実施例）次に本発明の光ピッ
クアップ装置に用いられる回折素子の一つである偏光ホ
ログラムを形成する複屈折材料について説明する。複屈
折材料として現在は、ＬｉＮｂＯ₃やＣａＣＯ₃のような
結晶材料がよく用いられているがコストが高く、より低
コスト化が望まれている。そこで、低コストな複屈折性
を有する異方性膜として、無機物質からなる誘電体材料
を真空蒸着で成膜する際に、蒸発源に対して基板を傾け
て配置させる、いわゆる斜め蒸着膜と言うものがある
（例えば、文献”「位相差膜」表面技術Vol.46,No.7,19
95,P.32”参照）。例えば図９に示すように、蒸発源と
してＴａ₂Ｏ₅、ＳｉＯ₂などの誘電体材料を用い、基板
を斜めにして蒸着すると、複屈折Δｎ（Ｐ偏光に対する
屈折率ｎ_pとＳ偏光に対する屈折率ｎ_sの差＝ｎ_p−ｎ_s）
が０．０８程度の異方性膜を作ることができる。これ
は、ＬｉＮｂＯ₃結晶が有する複屈折Δｎと同等で、か
つ真空蒸着法と言う簡便な方法で大面積に作れるので、
低コスト化を図ることができる。加えて、蒸着膜なので
膜厚が非常に薄く（１０μｍ以下、ＬｉＮｂＯ₃結晶の
厚さはおよそ５００〜１０００μｍ位）、発散光路中に
置いても収差の発生量を非常に小さく抑えられる。

【００３４】（請求項８の実施例）回折素子を構成する
複屈折性の異方性膜を容易に得る別の方法として、有機
物質の高配向膜を用いる方法がある。一例として、ガラ
スなどの透明基板上にＳｉＯなどを斜め蒸着した配向
膜、あるいはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）な
どの有機膜を布で擦ってラビング処理した配向膜の上
に、ポリジアセチレンモノマーを真空蒸着して配向さ
せ、この後、紫外線を照射してポリマー化して複屈折性
の異方性膜を作る方法である（文献”J.Appl.Phys.,vo
l.72,No.3,P938(1992)”参照）。この方法により、有機
材料の真空蒸着で異方性膜を安価に生産することができ
る。

【００３５】また、複屈折性の異方性膜を得る別の加工
法として、スピンコートなどにより作製したポリイミド
のフィルムを延伸によりポリイミド分子鎖を一軸方向に
配向させ、面内複屈折を発現させる方法もある（文献”
「ポリイミド光波長板の開発とその特性」信学技報1994
-08,P.67”）。この方法では、延伸の時の温度や加える
力により複屈折Δｎを変えることができ、安価で量産可
能な方法である。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る光
ピックアップ装置では、半導体レーザー等の光源からの
光を透過させ、ホログラム等の回折素子からの回折光を
反射するようなプリズム状の光学部材を用いることによ
り、該光学部材自体を大型化して取り扱いを容易にする
ことができるので、組付け調整がしやすくなり量産性を
高めることができる。また光路中に空気より屈折率が大
きいガラス等からなるプリズム状光学部材が挿入される
ことにより、その部分の光路長が短くてすみ、他の部分
にスペースの余裕を与えることができるので、プリズム
状光学部材の反射面と回折素子の間隔を大きくすること
ができることから、回折素子の分離角を小さくでき、回
折素子の格子ピッチを大きくできるため、回折素子の加
工自体も容易になる。さらに、光路中にプリズム状の光
学部材を配置したことにより、光源と受光素子は別のパ
ッケージで距離が離れることにより温度特性が良くな
り、信頼性が上がるうえに、新機種のドライブ装置の光
ピックアップとしてより高速な信号特性が求められる時
にも、受光素子とアンプを付け替えるだけで高速化に対
応することが可能となり、新たな設計変更がいらないの
で低コスト化も実現できる。

【００３７】請求項２に係る光ピックアップ装置では、
プリズム状の光学部材は、光源からの入射光の一部を透
過させ光記録媒体からの反射光を反射して同方向に導く
ことができるので、信号検出用の受光素子と光源のモニ
ター用の受光素子を共通化して１つにすることができ、
さらに部品点数を削減して、調整を簡素化することがで
き、低コスト化を図れる。

【００３８】請求項３に係る光ピックアップ装置では、
請求項１または２の構成及び効果に加えて、プリズム状
光学部材の反射面を反射型回折格子とし、回折素子から
の回折光を反射型回折格子を使って受光素子に導くこと
により、回折素子側の分割形状や格子ピッチを小さくし
なくても良いので、加工が容易で歩留まりが向上する。
また組付け調整をするスペースを確保することが可能と
なり、設計の自由度を高め、良好な信号特性を確保する
ことができる。さらに、色々な信号検出方式に対応しや
すくなり、最適な信号検出ができるようになるため、回
路系の負担を減らすこともでき、これにより低コスト化
にもつながる。

【００３９】請求項４に係る光ピックアップ装置では、
プリズム状の光学部材の１面は入射した光の一部を透過
させ、別の１面は前記１面を透過した光を全反射させる
構造となっているので、光源からの入射光の一部を任意
の方向に反射して信号検出用の受光素子に導くことがで
きるので、信号検出用の受光素子と光源のモニター用の
受光素子を共通化して１つにすることができ、さらに部
品点数を削減して、調整を簡素化することができ、低コ
スト化を図れる。また請求項２の構成よりもプリズム状
光学部材の加工が簡単でコストが安い。

【００４０】請求項５に係る光ピックアップ装置では、
請求項１，２，３または４の構成及び効果に加え、ホロ
グラム等の回折素子の凹凸部の長手方向に垂直な面にお
ける断面形状を左右非対称にしたことにより、回折素子
の回折光に強度差を付けて、受光素子へと導かれる側の
回折光の強度が強くなるようにすることができ、信号性
能を高め、Ｓ／Ｎ比の向上を図ることができるので、光
ディスク等の記録媒体をより高速に回転させた時でも安
定した信号検出ができるため、データの読み出し速度を
向上させることができる。

【００４１】請求項６に係る光ピックアップ装置では、
請求項１，２，３，４または５の構成及び効果に加え
て、光源、回折素子、受光素子、プリズム状光学部材な
どの光学部品を１つの筐体に納めて一体化しセル構造化
したことにより、小型化と高信頼性を両立することが可
能となり、経時変化に対しても安定にすると同時に光ピ
ックアップ装置への取付けが容易になる。またセル単品
で組付けることができるので、光ピックアップ装置全体
の組付けが容易になる。

【００４２】請求項７に係る光ピックアップ装置では、
請求項１，２，３，４，５または６の構成及び効果に加
えて、ホログラム等の回折素子に、無機物質を斜め蒸着
して形成した異方性膜を用いることにより、膜厚を薄く
することができ、発散光路中に配置しても収差の発生が
抑えられ、きれいな集光スポットが得られるので、信頼
性の高い信号検出を実現できる。また、真空蒸着によ
り、大面積に複屈折性の異方性膜を作ることができるの
で、回折素子の低コスト化が図れ、光ピックアップ装置
のより一層の低コスト化を図れる。

【００４３】請求項８に係る光ピックアップ装置では、
請求項１，２，３，４，５または６の構成及び効果に加
えて、ホログラム等の回折素子に有機物質を配向して形
成した異方性膜を用いることにより、膜厚を薄くするこ
とができ、発散光路中に配置しても収差の発生が抑えら
れ、きれいな集光スポットが得られるので、信頼性の高
い信号検出を実現できる。また、スピンコート等によ
り、大面積に短時間で複屈折性の異方性膜を作ることが
できるので、回折素子の低コスト化が図れ、光ピックア
ップ装置のより一層の低コスト化を図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す光ピックアップ装置
の概略構成図である。

【図２】従来の偏光ホログラムを用いたＣＤ用光ピック
アップの説明図である。

【図３】図１に示す光ピックアップ装置の要部構成の説
明図である。

【図４】本発明の第２実施例を示す光ピックアップ装置
の概略要部構成図である。

【図５】本発明の第３実施例を示す光ピックアップ装置
の要部構成の説明図である。

【図６】本発明の第４実施例を示す光ピックアップ装置
の概略要部構成図である。

【図７】本発明の第５実施例を示す図であって回折素子
の構成説明図である。

【図８】本発明の第６実施例を示す光ピックアップ装置
の概略要部構成図である。

【図９】異方性膜の作製方法の一つである斜め蒸着法の
説明図である。

【図１０】従来技術の一例を示す光ピックアップ装置の
概略構成図である。

【図１１】従来技術の別の例を示す光ピックアップ装置
の概略構成図である。

【符号の説明】

１：光源２：大型プリズム（プリズム状光学部材）３：偏光ホログラム（回折素子）４：コリメートレンズ５：立ち上げミラー６：１／４波長板７：対物レンズ８：光ディスク（光記録媒体）９：反射面９’：反射型回折格子１０：受光素子１０ａ，１０ｂ：３分割受光素子部１０ｃ：受光素子部１１：三角プリズム（プリズム状光学部材）１１ａ：第一の反射面１１ｂ：第二の反射面１１ｃ：第三の反射面１２：三角プリズム（プリズム状光学部材）１２ａ：第一の反射面１２ｂ：第二の反射面１３：筐体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源からの光束を回折素子を通して光記録
媒体上の記録面に照射することにより、光記録媒体への
光学的情報の書き込み及び／または光記録媒体上の光学
的情報の読み取りを行う光ピックアップ装置において、前記光源と前記回折素子の光路中にプリズム状の光学部
材が配され、その光学部材の１面は反射面となってお
り、前記回折素子からの回折光がこの反射面により反射
されて受光素子へと導かれるようにしたことを特徴とす
る光ピックアップ装置。
【請求項２】光源からの光束を回折素子を通して光記録
媒体上の記録面に照射することにより、光記録媒体への
光学的情報の書き込み及び／または光記録媒体上の光学
的情報の読み取りを行う光ピックアップ装置において、前記光源と前記回折素子の光路中にプリズム状の光学部
材が配され、その光学部材の１面は入射した光の一部を
透過させ、別の１面は前記光記録媒体からの反射光は反
射させ前記１面を透過した光は透過させる構造となって
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または２に記載の光ピックアップ
装置において、前記光学部材は、回折素子により回折さ
れた光を反射する反射面が反射型回折格子となっている
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項４】光源からの光束を回折素子を通して光記録
媒体上の記録面に照射することにより、光記録媒体への
光学的情報の書き込み及び／または光記録媒体上の光学
的情報の読み取りを行う光ピックアップ装置において、前記光源と前記回折素子の光路中にプリズム状の光学部
材が配され、その光学部材の１面は入射した光の一部を
透過させ、別の１面は前記１面を透過した光を全反射さ
せる構造と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５】請求項１，２，３または４に記載の光ピッ
クアップ装置において、回折素子の凹凸部の長手方向に
垂直な面における断面形状が左右非対称であることを特
徴とする光ピックアップ装置。
【請求項６】請求項１，２，３，４または５に記載の光
ピックアップ装置において、光源と回折素子と受光素子
とプリズム状光学部材とが１つの筐体に納められ、それ
ぞれの位置に固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７】請求項１，２，３，４，５または６に記載
の光ピックアップ装置において、回折素子が無機物質を
斜め蒸着して形成した異方性膜により構成されているこ
とを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項８】請求項１，２，３，４，５または６に記載
の光ピックアップ装置において、回折素子が有機物質を
配向して形成した異方性膜により構成されていることを
特徴とする光ピックアップ装置。