JP2001216677A - 光ピックアップおよびそれを用いた情報再生装置または情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ２波長マルチ半導体レーザを用い，かつ回折格子を用い
たごく簡単な光学系を導入することにより，ＤＶＤ系デ
ィスクの再生とＣＤ系ディスクの再生が共用化できる低
価格互換光ピックアップを提供する。 【課題】２波長マルチ半導体レーザは互いに波長が異な
る複数の半導体レーザチップを１個のパッケージ内に収
納することにより，ＤＶＤ／ＣＤ共用光ピックアップの
小型化，低価格化を目指したものであるが，このような
マルチ半導体レーザ光源を用いると従来は逆に検出光学
系が複雑化し低価格化を阻害していた。 【解決手段】上記問題を解決するため，本発明では光源
とハーフミラーの間およびハーフミラーと光検出器の間
の光路中に回折効率が所定の波長選択性を有する回折格
子を配置した。このような回折格子を配置することによ
り，従来の低価格光ピックアップと同等の光検出器およ
び検出光学系でＤＶＤ／ＣＤ互換光ピックアップを実現
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光学的情報記録媒体
（以下，光ディスクと記す。）に記録されたデータ信号
を再生または前記光ディスクにデータ信号を記録するた
めに用いられる光ピックアップに係わり，特にＤＶＤと
ＣＤのように互いに異なる種類の光ディスクを共に再生
または記録することができる互換光ピックアップおよび
それを用いた光学的な情報再生装置及び情報記録再生装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近，高密度情報記録媒体の1種類とし
て一般にＤＶＤと呼ばれる光ディスクが注目され急速に
普及しつつある。一方，すでに市場ではＣＤ，ＣＤ−Ｒ
ＯＭなどの既存の再生専用光ディスクやＣＤ−Ｒなどの
記録型光ディスクなども広く普及している。したがって
これら光ディスクからデータ信号を再生するための光ピ
ックアップ装置としては，１台の装置でＣＤとＤＶＤの
ように異なる種類の光ディスクを共に再生できるいわゆ
る互換光ピックアップであることが望ましい。

【０００３】しかしながら，このような互換光ピックア
ップでは，例えばＤＶＤ系ディスクを再生する際は波長
６６０ｎｍ帯の比較的短波長のレーザ光を用いて再生す
るのに対して，ＣＤ−Ｒディスクは波長７８０ｎｍ帯の
赤外レーザ光で信号を再生または記録する必要があるな
どいくつかの制約条件がある。

【０００４】このような制約条件に対して従来の光ピッ
クアップでは，例えば特開平８−５５３６３号公報や特
開平９−５４９７７号公報に開示されているような一つ
のピックアップ筐体内に６６０ｎｍ帯と７８０ｎｍ帯の
２個の半導体を備えた複合型の光ピックアップ装置を用
いることで対応してきた。

【０００５】しかしながらこのような複合型光ピックア
ップ装置は複数の半導体レーザ光源やこれら各光源から
発したレーザ光ビームを合成あるいは分離するための光
学素子を新たに備える必要があるため，従来の１光源タ
イプの光ピックアップに比べ大型化，複雑化，高価格化
が免れない。

【０００６】そこで，最近このような問題を解消する有
力な技術として，同一のパッケージ内に６６０ｎｍ帯と
７８０ｎｍ帯の２個の半導体レーザチップを設けたいわ
ゆるマルチ半導体レーザ光源を搭載した光ピックアップ
が提案され注目を集めている。このマルチ半導体レーザ
光源を用いると，ＤＶＤ再生系とＣＤ／ＣＤ−Ｒ再生系
をほぼ同一の光路に集約することができるので光ピック
アップの小型化，簡素化，低価格化に大きな効果が期待
できる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなマルチ半
導体レーザ光源を搭載した光ピックアップは，見かけ上
は１個の光源を具備しているようにみえるが，各波長の
光ビームを発する発光点の間隔が１００μｍ〜数１００
μｍ程度離れているため，従来の光学系では各発光点を
発し光ディスクを反射してきた光ビームを同一の光検出
面で受光し，フォーカス誤差信号やトラッキング誤差信
号など必要なサーボ信号およびデータ信号を検出するこ
とが困難である。

【０００８】したがって各光ビームに対応した光検出器
を複数個搭載するか，もしくは同一の検出器内において
も各発光点から発した光ビームごとに別々の検出面を設
ける必要がある。その結果，光検出器自体や検出用光学
系が非常に複雑で高価なものになってしまい実用性が大
きく損なわれてしまう。

【０００９】さらに各発光点が同一パッケージ内に固定
されているため，光源の位置を独立に変位させることが
できない。このため単一の光検出器を用いた場合は，光
検出器内の所定の検出面とそこに照射される各光ビーム
の相対的な位置を独立に調整できず，各サーボ信号を正
しく検出することが極めて困難になる。

【００１０】一方，このような問題を解決するような有
効な手段は未だ開示されていない。

【００１１】本発明の目的は以上の状況を鑑み，マルチ
半導体レーザ光源を用いた光ピックアップにおいて従来
の単一光源を用いた光ピックアップと同程度の簡略な光
検出器および検出光学系を用いながら，かつ前記マルチ
半導体レーザ光源内の各発光点から発した各々の光ビー
ムに対してそれぞれ独立に正しく各サーボ信号およびデ
ータ信号を検出できる光ピックアップおよびそれを用い
た光学的な情報再生装置または光学的な情報記録再生装
置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を実現するため
に本発明においては，まず互いに波長が異なる第１およ
び第２の少なくとも２個以上の半導体レーザ光源と，該
各半導体レーザ光源から発した光ビームを光学的情報記
録媒体の所定のトラック上に集光する対物レンズと，前
記光学的情報記録媒体を反射した各光ビームを受光する
光検出器とを備えた光ピックアップにおいて，前記光学
的情報記録媒体を反射した各光ビームを前記光検出器内
の所定位置に入射させる機能を備えた光学素子を前記対
物レンズと前記光検出器の間の光路中に配置した。

【００１３】あるいはまた，上記光ピックアップにおい
て前記各半導体レーザ光源と前記対物レンズの間の光路
中に以下に示すような所定の特性を有する回折格子を配
置した。

【００１４】なお前記半導体レーザ光源は，前記互いに
波長が異なる少なくとも２個以上の半導体レーザチップ
が同一のパッケージ内の近接した位置に配置された構成
である。

【００１５】また前記光検出器は，田の字型に４分割さ
れた受光領域を具備し，該４分割受光領域に入射する前
記光ビームから非点収差方式を用いて焦点ずれ制御信号
の検出をおこなう。

【００１６】さらに，前記光検出器は田の字型に４分割
された受光領域を有する３個の受光面を直線的に配置し
た構成である。

【００１７】なお前記回折格子は，少なくとも前記第１
の半導体レーザ光源を発した光ビームに対する回折効率
が前記第２の半導体レーザ光源を発した光ビームに対す
る回折効率よりも大きな値をもつ回折格子である。

【００１８】さらにいうと，前記回折格子として前記第
１の半導体レーザ光源を発した光ビームに対する回折効
率が前記第２の半導体レーザ光源を発した光ビームに対
する回折効率よりも充分大きな値をもつ回折格子と，前
記第２の半導体レーザ光源を発した光ビームに対する回
折効率が前記第１の半導体レーザ光源を発した光ビーム
に対する回折効率よりも充分大きな値をもつ回折格子と
を同一の光路中に配置した。

【００１９】あるいは，前記回折格子は，前記第１およ
び第２の半導体レーザ光源を発し該回折格子に入射する
第１および第２の光ビームのうち，どちらか一方に対す
る回折効率がほぼ０％になる特性を有する波長選択性回
折格子である。

【００２０】あるいは，前記回折格子は，該回折格子に
投影される前記対物レンズの有効光束直径を含む第１の
領域とその外側にある第２の領域の少なくとも２種類の
領域からなる格子面を備えた回折格子であり，前記第１
の領域では，前記第1の半導体レーザ光源を発し該回折
格子に入射する光ビームに対する±１次回折光の回折効
率の方が，前記第２の半導体レーザ光源を発し該回折格
子に入射する光ビームに対する±１次回折光の回折効率
よりも大きく，かつ前記第２の領域では，前記第２の半
導体レーザ光源を発し該回折格子に入射する光ビームに
対する±１次回折光の回折効率の方が，前記第１の半導
体レーザ光源を発し該回折格子に入射する光ビームに対
する±１次回折光の回折効率よりも大きくなるように前
記各領域の回折効率が設定されている。

【００２１】あるいは，前記回折格子は，該回折格子に
投影される前記対物レンズの有効光束直径を含む第１の
領域とその外側にある第２の領域の少なくとも２種類の
領域からなる格子面を備えた回折格子であり，前記第１
の領域では，前記第２の半導体レーザ光源を発し該回折
格子に入射する光ビームに対する±１次回折光の回折効
率の方がほぼ０％となり，前記第２の領域では，前記第
１の半導体レーザ光源を発し該回折格子に入射する光ビ
ームに対する±１次回折光の回折効率がほぼ０％となる
ように前記各領域の回折効率が設定されている。

【００２２】一方，前記光学素子は，前記第１および第
２の各半導体レーザ光源を発し前記光学素子に入射する
第１および第２の光ビームをそれぞれ所定の回折効率で
０次光と±１次回折光の３本の光ビームに分割する機能
を有する回折格子であって，前記第１または第２の光ビ
ームのどちらか一方の光ビームについては，前記０次光
および±１次回折光のうち０次光の光量が最も多く，か
つ他方の光ビームについては，前記０次光および±１次
回折光のうち＋１次回折光または−１次回折光の光量が
最も多くなるように，前記の各光ビームに対する回折効
率が設定されている。

【００２３】さらに言うと，前記光学素子は，前記第１
および第２の各半導体レーザ光源を発し前記光学素子に
入射する第１および第２の光ビームをそれぞれ所定の回
折効率で０次光と±１次回折光の３本の光ビームに分割
する機能を有する回折格子であって，前記第１または第
２の光ビームのどちらか一方の光ビームについては，０
次光の回折効率が３０％以上となり，かつ他方の光ビー
ムについては，前記０次光および±１次回折光のうち＋
１次回折光または−１次回折光の回折効率が３０％以上
となるように，前記の各光ビームに対する回折効率が設
定されている。

【００２４】また前記光学素子は，略階段状または略鋸
歯状の断面形状を有する格子溝を備えた回折格子であ
る。

【００２５】以上述べたような光ピックアップを光学的
な情報再生装置または光学的な情報記録再生装置に搭載
する。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下，本発明の第１の実施例につ
いて図１を用いて説明する。図1は本発明の光ピックア
ップの一実施例を示した構成図である。

【００２７】1は，例えば波長６６０ｎｍ帯のレーザ光
を発する半導体レーザ素子と波長７８０ｎｍ帯のレーザ
光を発する半導体レーザ素子を同一のパッケージ内に格
納したマルチ半導体レーザ光源である。このマルチ半導
体レーザ光源に収納されている各半導体レーザ素子のう
ち，波長６６０ｎｍ帯のレーザ光を発する素子は，例え
ばＤＶＤディスクなどのような高密度光ディスクを再生
する場合に点灯し，波長７８０ｎｍ帯のレーザ光を発す
る素子は，ＣＤ，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒディスクなど
のＣＤ系ディスクを再生する場合に点灯するようになっ
ている。

【００２８】マルチ半導体レーザ光源１を発した各レー
ザ光は，回折格子２および３を経てハーフミラー４に達
する。この回折格子２および３はそれぞれ特有の波長選
択性を有している。すなわち回折格子２は図2に示すよ
うに，波長６６０ｎｍ帯のレーザ光に対しては単にこの
光ビームを透過させるだけで回折光を発生させることは
ないが，波長７８０ｎｍ帯のレーザ光に対しては所定の
回折効率で±１次回折光ビームを発生させる。

【００２９】一方，回折格子３は逆に図３に示すよう
に，波長６６０ｎｍ帯のレーザ光に対しては所定の回折
効率で±１次回折光ビームを発生させるが，波長７８０
ｎｍ帯のレーザ光は単に対しては単に透過させるだけで
回折光を発生させない。このような回折格子の波長選択
性は，格子面に刻まれる格子溝の溝深さをコントロール
して所定の深さに設定することにより実現できる。

【００３０】例えば図５は，格子溝を刻む透明基板の屈
折率を１．５とし，かつ格子溝の凸部と凹部の幅の比を
１：１とした場合の，格子溝深さｄと±１次回折光の回
折効率比（０次光効率に対する相対比率）との関係を波
長λ１＝６６０ｎｍとλ２＝７８０ｎｍのレーザ光につ
いてそれぞれプロットした図である。図からわかるよう
に，格子溝深さをｄ１≒１．３μｍに設定すると，波長
λ１＝６６０ｎｍのレーザ光に関しては±１次回折光の
回折効率がゼロとなり（４％以下であればほぼゼロと見
なせる），そのため入射光量のほぼ１００％がそのまま
格子を透過する。

【００３１】一方この時，λ２＝７８０ｎｍのレーザ光
に対しては，回折効率比約０．１２で±１次回折光が発
生する。これに対して格子溝深さをｄ２≒１．５５μｍ
に設定すると，波長λ２＝７８０ｎｍのレーザ光に対し
ては±１次回折光の回折効率がゼロとなりほぼ１００％
の光がそのまま格子を透過するが，一方でλ２＝６６０
ｎｍのレーザ光に対しては，回折効率比約０．１８で±
１次回折光が発生する。

【００３２】すなわち，屈折率ｎの透明基板に溝深さｄ
の格子を刻んだ場合， （ｎ−１）×ｄ＝ｍ・λ （ｍは，任意の整数） ……（１） 上記（１）式を満たす波長λのレーザ光に対しては，こ
の回折格子は回折光を発生させず単なる透明基板として
機能する。そこで上記のように，回折格子２の格子溝深
さをｄ１＝１.３μｍとし，回折格子３の格子溝深さを
ｄ２＝約１．５５μｍとすると，上記したような所望の
波長選択性を備えた回折格子が得られる。なお，この回
折格子２および３の配置は当然図１の実施例にしめした
配置に限定されるものではなく，例えば，格子２と３の
配置順を入れ替えた構成でも一向に構わない。

【００３３】このように波長選択性格子２および３を通
過し，その結果それぞれが独自の回折角および回折方向
で０次光および±１次回折光の３本の光ビームに分離さ
れた波長６６０ｎｍ帯のレーザ光または７８０ｎｍ帯の
レーザ光は，ハーフミラー４，コリメートレンズ５，立
ち上げミラー６を経て対物レンズ７に入射し，所定のＤ
ＶＤ系ディスクまたはＣＤ系ディスク８の信号記録面に
集光される。この際，ＤＶＤ系ディスクを再生する場合
は，マルチ半導体レーザ光源１を出射し回折格子３で０
次光と±１次回折光の３本の光ビームに分離され対物レ
ンズ７によって光ディスク８の信号記録面に集光された
波長λ１＝６６０ｎｍnのレーザ光が，図４（ａ）に示
すようにディスク半径方向のスポット間隔δがディスク
の記録トラックピッチ（Ｔｐ）に対して１トラックピッ
チずつ離れた３個の光スポット１００ａ，１００ｂ，１
００ｃを形成する。

【００３４】一方，ＣＤ系ディスクを再生する場合は，
マルチ半導体レーザ光源１を出射し回折格子２で０次光
と±１次回折光の３本の光ビームに分離され対物レンズ
７によって光ディスク８の信号記録面に集光された波長
λ２＝７８０ｎｍnのレーザ光が，図４（ｂ）に示すよ
うにディスク半径方向のスポット間隔δがディスクの記
録トラックピッチ（Ｔｐ'）に対して１／４トラックピ
ッチずつ離れた３個光スポット１０１ａ，１０１ｂ，１
０１ｃを形成する。なおこの対物レンズ７は，ディスク
基板厚が異なるＤＶＤ系ディスクおよびＣＤ系ディスク
のそれぞれについて，所定のレーザ光スポットを各光デ
ィスクの信号記録面上に良好に集光する機能を有する特
殊対物レンズである。そしてこの対物レンズ７はアクチ
ュエータ１２に取り付けられており，後述する焦点ずれ
制御信号やトラッキング制御信号を用いてこの対物レン
ズの位置制御を行うことにより，ディスク上光スポット
を常に目標とする記録トラック上に正しく照射する構成
になっている。

【００３５】次に光ディスク８を反射した各光ビーム
は，往路とほぼ同じ光路を逆にたどり，対物レンズ７，
立ち上げミラー６，コリメートレンズ５を経てハーフミ
ラー４に達する。そしてこのハーフミラー４を透過した
光ビームは検出側回折格子９に入射する。この検出側回
折格子９は以下の機能を有する。すなわち，例えばこの
回折格子９に波長λ１＝６６０ｎｍ帯の光ビームが入射
した場合は，図６（ａ）に示すようにこの回折格子９で
回折分離した０次光および±１次回折光にうち０次光
を，検出レンズ１０を経て光検出器１１の所定の光検出
面に導く。一方，波長λ２＝７８０ｎｍ帯の光ビームが
入射した場合は，図６（ｂ）に示すようにこの回折格子
９で回折分離した０次光および±１次回折光のうち-１
次回折光または＋１次回折光のどちらかを，検出レンズ
１０を経て前記した波長λ１の０次光ビームと同じ光検
出面に導く機能を有する。

【００３６】すなわち，このような回折格子を検出系に
配置することにより，異なる発光点位置から出射された
別々の光ビームを同一の光検出器内にある共通の検出面
に照射させることができ，この結果従来の１光源光ピッ
クアップと同様の簡略な検出面構成の光検出器を用いて
マルチ半導体レーザ光源を備えた互換光ピックアップを
実現することができる。

【００３７】ところで，このようにある特定の波長λ１
を有する光ビームの０次光と別の波長λ２を有する光ビ
ームの−１次回折光（または＋１次回折光）を共に光検
出器に導く機能を有する回折格子については，その光利
用効率を向上させるため，波長λ１の光ビームに対する
０次光の効率と波長λ２の光ビームに対する−１次回折
光（または＋１次回折光）の回折効率をともにできるだ
け引き上げることが望ましい。

【００３８】このような特性を有する回折格子は，格子
溝深さを所定の値に設定するとともに，その断面形状を
例えば図７（ａ）のように非対称な鋸歯状にするか，図
７（ｂ）のように階段状に形成することにより実現でき
る。このように格子溝の断面形状を非対称形状にするこ
とを一般にブレーズ（鋸歯状）化と呼ぶが，このような
格子溝のブレーズ化を行うと＋１次回折光と−１次回折
光の回折効率にアンバランスが生じ，一方の効率を下げ
他方の効率を上げることができる。

【００３９】例えば図８は，屈折率１．５の透明基板上
に図７（ａ）に示したような鋸歯状の断面形状を有する
格子溝を形成した回折格子において，格子ピッチＰに対
する格子溝凸部および凹部の幅ＳがＳ／Ｐ＝０．３の関
係にある場合の格子溝深さｄとλ１＝６６０ｎｍ光に対
する０次効率およびλ２＝７８０ｎｍ光に対する−１次
回折効率の関係をプロットした線図である。この図から
わかるように，格子溝深さｄを約１.１５μｍ程度に設
定すると，λ１＝６６０ｎｍ光に対する０次効率とλ２
＝７８０ｎｍ光に対する−１次回折効率を共に約４８％
程度まで確保できる。また格子溝深さｄを約１.０５μ
ｍ〜約１．３５μｍの範囲内に設定すると，λ１＝６６
０ｎｍ光に対する０次効率とλ２＝７８０ｎｍ光に対す
る−１次回折効率を共に３０％以上確保でき実用上充分
な性能が得られる。

【００４０】このように格子溝深さを所定の値に設定す
るとともに，その断面形状をブレーズ化することによ
り，この回折格子９によって光検出器に導かれる各光ビ
ームの光利用効率を実用的なレベルにまで向上させるこ
とができる。なお，以上説明した実施例では，回折格子
９はλ１＝６６０ｎｍの光ビームの０次光とλ２＝７８
０ｎｍの光ビームの−１次回折光（または＋１次回折
光）を同一の光検出器に導く機能を有するものとしてい
たが，当然これに限定されるものではなく，例えば全く
逆にλ１の光ビームの−１次回折光（または＋１次回折
光）とλ２＝７８０ｎｍの光ビームの０次光を同一の光
検出器に導く機能を有する回折格子であっても一向に構
わない。

【００４１】また，この回折格子９は等間隔直線状の格
子溝パターンを有する通常の回折格子に限定されるもの
ではなく，所定の不等間隔曲線状の格子溝パターンを有
するいわゆるホログラフィック格子であっても一向に構
わない。このようなホログラフィックな格子溝パターン
を備えた格子を用いると，この格子で回折され光検出器
に導かれる−１次（または＋１次）回折光ビームに所定
の波面収差を付加することができるので，これを利用し
例えば光検出器に導かれる−１次（または＋１次）回折
光ビームに含まれる不要な収差成分を補正し，良好な検
出光スポットを光検出器に照射させることができる。さ
らに，この検出側回折格子９の配置位置は図１の実施例
のようにハーフミラー４と検出レンズ１０の間に限定さ
れるものではなく，当然検出レンズ１０と光検出器１１
の間の光路中であっても一向にかまわない。

【００４２】検出側回折格子９を通過した波長λ１＝６
６０ｎｍ光の０次光または波長λ２＝７８０ｎｍ光の−
１次（または＋１次）回折光が入射する光検出器１１
は，図９乃至図１１に示すように田の字型に４分割した
光検出面３個が直線的に配置され，合計１２個の独立し
た検出面を有している。そしてそれぞれの４分割検出面
２００，２０１，２０２の略中心位置に図４に示した光
ディスク上の光スポット１００ａ，１００ｂ，１００ｃ
または１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃのディスク反射光
が入射し，光スポット１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃま
たは１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃを形成する。

【００４３】このような光検出器による焦点ずれ制御信
号，トラッキング制御信号およびデータ信号の検出方式
に関しては，既に発明者等が特願平１１−１７１８４４
号等で詳細に開示しているので詳細な説明は省略する
が，例えばＤＶＤ−ＲＯＭディスクを再生する場合は，
図9に示すような演算回路によって焦点ずれ制御信号は
非点収差方式にて検出し，トラッキング制御信号は位相
差検出方式（ＤＰＤ方式）にて検出する。

【００４４】またＤＶＤ−ＲＡＭディスクを再生する場
合は，図１０に示すような演算回路に切り替え，焦点ず
れ制御信号は差動非点収差方式（詳細は特願平１１−１
７１８４４号で開示しているので説明は省略する。）に
て検出し，トラッキング制御信号は差動プッシュプル方
式（ＤＰＰ方式）にて検出する。さらにＣＤ，ＣＤ−Ｒ
ＯＭ，ＣＤ−ＲなどのＣＤ系ディスクを再生する場合
は，図１１示すような演算回路に切り替え，焦点ずれ制
御信号は非点収差方式，トラッキング制御信号は３スポ
ット方式で検出する。

【００４５】ところで本実施例のような光ピックアップ
においては，検出面上の各光スポットの位置調整は以下
のように行う。すなわち，まず検出側回折格子９をその
まま透過して光検出器１１に入射する光ビーム（本発明
の第１の実施例では波長λ１＝６６０ｎｍ帯の光ビー
ム）については，光検出器１１を２次元に変位させて焦
点ずれ制御信号およびトラッキング制御信号が正しく出
力されるよう光検出器１１内の検出面とこの検出面に入
射する光スポットとの相対位置を調整する。

【００４６】次に検出側回折格子９で回折分離された−
１次回折光（または＋１次回折光）が光検出器１１に導
かれる光ビーム（本発明の第１の実施例では波長λ２＝
７８０ｎｍ帯の光ビーム）に対しては，図１２（ａ）
（ｂ）に示すように検出側回折格子９を光軸に沿って前
後に動かすことにより検出面上の光スポット１１１ａ，
１１１ｂ，１１１ｃを図のＸ方向に変位させ，検出側回
折格子９を光軸まわりに微小角度回転させることによ
り，ほぼ図のＹ方向に沿った方向に変位させることがで
きるので，それを用いて焦点ずれ制御信号およびトラッ
キング制御信号が正しく出力されるよう光検出器１１内
の検出面とこの検出面に入射する光スポットとの相対位
置を調整することができる。

【００４７】なお，この際もう一方に光ビームは検出側
回折格子９をそのまま透過する光ビームなので，この回
折格子９をいくら動かしても全く影響を受けない。すな
わちこのような検出側回折格子を用いることにより，Ｄ
ＶＤ系ディスク再生用の光ビームとＣＤ系ディスク再生
用の光ビームを全く独立に調整できるわけである。

【００４８】次に本発明の第２の実施例について図１３
および図１４を用いて説明する。この実施例は図４
（ｂ）に示した本発明の第１の実施例とは異なり，ＣＤ
系ディスクを再生する場合に図１３に示すようにディス
ク半径方向に関するディスク上光スポット間隔δを１／
２トラックピッチ（１／２・Ｔｐ'）に設定し，かつ検出
面上の検出光スポット配置を図１４に示すように３個の
検出光スポットがそれぞれ独立した３個の４分割光検出
面の中央部に照射されるように配置することにより，ト
ラッキング制御信号を差動プッシュプル方式（ＤＰＰ方
式）にて検出する構成を示している。

【００４９】なお，これまで実施例として説明した検出
系構成および検出方式は，いずれも４×３＝１２分割光
検出器を用いた検出系構成および検出方式であるが，当
然本発明はこのような構成または検出方式に限定される
ものではなく，すくなくともＤＶＤ系ディスク再生時と
ＣＤ系ディスク再生時でそれぞれの光ビームが同一の光
検出器に入射して，各種制御信号や情報信号を検出でき
る構成の検出系または検出方式であれば他のどのような
検出系または検出方式に本発明を適用しても一向に構わ
ない。

【００５０】次に図１５は本発明の第３の実施例を示し
た光ピックアップの概略構成図である。なお本実施例に
おいて図1の実施例で示した構成部品と同じ部品には同
じ番号を付している。本実施例では図1の実施例におい
てマルチ半導体レーザ光源１とハーフミラー４の間の光
路中にそれぞれ独立に設けた回折格子２および３と同じ
格子溝を同一の透明基板の表および裏面にそれぞれ形成
した多重回折格子２０を用いることにより，1個の回折
格子に回折格子２と３の両方の機能を兼ねさせた実施例
である。このような多重回折格子２０を用いることによ
り，本発明の第1および第２の実施例に対して部品点数
を削減することができる。

【００５１】図１６は本発明の第４の実施例を示した光
ピックアップの概略構成図である。なお本実施例におい
て図1および図１５の実施例で示した構成部品と同じ部
品には同じ番号を付している。本実施例は図１５に示し
た第３の実施例同様，マルチ半導体レーザ光源１とハー
フミラー４の間の光路中に１個の回折格子３０だけを配
置し，この回折格子３０に図１の実施例における回折格
子２および３の両方の機能を兼ねさせている。

【００５２】しかし，図１５の実施例の場合と異なり，
格子溝は透明基板の表面または裏面のどちらか一方の面
にのみ形成している。このように基板の一方の面にのみ
格子溝を形成し，かつ図１の実施例における回折格子２
および３と両方と同じ機能を持たせるために，この回折
格子３０は図１７に示すような格子溝パターンになって
いる。

【００５３】すなわちこの回折格子３０の格子面をディ
スクの半径方向に対応する方向に沿って境界線を設け，
この格子面に投影される対物レンズ７の有効光束直径と
ほぼ同じ幅を持つ中心領域３１とその外側にある領域３
２ａ，３２ｂの３つの領域に分ける。そして領域３１に
は図１の実施例における回折格子３と同等の格子溝すな
わち，ＤＶＤ系ディスク再生時に点灯する波長λ１＝６
６０ｎｍ帯の光ビームは回折し，ＣＤ系ディスク再生時
に点灯する波長λ２＝７８０ｎｍ帯の光ビームはそのま
ま透過するような格子溝を設け，領域３２ａ，３２ｂに
は図１の実施例における回折格子２と同等の格子溝すな
わち，ＤＶＤ系ディスク再生時に点灯する波長λ１＝６
６０ｎｍ帯の光ビームはそのまま透過し，ＣＤ系ディス
ク再生時に点灯する波長λ２＝７８０帯の光ビームは回
折するような格子溝を設ける。

【００５４】しかも，この外側領域３２ａ，３２ｂに設
ける格子溝はここで回折分離された±１次回折光のうち
対物レンズ７の中心光軸に近づく方向に回折される側の
回折光（図１６の例では，領域３２ａにおける＋１次回
折光と領域３２ｂにおける−１次回折光）が，対物レン
ズ７を経て光ディスク上の所定位置に光スポットを形成
するよう格子定数（格子溝ピッチ）および格子の方向な
どが定められている。このような格子溝パターンを有す
る回折格子３０を用いることにより，本発明の第１乃至
第３の実施例と同様の機能をもつ光ピックアップを構成
することができる。

【００５５】しかも本実施例の回折格子３０ように格子
溝を透明基板の一方に面にだけ形成する構成であれば，
図１５の実施例で用いた多重回折格子２０と異なり１回
の格子溝作製工程だけで格子を完成させることができる
ので，作業工程が短縮され，結果的に回折格子にかかる
コストを低減することができる。（基板の表，裏両面に
格子溝を形成する多重回折格子２０では，少なくとも格
子溝作製工程が２回必要となる。） なお，上記した第４の実施例のような構成の光ピックア
ップでは，ＣＤ系ディスク再生時に回折格子３０で回折
分離され対物レンズ７に入射する±１次回折光は，その
回折角が充分大きくない場合にその光ビーム断面形状が
完全に円形ではなく，円形の一部が欠損したような形状
の光ビームになる可能性がある。

【００５６】そのような場合は，光ディスクを反射後光
検出器１１の各検出面上に照射される３個の検出光スポ
ットのうち±１次回折光に相当する検出光スポットが，
図１８中に示す検出光スポット１１１ｂ，１１１ｃのよ
うにスポットの一部が欠損したようになってしまう。し
かしながら，たとえこのような不完全な検出光スポット
が照射されたとしても，図１８に示したような演算回路
を用いれば，３スポット方式によるトラッキング制御信
号を正しく検出することができる。

【００５７】なおこの第４の実施例については，回折格
子３０の中心領域３１には波長λ１＝６６０ｎｍ帯の光
ビームは回折し，波長λ２＝７８０ｎｍ帯の光ビームは
そのまま透過するような格子溝を設け，外側領域３２
ａ，３２ｂには波長λ１＝６６０ｎｍ帯の光ビームはそ
のまま透過し，波長λ２＝７８０帯の光ビームは回折す
るような格子溝を設けた場合について説明してきたが，
もちろん全く逆に，中心領域３１に波長λ１＝６６０ｎ
ｍ帯の光ビームはそのまま透過し，波長λ２＝７８０ｎ
ｍ帯の光ビームは回折するような格子溝を設け，外側領
域３２ａ，３２ｂに波長λ１＝６６０ｎｍ帯の光ビーム
は回折し，波長λ２＝７８０帯の光ビームはそのまま透
過するような格子溝を設けた構成であってももちろん構
わない。

【００５８】ところで，これまでの述べてきた実施例は
いずれもＤＶＤ系ディスク再生時においてもＣＤ系ディ
スク再生時においても３個の光スポットを光ディスク上
に照射する構成であったが，本発明はこれに限定される
ものではない。例えばＤＶＤ系ディスク再生時にトラッ
キング制御信号検出方式としてＤＰＤ（位相差検出）方
式だけを用いる場合は，光ディスク上に照射される光ス
ポットは１個でよい。この場合は，図１９に示す本発明
の第５の実施例のように光ピックアップの構成としてマ
ルチ半導体レーザ光源１とハーフミラー２の間に回折格
子２だけを配置した構成すなわち，図１に示した第１の
実施例の構成から回折格子３を省いた構成にすることが
できる。

【００５９】このような実施例では，光検出器１１は図
２０および図２１に示すように中央部に田の字型に４分
割された検出面２００とその両側に配置された分割され
ていない検出面２０１および２０２からなる合計６分割
の検出面で構成される。そしてＤＶＤ−ＲＯＭなどのＤ
ＶＤ系ディスクを再生する場合は，図２０に示すように
中央部の４分割検出面上にのみディスク反射光ビームが
集光され，非点収差方式によって焦点ずれ制御信号が，
ＤＰＤ方式によりトラッキング制御信号がそれぞれ検出
される。

【００６０】一方，ＣＤ系ディスクを再生する場合は，
波長λ２＝７８０ｎｍのレーザ光を点灯するが，この光
ビームは回折格子２によって３本の光ビームに回折分離
するため，検出面においては図２１に示すように中央部
の４分割検出面上とその両側に設けられた検出面２０
１，２０２にそれぞれ検出光スポットが照射される。そ
して中央の検出光スポットから非点収差方式によって焦
点ずれ制御信号が検出され，検出面２０１，２０２に照
射された検出光スポットから３スポット方式によりトラ
ッキング制御信号がそれぞれ検出される。

【００６１】なお，本実施例で用いられる回折格子２
は，本発明の第１の実施例で説明したように波長λ１＝
６６０ｎｍのレーザ光はそのまま透過し，波長λ２＝７
８０ｎｍの光ビームに対しては±１次回折光を回折分離
する特性を有している特殊な回折格子を想定している
が，前記したように，波長λ１＝６６０ｎｍのレーザ光
を点灯しＤＶＤ系ディスクを再生する場合は，たとえ回
折格子２で３本の光ビームに回折分離したとしても実際
に信号検出に用いる光ビームは真ん中１主光ビームだけ
なので，性能上は特に問題は起こらない。したがって当
然回折格子２としては，前記したような特殊な特性を持
つ格子ではなく，一般的な回折格子すなわちλ１＝６６
０ｎｍの光ビームもλ２＝７８０ｎｍの光ビームも共に
回折するような回折格子であっても一向に構わない。

【００６２】次に図２２に本発明の光ピックアップを搭
載した光学的情報再生装置の概略ブロック図を示す。光
ピックアップ６０８で検出された各種検出信号は制御信
号生成回路６０４およびデータ信号再生回路６０５に送
られる。制御信号生成回路６０４では，これら検出信号
からアクチュエータ制御信号が生成され，これをもとに
アクチュエータ駆動回路６０３を経て光ピックアップ６
０８内の対物レンズアクチュエータを駆動し，対物レン
ズの位置制御がおこなわれる。またデータ信号再生回路
では前記検出信号から光ディスク８に記録されたデータ
信号が再生される。なお前記制御信号生成回路６０４お
よびデータ信号再生回路６０５で得られた信号の一部は
コントロール回路６００に送られる。

【００６３】コントロール回路６００は，これら各信号
を用いてその時再生しようとしている光ディスク８の種
類を判別し，判別結果に応じてＤＶＤ系ディスク再生用
の半導体レーザ（ＬＤ）点灯回路６０７，もしくはＣＤ
系ディスク再生用の半導体レーザ（ＬＤ）点灯回路６０
６のいずれかを駆動させ，さらにこれまで述べてきたよ
うに光ディスク８の種類に応じた各制御信号検出方式を
選択するように制御信号生成回路の回路構成を切り替え
る機能を有する。なお，このコントロール回路６００に
はアクセス制御回路６０２とスピンドルモータ駆動回路
６０１が接続されており，それぞれ光ピックアップ６０
８のアクセス方向位置制御やディスクのスピンドルモー
タ６０９の回転制御が行われる。

【００６４】

【発明の効果】以上述べたように本発明を用いれば，
マルチ半導体レーザ光源を用いた互換光ピックアップに
おいて，従来の単一光源を用いた光ピックアップと同程
度の簡略な検出面構成の光検出器および検出光学系を用
いながら，前記マルチ半導体レーザ光源内の各発光点か
ら発した各々の光ビームに対してそれぞれ独立に正しく
各制御信号およびデータ信号を検出できる光ピックアッ
プおよびそれを用いた光学的情報再生装置または光学的
情報記録装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ピックアップ装置における第１の実
施例を示す概略構成図。

【図２】本発明の第１の実施例における回折格子２の機
能を説明するための概略正面図。

【図３】本発明の第１の実施例における回折格子３の機
能を説明するための概略正面図。

【図４】本発明の第１の実施例における光ディスク面上
の光スポット配置を示す概略平面図。

【図５】本発明の第１の実施例における回折格子２およ
び３の特性を説明するための線図。

【図６】本発明の第１の実施例における検出側回折格子
９の機能を説明するための概略正面図。

【図７】本発明の第1の実施例における検出側回折格子
９の具体的断面形状の実施例を示した概略正面図。

【図８】本発明の第１の実施例における検出側回折格子
９の特性を説明するための線図。

【図９】本発明の第１の実施例における検出面の形状
と，ＤＶＤ−ＲＯＭディスク再生時の制御信号検出用演
算回路の実施例を示した検出器主要部の概略平面図およ
び概略回路図。

【図１０】本発明の第１の実施例におけるＤＶＤ−ＲＡ
Ｍディスク再生時の制御信号検出用演算回路の実施例を
示した検出器主要部の概略平面図および概略回路図。

【図１１】本発明の第１の実施例におけるＣＤ系ディス
ク再生時の制御信号検出用演算回路の実施例を示した検
出器主要部の概略平面図および概略回路図。

【図１２】本発明におけるＣＤ系ディスク用光ビームの
検出面上相対位置の調整手段を説明するための光ピック
アップ検出系主要部の概略図。

【図１３】本発明の第２の実施例におけるＣＤ系ディス
ク再生時における光ディスク面上の光スポット配置を示
す概略平面図。

【図１４】本発明の第２の実施例における検出面の形状
と，ＣＤ系ディスク再生時の制御信号検出用演算回路の
実施例を示した検出器主要部の概略平面図および概略回
路図。

【図１５】本発明の光ピックアップ装置における第３の
実施例を示す概略構成図。

【図１６】本発明の光ピックアップ装置における第４の
実施例を示す概略構成図。

【図１７】本発明の光ピックアップ装置の第４実施例に
おける回折格子３０の格子溝パターンを説明するための
概略平面図。

【図１８】本発明の第４の実施例におけるＣＤ系ディス
ク再生時の検出光スポット形状と制御信号検出用演算回
路の実施例を示した検出器主要部の概略平面図および概
略回路図。

【図１９】本発明の光ピックアップ装置における第５の
実施例を示す概略構成図。

【図２０】本発明の第５の実施例におけるＤＶＤ系ディ
スク再生時の検出光スポット配置と制御信号検出用演算
回路の実施例を示した検出器主要部の概略平面図および
概略回路図。

【図２１】本発明の第５の実施例におけるＣＤ系ディス
ク再生時の検出光スポット配置と制御信号検出用演算回
路の実施例を示した検出器主要部の概略平面図および概
略回路図。

【図２２】本発明の光ピックアップを用いた光学的情報
再生装置の実施例を示す概略ブロック図。

【符号の説明】

１…マルチ半導体レーザ光源、 ２，３，２０，３０…
回折格子、 ４…ハーフミラー、５…コリメートレン
ズ、 ７…対物レンズ、 ８…光ディスク、 ９…検出
側回折格子、１０…検出レンズ、 １１…光検出器。

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｇ１１Ｂ 7/13 Ｇ１１Ｂ 7/13 (72)発明者 泉 克彦 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所デジタルメディア開発本 部内 (72)発明者 井上 雅之 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所デジタルメディア開発本 部内 Ｆターム(参考） 2H049 AA03 AA50 AA53 AA57 AA63 AA66 5D118 AA01 AA03 AA26 BA01 CD02 CD03 CF06 CG03 CG04 CG07 CG24 CG26 DA08 5D119 AA01 AA03 AA40 AA41 BA01 EA03 EC47 FA08 JA22 JA26 KA04 KA19 KA24

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに波長が異なる第１および第２の少な
   くとも２個以上の半導体レーザ光源と，該各半導体レー
   ザ光源から発した光ビームを光学的情報記録媒体の所定
   のトラック上に集光する対物レンズと，前記光学的情報
   記録媒体を反射した各光ビームを受光する光検出器とを
   備えた光ピックアップにおいて，前記光学的情報記録媒
   体を反射した各光ビームを前記光検出器内の所定位置に
   入射させる機能を備えた光学素子を前記対物レンズと前
   記光検出器の間の光路中に配置したことを特徴とする光
   ピックアップ。
2. 【請求項２】互いに波長が異なる第１および第２の少な
   くとも２個以上の半導体レーザ光源と，該各半導体レー
   ザ光源から発した光ビームを光学的情報記録媒体の所定
   のトラック上に集光する対物レンズと，前記光学的情報
   記録媒体を反射した各光ビームを受光する光検出器とを
   備えた光ピックアップにおいて，前記半導体レーザ光源
   と前記対物レンズの間の光路中に回折格子を配置したこ
   とを特徴とする光ピックアップ。
3. 【請求項３】前記半導体レーザ光源は，前記互いに波長
   が異なる少なくとも２個以上の半導体レーザチップが同
   一のパッケージ内の近接した位置に配置された構成であ
   ることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光ピ
   ックアップ。
4. 【請求項４】前記光検出器は，田の字型に４分割された
   受光領域を具備し，該４分割受光領域に入射する前記光
   ビームから非点収差方式を用いて焦点ずれ制御信号の検
   出をおこなうことを特徴とする請求項１，２または３記
   載の光ピックアップ。
5. 【請求項５】前記光検出器は田の字型に４分割された受
   光領域を有する３個の受光面を直線的に配置した構成で
   あることを特徴とする請求項４記載の光ピックアップ。
6. 【請求項６】前記回折格子は，少なくとも前記第1の半
   導体レーザ光源を発した光ビームに対する回折効率が前
   記第２の半導体レーザ光源を発した光ビームに対する回
   折効率よりも大きな値をもつことを特徴とする請求項２
   記載の光ピックアップ。
7. 【請求項７】前記回折格子として，前記第1の半導体レ
   ーザ光源を発した光ビームに対する回折効率が前記第２
   の半導体レーザ光源を発した光ビームに対する回折効率
   よりも充分大きな値をもつ回折格子と，前記第２の半導
   体レーザ光源を発した光ビームに対する回折効率が前記
   第１の半導体レーザ光源を発した光ビームに対する回折
   効率よりも充分大きな値をもつ回折格子とを同一の光路
   中に配置したことを特徴とする請求項２記載の光ピック
   アップ。
8. 【請求項８】前記回折格子は，前記第1および第２の半
   導体レーザ光源を発し該回折格子に入射する第１および
   第２の光ビームのうち，どちらか一方に対する回折効率
   がほぼ０％になる特性を有する波長選択性回折格子であ
   ることを特徴とする請求項６または請求項７記載の光ピ
   ックアップ。
9. 【請求項９】前記回折格子は，該回折格子に投影される
   前記対物レンズの有効光束直径を含む第１の領域とその
   外側にある第２の領域の少なくとも２種類の領域からな
   る格子面を備えた回折格子であり，前記第１の領域で
   は，前記第1の半導体レーザ光源を発し該回折格子に入
   射する光ビームに対する±１次回折光の回折効率の方
   が，前記第２の半導体レーザ光源を発し該回折格子に入
   射する光ビームに対する±１次回折光の回折効率よりも
   大きく，かつ前記第２の領域では，前記第２の半導体レ
   ーザ光源を発し該回折格子に入射する光ビームに対する
   ±１次回折光の回折効率の方が，前記第１の半導体レー
   ザ光源を発し該回折格子に入射する光ビームに対する±
   １次回折光の回折効率よりも大きくなるように前記各領
   域の回折効率が設定されていることを特徴とする請求項
   ２記載の光ピックアップ。
10. 【請求項１０】前記回折格子は，該回折格子に投影され
    る前記対物レンズの有効光束直径を含む第１の領域とそ
    の外側にある第２の領域の少なくとも２種類の領域から
    なる格子面を備えた回折格子であり，前記第１の領域で
    は，前記第２の半導体レーザ光源を発し該回折格子に入
    射する光ビームに対する±１次回折光の回折効率の方が
    ほぼ０％となり，前記第２の領域では，前記第１の半導
    体レーザ光源を発し該回折格子に入射する光ビームに対
    する±１次回折光の回折効率がほぼ０％となるように前
    記各領域の回折効率が設定されていることを特徴とする
    請求項９記載の光ピックアップ。
11. 【請求項１１】前記光学素子は，前記第１および第２の
    各半導体レーザ光源を発し前記光学素子に入射する第１
    および第２の光ビームをそれぞれ所定の回折効率で０次
    光と±１次回折光の３本の光ビームに分割する機能を有
    する回折格子であって，前記第１または第２の光ビーム
    のどちらか一方の光ビームについては，前記０次光およ
    び±１次回折光のうち０次光の光量が最も多く，かつ他
    方の光ビームについては，前記０次光および±１次回折
    光のうち＋１次回折光または−１次回折光の光量が最も
    多くなるように，前記各光ビームに対する回折効率が設
    定されていることを特徴とする請求項１記載の光ピック
    アップ。
12. 【請求項１２】前記光学素子は，前記第１および第２の
    各半導体レーザ光源を発し前記光学素子に入射する第１
    および第２の光ビームをそれぞれ所定の回折効率で０次
    光と±１次回折光の３本の光ビームに分割する機能を有
    する回折格子であって，前記第１または第２の光ビーム
    のどちらか一方の光ビームについては，０次光の回折効
    率が３０％以上となり，かつ他方の光ビームについて
    は，前記０次光および±１次回折光のうち＋１次回折光
    または−１次回折光の回折効率が３０％以上となるよう
    に，前記の各光ビームに対する回折効率が設定されてい
    ることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
13. 【請求項１３】前記光学素子は，略階段状または略鋸歯
    状の断面形状を有する格子溝を備えた回折格子であるこ
    とを特徴とする請求項１１または１２記載の光ピックア
    ップ。
14. 【請求項１４】請求項１乃至１３記載の光ピックアップ
    を搭載したことを特徴とする情報再生装置または情報記
    録再生装置。