JP2000348367A

JP2000348367A - 光学ユニットおよび光ピックアップ

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Publication number: JP2000348367A
Application number: JP11157928A
Authority: JP
Inventors: Kunio Yamamiya; 国雄山宮
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1999-06-04
Filing date: 1999-06-04
Publication date: 2000-12-15

Abstract

(57)【要約】【課題】構成部品を減らすことができ、有利に小型化
等も図ることのできる光学ユニットおよび光ピックアッ
プを提供する。【解決手段】２つの半導体レーザおよび光検出器を半
導体基板上に配置し、レーザから出射する光ビームをビ
ームスプリッタで同一方向に導き、記録媒体に照射し、
記録媒体からの反射光を光検出器で受光することによっ
て情報信号を検出する光学ユニットであり、ビームスプ
リッタ３０内で光検出器が配置された半導体基板１０上
と平行な面に回折格子を形成し、回折格子は光ビームの
拡がり角を調整するためのレンズ５０上に配置してあ
る。光学系の占有面積が縮小化でき、かつレンズによる
対物レンズ上での開口数が調整でき、有利に小型化等を
実現することが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば、光ディ
スク等の記録媒体に光学的に情報を記録、再生する光デ
ィスク装置に用いることのできる光学ユニットおよび光
学ユニットを光源として備える光ピックアップに関する
もので、特に、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤなどの保護層の
厚さが異なる記録媒体が再生できる、光学ユニットおよ
び光ピックアップに関するものである。

【０００２】

【従来技術】保護層の厚さが異なる記録媒体に用いるこ
とができる光ピックアップ装置として、従来、種々の提
案がなされている。たとえば、特開平１０−３０８０３
１号公報（文献１）による提案がされている。これは、
波長の異なる第１および第２の半導体レーザと偏光特性
を有する２つのビ−ムスプリッタからなる光ピックアッ
プ装置であり、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、コ
ンパクトディスク（ＣＤ）、ＣＤ−Ｒ（追記可能型）を
再生でき、光量損失が少なく、角度依存性の低い無偏光
膜を用い無偏光光学系が開示されている。

【０００３】さらに詳しくは、同文献第４頁段落〔００
１６〕，〔００１７〕等に構成が記載されている。その
光学系は、第１の半導体レーザ（ＣＤ用）と第２の半導
体レーザ（ＤＶＤ用）を備え、各レーザから出射された
光ビームを共通の光路に導き、ＣＤ，ＣＤ−Ｒ，ＤＶＤ
などの記録媒体の記録再生を行うようになすものであ
る。その共通の光路は、ベース上に配列された各部品、
すなわち第１および第２のビームスプリッタ、ミラー、
対物レンズ、センサレンズ、受光素子等によって構成さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】〔１〕上記構成による
と、ＣＤ，ＣＤ−Ｒ，ＤＶＤなどの保護層の厚さ（たと
えばＣＤの場合はディスク下面から情報記録層までの深
さは１．２ｍｍ、ＤＶＤの場合は０．６ｍｍ）が異なる
記録媒体が再生できるものではあるが、そのために、２
つの偏光特性をもったビームスプリッタからなるプリズ
ム、半導体レーザや光検出器など配置するため、光ピッ
クアップ装置として部品点数が多く、組み立て工数がか
かり、低コスト化が極めて困難な構成である。したがっ
て、望ましいのは、保護層の厚さの異なる記録媒体の再
生が可能な、この種の装置構成として、たとえば光ピッ
クアップとしての構成部品を減らせることであり、した
がってまた、組み立て工数の低減、低コスト化を容易に
達成しつつ、これを実現できることである。

【０００５】〔２〕一方、ＤＶＤ、ＣＤ等の記録再生用
の光ピックアップとして、特開平１０−２３３０３３号
公報（文献２）による提案のものがある。ここでは、ホ
ログラムパッケージ（ユニット）を２個使用している。

【０００６】その光学系では、ＤＶＤ用の光学ユニット
とＣＤ用の光学ユニットとは、ビームスプリッタを起点
として略９０度をなすように配置し、ビームスプリッタ
から対物レンズに至る（または、コリメータレンズを経
て対物レンズに至る）光の光軸に対して略平行な方向に
そのＤＶＤ用の光学ユニットが、また同光軸に対して略
垂直な方向にそのＣＤ用の光学ユニットが、それぞれ配
置されている（同文献第８頁段落〔００３８〕、第１０
頁段落〔００６４〕等）。ここに、各光学ユニットそれ
ぞれは、波長の異なる光の出射源、光検出器、回折格子
等を包含するよう、別々にパッケージングされたものと
して配置され、それぞれ同文献第８頁〜第９頁（段落
〔００４６〕〜〔００５１〕）等に記載の再生動作によ
り、記録媒体がＤＶＤの場合の再生、ＣＤの場合の再生
がなされるが、既述のようにホログラムパッケージ（ユ
ニット）を２個使用していることから、小型化等に一定
の限界がある。

【０００７】ここで、もし、たとえばホログラムユニッ
トの共有化が適切に実現することができると、小型のピ
ックアップを提供する上でも、光学系の縮小化を図る上
などからも、一層有利なものとなり、よって、より望ま
しいのは、かかるユニットの共有化をもなし得て、適切
に小型化等を実現できることである。

【０００８】本発明は、上述のような考察に基づき、さ
らには後記する考察に基づき、従来の技術における課題
も解消し得て、構成部品を減らすことができ、有利に小
型化等も図ることを実現できるようにしようというもの
である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によって、第１の
半導体レーザとこの第１の半導体レーザとは波長が異な
る光ビームを出射する第２の半導体レーザとを有し、前
記第１の半導体レーザ、第２の半導体レーザおよび光検
出器を基板上に配置し、レーザから出射する光ビームを
同一方向に導くビームスプリッタがあり、このビームス
プリッタを透過した光ビームを記録媒体に照射し、前記
記録媒体からの反射光を光検出器で受光することによっ
て情報信号を検出する光学ユニットであって、ビームス
プリッタ内で光検出器が配置された基板上と平行な面に
回折格子を形成し、前記回折格子は光ビームの拡がり角
を調整するためのレンズ上に配置してなる光学ユニット
が提供される。よって、本発明においては、部品点数が
多くなって組み立て工数がかかったり低コスト化が困難
になったりするなどすることを避けられ、光学系の占有
面積が縮小化でき、かつレンズによる対物レンズ上での
開口数（ＮＡ）が調整でき、有利に小型化等を実現する
ことを可能ならしめる。好適例によると、上記従来の技
術の不利を解決し、複数の半導体レーザおよび光検出器
をたとえば、直接、半導体基板（Ｓｉ基板）や、あるい
は半導体レーザはサブマウントを介して、光検出器とと
もに金属板上等に配置し、かつ光の入出射面に回折格子
が設けられたビームスプリッタと一体化し、たとえば光
ピックアップとしての構成部品を減らし、光学ユニット
を密封する構造とできることで、信頼性や耐久性の向上
を図ることが可能である。さらにたとえば小型の光ピッ
クアップを提供することが可能となる。本発明に従えば
また、上記のような光学ユニットを用いる光ピックアッ
プが得られ、第１の半導体レーザとビームスプリッタと
の間にレンズを配置し、第１の半導体レーザと第２の半
導体レーザはコリメータレンズに対して互いに共役な位
置に配置されたことを特徴とした上記光学ユニットを備
える光ピックアップが提供される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。図１〜図５は、本発明の一実施例を
示すものである。このうち、図１は本発明に従う光学ユ
ニット、およびその光学ユニットを用いる光ピックアッ
プ構成の一例を示し、図２〜図５は、適用できる回折格
子、光検出器の構成例を示す。

【００１１】〔光学ユニット〕図中、ＬＤ１，ＬＤ２
は、互いに波長の異なる光ビームを発する半導体レーザ
であって、たとえば波長７８０ｎｍの半導体レーザ（第
１の半導体レーザＬＤ１）と波長６３０〜６５０ｎｍの
半導体レーザ（第２の半導体レーザＬＤ２）である。本
実施例に従う光学ユニットでは、これら半導体レーザ
と、第１の半導体レーザの近傍に配置された５分割の光
検出器１と、第２の半導体レーザの近傍に配置され、該
第２の半導体レ−ザを挟む、２つの光検出器（３分割，
４分割の２つの光検出器）２，３とが、半導体基板（Ｓ
ｉ（シリコン）基板）１０上に配置されている。

【００１２】５分割の光検出器は、例えば図２に示すご
とき５分割受光素子１ＰＤ１〜１ＰＤ５を有するものを
用いることができ、また、他の２つの光検出器それぞれ
は、たとえば図３に示すごとくに仮想ＬＤ光ビーム点の
両側に位置する各分割受光素子２ＰＤ１〜２ＰＤ３，３
ＰＤ１〜３ＰＤ４をそれぞれ有するものを用いることが
できる。ここに、Ｔ方向は、記録媒体８０のトラック方
向と平行な方向である。上記のようにして、複数（２
個）の半導体レーザおよび光検出器が半導体基板（Ｓｉ
基板）上に配置される構成とすることができる。

【００１３】この半導体基板は、たとえば、金属や樹脂
からなる円筒状または直方体形状のパッケージ２０内で
一体化され、台形状をなすビームスプリッタ３０によっ
て密封されている。該ビームスプリッタは、このビーム
スプリッタを透過した光ビームを記録媒体に照射するよ
う、レーザから出射する光ビームを同一方向に導くもの
で、ここでは、三角形状と平行四辺形状のプリズム部分
３０ａ，３０ｂからなるものとして示され、記録媒体か
らの反射時にはその反射光を光検出器で受光させ情報信
号を検出させるよう光路を形成するものであるが、そう
したビームスプリッタ自体の機能のほか、ここでは、図
示のごとくに、ユニットの一体・密封化構造の機能をも
併せ有するのものとすることができる。

【００１４】このようにするときは、本実施例の光学ユ
ニットの場合、パッケージユニットは、半導体レーザＬ
Ｄ１，ＬＤ２、光検出器１，２，３、半導体基板１０、
およびビームスプリッタ３０による構成（後述のごとく
に、ビームスプリッタ内で光検出器が配置された半導体
基板上と平行な面に複数の回折格子が形成され、かつ、
一つの回折格子が光ビームの拡がり角を調整するための
レンズ上に配置される構成を含む）等に関して、効果的
に共有化がなされ得て、１個のパッケージによるもので
足り、部品点数の低減・削減を図るのにも有利に作用す
ることともなる。かつまた、ビームスプリッタ３０を上
記のごとき要素としても利用・活用する結果、そうした
一体化、密封構造の採用は、小型、縮小化にも有利に作
用するものであり、同時に、信頼性や耐久性の向上等を
図るのにも、有利なものとなることともなる。

【００１５】さらに、該ビームスプリッタ、およびその
上面、下面（入出射面）等について説明すると、次のよ
うである。プリズム部分３０ａ，３０ｂの接合部のビー
ムスプリッタ面（ＢＳ面）３１は、たとえば無偏光ビー
ムスプリッタでＰ偏光の透過率（Ｔｐ）５０％でＳ偏光
の反射率（Ｒｓ）５０％の多層膜が形成されている態様
とすることができ、またはこれに代えて、波長選択フィ
ルタが形成される態様（たとえば、後記第４実施例参
照）とすることができる。波長選択フィルタの場合、該
フィルタは、たとえば７８０ｎｍの波長の光ビームは透
過、６３０ｎｍ〜６５０ｎｍの波長の光ビームは反射す
るフィルタとすることができる。

【００１６】台形形状した上面には１／４波長板４０が
接合される構成とすることができるが、ビームスプリッ
タが無偏光の場合は不要である。また、半導体基板１０
と平行な下面には、たとえば記録媒体８０のトラック
（Ｔ）と平行な分割線とその分割線と直交な分割線から
なる４分割のホログラム素子（第１の回折素子）４１
（図４）と、第２の半導体レーザから照射する光ビーム
を３つの回折光に分離して記録媒体８０に照射するグレ
ーティング（第２の回折素子）４２とが、形成されてい
る。このように、本例においては、ビームスプリッタ３
０は、光検出器が配置された半導体基板と平行な面に複
数（２個）の回折格子が形成されたもとのすることがで
き、該複数の回折格子は３ビーム用のグレーティング素
子（Ｇｒ）とホログラム素子（ＨＯＥ）からなる。かく
して、上記半導体レーザＬＤ１，ＬＤ２および光検出器
１，２，３，を半導体基板１０上に配置したものが、パ
ッケージ２０部分を介し、光の入出射面に回折格子が設
けられたビームスプリッタ３０と一体化し、密封する構
造とした構成とすることができる。さらに、たとえば、
４分割のホログラム素子とビームスプリッタ面との間に
は、球面レンズ５０が形成されている。該レンズは、図
示のごとく光ビームの広がり角を変化させるもので、こ
こでは、プリズム部分３０ａに形成したレンズである
（さらに後記でも触れられるが、これについてはシリカ
ドリカルレンズでもよい）。一方、４５度の斜面（プリ
ズム部分３０ｂの傾斜端面）には、たとえば記録媒体の
トラック（Ｔ）と平行な分割線からなる図５に示すごと
くの２分割の格子ピッチの異なるホログラム素子（第３
の回折素子）４３が形成されている構成とすることがで
きる（これは、使用しなくてもよい）。

【００１７】記録媒体８０は、後述もするようにＤＶ
Ｄ、ＣＤ−Ｒ，ＣＤを用いることができるが、記録媒体
８０がＤＶＤであるときの再生時におけるＤＶＤ用の光
検出器とフォーカス，トラッキング検出については、こ
れを前記で例示した図３のような受光素子２ＰＤ１〜２
ＰＤ３，３ＰＤ１〜３ＰＤ４による態様で行う場合に
は、たとえば特開平８−２２６２４号公報（文献３）に
記載の検出方式等（たとえば同文献図１５参照）を用い
ることができ、これらは、ここに取り入れられて参照さ
れる。たとえば、具体的には、部分ＰＤ１〜２ＰＤ３を
フォーカスエラー信号検出用光検出器として、また部分
３ＰＤ１〜３ＰＤ４をトラッキングエラー信号検出用光
検出器として利用し、これらに入射する回折光による検
出出力を演算することによって、サーボ信号を、および
情報信号を得ることができる。また、記録媒体８０がＣ
Ｄ−Ｒ，ＣＤの場合であって、前記で例示した図２のよ
うな受光素子１ＰＤ１〜１ＰＤ５の態様で行う場合に
は、たとえばシャープ技報第７２号・１９９８年１２月
（文献４）の第３９頁図３（ｂ）の検出方式による技術
を用いることができ、これも、本明細書に取り入れられ
て参照される。この場合、たとえば、フォーカスエラー
信号検出用については、フォーカスエラー信号：ＰＤ２−ＰＤ３（ＰＤ２：部分１ＰＤ２の検出出力、ＰＤ３：部分１Ｐ
Ｄ２の検出出力）により行われるが、そうした光検出出力を得るに際し、
各部分１ＰＤ１〜１ＰＤ５の全体的な配置構成が、図２
にも示すごとく、図の左右方向の寸法が小さくて済むも
のとなるので、このような光検出器を採用すると、パッ
ケージ２０内に納めるのにより有利なものとなる。

【００１８】上記のような光学ユニットを用いる光ピッ
クアップ構成では、図１に示す態様の場合には、ビーム
スプリッタ３０の上方に設けられた対物レンズ７５と、
情報を記録または再生する記録媒体８０がある。鎖線で
示す反射ミラー７１は、薄型の場合に挿入する構成を採
用することができる。

【００１９】上記のような構成の本実施例の光学ユニッ
トないし光ピックアップの動作を含めて、さらに以下に
説明する。適用する記録媒体８０については、先にも触
れたように、たとえば保護層の厚さの異なるＣＤ−Ｒ，
ＣＤ、ＤＶＤを用いることができ、この場合には、使用
記録媒体８０がＣＤ−Ｒ，ＣＤであるか、ＤＶＤである
かに対応させて、２つの半導体レーザＬＤ１，ＬＤ２の
うちの対応する一方の半導体レーザ側を発光させ（この
とき、他方の半導体レーザ側は発光させない）、それぞ
れ（共通に使用される同じ）対物レンズ７５により図示
のような収束位置で記録トラック上に光ビームを集光さ
せるようになす。

【００２０】今、図示のごとく、たとえば記録媒体８０
が基板厚０．６ｍｍのＤＶＤの再生のときであるとする
と、波長６３０ｎｍの半導体レーザ側の方を発光させ
て、ＣＤ用光スポット（１．２ｍｍ側）形成位置よりも
近い位置に（ディスク下面から浅い深さ位置に形成され
た記録媒体面に）、波長６３０ｎｍの光ビームによる光
スポットを形成させるようにし、逆に、基板厚１．２ｍ
ｍのＣＤ−Ｒ，ＣＤの再生のときには、波長７８０ｎｍ
の半導体レーザ側の方を発光させて、ＤＶＤ用光スポッ
ト（０．６ｍｍ側）形成位置よりも遠い位置に（ディス
ク下面から深い深さ位置に形成された記録媒体面に）、
波長７８０ｎｍの光ビームによる光スポットを形成させ
るようにするのである。このような波長の異なる２つの
半導体レーザを使用する、いわゆる２焦点光ピックアッ
プとしての原理的、基本的な動作などに関しては、たと
えば前掲文献１第５頁〜第６頁（段落〔００２９〕，
〔００３０〕等）に記載されており、該当する部分は、
ここに取り入れられて参照される。

【００２１】しかして、それぞれの記録媒体再生時、ビ
ームスプリッタ３０に入射しビームスプリッタ面３１に
より同一方向に導かれて該ビームスプリッタを透過する
光ビームを、上記対物レンズ７５により対応する記録媒
体８０（ＤＶＤ、またはＣＤ−Ｒ，ＣＤ）に照射するこ
とで該対応記録媒体から得られることとなる反射光は、
戻り光として、再び、対物レンズ７５、ビームスプリッ
タ３０のこの順で戻り、ビームスプリッタ３０から出射
して、既述のごとく、半導体基板１０上に半導体レーザ
の周りに配された光検出器１、２，３のうちの対応する
光検出器側に導かれ、情報信号の検出、フォーカス，ト
ラッキング検出がなされるが、ここに、上記ビームスプ
リッタ３０の三角形プリズム部分３０ａに具備せしめた
球面レンズ５０は、記録媒体８０がＤＶＤである場合に
おける該記録媒体への光ビームの照射に関して、次のよ
うな作用を有するものとして機能させることができる。

【００２２】〔球面レンズについて〕ＣＤ−Ｒ，ＣＤの
再生とＤＶＤの再生とが共にできるようにする場合、対
物レンズ上での開口数（ＮＡ）をみると、ＣＤ−Ｒ，Ｃ
Ｄの場合とＤＶＤの場合とでは開口数は異なる。ＣＤ−
Ｒ，ＣＤの場合は、対物レンズ７５上での開口数ＮＡｌ
が、たとえば０．４５である。これに対して、短波長を
使用し、基板厚さが０．６ｍｍで、より近い位置に光ス
ポットを形成させるべきＤＶＤの場合は、開口数ＮＡ２
が０．６である。そこで、これを実現させるべく、図示
のような光路中に球面レンズ５０を配することで、対物
レンズ上での開口数を調整できるようにしようというも
のである。すなわち、第２の半導体レーザの発光点と対
物レンズ７５との位置により開口数ＮＡｌが決まる。し
たがって、このように決めることができることから、こ
れに合わせて開口数ＮＡ２が０．６になるように光ビー
ムの広がり角を変化させている。

【００２３】三角形プリズム部分３０ａの球面レンズ５
０は、このような狙いのもと、光ビームの拡がり角を調
整するためのレンズとして機能させることができるもの
である。これは、対物レンズ７５上でのＮＡ（開口数）
が調整できることを意味し、かつまた、２つの半導体レ
ーザおよび光検出器を一の半導体基板１０上に配置した
構成とし、さらにはこれをパッケージ２０を介在させビ
ームスプリッタ３０と一体化、密封構造化するという既
述した有利な構成はこれを維持したままで（従って、か
かる構成における半導体レーザの位置、配置構成等を変
えないで）、上記のことを実現できることを意味する。
本実施例によるものではまた、ビームスプリッタ３０に
よる横へ向かう光路がなく、光学系の占有面積はこれを
縮小化されており、部品点数も少なく、１つのパッケー
ジ２０で収納できるものであることが分かるが、こうし
た利点をも失わないであり、必要な開口数ＮＡ１，ＮＡ
２とすることが実現できることをも意味するものであ
り、光学ユニットや半導体レーザがビームスプリッタに
よる横に向かう光路がないため、光学系の占有面積が縮
小化でき、かつレンズ（ここでは、球面レンズ５０）に
よる対物レンズ７５上でのＮＡ（開口数）が調整でき小
型化となる。なお、球面レンズ５０については、既に触
れたとおり、シリカドリカルレンズでもよい。

【００２４】複数の半導体レーザおよび光検出器を半導
体基板上に配置し、かつ光の入出射面に回折格子が設け
られたビームスプリッタと一体化し、たとえば光ピック
アップとしての構成部品を減らし、光学ユニットを密封
する構造としたことで、信頼性や耐久性の向上を図れ、
小型化を図ることのできる上記本実施例に従うものは、
さらには、これをベースとして、一歩を進め、下記内容
の技術を加味することができる有利性もあり、そのよう
にすれば、より一層効果的なものなる。

【００２５】上記構成では、球面レンズ５０は、ＣＤ−
Ｒ，ＣＤのときの対物レンズ７５上での開口数ＮＡ１＝
０．４５の場合に、ＤＶＤの場合の対物レンズ７５上で
の開口数ＮＡ２＝０．６が実現できるよう、設計上、そ
のような光ビームの広がり角を得られるものとしてあら
かじめ所定の広がり角を有するレンズ（具体的には、凹
レンズ）に選定して設けてある。これは、擬似的に焦点
距離を延ばしたこととなる。

【００２６】ここに、そのようにするための他のもう一
つの方策は、使用する硝材（ガラス材）の屈折率に関す
る手法のものであり、したがって、この点からは、ＢＳ
面で反射して対物レンズに至る系の光路と、直進して対
物レンズに至る系の光路で、硝材を同じとするか違うも
のにするかといった観点からの対応が挙げられる。ま
た、入射角度によって光量が変動し利用効率が落ちるな
どするのを防ぎ、利用効率を向上させるたいという点か
らは、入射角依存性を小さくすることがよく、したがっ
て、このような観点からの対応ができるのが望ましい。

【００２７】〔１〕ＢＳを高屈折の硝材にする。次式の
ごとく、硝材を透過する光学光路長が長くなる。ｄ＝ｄ′（１−（１／ｎ））（ｎ：材料の屈折率、ｄ：光学光路長の変化分）ここに、一般のＢＫ７のガラス材料（屈折率１．５２）
を用いる場合と比較すると、たとえばＳＦＳ１（ＨＯＹ
Ａ株式会社製）を用いる場合は、ＳＦＳ１の屈折率ｎは
たとえば波長６３０〜６５０ｎｍでｎ＝ほぼ１．９（波
長７８０ｎｍではｎ＝１．８９）であるため、ＢＫ７の
場合に比し、上記式中の（１／ｎ）の項は小さくなり、
結果、ｄ′が一定であるとすると、ｄは大きくなる。こ
のように、上記数式分だけ長くなるので、ｎを大きくす
るとよい。

【００２８】〔２〕入射角依存性（ＰまたはＳ偏光特性
をもつ入射する光ビーム）に対して、高屈折率硝材がよ
い。たとえば、上記ＳＦＳ１（ｎ＝１．９）である。

【００２９】〔３〕凹レンズ面をもつ硝材は高屈折率硝
材のたとえば上記ＳＦＳ１（ｎ＝１．９）、その他の硝
材はたとえばＢＫ７（ｎ＝１．５２）の組み合わせ（効
果；光路長を短くできる）、またはその逆である。ここ
に、前者の態様では、三角形プリズム部分３０ａをＳＦ
Ｓ１の硝材とし、平行四辺形プリズム部分３０ｂの硝材
をＢＫ７とする。

【００３０】一方、後者の逆の組み合わせ態様において
は、平行四辺形プリズム部分３０ｂをＳＦＳ１の硝材と
し、三角形プリズム部分３０ａの硝材をＢＫ７とするも
のであってよい。三角形プリズム部分３０ａの硝材の屈
折率を大きいものにすれば、光路長が稼げるところ、逆
に屈折率を小さくすると、拡がり角を大きくできるとい
うメリットがあり、従ってかかる点を重視する場合に
は、この逆の態様を採用し、凹レンズのガラスの硝材の
選択により、拡がり角が大きくなるようにすることがで
きる。

【００３１】上記本実施例では、球面レンズ５０として
凹レンズを採用しているが、これを凸レンズとした場合
のものにも使用することができる。

【００３２】また、実施例では、適用できる回折格子の
分割線またはフォーカス用光検出器の分割線方向は、ト
ラック（Ｔ）に対し図２〜５に例示したようなものとし
て示したが、これに限らない。したがって、回折格子の
分割線またはフォーカス用光検出器の分割線方向はトラ
ックに対し０〜４５°範囲内でもよい。

【００３３】図６〜図８は、本発明の他の実施例（第２
実施例）を示すものである。本実施例は、上記した実施
例（第１実施例）の改良であって、ＣＤ−ＲとＤＶＤ−
ＲＯＭとの互換性のある光学ユニットである。第１実施
例に関して既に述べてきたユニットの共有化、一体化、
密封化構造など原理的な構成、作用効果については、基
本的に第１実施例と同様のものとすることができる（こ
の点は、他の実施例でも同様である）。以下に、本実施
例の要部について説明する。

【００３４】本実施例によるものは、図６に示すよう
に、概略、半導体レーザＬＤ１，ＬＤ２と、光検出器
４、５と、これら半導体レーザＬＤ１，ＬＤ２および光
検出器４、５を配置した半導体基板１０と平行なビーム
スプリッタ下面に設けた回折格子としてのグレーティン
グ素子４４およびホログラム素子４５（図７）とを有
し、台形形状したビームスプリッタ３０と対物レンズ７
５との間にはコリメータレンズ７２を配置するととも
に、球面レンズ５０はグレーティング素子４４とビーム
スプリッタ面３１との間に形成し、さらにまた、光学ユ
ニットは前方モニタ用光検出器１０１を有するものとな
っている。第１の半導体レーザＬＤ１は波長７８０ｎｍ
（Ｓ偏光）のレーザで、第２の半導体レーザＬＤ２は波
長６３０〜６５０ｎｍ（Ｐ偏光）のレーザである。

【００３５】第１の半導体レーザの波長７８０ｎｍに対
して、無偏光のビームスプリッタ面３１（ＢＳ）は、Ｔ
ｓ（Ｓ偏光透過率）；５０％，Ｒｓ（Ｓ偏光反射率）；
５０％で、第２の半導体レーザの波長６３０〜６５０ｎ
ｍに対して、Ｔｐ（Ｐ偏光透過率）：０〜５０％、Ｒｐ
（Ｐ偏光反射率）；５０〜１００％である。ビームスプ
リッタ３０の下部には、第１の半導体レーザ（ＬＤ１）
との間にグレーティング（第２の回折格子）があり、こ
のグレーティング４４とビームスプリッタ面３１の間に
球面レンズ５０が形成されている。図示例では、３ビー
ム用のグレーティングとして回折格子を形成せしめた薄
板をビームスプリッタ３０下面に接合することでグレー
ティング素子４４とした態様であるが、かかる構成には
限られず、この点については後述する。さらにまた、ビ
ームスプリッタ３０の台形プリズム面の垂直面（三角形
プリズム部分３０ａの側面）には，２つの半導体レーザ
ＬＤ１，ＬＤ２の出力光量をモニタする前方モニタ用の
光検出器１０１が接合されている。

【００３６】〔ホログラム（ＨＯＥ）〕また、ホログラ
ム素子４５等については、次のようである。それぞれの
記録媒体（ＣＤ−ＲまたはＤＶＤ−ＲＯＭ）使用時、記
銀媒体８０からのＰ偏光やＳ偏光の状態により回折する
ようになっている。具体的には、光軸中心で４分割され
たホログラム（ＨＯＥ）はそれぞれ光検出器４、５に導
かれるが、図７に示すように、対角する面ａ１，ａ２；
ｂ１，ｂ２ごとに回折が異なるようになっている。領域
ａ１，ａ２はＰ偏光回折で、領域ｂ１，ｂ２はＳ偏光回
折である。本実施例においては、波長７８０ｎｍの光ビ
ームを対応する記録媒体８０（ＣＤ−Ｒ）に照射したと
きも、波長６３０〜６５０ｎｍの光ビームを対応する記
録媒体８０（ＤＶＤ−ＲＯＭ）に照射したときも、それ
ぞれ場合に得られる反射光はかかる４分割ホログラム素
子４５に入射され、したがって、対応記録媒体８０から
の反射光を光検出器４，５で受光することによって情報
信号を検出することができるものであるが、この場合、
情報信号は２／３となり、１／３の成分は０次回折光
で、残りの２／３の成分が±１次回折光となる。より詳
しくは、光検出器とフォーカス，トラッキング検出は、
たとえば前掲文献３に記載の検出方式等（たとえば同文
献図４を参照）を用いることができる。

【００３７】〔球面レンズについて〕さらに、本実施例
においては、球面レンズ５０によって、第１の半導体レ
ーザＬＤ１と第２の半導体レーザＬＤ２は光ビームを平
行光とするコリメータレンズ７２に対して互いに共役な
位置に配置されている。かくして、ここでは、第１の半
導体レーザＬＤ１とビームスプリッタ面３１との間に球
面レンズ５０が配置されて、第１の半導体レーザＬＤ１
と第２の半導体レーザＬＤ２がコリメータレンズ７２に
対して互いに共役な位置に配置される。これにより、同
一半導体基板１０上に配置の各半導体レーザのそれぞれ
の発光点から当該コリメータレンズ７２までの距離関係
の条件を、あらかじめ拡がり角を選定した該レンズ５０
によって設定可能で、結果、第１実施例同様、対物レン
ズ７５上でのＮＡ（開口数）が調整でき、図６図示のご
とく、それぞれ既述した必要な開口数ＮＡ１（たとえば
０．４５），開口数ＮＡ２（０．６）を第１実施例の場
合と同様の効果をもって実現することができる。

【００３８】図８は、適用できる光検出器４，５の受光
素子の形状等を示す。これは、図７に例示した４分割ホ
ログラム素子４５を通過した±１次回折光と受光素子の
位置形状の例であり、２つの光検出器４，５それぞれ
は、たとえば図示のごとくにＬＤ発光点（０次回折光）
の両側に位置する各分割受光素子４ＰＤ１〜４ＰＤ３
（３分割ＰＤ），５ＰＤ１１〜５ＰＤ４２（８分割Ｐ
Ｄ）をそれぞれ有するものを用いることができる。基本
的には、領域部分４ＰＤ１〜４ＰＤ３をフォーカスエラ
ー信号検出用光検出器として、また領域部分５ＰＤ１１
〜５ＰＤ４２をトラッキングエラー信号検出用光検出器
として利用し、これらに入射する回折光による検出出力
を演算することによって、サーボ信号を、および情報信
号を得ることができる。

【００３９】ここに、図中、白ぬきパターンが６３０〜
６５０ｎｍの光ビームを記録媒体８０に照射したとき
の、また黒ぬりパターンが７８０ｎｍの光ビームを記録
媒体８０に照射したときの、それぞれの回折光の様子を
表し、また、符号ａ１１，ｂ１１，ａ２１，ｂ２１およ
びａ１２，ｂ１２，ａ２２，ｂ２２で示すものは、それ
ぞれ、光検出器前側焦点（光検出器面の前側に焦点をも
つ状態）および光検出器後側焦点（光検出器面の後ろ側
に焦点をもつ状態）における回折光の位置形状を例示し
たものである。さらに、領域部分５ＰＤ１１，５ＰＤ２
１，５ＰＤ３１，５ＰＤ４１，５ＰＤ１２，５ＰＤ２
２，５ＰＤ３２，５ＰＤ４２における検出出力を、それ
ぞれＰＤ ₁₁，ＰＤ₂₁，ＰＤ₃₁，ＰＤ₄₁，ＰＤ₁₂，Ｐ
Ｄ₂₂，ＰＤ₃₂，ＰＤ₄₂で表すとすると、３ビーム法、位
相差法、プッシュプル法による検出方法においては、そ
れぞれの検出は以下の演算、方式で行うことができる。

【００４０】〔３ビーム法〕（ＰＤ₁₂＋ＰＤ₄₂）−（ＰＤ₁₁＋ＰＤ₄₁）〔位相差法〕（ＰＤ₂₁＋ＰＤ₃₂）−（ＰＤ₂₂＋ＰＤ₃₁）〔プッシュプル法〕（ＰＤ₂₂＋ＰＤ₃₂）−（ＰＤ₂₁＋ＰＤ₃₁）

【００４１】データ情報は全領域のＰＤ１１〜ＰＤ４２
とＰＤ１〜ＰＤ３の総和出力によって得られる。

【００４２】よって、トラッキングエラー信号検出は、
たとえば、波長７８０ｎｍの光ビームを記録媒体８０
（ＣＤ−Ｒ）に照射したときは、３ビーム方式で４分割
ホログラム素子４５に３つの光ビーム（ｄｌ〜ｄ３（ス
ポット））で入射して回折光は該記録媒体８０のトラッ
ク（Ｔ）方向に平行に分割された２分割受光素子上に６
つの光ビームとなる。また、波長６３０〜６５０ｎｍの
光ビームを記録媒体８０（ＤＶＤ−ＲＯＭ）に照射した
ときは、位相差方式で４分割ホログラム素子４５に１つ
の光ビーム（ｄｌのみ）で入射して回折光は２分割受光
素子上に２つの光ビームとなる。本実施例では、光検出
器４，５はこのような構成として実施することができ
る。

【００４３】〔台形形状したプリズム内の球面レンズと
回折格子の関係〕本実施例では、三角形プリズム部分３
０に関し、ガラス材料（ＳＦＳ１、またはＢＫ７）をエ
ッチングをした状態で空間部からなる球面レンズ５０を
形成後に、回折格子が形成された薄板（グレーティング
素子４１）を接合したものである。このような構成に従
っても、第１実施例と同様の作用効果を奏することがで
きるが、さらに、部品点数を削減するために球面レンズ
の表面に回折格子を形成すれば、かかる薄板は不要であ
る。よって、この点で、より有利なものなり、一層効果
的である。したがって、本発明は、このようにして実施
してもよい。

【００４４】さらに、無偏光ビームスプリッタを用い、
短波長（６３０〜６５０ｎｍ）の半導体レーザの偏光特
性にあったもの（実施例では、Ｐ偏光半導体レーザでビ
ームスプリッタのＰ偏光特性が、Ｔｐが０〜１０％でＲ
ｓが９０〜１００％）に選択すると、光利用効率が向上
し、短波長の半導体レーザの耐久性の向上を図ることが
できる。本発明は、このようにして実施してもよい。

【００４５】次に、本発明のさらに他の実施例（第３実
施例）であって、たとえば光変調記録用の光磁気ディス
クの記録または再生とＣＤ−Ｒとの互換性のある光学ユ
ニットである実施例を、図９により説明する。本実施例
によるものは、波長の異なる半導体レーザＬＤ１（波長
７８０ｎｍ），ＬＤ２（波長６３０〜６５０ｎｍ）によ
る２つのレーザを半導体基板１０に配置し、プリズム部
分３０ａ，３０ｂ，３０ｃによるビームスプリッタ３０
でパッケージ２０を介在して密封した構造の光学ユニッ
トである。

【００４６】該プリズム部分は、三角形プリズム部分３
０ａと２つの平行四辺形プリズム部分３０ｂ，３０ｃか
ら構成され、三角形プリズム部分３０ａはＢＫ７の材質
とたとえばＳＦＳ１の材質からなるプリズム部分であ
る。そして、三角形プリズム部分３０ａと平行四辺形プ
リズム部分３０ｂとの境界面は波長選択フィルタ（ダイ
クロックミラー面）３２で、平行四辺形プリズム部分３
０ｂと３０ｃとの境界面には多層膜からなるビームスプ
リッタ面３４が形成されてる。すなわち、本実施例で
は、光ビームの拡がり角を調整するための球面レンズに
ついては、ここでは、たとえばＳＦＳ１（高屈折率ｎ＝
１．９）の材質のプリズムにイオンエッチングして形成
されたＢＫ７（低屈折率ｎ＝１．５２）の材質からなる
レンズ部分が半球レンズ５１として形成されている。３
ビーム用の回折格子４６は、かかるレンズの位置に設け
られる。したがって、図示のごとく、半導体レーザＬＤ
１と三角形プリズム部分３０ａとの間に、半導体レーザ
ＬＤ１から出射される光ビームの拡がり角を調整できる
レンズ部分５１が存在し、回折格子４６はこうしたレン
ズ上に配置される構成とすることができ、三角形プリズ
ム部分３０ａと３ビーム用回折格子４６（グレーティン
グ面）との接着力による薄板の光学的な歪みを防止する
ことができる効果がある。

【００４７】また、図示のごとく、プリズム部分と半導
体基板１０との間には、光磁気信号を検出する検光子１
１１（ウォラストンプリズム）と、半導体基板１０上に
配置された３つの光検出器６ａ，６ｂ，７が形成されて
いる。半導体レーザＬＤ２の発光時、該半導体レーザか
らの光ビームについては、平行四辺形プリズム部分３０
ｃの傾斜端面で反射させて、三角形プリズム部分３０ａ
と平行四辺形プリズム部分３０ｂとの接合面に向かわ
せ、コリメータレンズ７２に導くことができる。記録媒
体から反射時の戻り光に関しては、三角形プリズム部分
３０ａから平行四辺形プリズム部分３０ｂ中に導かれた
光ビームは、該プリズム部分３０ｂと平行四辺形プリズ
ム部分３０ｃとの接合面で反射させ、上記検光子に導い
て上記光検出器に受光させることができる。

【００４８】本実施例においては、さらに、図示のごと
くにプリズム部分の厚さをｈとした場合において、２つ
の半導体レーザＬＤ１，ＬＤ２の間隔、すなわち波長７
８０ｎｍの半導体レーザＬＤ１と波長６３０〜６５０ｎ
ｍの半導体レーザＬＤ２との半導体基板１０上の配置間
隔は、これを該プリズム部分の厚さｈの１．５倍の１．
５ｈとしてある（この１．５ｈのスペースの間に、上記
検光子１１１が配置されていることになる）。上記構成
においては、コリメータレンズ７２の開口数は、像点側
距離差が１．５ｈになる。そこで、この像点側距離差
１．５ｈを、たとえば０．７から１．０にするため、上
記半球レンズ５１（あるいは、第１実施例でも触れたよ
うに、シリンドリカルレンズでもよい）を用いる。こう
すると、半球レンズ５１によって、波長６３０〜６５０
ｎｍの半導体レーザＬＤ２の発光点に近づけられ（擬似
的）、従って偏平な光学ユニットとなし得るものであ
り、プリズム部分３０ａ，３０ｂ，３０ｃとコリメータ
レンズ７２との間隔が狭まり、小型化される。このよう
な構成によっても、第１実施例同様、ユニットの共有
化、一体化、密封化など作用効果を奏し得て、レンズ５
１によって、図示しない対物レンズ上でのＮＡ（開口
数）を調整設定可能で、たとえばＮＡ＝０．３８〜０．
４５、ＮＡ＝０．６を実現でき、しかも、偏平、小型化
に有利なものとなる。〔図９の場合の作用〕図９の場合における作用等につい
て説明しておくと、同図において、波長６３０〜６５０
ｎｍ（ＬＤ２）の直線偏光の発散された光ビームは反射
面で反射され、ビームスプリッタ面３４を透過して、ダ
イクロックミラー面３２で反射されて、コリメータレン
ズ７２で平行な光ビームとなる。そして、図示しない対
物レンズを透過して、光磁気記録媒体の記録面上に収束
する。光磁気記録媒体の記録面上で反射した光ビーム
（戻り光）は再び、対物レンズ、コリメータレンズ７２
を透過して、ダイクロックミラー面３２で反射し、か
つ、ビームスプリッタ面３４で反射してカー回転信号の
成分をもった直線偏光はウォラストンプリズム１１１を
透過して、３本の光ビームに分離して半導体基板１０上
の３つの光検出器６ａ，６ｂ，７に受光されて光磁気記
録媒体の記録面の情報が記録、または再生できる。波長
７８０ｎｍ（ＬＤ１）の直線偏光の発散された光ビーム
の記録または再生の場合は、図６の台形形状したプリズ
ムのビームスプリッタ３０内の無偏光のビームスプリッ
タ面３１と平行で空気中と境界する反射面が前記ビーム
スプリッタ面３４と同じ作用をする。そして、ウォラス
トンプリズム１１１を透過して光検出器７で受光して相
変化記録媒体の記録面の情報が記録、または再生でき
る。

【００４９】本発明のさらに他の実施例（第４実施例）
を図１０により説明する。本実施例は、後述もするごと
く、光磁気用のＭＯ（光変調記録用）の透明基板厚さ
１．２ｍｍのディスクと、ＡＳＭＯ（磁界変調記録）の
透明基板厚さ０．６ｍｍのディスクとの互換性をもった
光学ユニットに好適なものである。図１０に示すよう
に、図示例のものでは、概略、波長の異なる半導体レー
ザＬＤ１（波長７８０ｎｍ），ＬＤ２（波長６３０〜６
５０ｎｍ）と、これら半導体レーザＬＤ１，ＬＤ２およ
び２つの光検出器８，９を配置した半導体基板１０と、
２つの検光子１１５，１１６と、プリズム部分３０ａ，
３０ｂ′，３０ｄによるビームスプリッタ３０の下面側
でそれぞれ各半導体レーザＬＤ１，ＬＤ２と対向配置さ
れる回折格子（ここでは、３ビーム用回折格子４６およ
び透過型偏光性ホログラム素子４７）と、波長７８０ｎ
ｍと波長６３０〜６５０ｎｍの半導体レーザの前方モニ
タ用光検出器１０１とを有する。

【００５０】ここに、上記３ビーム用の回折格子４６に
関しては、ＭＤ用に用いる場合には、図示のように、該
回折格子４６の配置位置として、一面に凹レンズ１２０
が形成された透明性のスペーサ１２１を使用して、該ス
ペーサ上に形成するようにすればよい。本例では、こう
した構造を採用してあり、かくして、この場合でも、半
導体レーザＬＤ１と三角形プリズム部分３０ａとの間
に、半導体レーザＬＤ１からの光ビームの拡がり角を調
整できるレンズ部分（凹レンズ１２０）が存在し、回折
格子４６は該レンズ上に配置される構成とすることがで
きる。そして、このように、出射面に凹レンズ１２０を
形成し、入射面に３ビーム用の回折格子４６を設ける構
成にすることにより、次のような利点をもたらす。すな
わち、上記の使用スペーサ１２１の厚さを選択すること
により、３ビーム用の回折格子４６の位置を選択できる
ことになる。これは、ひいては、記録媒体面のトラック
間隔に合わせやすいことにつながり、したがって、上記
構成では、このような点をさらなる有利性として挙げる
ことができる。

【００５１】以下、プリズム部分、２つの回折格子、半
導体基板上の構成要素ならびにパッケージとの関係等に
ついて、この順でさらに説明する。

【００５２】〔プリズム〕三角形プリズム部分３０とそ
の三角形プリズム面と接合した平行四辺形プリズム部分
３０ｂ′との接合部は、波長選択フィルタ３２が形成さ
れている。該波長選択フィルタは、波長６３０から６５
０ｎｍの半導体レーザＬＤ２の波長に対しては、Ｓ偏光
１００％反射、Ｐ偏光７０％透過，３０％反射とし、波
長７８０ｎｍの半導体レーザＬＤ１の波長に対しては、
Ｐ偏光５０％透過、Ｓ偏光１００％反射の多層膜によっ
て形成することができる。

【００５３】また、平行四辺形プリズム部分３０ｂ′と
その平行四辺形プリズム面と接合した台形プリズム部分
３０ｄとの接合部は、反射型の偏光性ホログラム３３
（たとえば分割線のない反射型偏光ホログラム）であ
る。これは、波長６３０から６５０ｎｍの半導体レーザ
ＬＤ２の波長に対しては、Ｐ偏光±１次回折光１５％、
０次回折光７０％とするものとし、波長７８０ｎｍの半
導体レーザＬＤ１の波長に対しては、Ｐ偏光の１次回折
光をたとえば２０％とする。

【００５４】また、回折格子との関係については、次の
ようである。すなわち、２つの異なる波長の半導体レー
ザＬＤ１，ＬＤ２からの入射面には、図示のごとくに各
半導体レーザと対応して、２つの回折格子（４６，４
７）がある。波長６３０から６５０ｎｍの半導体レーザ
ＬＤ２と対向しているのは、（たとえば３分割された）
透過型偏光性ホログラム４７（＋１次回折光は凸レン
ズ、−１次回折光は凹レンズ作用をもったホログラム）
であり、これは平行四辺形プリズム部分３０ｂ′下面に
形成してある。そして、これともう一つは、波長７８０
ｎｍの半導体レーザＬＤ１と対向しているのが、３ビー
ム用の回折格子４６である。既に触れたように、これ
は、凹レンズ１２０を有して三角形プリズム部分３０ａ
下面に設けた所定厚のスペーサ１２１に形成してある。
また、三角形プリズム部分３０ａの側面（垂直面）に
は、半導体レーザＬＤ１，ＬＤ２の発光量をモニタする
ＬＤ用の前方モニタ用光検出器１０１が紫外線硬化型の
接着剤で直接接合されている。

【００５５】〔半導体基板上の構成要素ならびにパッケ
ージとの関係〕半導体基板（Ｓｉ基板）１０上には、２
つの半導体レーザＬＤ１，ＬＤ２と、２つの光検出器
８，９（たとえば６分割された２個の光検出器）とがあ
り、さらに、これら光検出器上には、半導体レーザの活
性面に対し４５度傾いた検光子１１５，１１９（ここで
は、偏光ビームスプリッタ（偏光プリズム）であるが、
たとえば特開平１０−２４１１９９号公報（文献５）に
記載のされたような光導波路素子などでもよい）が２つ
配置されている。プリズムを図示の如く各部分３０ａ，
３０ｂ′，３０ｄで接合したときは、その寸法は、半導
体基板１０に対し、２δだけ大きくして設定してある。
これは、半導体レーザＬＤ１，ＬＤ２や光検出器８，９
の酸化を防止するため、半導体レーザを載せた半導体基
板１０をパッケージ２０で包囲し、開口部をそのプリズ
ムで接合し、密封するようなとき、この両δ部がパッケ
ージ２０上端縁と該プリズムとの接着剤で接合される接
合部となるようにすることによる。このようにすると、
たとえば、特開平１０−３３４４９８号公報（文献５）
に記載のものの場合のように、発散光の中に凹レンズを
入れたり、出したりすることなく、よって駆動装置も不
要となり、ひいては光ピックアップがより小型化され
る。

【００５６】〔作用〕以下に、基板厚の異なる記録媒体
を使用する場合を例にとって、本実施例による構成の光
学ユニットないし光ピックアップの動作等について説明
する。ここでは、前述したような基板厚さ０．６ｍｍの
ＡＳＭＯ（磁界変調記録）によるディスクと、光変調記
録用の１．２ｍｍのディスクが挿入された場合について
述べるものとする。

【００５７】基板厚さ０．６ｍｍのディスクが装置に挿
入されると、これに基づき、図示しない制御部の制御の
もと、波長６３０〜６５０ｎｍの半導体レーザＬＤ２が
発光し、３分割された透過型偏光ホログラム４７（８０
％透過）を透過し、分割線のない反射型偏光ホログラム
３３（８０％反射）で反射し、波長変換フィルタ３２
（７０％反射）で反射して、それぞれこの図１０では図
示していない、コリメータレンズを透過し、対物レンズ
を経て、０．６ｍｍの基板厚の記録面に収束する。

【００５８】記録媒体面で反射した光ビームは、対物レ
ンズ、コリメータレンズの順でこれらを経て図示の光学
ユニットに戻り、波長変換フィルタ３２で反射して、反
射型偏光ホログラム３３により、その±１次回折光が一
方の偏光プリズムである検光子（検光子１１５，１１６
の一方）に入射して、かくして偏光分離されて、６分割
された２個の光検出器８，９で受光される。ここに、波
長７８０ｎｍの半導体レーザＬＤ１と同時発光の場合
は、検光子の入射面に、７８０ｎｍの波長をカットする
ための波長選択フィルタをコートする構成を採用するこ
とができる。この場合のフォーカス検出はビームサイズ
法で、トラッキング検出はプッシュプル法で行う（この
場合は、透過型偏光ホログラム素子は、不要となる）。
２つの光検出器８，９のそれぞれの差信号によって記録
媒体面の情報が得られる。

【００５９】光変調記録用の基板厚１．２ｍｍ（光変調
記録）のディスクが挿入されと、波長７８０ｎｍの半導
体レーザＬＤ１が発光する。該半導体レーザＬＤ１から
の光ビームは、図示のごとく凹レンズ１２０を経、ここ
でその拡がり角を変化せしめられて、波長変換フィルタ
３２に入射してこれを透過（５０％透過）し、かくし
て、上記記載の場合と同一方向に導かれ、結果、コリメ
ータレンズ、対物レンズを経て、１．２ｍｍの基板厚の
記録面に収束する。

【００６０】記録媒体面で反射した光ビームは、同様に
して、その対物レンズ、コリメータレンズの順で戻り、
波長変換フィルタ３２で反射して、反射型偏光ホログラ
ム３３で±１次回折光は他方の偏光プリズムからなる検
光子（検光子１１５，１１６の他方）に入射し、偏光分
離されて、６分割された２個の光検出器８，９で受光さ
れる。記録媒体面の情報とサーボ系の検出は、上記記載
の波長６３０〜６５０ｎｍの半導体レーザＬＤ２発光に
よる０．６ｍｍ基板厚のディスクのときと同様である。
この場合も、既に述べてきた他の例と同じく光ビームの
拡がり角を調整するためのレンズ（本例の場合は上記凹
レンズ１２０）に関してこれに配置した３ビーム用の回
折格子４６は、３ビーム用によるトラッキングを使用す
る場合で、かつ透過型偏光ホログラム４７による組み合
わせとなる。たとえば基板厚１．２ｍｍガイド面を有
し、かつ０．６ｍｍの基板厚を少なくとも２個の記録面
（スペーサを介して多層構造）をもった光記録媒体（デ
ィスク）の記録面に情報を記録する場合について、この
場合の７８０ｎｍ用の２個の６分割の光検出器は、全て
の総和により、記録面の情報が得られ、記録面とガイド
面は独立してサーボ制御することができる。このとき、
３ビーム法によるトラッキング検出を行う場合は３分割
された透過型ホログラムとこの透過型ホログラムで回折
された＋１次回折光を５分割された光検出器で受光する
ことができる。波長７８０ｎｍの光ビームをガイドトラ
ックに照射して、フォーカスやトラッキング制御動作に
おいては、通常のイニシャル動作（たとえば、ディスク
を回転したのち、半導体レーザを発光させたのち、フォ
ーカスサーチ後にトラッキング制御でコントロールトラ
ックに光ビームを照射し、オントラック後に所望の情報
を読み取る）を行うことができ、この場合は、２つの波
長の異なる光ビームを照射させるが、最初に波長７８０
ｎｍの半導体レーザの光ビームを照射し、ガイドトラッ
ク上でオントラックを検知したのち、情報記録、再生用
の波長６３０〜６５０ｎｍの半導体レーザを発光させる
ことにより、制御の不安定さがなく、イニシャル時の初
期動作を短縮できる。

【００６１】なお、本発明は、以上の実施の態様に限定
されるものではない。たとえば、第１実施例に関連して
述べた硝材の屈折率の選定等に関し考察して導かれた付
加的な技術は、他の例においても加味することが可能で
あり、したがって、該当する記載部分は、他の実施例に
おいても各構成ごとに入れ替えて適用することができる
ものである。

【００６２】

【発明の効果】本発明によれば、光学系の占有面積が縮
小化でき、かつレンズによる対物レンズ上での開口数が
調整でき、有利に小型化等を実現することが可能であ
る。また、複数の半導体レーザおよび光検出器をたとえ
ば、直接、半導体基板や、あるいは半導体レーザはサブ
マウイトを介して、光検出器とともに金属板上等に配置
し、かつ光の入出射面に回折格子が設けられたビームス
プリッタと一体化し、たとえば光ピックアップとしての
構成部品を減らし、光学ユニットを密封する構造とで
き、信頼性や耐久性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示す図である。

【図２】適用できる回折格子の例を示す図である。

【図３】同じく回折格子の例を示す図である。

【図４】適用できる光検出器の構成の例を示す図であ
る。

【図５】同じく光検出器の構成の例を示す図である。

【図６】本発明の他の実施例の構成を示す図である。

【図７】同例におけるホログラム（ホログラムパター
ン）の説明に供する図である。

【図８】同じく、光検出器の受光素子の形状等の説明
に供する図である。

【図９】本発明のさらに他の実施例の構成を示す図で
ある。

【図１０】本発明のさらに他の実施例の構成を示す図
である。

【符号の説明】

１光検出器１ＰＤ１〜１ＰＤ５受光素子（受光領域）２，３光検出器２ＰＤ１〜２ＰＤ３，３ＰＤ１〜３ＰＤ４受光素子
（受光領域）４，５光検出器４ＰＤ１〜４ＰＤ３，５ＰＤ１１〜５ＰＤ４２受光素
子（受光領域）６ａ，６ｂ，７光検出器８，９光検出器１０半導体基板（Ｓｉ基板）２０パッケージ３０ビームスプリッタ３０ａ，３０ｂ，３０ｂ′，３０ｃ，３０ｄプリズム
部分３１，３４ビームスプリッタ面３２波長選択フィルタ３３反射型偏光性ホログラム４０１／４波長板４１ホログラム素子（回折格子）４２グレーティング（回折格子）４３ホログラム素子（回折格子）４４グレーティング（回折格子）４５ホログラム素子（回折格子）４６３ビーム用回折格子４７透過型偏光性ホログラム素子（回折格子）５０球面レンズ５１半球レンズ７１反射ミラー７２コリメータレンズ７５対物レンズ８０記録媒体１０１前方モニタ用光検出器１１１検光子１１５，１１６検光子１２０凹レンズ１２１スペーサＬＤ１，ＬＤ２半導体レーザ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の半導体レーザとこの第１の半導体
レーザとは波長が異なる光ビームを出射する第２の半導
体レーザとを有し、前記第１の半導体レーザ、第２の半
導体レーザおよび光検出器を基板上に配置し、レーザか
ら出射する光ビームを同一方向に導くビームスプリッタ
があり、このビームスプリッタを透過した光ビームを記
録媒体に照射し、前記記録媒体からの反射光を光検出器
で受光することによって情報信号を検出する光学ユニッ
トであって、ビームスプリッタ内で光検出器が配置された基板上と平
行な面に回折格子を形成し、前記回折格子は光ビームの
拡がり角を調整するためのレンズ上に配置したことを特
徴とする光学ユニット。
【請求項２】回折格子は３ビーム用のグレーティング
素子か、グレーティング素子とホログラム素子の組み合
わせからなることを特徴とする請求項１に記載の光学ユ
ニット。
【請求項３】第１の半導体レーザとビームスプリッタ
との間にレンズを配置し、第１の半導体レーザと第２の
半導体レーザはコリメータレンズに対して互いに共役な
位置に配置されたことを特徴とした請求項１記載の光学
ユニットを備えることを特徴とする光ピックアップ。