JP2000215496A

JP2000215496A - 光ピックアップ装置

Info

Publication number: JP2000215496A
Application number: JP11011609A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Ouchida; 茂大内田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-01-20
Filing date: 1999-01-20
Publication date: 2000-08-04

Abstract

(57)【要約】【課題】この発明は、コストが高くて小型にできずＰＤ
も高速化に十分に対応できないという課題を解決しよう
とするものである。【解決手段】この発明は、複数の光源２１、３１から
の光を光記録媒体２９面に導く光学手段２２、２３、２
５、２８と、光記録媒体２９面からの反射光のうち少な
くとも２つ以上の異なる波長の光を回折させるホログラ
ム２４と、光記録媒体２９面に導かれる光と光記録媒体
２９面からの反射光とを分離する光学手段２４、２６
と、ホログラム２４からの複数の異なる波長の回折光を
受光可能であり光源２１、３１とは分離して配置された
受光素子３０とを備えるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複数の異なる波長の
光源を有する光ピックアップ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザダイオード（ＬＤ）−フォトダイ
オード（ＰＤ）ユニットを用いたＤＶＤ用２波長光ヘッ
ドが１９９７年春季応用物理学会講演予稿集（３０ｐ−
ＮＦ−２）に記載されている。このＤＶＤ用２波長光ヘ
ッドは、ＣＤ系メディア（光記録媒体）から情報を再生
するために７８０ｎｍのＬＤ光源を有するホログラムユ
ニットと、ＤＶＤ系メディアから情報を再生するために
６５０ｎｍのＬＤ光源を有するホログラムユニットとを
設けて各種メディアに対応するもので、図１３に示すよ
うに、ＣＤ用ＬＤ−ＰＤユニット３及びＤＶＤ用ＬＤ−
ＰＤユニット４の各ＬＤ１からの光はそれぞれ波長フィ
ルタ５、集光レンズ６、立ち上げミラー７、偏光ホログ
ラム８、開口フィルタ及び波長板９を介して対物レンズ
１０によりメディアに集光され、その反射光が対物レン
ズ１０、開口フィルタ及び波長板９、偏光ホログラム
８、立ち上げミラー７、集光レンズ６、波長フィルタ５
を介してＣＤ用ＬＤ−ＰＤユニット３及びＤＶＤ用ＬＤ
−ＰＤユニット４の各ＰＤ２により受光される。

【０００３】また、特開平９−１３８９６７号公報に
は、波長の異なるＬＤ光源を搭載したホログラムユニッ
トを２つ備えることにより、基板厚の異なる光記録媒体
から情報を再生できるように構成した光ピックアップ装
置が記載されている。この光ピックアップ装置では、ホ
ログラムユニットは、ＬＤ、ＰＤ、ホログラムからな
り、それらがそれぞれの基板厚の光記録媒体に対応した
設計がなされている。

【０００４】図１４は上記光ピックアップ装置を示す。
この光ピックアップ装置は、第１ホログラムレーザユニ
ット１１及び第２ホログラムレーザユニット１２と、偏
光ビームスプリッタ１３及び対物レンズ１４により構成
される。第１ホログラムレーザユニット１１は、光ディ
スクの基板が厚い場合に対応したレーザ光を出射するレ
ーザ光源１１ａ、光ディスクからの反射光を回折させる
ホログラム素子１１ｂ、反射光を検出する光検出器１１
ｃを内蔵している。

【０００５】第２ホログラムレーザユニット１２は、光
ディスクの基板が薄い場合に対応したレーザ光を出射す
るレーザ光源１２ａ、光ディスクからの反射光を回折さ
せるホログラム素子１２ｂ、反射光を検出する光検出器
１２ｃを内蔵している。なお、レーザ光源１１ａ、１２
ａの波長は異なっている。第１ホログラムレーザユニッ
ト１１のレーザ光源１１ａからのレーザ光はホログラム
素子１１ｂ及び偏光ビームスプリッタ１３を透過して対
物レンズ１４により光ディスクの基板１５上に形成され
た光記録媒体の面上に集光する。

【０００６】この光記録媒体からの反射光は、対物レン
ズ１４、偏光ビームスプリッタ１３を透過してホログラ
ム素子１１ｂにより回折され、光検出器１１ｃにより受
光される。また、第２ホログラムレーザユニット１２の
レーザ光源１２ａからのレーザ光は、ホログラム素子１
２ｂを透過して偏光ビームスプリッタ１３で反射され、
対物レンズ１４により光ディスクの基板１５上に形成さ
れた光記録媒体の面上に集光する。この光記録媒体から
の反射光は、対物レンズ１４を透過して偏光ビームスプ
リッタ１３により反射され、ホログラム素子１１ｂによ
り回折されて光検出器１１ｃにより受光される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記ＤＶＤ用２波長光
ヘッドでは、７８０ｎｍのＬＤ光源を持つホログラムユ
ニットと、６５０ｎｍのＬＤ光源を持つホログラムユニ
ットとが有るので、ＬＤ１、ＰＤ２、ホログラム８が全
て２つあることになり、コストが高く小型にできなくな
ってしまう。特に７８０ｎｍ、６５０ｎｍの両波長で共
に情報を記録できるような光記録媒体に対応しようとす
ると、ホログラムを偏光ホログラムにすることが望まし
いが、このようなホログラムは高価であり、それを２つ
備えると装置全体のコストがアップしてしまう。

【０００８】上記光ピックアップ装置では、情報を記録
できる光記録媒体に対応するためには高出力なＬＤが必
要であるが、ＬＤを高出力化するためにはＬＤに大電流
を流すことになり、パッケージ全体の温度が上昇する。
これにより、同一パッケージ内にあるＰＤが安定に動作
しにくくなり、特に高速動作させる時に十分な信号特性
が得られなくなってしまう。すなわち、ＣＤ−ＲＯＭの
ように２倍速→８倍速→１６倍速→３２倍速と高速化が
進むと、それに合わせてＰＤも高速化が必要になるのに
それに十分に対応できなくなってしまう。特に赤色ＬＤ
は、熱特性が悪く、現在高温動作が十分に保証されてい
ない状況にある。

【０００９】請求項１に係る発明は、複数規格の光記録
媒体に対する情報の記録、再生ができ、部品数を減らす
ことができて小型化することができ、温度特性を良くす
ることができる光ピックアップ装置を提供することを目
的とする。請求項２に係る発明は、光利用効率を高くす
ることができてＳ／Ｎの高い信号検出ができ、高速化に
対して高感度な信号特性を得ることができる光ピックア
ップ装置を提供することを目的とする。

【００１０】請求項３に係る発明は、回路を簡素化する
ことができ、かつ高速な信号検出ができる光ピックアッ
プ装置を提供することを目的とする。請求項４に係る発
明は、部品点数を減らして調整箇所を減らすことがで
き、調整を簡素化することができて低コスト化を図るこ
とができる光ピックアップ装置を提供することを目的と
する。請求項５に係る発明は、部品点数を削減すること
ができ、低コスト化と調整の簡素化を図ることができる
光ピックアップ装置を提供することを目的とする。

【００１１】請求項６に係る発明は、部品点数の削減と
安定な信号検出ができる光ピックアップ装置を提供する
ことを目的とする。請求項７に係る発明は、低価格化、
部品点数の削減を図ることができ、安定な信号検出がで
きる光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
請求項８に係る発明は、小型化と安定性の向上を図るこ
とができ、全体の組み付けが容易になる光ピックアップ
装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明は、複数の異なる波長の光源を
有する光ピックアップ装置において、前記複数の光源か
らの光を光記録媒体面に導く第１の光学手段と、前記光
記録媒体面からの反射光のうち少なくとも２つ以上の異
なる波長の光を回折させるホログラムと、前記第１の光
学手段により前記光記録媒体面に導かれる光と前記光記
録媒体面からの反射光とを分離する第２の光学手段と、
前記ホログラムからの複数の異なる波長の回折光を受光
可能であり且つ前記光源とは分離して配置された受光素
子とを備えるものである。

【００１３】請求項２に係る発明は、請求項１記載の光
ピックアップ装置において、前記ホログラムの凹凸部の
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
るものである。

【００１４】請求項３に係る発明は、請求項１または２
記載の光ピックアップ装置において、前記ホログラムに
より回折された複数の異なる波長の光を前記受光素子上
の略同一点上に結像させるものである。

【００１５】請求項４に係る発明は、請求項１、２また
は３記載の光ピックアップ装置において、前記第１の光
学手段、前記ホログラム及び前記第２の光学手段を一体
化したものである。

【００１６】請求項５に係る発明は、請求項１、２、３
または４記載の光ピックアップ装置において、前記ホロ
グラムに隣接して形成され、前記複数の異なる波長の光
源からの放射光束の一部をそれぞれ反射回折させて前記
受光素子に受光させる複数の反射型ホログラムを備える
ものである。

【００１７】請求項６に係る発明は、請求項１、２、３
または４記載の光ピックアップ装置において、前記複数
の異なる波長の光源からの放射光束の一部を透過回折さ
せて前記受光素子に受光させる、偏光状態により回折状
態が異なる偏光ホログラムを備えるものである。

【００１８】請求項７に係る発明は、請求項１、２、
３、４、５または６記載の光ピックアップ装置におい
て、前記ホログラムが、偏光状態により回折作用が異な
る偏光ホログラムからなり、有機物質もしくは無機物質
による異方性膜により形成されているものである。

【００１９】請求項８に係る発明は、請求項１、２、
３、４、５または６記載の光ピックアップ装置におい
て、前記光源、前記第１の光学手段、前記ホログラム、
前記第２の光学手段及び前記受光素子を同一の筺体に一
体化したものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を本発
明の実施例に基づいて説明する。図１は本発明の第１の
実施例を示す。光源２１は、６５０ｎｍの波長（６５０
ｎｍではなく６３５ｎｍでもよい）の光ビームを出射す
る。この光源１から出射された光は、ダイクロイックプ
リズム２２を透過して全反射プリズム２３で反射され、
偏光ホログラム２４を透過し、コリメートレンズ２５に
より平行光となる。

【００２１】この平行光となった光束は、１／４波長板
２６により円偏光となり、開口数を調整するフィルタ２
７を通って対物レンズ２８により光ディスクの光記録媒
体２９上に集光される。この光束は光記録媒体２９で反
射されることで光記録媒体２９上の情報で変調されて情
報を読み取り、その反射光は再度対物レンズ２８、開口
数を調整するフィルタ２７、１／４波長板２６を経て、
光源２１から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り、コリメートレンズ２５に戻って
きてコリメートレンズ２５により収束光となる。このコ
リメートレンズ２５からの収束光は、偏光ホログラム２
４により回折され、全反射プリズム２３を透過して受光
素子３０へと導かれる。

【００２２】全反射プリズム２３は、図２（ａ）に示す
ように、光源２１からの光が光記録媒体２９に照射され
る時にはその光が斜面に対して４５°の角度で入射し、
１．５ｓｉｎ４５°＝１．０６＞１．０であるので、斜
面で光を内部全反射する。しかし、図２（ｂ）に示すよ
うに、光記録媒体２９から戻ってきた光は、偏光ホログ
ラム２４により回折されるため、全反射プリズム２３に
は例えばその斜面に対して３５°の角度で入射し、１．
５ｓｉｎ３５°＝０．８６＜１．０であるので、全反射
プリズム２３の全反射条件を満たさなくなり、全反射プ
リズム２３の斜面を透過することになる。

【００２３】また、光源３１は、７８０ｎｍの波長の光
ビームを出射する。この光源１から出射された光は、ダ
イクロイックプリズム２２で反射されて全反射プリズム
２３で反射され、偏光ホログラム２４を透過し、コリメ
ートレンズ２５により平行光となる。実際は、光ディス
クの基板厚の違いを補正するために必ずしも６５０ｎｍ
の波長の光と７８０ｎｍの波長の光が両方ともコリメー
トレンズ２５により平行光になるのではなく、その一方
が非平行光になることが考えられるが、これは本発明の
核心にかかわることではないので、便宜上その両方の光
とも平行光であるということにする。

【００２４】平行光となった光束は、１／４波長板２６
により円偏光となり、開口数を調整するフィルタ２７を
通って対物レンズ２８により光記録媒体２９上に集光さ
れる。この光束は光記録媒体２９で反射されることで光
記録媒体２９上の情報で変調されて情報を読み取り、そ
の反射光は再度対物レンズ２８、開口数を調整するフィ
ルタ２７、１／４波長板２６を経て、光源２１から出射
された時の偏光方向とは９０度向きを変えた直線偏光と
なり、コリメートレンズ２５に戻ってきてコリメートレ
ンズ２５により収束光となる。このコリメートレンズ２
５からの収束光は、偏光ホログラム２４により回折さ
れ、６５０ｎｍの波長の光と同様に全反射プリズム２３
を透過して受光素子３０へと導かれる。

【００２５】このように、この第１の実施例は、光源２
１、３１が２つであってもホログラム２４と受光素子３
０がそれぞれ１つである。受光素子３０に導かれる２つ
の光は波長が異なるため、この２つの光の受光素子３０
上でのスポット位置は波長ごとに多少異なるが、その分
受光素子３０の受光面積を大きくすることや、受光素子
３０の受光面積を２つに分割して２つの光のスポット位
置に合わせることは可能である。

【００２６】この第１の実施例は、請求項１に係る発明
の実施例であり、複数の異なる波長の光源２１、３１を
有する光ピックアップ装置において、前記複数の光源２
１、３１からの光を光記録媒体２９面に導くダイクロイ
ックプリズム２２、全反射プリズム２３、コリメートレ
ンズ２５、対物レンズ２８からなる第１の光学手段と、
前記光記録媒体２９面からの反射光のうち少なくとも２
つ以上の異なる波長の光を回折させるホログラム２４
と、前記第１の光学手段により前記光記録媒体２９面に
導かれる光と前記光記録媒体２９面からの反射光とを分
離する偏光ホログラム２４、１／４波長板２６からなる
第２の光学手段と、前記ホログラム２４からの複数の異
なる波長の回折光を受光可能であり且つ前記光源２１、
３１とは分離して配置された受光素子３０とを備えるの
で、複数の波長の光源２１、３１を有することにより、
多様な規格の光ディスク上の光記録媒体に対する情報の
記録、再生ができることに加えて、ホログラム２４と受
光素子３０を複数の波長の光に対して共通化したことに
より部品数を減らすことができ、小型化することができ
る。また、光源２１、３１と受光素子３０とは別のパッ
ケージに入れることにより温度特性を良くすることがで
きる上に、より高速な信号特性が求められる時も受光素
子３０を付け替えるだけで高速化に対応することが可能
となる。

【００２７】次に、偏光ホログラム２４の構造の最適化
について説明する。偏光ホログラムは、図３（ａ）に示
すように、０次光、±１次光、±２次光・・・を生じる
が、ここでは＋１次光のみを受光素子３０で受光するも
のとしているので、このような構成で信号特性をよくす
るためには、＋１次光にできるだけ多くの光量がいくこ
と（＋１次光の回折効率が高いこと）が望ましい。

【００２８】そこで、本発明の第２の実施例では、上記
第１の実施例において、図３（ｂ）（ｃ）に示すよう
に、偏光ホログラム２４は、凹凸部２４ａの長手方向に
垂直な面における断面形状が左右非対称となるように断
面構造をブレーズ化したり階段状にしたりなどして＋１
次光の回折効率が大きくなるように構成する。これによ
り、信号光量が大きくなり、Ｓ／Ｎの高い信号検出がで
きる。

【００２９】この第２の実施例は、本発明の請求項２に
係る発明の一実施例であり、請求項１記載の光ピックア
ップ装置において、前記ホログラム２４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の
で、第１の実施例と同様な効果があることに加え、受光
素子３０に入る光量が大きくなることにより、光利用効
率を高くすることができてＳ／Ｎの高い信号検出がで
き、高速化に対して高感度な信号特性を得ることができ
る。

【００３０】また、本発明の第３の実施例は、上記第１
の実施例において、偏光ホログラム２４のホログラムピ
ッチを小さくし、偏光ホログラム２４をブレーズ化した
り階段状にしたりなどせずに、全反射プリズム２３の形
を図４に示すように偏光ホログラム２４からの＋１次光
ａ１だけでなく−１次光ａ２も受光素子３０に入るよう
に形成したものであり、受光素子３０の受光量を大きく
することができ、第２の実施例と同様にＳ／Ｎの高い信
号検出ができる。

【００３１】第１の実施例において、６５０ｎｍ、７８
０ｎｍとぃった波長の異なる光がホログラム２４により
回折されると、その回折角度が波長ごとに異なるため
に、受光素子３０上のそれぞれ違った場所に集光スポッ
トが形成される。そのため、ホログラム２４が通常のホ
ログラムのままであれば図５（ａ）に示すようにそれぞ
れの集光スポットごとに受光素子３０ａ、３０ｂを配置
するか、図５（ｂ）に示すように受光素子３０を大きく
してどちらの集光スポットも受光素子３０で受光できる
ようにする必要がある。

【００３２】しかしながら、それぞれの集光スポットご
とに受光素子３０ａ、３０ｂを配置すると、２つの波長
の光のスポットを受光素子で受光するためには２倍の受
光素子数が必要になり、受光素子の端子数が多くなり過
ぎてしまう上に、受光素子の信号を処理する信号処理回
路も複雑になってしまう。また、受光素子を大面積化す
ると、受光素子の端子数は変わらず、信号処理回路も複
雑にはならないが、受光素子の受光面積が大きい分だけ
受光素子の高速化が妨げられる上に、フレアの影響が大
きくなりやすく、信号の劣化を招きやすい。

【００３３】そこで、本発明の第４の実施例では、上記
各実施例において、偏光ホログラム２４はその回折光が
波長にかかわらず受光素子３０のほぼ同一点上に集光す
るような構成とする。具体的には、図６に示すように、
偏光ホログラム２４の領域を６５０ｎｍ用の領域２４１
と７８０ｎｍ用の領域２４２に分割し、それぞれの領域
２４１、２４２ごとに偏光ホログラム２４の設計を行
い、６５０ｎｍ，７８０ｎｍのどちらの波長の回折光も
受光素子３０の略同一点に集光スポットを結像するよう
にするというものである。これにより、第４の実施例
は、受光素子の数を増やすことなく、受光素子の受光面
積も小さくできるので、高速化にも対応できるようにな
る。

【００３４】第４の実施例では、偏光ホログラム２４
は、６５０ｎｍ用のホログラム２４１と７８０ｎｍ用の
ホログラム２４２で構成したが、青色光源に対しても同
様な構成で対応可能である。また、例えば６５０ｎｍ用
のホログラム２４１に入った７８０ｎｍ用の光は所定の
受光素子の面上には集光しないが、サーボ信号用ではな
くＲｆ信号用（再生信号用）の受光素子を受光素子３０
とは別に配置し、このＲｆ信号用受光素子でその７８０
ｎｍ用の光のスポットを受光すれば、１つの受光素子を
増やすだけで、光を無駄にすることなく信号検出に使う
ことができる。

【００３５】第４の実施例は、請求項３に係る発明の実
施例であり、請求項１または２記載の光ピックアップ装
置において、前記ホログラム２４により回折された複数
の異なる波長の光を前記受光素子３０上の略同一点上に
結像させるので、受光素子の数を増やすことなく、また
受光素子の受光面積を大きくしなくてもよいことから、
回路を簡素化することができ、かつ高速な信号検出がで
きる。

【００３６】次に、偏光ホログラム２４と全反射プリズ
ム２３について説明する。偏光ホログラムは、入射光の
偏光方向により回折効率が変化するホログラムで、１／
４波長板と組み合わせることにより、通常のホログラム
に比べて光利用効率が大幅に向上するというものであ
る。一般に偏光ホログラムは、異方性物質上に凹凸形状
を加工することにより構成されているが、この加工が難
しいため、あまりピッチの小さい（３μｍ以下の）凹凸
は加工できないか、加工できても十分な回折効率や透過
率が得られないのが現状である。

【００３７】偏光ホログラム２４のピッチが小さい場合
には図７（ａ）に示すように偏光ホログラム２４の回折
角が大きくなって光源２１と受光素子３０とを十分に離
して配置することができる。しかし、偏光ホログラム２
４はピッチが小さくならない結果、図７（ｂ）に示すよ
うに回折角が大きくならないため、光源２１と受光素子
３０とを十分に離して配置するスペースを確保すること
が難しい。

【００３８】そこで、上記各実施例では、全反射プリズ
ム２３を使って往路の光は全反射して偏光ホログラム２
４で回折された光は透過することにより、往路の光と復
路の光を分離して、光源２１と受光素子３０とを十分に
離して配置するスペースを確保している。言うなれば、
全反射プリズム２３は、偏光ホログラム２４のピッチが
小さくならないことを補うものであり、偏光ホログラム
２４と一体となって機能を果たしている素子である。し
たがって、全反射プリズム２３は、図８（ａ）に示すよ
うに偏光ホログラム２４と別体であってもよいが、偏光
ホログラム２４と一体化させても問題はない。

【００３９】そこで、本発明の第５の実施例は、上記各
実施例において、図８（ｂ）に示すように全反射プリズ
ム２３を偏光ホログラム２４と一体化させたものであ
り、これにより調整箇所が少なくなり、対環境経時変化
に対しても安定性が向上することになる。この第５の実
施例では、偏光ホログラム２４が固定になるので、回転
調整等の微動ができなくなるが、ＳＳＤ法などのＦｏ検
出を用いれば、受光素子３０の位置合わせで十分に調整
はできる。

【００４０】この第５の実施例は、請求項４に係る発明
の実施例であり、請求項１、２または３記載の光ピック
アップ装置において、前記第１の光学手段を構成する全
反射プリズム２３、前記ホログラム２４及び前記第２の
光学手段を構成する全反射プリズム２３を一体化したの
で、部品点数を減らして調整箇所を減らすことができ、
調整を簡素化することができて低コスト化を図ることが
できる。

【００４１】次に、モニタ用ホログラムについて説明す
る。従来、光ピックアップ装置においては、光源である
ＬＤの出力が変動しないように、前方ＰＤを設けてＬＤ
の出力をモニタしていた。しかしながら、この前方ＰＤ
を用いる方法は、モニタ専用の前方ＰＤを必要とするた
めにコストアップになるとともに、前方ＰＤが小さいＰ
Ｄであるので、その取付け時やその後の位置ずれによ
り、前方ＰＤの出力が大きく変わってしまうという欠点
があった。そこで、ホログラムの周辺部に反射型ホログ
ラムを追加してそこからの反射回折光を信号検出用の受
光素子に導いてモニタ検出することにより、前方ＰＤの
機能を信号検出用の受光素子に兼用させ、前方ＰＤを省
略する方法がある。

【００４２】このような方法を２つの波長の光源を有す
る光ピックアップ装置に応用するためには、それぞれの
光源からの光は楕円率が異なるために１つの反射型ホロ
グラムでは２つの波長の光のどちらに対してもモニタす
ることはできない。例えば図９（ａ）に示すように、反
射型ホログラム３２は、波長λ₁でビームパターン３３
の光を反射回折するが、波長λ₂でビームパターン３４
の光を回折せず、２つの波長λ₁、λ₂の光のどちらに対
してもモニタすることはできない。

【００４３】そこで、本発明の第６の実施例は、上記各
実施例において、図９（ｂ）に示すように、偏光ホログ
ラム２４の周辺部に偏光ホログラム２４に隣接して２つ
の反射型ホログラム３５、３６を設けてダイクロイック
プリズム２２からの２つの波長λ₁、λ₂の光の一部をモ
ニタするようにしたものである。この時、反射型ホログ
ラム３５、３６はダイクロイックプリズム２２からの２
つの波長λ₁、λ₂の光を反射回折してそれらの反射回折
光を同じモニタ検出用受光素子３０に入れるように設計
され、１つの受光素子３０で２つの光源２１、３１の出
力がモニタされる。

【００４４】この第６の実施例は、請求項５に係る発明
の実施例であり、請求項１、２、３または４記載の光ピ
ックアップ装置において、前記ホログラム２４に隣接し
て形成され、前記複数の異なる波長の光源２１、３１か
らの放射光束の一部をそれぞれ反射回折させて前記受光
素子３０に受光させる複数の反射型ホログラム３５、３
６を備えるので、部品点数を削減することができ、低コ
スト化と調整の簡素化を図ることができる。

【００４５】第６の実施例は反射型回折格子を用いた例
であるが、本発明の第７の実施例は、上記第６の実施例
において、反射型ホログラム３５、３６を設ける代り
に、図１０に示すように全反射プリズム２３の斜面に透
過型ホログラム３７、３８を設けたものであり、この透
過型ホログラム３７、３８はダイクロイックプリズム２
２からの２つの波長λ₁、λ₂の光の一部を透過回折して
それらの透過回折光を同じモナタ検出用受光素子３０に
入れるように設計される。この第７の実施例では、第６
の実施例と同等な効果が得られる。透過型ホログラム３
７、３８は、そのピッチが波長λ₁、λ₂よりも短い透過
型素子であれば偏光性があるので、反射型ホログラム
（回折効率約２０％）より高い効率（回折効率約９０
％）で光を回折させることができ、より安定な信号検出
が可能となる。

【００４６】この第７の実施例は、請求項６に係る発明
の実施例であり、請求項１、２、３または４記載の光ピ
ックアップ装置において、前記複数の異なる波長の光源
２１、３１からの放射光束の一部を透過回折させて前記
受光素子３０に受光させる、偏光状態により回折状態が
異なる偏光ホログラムとしての透過型ホログラム３７、
３８を備えるので、第６の実施例の効果に加えて、回折
効率の高い偏光ホログラムにより光源の出力をモニタす
ることにより、多くの光を受光素子に取り込むことがで
きて安定な信号検出ができる。

【００４７】次に、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。現在は、偏光ホログラムを形成す
る複屈折材料はＬｉＮｂＯ₃やＣａＣＯ₃のような結晶材
料が用いられているが、この結晶材料は、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
な複屈折膜として、誘電体材料を真空蒸着で成膜する際
に、蒸着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（表面技術Ｖｏｌ．４６，
Ｎｏ．７，１９９５「位相差膜」豊田中研多賀氏）。

【００４８】図１１に示すように、蒸着源３９として、
Ｔａ₂Ｏ₅、ＳｉＯ₂などの誘電体材料を用い、基板４０
を斜めにして誘電体材料を基板に真空蒸着で成膜する
と、複屈折率Δｎ（＝ｎｐ−ｎｓ）が０．０８程度であ
る膜を作ることができる。これは、ＬｉＮｂＯ₃結晶が
有する複屈折率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、蒸着膜であるので、非常に薄く（１
０μｍ以下、ＬｉＮｂＯ₃結晶の厚さはおよそ５００〜
１０００μｍくらい）、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。本発明の第８の実施例
は、上記各実施例において、上記偏光ホログラムを上記
真空蒸着法で形成したものである。

【００４９】複屈折膜を容易に得る別の方法として、有
機の高配向膜を用いる方法がある。その１例として、ガ
ラスなどの透明基板上にＳｉＯなどを斜め蒸着する。あ
るいはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの有
機膜を布でこすってラビング処理した配向膜上にポリジ
アセチレンモノマーを真空蒸着して配向させ、このあと
紫外線を照射してポリマー化して異方性膜を作る方法で
ある（Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．ｖｏｌ．７２．Ｎｏ．
３．Ｐ９３８１９９２）。この方法により、有機材料
の真空蒸着で複屈折膜を安価に生産することができる。
そこで、本発明の第９の実施例は、上記第１の実施例乃
至第７の実施例において、上記偏光ホログラムの複屈折
膜を上記有機材料の真空蒸着で形成したものである。

【００５０】また、複屈折膜を得る第３の方法として、
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、
面内複屈折膜を発現させる方法もある。この方法は、延
伸の時の温度や加える圧力により複屈折率Δｎを変える
ことができ、安価で量産可能な方法である（信学技報１
９９４−０８）。そこで、本発明の第１０の実施例は、
上記第１の実施例乃至第７の実施例において、上記偏光
ホログラムの複屈折膜を上記第３の方法で形成したもの
である。

【００５１】第８の実施例乃至第１０の実施例は、請求
項７に係る発明の実施例であり、請求項１、２、３、
４、５または６記載の光ピックアップ装置において、前
記ホログラムが、偏光状態により回折作用が異なる偏光
ホログラムからなり、有機物質もしくは無機物質による
異方性膜により形成されているので、低価格化、部品点
数の削減を図ることができ、さらに、ホログラムは膜厚
が薄くて収差の発生を抑えることができ、きれいな集光
スポットが得られて信頼性の高い安定な信号検出ができ
る。

【００５２】本発明の第１１の実施例は、上記各実施例
の光学素子を１つの筺体におさめてセル構造としたもの
で、図１２に示すように、２つの光源２１、３１、ホロ
グラム２４、受光素子３０、ダイクロイックプリズム２
２、全反射プリズム２３が１つの筺体４１におさめられ
てそれぞれ所定の位置に固定される。この第１１の実施
例は、このようなセル構造とすることにより、１．小型
化でき、２．一体化構造により各部品の位置ずれに対し
て安定であり、３．セル部分だけを個別に組み立てるこ
とができ、光ピックアップ装置の組み付けが容易にな
る。また、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させることが可能
になる。

【００５３】この第１１の実施例は、請求項８に係る発
明の実施例であり、請求項１、２、３、４、５または６
記載の光ピックアップ装置において、前記光源２１，３
１、前記第１の光学手段、前記ホログラム２４、前記第
２の光学手段及び前記受光素子３０を同一の筺体４１に
一体化したので、小型化と高信頼性を両立させることが
できて安定性の向上を図ることができ、全体の組み付け
が容易になる。

【００５４】

【発明の効果】以上のように請求項１に係る発明によれ
ば、上記構成により、複数規格の光記録媒体に対する情
報の記録、再生ができ、部品数を減らすことができて小
型化することができ、温度特性を良くすることができ
る。請求項２に係る発明によれば、上記構成により、光
利用効率を高くすることができてＳ／Ｎの高い信号検出
ができ、高速化に対して高感度な信号特性を得ることが
できる。

【００５５】請求項３に係る発明によれば、上記構成に
より、回路を簡素化することができ、かつ高速な信号検
出ができる。請求項４に係る発明によれば、上記構成に
より、部品点数を減らして調整箇所を減らすことがで
き、調整を簡素化することができて低コスト化を図るこ
とができる。請求項５に係る発明によれば、上記構成に
より、部品点数を削減することができ、低コスト化と調
整の簡素化を図ることができる。

【００５６】請求項６に係る発明によれば、上記構成に
より、部品点数の削減と安定な信号検出ができる。請求
項７に係る発明によれば、上記構成により、低価格化、
部品点数の削減を図ることができ、安定な信号検出がで
きる。請求項８に係る発明によれば、上記構成により、
小型化と安定性の向上を図ることができ、全体の組み付
けが容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す概略構成図であ
る。

【図２】同第１の実施例の全反射プリズムを説明するた
めの図である。

【図３】偏光ホログラムの構造の最適化を説明するため
の図である。

【図４】本発明の第３の実施例の一部を示す概略構成図
である。

【図５】本発明の第４の実施例を説明するための図であ
る。

【図６】同第４の実施例の一部を示す概略構成図であ
る。

【図７】本発明の第５の実施例を説明するための図であ
る。

【図８】本発明の第５の実施例の一部を示す概略構成図
である。

【図９】本発明の第６の実施例の一部を示す概略構成図
である。

【図１０】本発明の第７の実施例の一部を示す正面図及
び側面図である。

【図１１】本発明の第８の実施例を説明するための図で
ある。

【図１２】本発明の第１１の実施例の一部を示す断面図
である。

【図１３】従来のＤＶＤ用２波長光ヘッドを示す斜視図
である。

【図１４】従来の光ピックアップ装置を示す概略構成図
である。

【符号の説明】

２１、３１光源２２ダイクロイックプリズム２３全反射プリズム２４偏光ホログラム２５コリメートレンズ２６１／４波長板２８対物レンズ２９光記録媒体３０受光素子３５、３６反射型ホログラム３７、３８透過型ホログラム４１筺体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の異なる波長の光源を有する光ピック
アップ装置において、前記複数の光源からの光を光記録
媒体面に導く第１の光学手段と、前記光記録媒体面から
の反射光のうち少なくとも２つ以上の異なる波長の光を
回折させるホログラムと、前記第１の光学手段により前
記光記録媒体面に導かれる光と前記光記録媒体面からの
反射光とを分離する第２の光学手段と、前記ホログラム
からの複数の異なる波長の回折光を受光可能であり且つ
前記光源とは分離して配置された受光素子とを備えるこ
とを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】請求項１記載の光ピックアップ装置におい
て、前記ホログラム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３】請求項１または２記載の光ピックアップ装
置において、前記ホログラムにより回折された複数の異
なる波長の光を前記受光素子上の略同一点上に結像させ
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、２または３記載の光ピックアッ
プ装置において、前記第１の光学手段、前記ホログラム
及び前記第２の光学手段を一体化したことを特徴とする
光ピックアップ装置。
【請求項５】請求項１、２、３または４記載の光ピック
アップ装置において、前記ホログラムに隣接して形成さ
れ、前記複数の異なる波長の光源からの放射光束の一部
をそれぞれ反射回折させて前記受光素子に受光させる複
数の反射型ホログラムを備え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または４記載の光ピック
アップ装置において、前記複数の異なる波長の光源から
の放射光束の一部を透過回折させて前記受光素子に受光
させる、偏光状態により回折状態が異なる偏光ホログラ
ムを備え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記載の
光ピックアップ装置において、前記ホログラムが、偏光
状態により回折作用が異なる偏光ホログラムからなり、
有機物質もしくは無機物質による異方性膜により形成さ
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記載の
光ピックアップ装置において、前記光源、前記第１の光
学手段、前記ホログラム、前記第２の光学手段及び前記
受光素子を同一の筺体に一体化したことを特徴とする光
ピックアップ装置。