JP2001014717A - 光学装置 - Google Patents

光学装置

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JP2001014717A
JP2001014717A JP2000122877A JP2000122877A JP2001014717A JP 2001014717 A JP2001014717 A JP 2001014717A JP 2000122877 A JP2000122877 A JP 2000122877A JP 2000122877 A JP2000122877 A JP 2000122877A JP 2001014717 A JP2001014717 A JP 2001014717A
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diffraction grating
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Shoichi Takasuka
祥一 高須賀
Shinichi Ijima
新一 井島
Naoki Nakanishi
直樹 中西
Hideyuki Nakanishi
秀行 中西
Akio Yoshikawa
昭男 吉川
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Matsushita Electronics Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • G11B7/0903—Multi-beam tracking systems

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体レーザ素子１そのものの発光能力を増
加させなくても、メインビームおよびサブビームの光量
をそれぞれ増加させて、両者のＳ／Ｎ比をともに向上で
きる光学装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 情報記録媒体６に光を照射するための発
光素子１と、前記発光素子１から出射された光を複数の
光束に分岐するための回折格子２と、前記回折格子２に
より分岐された前記複数の光束を前記情報記録媒体６上
に集光するための集光手段５と、前記情報記録媒体６か
ら反射した光を偏向するための光偏向手段３と、前記光
偏向手段により偏向された前記複数の光束を受光するた
めの受光素子７とを有し、前記回折格子２が、互いに回
折効率の異なる第一の格子領域および第二の格子領域を
有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】まず、従来の光学装置の構成および動作
について図１３〜図１６を用いて説明する。
【０００３】図１３は、従来の光学装置の光学系を示す
図である。図１３において、発光素子である半導体レー
ザ素子１から出射される光の光軸上に、半導体レーザ素
子１側から順に、３ビーム生成用の回折格子２、光偏向
手段であるホログラム光学素子３、集光手段であるコリ
メートレンズ４および集光手段である対物レンズ５が配
置されている。
【０００４】対物レンズ５の集光面上には情報記録媒体
６が配置されている。また、半導体レーザ素子１の両側
には、ホログラム光学素子３によって偏向した光を受光
するための複数の受光素子を有する受光素子群７が形成
されている。
【０００５】なお、図１４に示すように、回折格子２に
は一定のピッチを有するＸ軸に平行な格子が形成されて
いる。また、ホログラム光学素子３には、レンズ効果を
有する回折格子（図示せず）が形成されている。
【０００６】次に、半導体レーザ素子１から出射される
光の伝搬について説明する。図１３において、半導体レ
ーザ素子１から出射された光は、回折格子２を透過する
際に回折格子２によりＹ軸方向に回折を受け、＋１次回
折光、−１次回折光、および０次回折光の３光束に分け
られる。なお、＋１次回折光および−１次回折光は、Ｙ
軸方向すなわち図１３における紙面垂直方向に回折され
るものであるから、図面上では０次回折光と区別して表
すことはできない。０次回折光は、メインビームとよば
れ、情報記録媒体６に記録された信号、および光学装置
と情報記録媒体６との焦点誤差信号を得るために使用さ
れるものであり、±１次回折光は、サブビームとよば
れ、トラッキング誤差信号を得るために使用されるもの
である。これら３光束は、ホログラム光学素子３を通過
してコリメートレンズ４に入射する。コリメートレンズ
４により平行光にコリメートされた光は対物レンズ５に
よって情報記録媒体６上に集光され、対物レンズ５側に
反射される。
【０００７】情報記録媒体６上で反射した光は、逆向き
の経路で伝搬し、対物レンズ５、コリメートレンズ４、
ホログラム光学素子３の順にそれぞれ再入射する。ホロ
グラム光学素子３に再入射した光は、Ｘ軸方向に偏向さ
れ受光素子群７に入射する。受光素子群７において、メ
インビームおよびサブビームが受光され、受光素子群７
に接続された演算素子（図示せず）によって、情報記録
媒体６に記録された信号、焦点誤差信号、およびトラッ
キング誤差信号がそれぞれ算出される。
【０００８】なお、図１４において、領域１１において
０次回折した光がコリメートレンズ４に入射し、領域１
２において＋１次回折した光がコリメートレンズ４に入
射し、領域１３において−１次回折した光がコリメート
レンズ４に入射する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来の光学装置におい
ては、回折格子２の格子深さを調節することにより、回
折効率を適宜設定することができる。回折格子深さと
は、回折格子の空間変調の度合いを意味し、例えば屈折
率型の回折格子では、屈折率の空間変調の大きさを意味
する。
【００１０】図１５は、回折格子２の回折格子深さと０
次回折光の回折効率との関係（線Ｘ）、および回折格子
２の回折格子深さと±１次回折光の回折効率との関係
（線Ｙ）を示すものである。図１５から明らかなよう
に、±１次回折光の回折効率を増やすと、逆に、０次回
折光の回折効率は低下する。これはエネルギー保存則か
らも当然のことである。
【００１１】従って、メインビームおよびサブビームの
双方の光量を増加させて、両者のＳ／Ｎ比を共に向上す
ることができなかった。
【００１２】また、従来の光学装置においては、情報記
録媒体６のトラック方向の傾きにより、情報記録媒体６
上でのサブビームスポットに基づく信号を差動演算して
得られるトラッキング誤差信号にオフセットが生じる欠
点があった。このオフセットは半導体レーザ素子１の端
面や回折格子２やホログラム光学素子３や情報記録媒体
６等の間で生じる多重反射によって引き起こされる。
【００１３】その発生メカニズムの一例を図１６を用い
て説明する。図１６（ａ），図１６（ｂ）におけるＸ
軸、Ｙ軸、Ｚ軸の方向は、図１３におけるＸ軸、Ｙ軸、
Ｚ軸の方向にそれぞれ対応している。図面を簡略化する
ために、半導体レーザ素子１、回折格子２、情報記録媒
体６以外の構成要素は図示していない。情報記録媒体６
の記録面は点線で示した水平面に対してＸ軸回りに角度
δだけ傾斜している。図１６において、点Ａ及び点Ｂは
情報記録媒体６に照射されるレーザ光の光点、点Ｃはレ
ーザ光の出射点、点Ｄは半導体レーザ１の端面における
情報記録媒体６からの戻り光の光点をそれぞれ表す。
【００１４】図１６（ａ）に示すように、半導体レーザ
素子１の出射点Ｃから出射された光は、情報記録媒体６
の光点Ｂで反射され、回折格子２で回折され、半導体レ
ーザ素子１の端面の光点Ｄに戻る。ここで反射され、も
う一度回折格子２を透過した光は情報記録媒体６の光点
Ａに到達する（光路１：Ｃ→Ｂ→Ｄ→Ａ）。このように
多数回反射された光が図示しない受光素子群７に到達す
ることがある。この結果、本来の光路を通って受光素子
群７に到達した光との間で光路長差に基づく位相差を生
じ、両者が干渉し合うことがある。
【００１５】また、図１６（ｂ）に示すように、半導体
レーザ素子１の出射点Ｃから出射された光は、情報記録
媒体６の光点Ａで反射され、回折格子２を透過し、半導
体レーザ素子１の端面の光点Ｄに戻る。ここで反射さ
れ、もう一度回折格子２を透過した光は情報記録媒体６
の光点Ａに到達する（光路２：Ｃ→Ａ→Ｄ→Ａ）。この
場合も同様に、このように多数回反射された光が図示し
ない受光素子群７に到達することがある。この結果、本
来の光路を通って受光素子群７に到達した光との間で光
路長差に基づく位相差を生じ、両者が干渉し合うことが
ある。
【００１６】また、上記の干渉の程度（干渉強度）は、
情報記録媒体６のトラック方向の傾きδに応じた位相差
により変動する。従って、サブビームスポットに基づく
信号強度が変動し、トラッキング誤差信号にオフセット
が生じるという問題があった。
【００１７】同様にメインビームとサブビームとの間で
も多重反射による干渉が生じる場合があり、再生信号な
らびにトラッキング誤差信号のＳ／Ｎ比が劣化してしま
うという問題も有していた。
【００１８】そこで本発明は、半導体レーザ素子１その
ものの発光能力を増加させなくても、メインビームおよ
びサブビームの光量をそれぞれ増加させて、両者のＳ／
Ｎ比を共に向上できる光学装置を提供することを目的と
する。
【００１９】また本発明は、情報記録媒体と光学装置に
使用される光学部品との間に生じる多重反射を抑制する
ことでトラッキング誤差信号のオフセットを減少させる
とともに、メインビームとサブビームとの間の干渉を抑
制することで再生信号あるいはトラッキング誤差信号の
Ｓ／Ｎ比を向上させることができる光学装置を提供する
ことを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】本発明の光学装置は、発
光素子と、前記発光素子から出射した光を複数の光束に
分岐するための回折格子と、前記回折格子を通過した光
を集光するための集光手段とを有し、前記回折格子が互
いに回折効率の異なる第一の格子領域および第二の格子
領域を有するものである。
【００２１】本発明の光学装置における回折格子は、メ
インビームを通過させるための第一の格子領域と、サブ
ビームを通過させるための第二の格子領域の回折効率を
それぞれ独立に設定するため、光の利用効率が増す。
【００２２】また、本発明の光学装置における回折格子
は、メインビームを通過させるための第一の格子領域の
±１次回折光の回折効率が第二の格子領域の±１次回折
光の回折効率よりも低下するように、第一及び第二の格
子領域の回折効率を設定することにより、情報記録媒体
と光学装置に使用される光学部品との間の多重反射を抑
制できる。この結果、トラッキング誤差信号のオフセッ
トが減少する。さらに、メインビームとサブビームとの
間の干渉も抑制することが出来る。これと上記の光利用
効率の向上効果との相乗効果により、再生信号あるいは
トラッキング誤差信号のＳ／Ｎ比をより一層向上させる
ことができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図１ないし図１２を用いて説明する。
【００２４】（実施の形態１）以下、本発明の実施の形
態１における光学装置について説明する。
【００２５】実施の形態１における光学装置の構成は、
基本的には図１３を用いて説明した従来の光学装置の構
成と同じであるが、本発明の実施の形態１における回折
格子２の構造は、次に示す点において従来のものとは異
なる。
【００２６】図１（ａ）は、実施の形態１における光学
装置の回折格子２の平面図であり、図１におけるＸ軸、
Ｙ軸、Ｚ軸の方向は、図１３におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸
の方向にそれぞれ対応している。図１（ａ）において、
回折格子２は、Ｘ軸に平行な帯状に形成された第一の格
子領域８と、第一の格子領域８の両外側に形成された第
二の格子領域９とを有し、第一の格子領域８と第二の格
子領域９とは互いに異なる回折効率を有する。第一の格
子領域８における格子および第二の格子領域９における
格子は、帯状に形成された第一の格子領域８に平行、す
なわちＸ軸に平行に形成されている。なお、第一の格子
領域８および第二の格子領域９における格子のピッチは
同一である。
【００２７】図１（ａ）に示すように、領域１１におい
て０次回折した光がコリメートレンズ４に入射し、領域
１２において＋１次回折した光がコリメートレンズ４に
入射し、領域１３において−１次回折した光がコリメー
トレンズ４に入射する。
【００２８】回折格子２は、図１３における半導体レー
ザ素子１から射出されたレーザ光の光軸が第一の格子領
域８の中央部を通るように配置されており、第一の格子
領域８を通過した０次回折光がメインビームとして、ま
た、第二の格子領域９において回折した±１次回折光が
サブビームとして用いられる。このように、実施の形態
１における光学装置の回折格子２は、メインビームを生
成するための第一の格子領域８とサブビームを生成する
ための第二の格子領域９とに分けられているため、それ
ぞれの領域において格子深さを独立して調節することに
より、０次回折光および±１次回折光の回折効率をそれ
ぞれ独立に設定することができる。このため、第一の格
子領域８における０次回折光の回折効率を上げても、第
二の格子領域９において生成される±１次回折光の強度
は影響を受けず、また、第二の格子領域９における±１
次回折光の回折効率を上げても、第一の格子領域８にお
いて生成される０次回折光の強度は影響を受けない。
【００２９】以上のような理由から、実施の形態１にお
ける光学装置では、第一の格子領域８において生成され
る０次回折光の強度をより大きく、また、第二の格子領
域９において生成される±１次回折光の強度をより大き
くするために、第一の格子領域８における０次回折光の
回折効率を、第二の格子領域９における０次回折光の回
折効率よりも大きく設定する。これにより、光利用効率
を向上させることができる。さらに、半導体レーザ素子
１の発光強度そのものを上げることなく、メインビーム
およびサブビーム両方の光量を増加させて、両者のＳ／
Ｎ比を共に向上することができる。つまり、第一の格子
領域８の０次の回折効率を大きくしているため、±１次
の回折効率が減少する。従って、例えば図１６（ａ）に
示した光路１（Ｃ→Ｂ→Ｄ→Ａ）及び図１６（ｂ）に示
した光路２（Ｃ→Ａ→Ｄ→Ａ）の多重反射による影響が
抑制されるので、メインビームとサブビームとの間の干
渉効果が減少する。従って、これと光利用効率向上との
相乗効果により、再生信号ならびにトラッキング誤差信
号のＳ／Ｎ比が向上する。さらに、同様の理由でトラッ
キング誤差信号のオフセットも低減する。
【００３０】なお、第一の格子領域８における格子のピ
ッチと、第二の格子領域９における格子のピッチとは、
同一であっても、異なっていてもよい。
【００３１】また、第一の格子領域８と第二の格子領域
９とを図２のように構成することもできる。図２（ａ）
は回折格子２の平面図、図２（ｂ）〜（ｄ）は図２
（ａ）でのＩ−Ｉ線での矢印方向から見た断面図であ
る。図２（ｂ）〜（ｄ）において、点線は同様の形状が
繰り返し形成されていることを意味する。
【００３２】例えば、第一の格子領域８における回折格
子の深さと第二の格子領域９における回折格子の深さと
を異ならせてもよい。例えば、図２（ｂ）に示すよう
に、第一の格子領域８における回折格子の深さを、第二
の格子領域９における回折格子の深さよりも小さくした
場合、第一の格子領域８における０次回折光の回折効率
を、第二の格子領域９における０次回折光の回折効率よ
りも大きく設定できる。
【００３３】また、第一の格子領域８における回折格子
の深さ、または第二の格子領域９における回折格子の深
さを一定の周期で段階的に変化させてもよい。例えば図
２（ｃ）に示すように、第一の格子領域８の回折格子の
深さを階段状に変化させるとともに、第一の格子領域８
における回折格子の深さを、第二の格子領域９における
回折格子の深さよりも小さくした場合、第一の格子領域
８における０次回折光の回折効率を、第二の格子領域９
における０次回折光の回折効率よりも大きく設定できる
ので、光の利用効率を高めることができる。更に、階段
状にして擬似的にブレーズ化することで、−１次回折光
の発生を抑制することができる。即ち、格子領域８の０
次回折光の回折効率が更に向上することで、光利用効率
が増加するとともに、メインビームとサブビームとの干
渉効果が抑制されるので再生信号並びにトラッキング誤
差信号のＳ／Ｎ比が向上する。
【００３４】また、図２（ｄ）に示すように、第一の格
子領域８における回折格子をブレーズ状（のこぎり歯
状）にすれば、−１次回折光の発生が完全に抑制される
ので、再生信号並びにトラッキング誤差信号のＳ／Ｎ比
が更に向上する。
【００３５】さらに、第一の格子領域８と第二の格子領
域９との回折格子パタンが異なっていてもよい。例え
ば、図３（ａ）に示すように、第一の格子領域８に曲線
状の回折格子を形成すると、情報記録媒体６からのメイ
ンビームの戻り光を集光回折して受光素子に導き再生信
号を検出することができる。また、図３（ｂ）に示すよ
うに、第一の格子領域８を、格子方向が相互に異なる回
折格子が形成された複数の領域で構成してもよい。
【００３６】また、第１の格子領域８を帯状に形成し、
回折格子の方向を第１の格子領域８の回折ピッチの方向
に対して所定角度だけ傾斜させて第２の格子領域９を形
成してもよい。そのようにすれば、第一の格子領域８に
おける０次回折光の回折効率を、第二の格子領域９にお
ける０次回折光の回折効率よりも大きく設定できるだけ
でなく、例えば３ビーム法によりトラッキング誤差信号
を検出する場合、情報記録媒体６上でトラックピッチの
１／４の距離だけメインビームとサブビームの集光スポ
ットを離して配置させることが容易に実現できるという
効果がある。
【００３７】また、本実施の形態においては、図１
（ａ）に示したように、領域１２または領域１３が第一
の格子領域８に重なっている場合について説明したが、
図１（ｂ）に示すように、領域１２および領域１３が第
二の格子領域９内に形成されるように光学系を設計すれ
ば、サブビームの全てが第二の格子領域９を通過する。
従って、サブビームの強度は、第一の格子領域８の回折
効率の大きさとは完全に無関係となるので、サブビーム
の強度を考慮せずに第一の格子領域８の回折効率を自由
に設定することができる。
【００３８】また、半導体レーザ素子１の発光点から回
折格子２までの距離をｄ、コリメートレンズ４の開口数
をＮＡとしたとき、第一の格子領域８のＹ軸方向の幅を
２ｄｔａｎ（ｓｉｎ-1（ＮＡ））以上とすれば、第一の
格子領域８を通過する０次回折光のみがメインビームに
なる。従って、メインビームの強度は第二の格子領域９
の回折効率の大きさとは完全に無関係となるので、サブ
ビームの強度を考慮せずに第一の格子領域８の回折効率
を自由に設定することができる。
【００３９】本実施の形態において、コリメートレンズ
４および対物レンズ５を備えた無限系型の光学系を有す
る光学装置について説明したが、対物レンズ５のみを使
用した有限系型の光学系を用いても同様に実施可能であ
る。
【００４０】また、図４に示すように、回折格子２およ
びホログラム光学素子３を集積、一体化すれば、光学部
品点数が削減され、光学装置が小型・薄型化される。
【００４１】また、図５に示すように、半導体レーザ素
子１と受光素子群７を同一のパッケージ１４に配置する
とともに、回折格子２とホログラム光学素子３とを集積
・一体化した光学部品でパッケージ１４を封止すれば、
光学装置を小型・薄型化することができるとともに、光
学装置の信頼性を大幅に向上させることができる。
【００４２】さらに、図６に示すように、半導体レーザ
素子１と受光素子群７を１つのシリコン基板１５上に集
積し一体化すれば個別の素子をパッケージ１４内部に配
置する場合と比較して組立工程が容易になる。また、半
導体微細加工技術を用いれば受光素子群７からの電気信
号を電流電圧変換したり演算したりする集積回路をも同
時に基板１５上に集積化することができる。これによ
り、光学装置内に配線を引き回すことによるノイズを低
減することができるので、Ｓ／Ｎ比の良好な光学装置を
実現することができる。なお、この集積化にはシリコン
基板１５に半導体微細加工技術を用いて全ての受光素子
群７を形成した後、半導体レーザ素子１をチップボンド
することでハイブリッドに構成することにより実施され
る。この場合において、半導体レーザ素子１が面発光型
である場合には、発光面を上部に向けてチップボンドす
るだけでよいが、半導体レーザ素子１が端面出射型であ
る場合には、図７に示すように基板１５に半導体微細加
工技術を用いて凹部を作り込みその内部に半導体レーザ
素子１をチップボンドすればよい。
【００４３】さらに凹部内に４５°傾いた面を形成し、
この面に金属あるいは誘電体膜等を蒸着することにより
マイクロミラー１７を形成すれば、半導体レーザ素子１
からの出射光はマイクロミラー１７により反射されるの
で上部方向に光を取出すことが可能となる。
【００４４】また半導体微細加工技術を使用すれば、半
導体レーザ素子１の出射光のうち、マイクロミラー１７
側とは反対の側に向けて出射する光を受光して半導体レ
ーザ素子１の出力調整を行うためのモニター用受光素子
１６を作り込むことも可能である。この構成にすれば半
導体レーザ素子１の光出力を常に最適な状態に調整で
き、光の過剰出力による無駄な電力を抑制することがで
きるという効果がある。
【００４５】一方、半導体ヘテロエピタキシャル技術を
用いて、シリコン基板１５上に化合物半導体層（図示せ
ず）をモノリシックに形成し、半導体レーザ素子１およ
び受光素子群７をシリコン基板１５もしくは化合物半導
体層に形成する方法でも実施可能である。この場合にお
いて、シリコン基板１５を用いずに、化合物半導体層の
みで半導体レーザ素子１および受光素子群７を一体に集
積・形成してもよい。
【００４６】また、本実施の形態においてはホログラム
光学素子３の＋１次回折光および−１次回折光の双方を
利用して再生信号および各種サーボ信号を検出する光学
装置について説明したが、図８に示すように、ホログラ
ム光学素子３の＋１次回折光あるいは−１次回折光のみ
を利用して再生信号および各種サーボ信号を検出する構
成にすれば、受光素子群７を構成する受光素子の数を減
らすことができるので光学装置を低コスト化することが
できる。
【００４７】また、図９に示すように、図１における光
学装置の構成に加えて、偏光性光束分岐手段１８、反射
体１９、偏光分離手段２０、偏光信号検出用受光素子群
２１をさらに設けることにより、光磁気信号検出が可能
となる。図９において、偏光性光束分岐手段１８に入射
した情報記録媒体６からの反射光は、ホログラム光学素
子３の方向および反射体１９の方向へと分岐される。ホ
ログラム光学素子３の方向へ分岐された反射光は、既に
説明したように、前記ホログラム光学素子３により受光
素子群７へと回折・集光され、サーボ信号が演算・検出
される。
【００４８】一方、偏光性光束分岐手段１８により分岐
された戻り光のうち反射体１９の方向へ分岐された光
は、反射体１９で反射した後、偏光分離手段２０におい
てＰ偏光とＳ偏光とに偏光分離されて偏光信号検出用受
光素子群２１へ導かれ、再生信号が算出される。これに
より、一般に光利用効率が悪いと言われる光磁気信号検
出用光学装置の光利用効率を向上させることができるの
で、低出力型半導体レーザ素子で動作可能になる。更
に、再生信号のＳ／Ｎ比を向上させることで高品質な再
生信号を得ることができる。つまり、第一の格子領域８
の０次回折光の回折効率を大きくしているため、±１次
回折光の回折効率が減少する。従って、多重反射による
影響が抑制されるので、メインビームとサブビームとの
間の干渉効果が減少する。従って、これと光利用効率向
上との相乗効果により、再生信号ならびにトラッキング
誤差信号のＳ／Ｎ比が向上する。さらに、同様の理由で
トラッキング誤差信号のオフセットも低減する。
【００４９】また、図１０に示すように偏光性光束分岐
手段１８と反射体１９と偏光分離手段２０を集積・一体
化すれば光学部品点数が削減されるので、光学装置が小
型・薄型・低コスト化される。
【００５０】また、図１１に示すように、半導体レーザ
素子１と受光素子群７と偏光信号検出用受光素子群２１
とを基板１５上に集積してパッケージ１４内に配置する
とともに、回折格子２とホログラム光学素子３とを集積
・一体化した光学部品でパッケージ１４を封止し、さら
に偏光性光束分岐手段１８と反射体１９と偏光分離手段
２０を集積・一体化して回折格子２とホログラム光学素
子３とを集積・一体化した光学部品上に搭載・集積化す
れば、光学装置を小型・薄型化することができるととも
に、光学装置の信頼性を大幅に向上させることができ
る。
【００５１】なお、上記説明においては情報記録媒体を
再生／記録するための光学装置としての使用例を示した
が、その他の光情報処理システムにおいて本構成の光学
装置を使用しても良い。
【００５２】（実施の形態２）次に、本発明の実施の形
態２における光学装置について説明する。
【００５３】実施の形態２における光学装置の構成は、
基本的には、実施の形態１における光学装置の構成と同
じであるが、本発明の実施の形態２における回折格子２
の構造は、次に示す点において実施の形態１のものとは
異なる。
【００５４】図１２は、実施の形態２における光学装置
の回折格子２の平面図であり、図１２におけるＸ軸、Ｙ
軸、Ｚ軸の方向は、図１３におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の
方向にそれぞれ対応している。図１２において、回折格
子２には、Ｘ軸に平行で一定のピッチを有する格子が形
成されている。但し、回折格子２の中央部には、Ｘ軸に
平行で帯状に形成された、格子の存在しない無格子領域
１０が形成されている。
【００５５】ところで、無格子領域１０が形成された場
所は、実施の形態１における回折格子２において第一の
格子領域８が形成された場所に相当するものである。実
施の形態１においても説明したように、実施の形態１に
おける回折格子２の第一の格子領域８を通過する０次回
折光は、メインビームとして用いられるものであり、メ
インビームの強度を上げるためには、第一の格子領域８
における０次回折光の回折効率を１００％とすることが
最も望ましい。第一の格子領域８における０次回折光の
回折効率を１００％とすることは、結局、実施の形態１
における第一の格子領域８が形成された領域には格子を
形成しないこと、すなわち実施の形態２における無格子
領域を設けることと等価である。
【００５６】以上のように、回折格子２の中央部に無格
子領域を形成することにより、メインビームの強度を最
大限に高めることができる。しかも、第一の回折格子領
域８は無格子領域のため±１次回折光が発生しない。従
って、例えば図１６（ａ）に示した光路１（Ｃ→Ｂ→Ｄ
→Ａ）及び図１６（ｂ）に示した光路２（Ｃ→Ａ→Ｄ→
Ａ）の多重反射によって発生するメインビームとサブビ
ームとの間の干渉によるノイズ成分を完全に除去するこ
とができる。従って、再生信号ならびにトラッキング誤
差信号のＳ／Ｎ比を大幅に向上させることができる。ま
た、トラッキング誤差信号のオフセットも低減させるこ
とができる。
【００５７】なお、実施の形態１で示した各種応用例は
本実施の形態２においても同様に適用可能である。ま
た、本実施の形態２における光学装置を、情報記録媒体
を再生／記録するためのシステム以外の光情報処理シス
テムに使用することも可能である。
【００５８】また、回折格子２の格子を、帯状に形成さ
れた無格子領域１０に対して所定角度だけ傾斜させて形
成してもよい。
【００５９】
【発明の効果】以上のように、本発明の光学装置は、半
導体レーザ素子からの出射光を分岐する回折格子を目的
別に分けられた複数の回折格子領域から構成することに
より、光学装置の光利用効率を格段に向上させることが
できるので、半導体レーザ素子の発光強度そのものを上
げることなく、メインビームおよびサブビームの両方の
光量を増加させて、両者のＳ／Ｎ比を共に向上すること
ができる。
【００６０】また、本発明の光学装置は、メインビーム
を通過させるための第一の格子領域の±１次の回折効率
を第二の格子領域の±１次の回折効率よりも低下させる
ことで、情報記録媒体と半導体レーザ素子等との間での
多重反射を抑制できるので、トラッキング誤差信号のオ
フセットが減少する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における光学装置の回折
格子を示す図
【図２】本発明の実施の形態１における光学装置の回折
格子の別の構成例を示しており、図２（ａ）は平面図、
図２（ｂ）〜（ｄ）は図２（ａ）でのＩ−Ｉ線での矢印
方向から見た断面図
【図３】本発明の実施の形態１における光学装置の回折
格子の別の構成例を示す図
【図４】本発明の実施の形態１における光学装置を示す
図
【図５】本発明の実施の形態１における光学装置を示す
図
【図６】本発明の実施の形態１における光学装置を示す
図
【図７】本発明の実施の形態１における光学装置を示す
図
【図８】本発明の実施の形態１における光学装置を示す
図
【図９】本発明の実施の形態１における光学装置を示す
図
【図１０】本発明の実施の形態１における光学装置を示
す図
【図１１】本発明の実施の形態１における光学装置を示
す図
【図１２】本発明の実施の形態２における光学装置の回
折格子を示す図
【図１３】本発明および従来の光学装置を示す図
【図１４】従来の光学装置における回折格子を示す図
【図１５】従来の回折格子の格子深さと回折効率との関
係を示す図
【図１６】情報記録媒体と光学装置との間の多重反射を
説明する図
【符号の説明】
１ 半導体レーザ素子 ２ 回折格子 ３ ホログラム光学素子 ４ コリメートレンズ ５ 対物レンズ ６ 情報記録媒体 ７ 受光素子群 ８ 第一の格子領域 ９ 第二の格子領域 １０ 無格子領域 １１、１２、１３ 領域 １４ パッケージ １５ 基板 １６ モニター用受光素子 １７ マイクロミラー １８ 偏光性光束分岐手段 １９ 反射体 ２０ 偏光分離手段 ２１ 偏光信号検出用受光素子群
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｓ 5/022 Ｈ０１Ｌ 31/02 Ｄ (72)発明者 中西 直樹 大阪府高槻市幸町１番１号 松下電子工業 株式会社内 (72)発明者 中西 秀行 大阪府高槻市幸町１番１号 松下電子工業 株式会社内 (72)発明者 吉川 昭男 大阪府高槻市幸町１番１号 松下電子工業 株式会社内

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 発光素子と、前記発光素子から出射した
    光を複数の光束に分岐するための回折格子と、前記回折
    格子を通過した光を集光するための集光手段とを有し、
    前記回折格子が互いに回折効率の異なる第一の格子領域
    および第二の格子領域を有することを特徴とする光学装
    置。
  2. 【請求項２】 情報記録媒体に光を照射するための発光
    素子と、前記発光素子から出射された光を複数の光束に
    分岐するための回折格子と、前記回折格子により分岐さ
    れた前記複数の光束を前記情報記録媒体上に集光するた
    めの集光手段と、前記情報記録媒体から反射した光を偏
    向するための光偏向手段と、前記光偏向手段により偏向
    された前記複数の光束を受光するための受光素子とを有
    し、前記回折格子が、互いに回折効率の異なる第一の格
    子領域および第二の格子領域を有することを特徴とする
    光学装置。
  3. 【請求項３】 前記第一の格子領域における回折格子深
    さと前記第二の格子領域における回折格子深さとが異な
    ることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学装置。
  4. 【請求項４】 前記第一の格子領域における回折格子深
    さ及び／又は前記第二の格子領域における回折格子深さ
    が一定の周期で段階的に変化することを特徴とする請求
    項１又は２に記載の光学装置。
  5. 【請求項５】 前記第一の格子領域における回折格子及
    び／又は前記第二の格子領域における回折格子がブレー
    ズ状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光
    学装置。
  6. 【請求項６】 前記第一の格子領域における回折格子パ
    タンと前記第二の格子領域における回折格子パタンとが
    異なることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学装
    置。
  7. 【請求項７】 前記第一の格子領域における０次回折光
    の回折効率は、前記第二の格子領域における０次回折光
    の回折効率よりも大きいことを特徴とする請求項１又は
    ２に記載の光学装置。
  8. 【請求項８】 前記第一の格子領域における０次回折光
    を前記情報記録媒体に記録された情報信号を記録又は再
    生するためのメインビームとして用い、前記第二の格子
    領域における＋１次および／または−１次回折光をトラ
    ッキング誤差信号を検出するためのサブビームとして用
    い、前記サブビームの全てが前記第二の格子領域を通過
    することを特徴とする請求項２に記載の光学装置。
  9. 【請求項９】 前記第一の格子領域が帯状に形成され、
    前記第一の格子領域における格子と前記第二の格子領域
    における格子とが帯状に形成された前記第一の格子領域
    に平行に形成されていることを特徴とする請求項１又は
    ２に記載の光学装置。
  10. 【請求項１０】 前記第一の格子領域が帯状に形成さ
    れ、前記第一の格子領域における格子及び／又は前記第
    二の格子領域における格子が帯状に形成された前記第一
    の格子領域に対して所定角度だけ傾斜して形成されてい
    ることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学装置。
  11. 【請求項１１】 発光素子と、前記発光素子から出射し
    た光を複数の光束に分岐するための回折格子と、前記回
    折格子を通過した光を集光するための集光手段とを有
    し、前記回折格子が、無格子領域を有し、前記無格子領
    域を通過した光の一部または全部が前記集光手段に入射
    することを特徴とする光学装置。
  12. 【請求項１２】 情報記録媒体に光を照射するための発
    光素子と、前記発光素子から出射された光を複数の光束
    に分岐するための回折格子と、前記回折格子により分岐
    された前記複数の光束を前記情報記録媒体上に集光する
    ための集光手段と、前記情報記録媒体からの反射した光
    を偏向するための光偏向手段と、前記光偏向手段により
    偏向された前記複数の光束を受光するための受光素子と
    を有し、前記回折格子が、無格子領域を有し、前記無格
    子領域を通過した光の一部または全部が前記集光手段に
    入射することを特徴とする光学装置。
  13. 【請求項１３】 前記回折格子深さが一定の周期で段階
    的に変化することを特徴とする請求項１１又は１２に記
    載の光学装置。
  14. 【請求項１４】 前記回折格子がブレーズ状であること
    を特徴とする請求項１１又は１２に記載の光学装置。
  15. 【請求項１５】 前記回折格子の前記無格子領域以外の
    領域を通過して前記集光手段に入射する光の量が最大と
    なるように前記回折格子の回折効率が調節されているこ
    とを特徴とする請求項１１又は１２に記載の光学装置。
  16. 【請求項１６】 前記無格子領域を通過した光を前記情
    報記録媒体に記録された情報信号を記録又は再生するた
    めのメインビームとして用い、前記回折格子における＋
    １次および／または−１次回折光をトラッキング誤差信
    号を検出するためのサブビームとして用い、前記サブビ
    ームが前記無格子領域を除く前記回折格子の領域を通過
    することを特徴とする請求項１２に記載の光学装置。
  17. 【請求項１７】 前記無格子領域が帯状に形成され、前
    記回折格子の格子が帯状に形成された前記無格子領域に
    平行に形成されていることを特徴とする請求項１１又は
    １２に記載の光学装置。
  18. 【請求項１８】 前記無格子領域が帯状に形成され、前
    記回折格子の格子が帯状に形成された前記無格子領域に
    対して所定角度だけ傾斜して形成されていることを特徴
    とする請求項１１又は１２に記載の光学装置。
  19. 【請求項１９】 前記受光素子からの電気信号を演算増
    幅する回路をさらに備えたことを特徴とする請求項２又
    は１２に記載の光学装置。
  20. 【請求項２０】 前記光偏向手段が、レンズ作用を有す
    る回折格子であることを特徴とする請求項２又は１２に
    記載の光学装置。
  21. 【請求項２１】 偏光性光束分岐手段をさらに備えたこ
    とを特徴とする請求項２又は１２に記載の光学装置。
  22. 【請求項２２】 少なくとも前記発光素子と前記受光素
    子とが同一の筐体に集積配置されていることを特徴とす
    る請求項２又は１２に記載の光学装置。
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