JP2001250257A - 光集積素子及びそれを用いた光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＤＶＤ／ＣＤ互換光ピックアップを実現する
ためには、部品点数が多く、薄型小型化、軽量化、コス
トダウンが困難である。 【解決手段】 透明の略直方体形状からなる光集積素子
本体１８′の第１面に光源からの光束が入射する入射窓
１８３を有し、本体の第１面に対向する第２面には入射
窓からの入射光束を反射すると共に、ビーム整形、波長
選択性コリメート及び光路偏向機能を有する第１反射面
１８０を形成し、本体の第１面であって第１反射面から
の反射光束が入射する位置には光源からの入射光束を対
物レンズの光軸に沿って光路偏向するための第２反射面
１８４を形成し、本体の第２面であって第２反射面から
の反射光束が入射する位置には偏光性ホログラム１８５
又は偏光性ホログラム１８５と波長板２３を一体に形成
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、複数の光学素子を
集積化した光集積素子及びそれを用いた光ピックアップ
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＤＶＤ（デジタルビデオディス
ク）が実用化され、今後の大容量ストレージ媒体として
期待されている。このＤＶＤに用いられる光ピックアッ
プは小型薄型化の要求に加えて、ＣＤ（コンパクトディ
スク）との互換性を保証することが要求されている。こ
の要求に応えるものとして、例えば、ＣＤ（波長７９０
ｎｍ）用レーザ集積ユニット、ＤＶＤ（波長６６０ｎ
ｍ）用レーザ集積ユニット、ＣＤ／ＤＶＤ両用対物レン
ズを用いたＤＶＤ−ＲＡＭドライブ用光ピックアップ装
置が発表されている(Matsusita Technical Journal Vo
l. 45 No.6 Dec.1999 P.67)。以下、従来例として上記
文献に記載されている光ピックアップの構成と動作につ
いて説明する。

【０００３】図９は上記従来のＤＶＤ−ＲＡＭ光ピック
アップの構成を示す斜視図である。この光ピックアップ
は、構成を簡素化するために波長７９０ｎｍの半導体レ
ーザを搭載したＣＤ用レーザ集積ユニット１００と、波
長６６０ｎｍの半導体レーザを搭載したＤＶＤ用レーザ
集積ユニット２００が使用されている。ＣＤ用レーザ集
積ユニット１００には、トラッキングエラー信号を検出
するための３ビーム発生用回折格子（図示せず）、ディ
スクの反射光からＲＦ信号とフォーカス誤差信号、トラ
ッキング誤差信号をそれぞれ分離検出するためのホログ
ラムパターンが形成されたガラスホログラム１０１、そ
れぞれの信号を検出するフォトセンサ（図示せず）、半
導体レーザを駆動するレーザ駆動回路（図示せず）が含
まれている。ＤＶＤ用レーザ集積ユニット２００には、
ＲＦ信号、フォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号
検出用のフォトセンサ（図示せず）、レーザ駆動回路
（図示せず）が含まれている。

【０００４】ＤＶＤ用レーザ集積ユニット２００から発
したレーザ光束はダイクロックプリズム３の表面で反射
され、コリメートレンズ４により平行光とされる。この
平行化されたレーザ光は反射ミラー５を経て偏光性ホロ
グラム６を全て透過し、６６０ｎｍの波長に対して１／
４波長の位相差を与える波長板７で円偏光に変換された
後、対物レンズ８により基材厚０．６ｍｍのディスク９
の面に微小光スポットに集光される。この時のディスク
はＤＶＤである。ディスク９から反射された光束は波長
板７で往路と直交する直線偏光となり、偏光性ホログラ
ム６でほぼ全量回折される。回折光はＤＶＤ用レーザ集
積ユニット２００上の光源に隣接して設けられたフォト
センサ（図示せず）に入射し信号として検出される。

【０００５】一方、ＣＤ用レーザ集積ユニット１００か
ら発したレーザ光束は、このＣＤ用レーザ集積ユニット
１００と一体化されたガラスホログラム１０１、ダイク
ロックプリズム３を透過し、コリメータレンズ４、反射
ミラー５を経て偏光性ホログラム６、波長板７を透過す
る。波長板は７９０ｎｍの光に対してほぼ１波長相当の
位相差を与え、往路、復路ともに透過光の偏光は変わら
ない。波長板７を透過した光束は対物レンズ８により
１．２ｍｍのディスク９の面に微小光スポットに集光さ
れる。この時のディスクはＣＤである。ディスク９から
反射された光束は波長板７を経て偏光ホログラムで回折
されずに全て透過し、往路と逆の光路を辿ってガラスホ
ログラム１０１で回折分岐され、フォトセンサ（図示せ
ず）により信号として検出される。

【０００６】図１０は図９のＤＶＤ−ＲＡＭ光ピックア
ップのＤＶＤ、ＣＤ系それぞれの光学系を簡略化して示
す図である。この場合は、一対の対物レンズ、コリメー
タレンズで２つの波長の光、異なる基材厚のディスクに
対応できるように光路設計がなされている。まず、ＤＶ
Ｄ光学系は無限光学系にて対物レンズ８の高ＮＡ部（Ｎ
Ａ＝０．６）まで用いて、ＤＶＤの記録再生に必要な光
スポットが形成されている。これに対し、ＣＤ光学系は
レーザ発光点位置２０１をコリメータレンズ４側に近づ
け有限光学系にすることで、基材厚差により生じる球面
収差の補正を行っている。また、偏光性ホログラム６の
基板表面６ａに波長６６０ｎｍの光は全て透過し、波長
７９０ｎｍの光は開口制限する波長選択性絞り６ａが設
けられ、対物レンズ８の低ＮＡ部（ＮＡ＝０．４５）だ
けを使用することで、ＣＤの再生に最適な光スポットが
形成されている。

【０００７】図１１は上記文献に記載されている対物レ
ンズ駆動装置を示す斜視図である。まず、支持系はねじ
れ方向に自由度を持ち、チルト方向１２への駆動が可能
な４本のワイヤ１３による支持方式が採られている。ま
た、駆動系は駆動中心が常に一定となるムービングマグ
ネット１４による方式が採用されている。ＤＶＤの再生
においては、ＮＡが０．６と高く光軸倒れに対する信号
ジッターの悪化が著しく、更にＤＶＤ−ＲＡＭの記録時
においては再生時の倍以上の高精度の制御を必要とする
ため、ＣＤ再生時に行うフォーカス制御とトラッキング
制御に加えて新たにチルト方向の制御が必要となる。

【０００８】チルト駆動は図１２に示すようにフォーカ
ス駆動コイル１５とそれと対になる磁石１４を対物レン
ズ８を中心とするトラッキング方向の左右に配置し、フ
ォーカス駆動コイル１５Ａ，１５Ｃとフォーカス駆動コ
イル１５Ｂ，１５Ｄをそれぞれ逆位相で駆動することで
チルト制御を行う。フォーカス制御はそれぞれの駆動コ
イル１５を同位相で駆動することで行う。トラッキング
制御には図１１に示す位置に配置された４個のトラッキ
ング駆動コイル１６が用いられる。図１２では図示して
いないが、フォーカス駆動コイル１５と直交する方向に
トラッキング駆動コイルが捲かれている。

【０００９】図９、図１０に示す光学系と図１１、図１
２に示す対物レンズ駆動装置は、光学基台（図示せず）
に光ピックアップ装置部（図示せず）として組み込ま
れ、高精度のフォーカス制御、トラッキング制御、チル
ト制御が可能である。更に、光ピックアップ装置部はス
レッド駆動機構（図示せず）により一体的にディスク半
径方向に移動できるように構成されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のＤＶＤ／Ｃ
Ｄ光ピックアップでは、前述のように２個の半導体レー
ザと多数の専用光学部品が必要であるばかりでなく、対
物レンズ駆動装置においてはフォーカス、トラッキング
制御機構にチルト駆動機構を追加することによってＤＶ
Ｄ−ＲＡＭディスクへの良好な情報の記録再生を行って
いる。このように従来の光ピックアップでは以下のよう
な問題点があった。 （１）部品点数が多く、薄型小型、軽量化、コスト低減
が困難である。 （２）各光学部品同士の光軸調整が必要となり、組み立
て工数が増加する。また環境や振動等による位置ずれが
発生し、良好な記録再生動作を妨げる。 （３）対物レンズ駆動装置においても部品点数が多く、
コスト高の要因となる。また、構造が複雑になり組み立
て調整工数が増加する。

【００１１】本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされ
たもので、部品点数を削減でき、構造を簡単化でき、も
って小型化、軽量化を可能とする光集積素子及びそれを
用いた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】本発明の目的は、透明の
略直方体形状からなる光集積素子本体の光源側の第１面
に光源からの光束が入射する入射窓を有し、前記本体の
第１面に対向する対物レンズ側の第２面には前記入射窓
からの入射光束を反射すると共に、ビーム整形、波長選
択性コリメート及び光路偏向機能を有する第１反射面が
形成され、前記本体の第１面であって前記第１反射面か
らの反射光束が入射する位置には前記光源からの入射光
束を対物レンズの光軸に沿って光路偏向するための第２
反射面が形成され、前記本体の第２面であって前記第２
反射面からの反射光束が入射する位置には偏光性ホログ
ラムまたは偏光性ホログラムと波長板が一体に形成され
ていることを特徴とする光集積素子によって達成され
る。

【００１３】また、本発明の目的は、透明の略直方体形
状からなる光集積素子本体の光源側の第１面に光源から
の光束が入射する入射窓を有し、前記本体の第１面に対
向する対物レンズ側の第２面には前記入射窓からの入射
光束を反射すると共に、ビーム整形、波長選択性コリメ
ート及び光路偏向機能を有する第１反射面が形成され、
前記本体の第１面であって前記第１反射面からの反射光
束が入射する位置には光路偏向のための第２反射面が形
成され、且つ、前記本体には一部を切り欠いて前記第１
面及び第２面に対し略４５度の角度を有し、前記第２反
射面からの反射光束の光路を対物レンズの光軸に沿って
変更する第３反射面が形成され、前記本体の側部の第３
面であって前記第３反射面からの反射光束が入射する位
置には偏光性ホログラム又は偏光性ホログラムと波長板
が一体に形成されていることを特徴とする光集積素子に
よって達成される。

【００１４】更に、本発明の目的は請求項１〜１１のい
ずれかに記載の光集積素子を含み、記録媒体に前記光集
積素子からの光ビームを照射することにより情報を記録
し、あるいは記録情報を再生する光ピックアップ装置で
あって、前記光集積素子が一端に固着され、他端に光集
積素子からの光束を対物レンズに導くミラーが固着され
たスイングアームと、前記対物レンズを含み、前記対物
レンズをフォーカス方向又はチルト方向に駆動する対物
レンズ駆動手段と、前記スイングアームを回動軸を中心
に回動させ、前記ミラーからの光束が前記記録媒体のト
ラックを横切る方向に駆動するスレッド駆動手段とを備
え、前記スレッド駆動手段は前記ミラーからの光束を記
録媒体の全域に渡って移動させるスレッド駆動と前記記
録媒体のトラックに光束を位置付けるトラッキング駆動
の両方を兼ねていることを特徴とする光ピックアップ装
置によって達成される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の光集
積素子の第１の実施形態の構成を示す図である。本実施
形態の光集積素子は、異なる波長、異なる媒体（基板
厚）、例えば、ＣＤ、ＤＶＤ用の光ピックアップに好適
に用いることが可能である。まず、本実施形態では対物
レンズ８と波長選択性絞り１７から成る可動部以外の光
学素子を光集積素子１８及びその周辺に集積化してい
る。対物レンズ８はレンズ鏡筒２４の内壁に固定され、
対物レンズ８の下方には波長選択性絞り１７が固定され
ている。対物レンズ８の上方には、薄いディスク９ａ、
厚いディスク９ｂを併わせて示している。ここでいう薄
い、厚いはディスクの基板厚を指し、薄いディスク９ａ
は、例えばＤＶＤ、厚いディスク９ｂは、例えばＣＤに
相当している。

【００１６】光集積素子１８は、略直方体形状の透明の
光学材料から成る光集積素子本体１８′に対物レンズ８
を含む可動部、レーザ光源、フォトセンサを除く光学素
子を一体に集積化したものである。即ち、本体１８′の
光源側の第１面１８１にはレーザ光束の入射窓１８３が
形成され、対物レンズ側の第２面１８２のレーザ入射窓
１８３と対向する位置には第１反射面１８０が形成され
ている。入射窓１８３としては、特に特別の処理をする
必要はないが、反射防止膜を形成するのが望ましい。第
１反射面１８０は光路偏向、ビーム整形、波長選択性コ
リメートの３つの機能を持っている。

【００１７】また、光集積素子本体１８′には、第１反
射面１８０と並んで偏光性ホログラム１８５が形成さ
れ、更にその上に波長板２３がＵＶ接着剤２６で固着さ
れている。光集積素子本体１８′の第１面１８１におけ
る偏光性ホログラム１８５に対向する位置には第２反射
面１８４が形成されている。第２反射面１８４は入射光
束を対物レンズ８の光軸に沿って光路偏向を行い、且
つ、一部の光束を透過する機能を持っている。この透過
光束は後述するようにレーザパワーモニタ用フォトセン
サで検出され、記録時のレーザパワー制御に用いられ
る。

【００１８】次に、光集積素子１８の周辺構造について
説明する。まず、２波長半導体レーザ１９は放熱機能と
光学基台（図示せず）への取り付け具を兼ねた取付具２
１に嵌合固定され、更に、取付具２１をＵＶ接着剤２６
を用いて接着することで光集積素子本体１８′の第１面
１８１に固着されている。２波長半導体レーザ１９は２
つの波長のレーザ光を発生するレーザ光源であり、例え
ば、ＤＶＤ用の波長６６０ｎｍ、ＣＤ用の７９０ｎｍの
波長のレーザ光を発生する。図１において一点鎖線で示
す光軸の左側光束１９ａは短波長レーザ（例えば、ＤＶ
Ｄ記録／再生用）、右側光束１９ｂは長波長レーザ（例
えば、ＣＤ記録／再生用）の光路を示している。

【００１９】また、光集積化素子本体１８′の第２反射
面１８４の下方位置にはフォトセンサ基台２０がＵＶ接
着剤２６で固着され、このフォトセンサ基板２０上には
レーザパワーモニタ用センサ、フォーカス／トラッキン
グ用センサ、情報再生用センサ（図示せず）が搭載され
ている。レーザセンサＦＰＣ２２はレーザ駆動回路等を
搭載した回路基板である。レーザセンサＦＰＣ２２によ
り２波長半導体レーザ１９に電力が供給されると、２波
長半導体レーザ１９が駆動され、２波長のうち一方の波
長のレーザ光束が発せられる。２波長半導体レーザ１９
から発したレーザ光束は略直方体形状の透明の光集積素
子本体１８′の第１面１８１の入射窓１８３から第２面
１８２へ向かって入射し、第２面１８２上の第１反射面
１８０で反射される。

【００２０】第１反射面１８０は、前述のように光路偏
向、ビーム整形、波長選択性コリメートの３つの機能を
持っているので、２波長半導体レーザ１９から発したフ
ァーフィールドパターンが楕円形状に直線偏向されたレ
ーザ光束は、第１反射面１８０でビーム整形され、概略
円形の光量分布に変換される。また、このレーザ光束は
第１反射面１８０で第２反射面１８４に向かって光路偏
向される。なお、第１反射面１８０にビーム整形機能を
持たせることにより、レーザ光束のケラレがなく、記録
時においてレーザパワーの利用効率を向上することが可
能である。また、第１反射面１８０では短波長レーザ光
束１９ａを平面波にコリメートする一方で、長波長レー
ザ光束１９ｂはコリメートするが曲率半径の大きい球面
波に変換される。

【００２１】このように３つの機能を１つの光学反射面
で達成していることが本実施形態の第１の特徴である。
この特徴により、光学素子の部品点数を大幅に削減し、
集積度を高めている。この光路偏向、ビーム整形、波長
選択コリメート機能は、第１反射面１８０に複合的な回
折格子パターンまたはホログラムパターン（反射型回折
格子パターン、反射型ホログラムパターン、透過型回折
格子パターン、透過型ホログラムパターン）を形成する
ことにより可能となる。これは、第２反射面１８４、波
長板２３も同様である。複合ホログラムには、例えば、
Sub Wave Lenght Structure （ＳＷＳ）を使用できる。

【００２２】第１反射面１８０から反射されたレーザ光
束は、光集積素子本体１８′の第１面１８１に形成され
た第２反射面１８４に向い、第２反射面１８４では入射
光束を対物レンズ８の光軸に沿って光路偏向するほか、
一部の光束を透過して、透過した光束はＵＶ接着剤２６
等で光集積素子１８の第１面１８１に固着されたフォト
センサ基台２０のレーザパワーモニタ用フォトセンサ２
０ａで検出される。フォトセンサ２０ａについては図２
で詳しく説明する。レーザパワーモニタ用フォトセンサ
２０ａは記録時のレーザ光量を検出するセンサであり、
レーザセンサＦＰＣ２２（レーザ駆動回路）にフィード
バックすることにより、レーザ駆動回路で最適な記録パ
ワーとパルス幅の制御を行う。

【００２３】図２（ａ）はホログラムを用いて構成され
た第２反射面１８４とレーザパワーモニタ用フォトセン
サ２０ａの位置関係を示す。入射光束はホログラムパタ
ーンと略垂直紙面に対して斜めに入射し、紙面に対して
略垂直に出射する。図２（ａ）の第２反射面１８４ａは
全透過窓１８４ｃ部を除いて、入射光を全反射し、全透
過窓１８４ｃを透過した光束はその直後に配置されたレ
ーザパワーモニタ用フォトセンサ２０ａに入射する。

【００２４】ここで、図２（ａ）に示すように入射窓が
ほぼ光軸上にある場合、対物レンズ８を透過してディス
ク上に集光される光スポットのプロファイル（光量分布
曲線）はよりシャープになる（回折リングはやや高くな
る）。全透過窓１８４ｃの光スポットプロファイルへの
影響をなくすためには、図２（ｂ）に示すように第２反
射面１８４ｂとして一定の割合で入射光束を透過（反
射）するホログラムパターンにて設定するのが望まし
い。レーザパワーモニタ用フォトセンサ２０ａの位置は
光軸上か光軸に近い場所が最適である。

【００２５】第２反射面１８４により光路偏向されたレ
ーザ光束は、光集積素子本体１８′の第２面１８２に形
成された偏光性ホログラム１８５を全て透過する。即
ち、２波長半導体レーザ１９から発したレーザ光束は直
線偏向しているので、その方向を偏光性ホログラム１８
５によって回折されない方向に設定している。偏光性ホ
ログラム１８５の直後には波長板２３が光集積素子本体
１８´に一体的にＵＶ接着剤２６等で固着されており、
波長板２３を透過したレーザ光束は直線偏光から円偏光
又は楕円偏光に変換される。

【００２６】波長板を組込む目的は、ディスク９からの
戻り光の偏光を往路の直線偏光と垂直になるようにし
て、偏光性ホログラム１８５により復路光束を効果的に
回折してフォトセンサ基台２０に配置された信号検出セ
ンサに入射させるためであり、長波長レーザ光束と短波
長レーザ光束の両方が波長板２３を透過して等しく１／
４λの位相差を生じること、言い換えると円偏光になる
ことが望ましい。両者ともπ／２の位相差を生じる波長
板の設計が困難であれば、往復２回透過後の楕円偏光の
長軸成分が往路の直線偏光方向に対して概略直角になっ
ていれば良い。このように波長板２３の使い方も従来と
異なっていて、これが第２の特徴である。これによって
２波長に対する信号検出系を容易に構成可能である。

【００２７】波長板２３を透過したレーザ光束はレンズ
鏡筒２４に対物レンズ８と一体的に組込まれた波長選択
性絞り１７を透過して対物レンズ８に入射し、対物レン
ズ８によってディスク９ａ又は９ｂ上に微小光スポット
に集光される。この際、第１反射面１８０の波長選択性
コリメート機能と波長選択性絞り１７の構成により一対
の対物レンズ、コリメートレンズで２つの波長の光、異
なる基材厚のディスクに対応できる光路設計としてい
る。これが第３の特徴である。

【００２８】ディスク９ａ又は９ｂの情報記録面からの
反射光束は波長選択性絞り１７を透過後、波長板２３を
透過して往路の直線偏光とは垂直の直線偏光又は長軸が
略垂直方向の楕円偏光に変換される。偏光性ホログラム
１８５では復路光束を波長選択的に回折して更に光束を
収束させながら、光集積素子本体１８´の第１面１８１
に固着されたフォトセンサ基台２０に導く。図３はフォ
トセンサ基台２０上のセンサの配置を示している。ま
た、偏光性ホログラム１８５からの反射光のうち短波長
のレーザの戻り光回折光束を１９ｃ、長波長のレーザ戻
り光回折光束を１９ｄとして示している。

【００２９】短波長の回折光束１９ｃは長波長の回折光
束１９ｄより回折角度が小さくなっている。フォトセン
サ基台２０上には、長波長、短波長にそれぞれ対応して
長波長レーザ用ＲＦ／フォーカス／トラッキング信号検
出センサ２０ｂと短波長レーザ用ＲＦ／フォーカス／ト
ラッキング信号検出センサ２０ｃが配置されていて、長
波長、短波長ともに各々対応するセンサで検出される。
ここで、従来において偏光性ホログラムは短波長のレー
ザ光束のみを回折させているが、本実施形態では、短波
長のレーザ光束を回折収束させると共に、長波長レーザ
光束も異なる回折角と収束パワーを以って回折収束させ
ている。

【００３０】図４は本発明の第２の実施形態を示す図で
ある。本実施形態では、第１の実施形態に対し光集積素
子本体１８′に固着された波長板２３を対物レンズ８側
に移動してレンズ鏡筒２４に組み込み、対物レンズ８、
波長選択性絞り１７と共に一体的に構成している点が異
なっている。その他の構成は図１と同様である。また図
４では波長板２３と波長選択性絞り１７は別部品で構成
しているが、波長板の片面に波長選択性絞りを形成して
もよい。

【００３１】図５は本発明の第３の実施形態を示す図で
ある。本実施形態では、平行平板２７を光集積素子本体
１８′の第２面１８２にＵＶ接着剤等で固着している。
平行平板２７は光源側に偏光性ホログラム２７ｂ、対物
レンズ８側に波長板２７ａをホログラムにて形成した構
成となっている。これは、位相差発生機能を有する回折
格子パターン又はホログラムパターンである。その他の
構成は図１と同様である。なお、波長板にて前述のよう
な２波長の位相差条件を良好に満たせるのであれば、平
行平板２７は波長板であって光源側に偏光性ホログラム
２７ｂを形成するだけでもよい。

【００３２】図６は本発明の第４の実施形態を示す図で
ある。本実施形態では、光集積素子本体１８′の第２面
１８２上に位相差発生機能を持つホログラムパターンと
偏光性ホログラムを重畳してなる複合偏光性ホログラム
１８８を形成している（複合偏光性回折格子パターン、
複合偏光性ホログラムパターン）。複合偏光性ホログラ
ムパターンも、例えば、Sub Wave Length Structure
（ＳＷＳ）等で実現可能である。その他の構成は図１と
同様である。

【００３３】図７は第１〜第４の実施形態の光集積素子
を用いた光ピックアップ装置の一実施形態を示す斜視図
である。本実施形態では、スレッド駆動機構にスイング
アーム２９を採用し、更に可動部の慣性質量を軽量化す
ることにより、従来の対物レンズ駆動装置のトラッキン
グ駆動機能を廃止して、トラッキング駆動機能をスレッ
ド駆動機構と兼用している。即ち、 （１）光集積化素子１８をスイングアーム２９の回転中
心又は回転中心付近に配置し、光集積素子１８は取付具
２１の平面部をスイングアーム２９の突起部２９ａに当
接嵌合させ、光軸調整した後止めネジ３４等で固定保持
している。 （２）スイングアーム２９の先端部の光軸調整球面座３
３の中心に跳ね上げミラー３２を配置し、対物レンズ駆
動装置基台（磁気ヨーク）３０ｂを球面座３３に位置決
め固定している。また、対物レンズ駆動装置３０はトラ
ッキングコイルを廃止し、更に、対物レンズ支持機構は
アウトサートモールド一体成形による板バネ支持機構３
０ｃを用い、チルト駆動とフォーカス駆動は共通の駆動
機構３０ａを用いている。

【００３４】本実施形態では、以上の構成により慣性質
量の軽量化を実現し、スレッド機構駆動機構３１にて高
速高精度のトラッキング制御を可能としている。なお、
図７において、対物レンズ駆動装置３０とスレッド駆動
機構３１（磁気回路、ムービングコイル等）は一般的な
構成であるため詳細な説明は省略する。ここで、スレッ
ド駆動機構３１はベアリング３１ｂを備えた固定軸３１
ａを中心にスイングアーム２９を回動させ、スイングア
ーム２９の先端の跳ね上げミラー３２をディスクの内周
から外周までディスクのトラックを横切る方向に移動さ
せる。これによって、光集積素子１８からの記録又は再
生用光ビームをディスクの所望のトラックにアクセスす
ることが可能である。

【００３５】この際、前述のようにスレッド駆動機構３
１は、トラッキング駆動機構を兼ねているのであるが、
このスレッド駆動機構とトラッキング駆動機構を兼用す
るためには、光学系を含む可動部の軽量化が必須であ
る。本実施形態では、光学素子のほとんどを光集積素子
１８に集積化しているので、光学系を含む可動部の軽量
化を可能とし、スレッド駆動機構とトラッキング駆動機
構の兼用を実現できるのである。これにより、本実施形
態では、光ピックアップ装置の構成の簡単化、高精度制
御化を実現可能である。なお、対物レンズ駆動機構はト
ラッキング制御を廃止しているので、フォーカス、チル
ト駆動機構のみである。

【００３６】図８は本発明の光集積素子の第５の実施形
態を示す図である。図８（ａ）は平面図、図８（ｂ）は
正面図、図８（ｃ）は側面図である。本実施形態の光集
積素子は従来技術で説明した対物レンズ駆動装置にその
まま組み込むことを可能とするものである。図８におい
て、まず、略直方体形状の光集積素子本体１８′の一部
を切り欠き、第１面１８１と第２面１８２に対して略４
５度の角度を持つ平面を形成し、これを第３反射面１８
７としている。第３反射面１８７は図９の従来装置の反
射ミラー５の機能を果たしている。また、本体１８′の
第３面１８６に偏光性ホログラム１８５を形成してい
る。その他は図１と同様である。２波長半導体レーザ１
９からのレーザ光束は第１反射面１８０を介して第２反
射面１８４に入射し、第２反射面１８４で反射されて第
３反射面１８７に入射するが、この第３反射面１８７で
光路が対物レンズ光軸に沿って略直角に曲げられる。第
３反射面１８７で反射されたレーザ光束は偏光性ホログ
ラム１８５を介して対物レンズ８に入射し、ディスク上
に微小光スポットに集光される。

【００３７】このように本実施形態では、本体１８′に
第３反射面１８７を形成し、対物レンズ８にレーザ光束
を反射する反射ミラー機能を持たせているので、図９〜
図１２で説明した従来装置にそのまま用いることができ
る。なお、図８では第３面１８６に偏光性ホログラム１
８５を形成し、対物レンズ側に波長板２３を設けている
が、第３面１８６に図１で説明したように偏光性ホログ
ラム１８５と波長板２３を一体に形成してもよいし、図
５で説明した平行平板２７、図６で説明した複合偏光性
ホログラム１８８を設けてもよい。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、対
物レンズ、光源、フォトセンサ等を除くほとんどの光学
素子をホログラム技術を用いて１つの光集積素子に集積
化しているので、光ピックアップの小型、薄型、軽量化
を図ることができる。また、光集積素子本体に各々の光
学素子を一体に形成しているので、環境変化や振動等に
より各光学素子の位置ずれが発生することがなく、広い
環境振動条件において長期に渡って安定した性能を維持
することができる。更に、光集積素子を用いて光ピック
アップを構成することにより、光学系を含む可動部の軽
量化を実現でき、従来のトラッキング駆動機構を廃止し
てスレッド駆動機構と兼ねる構成を可能にでき、構造が
簡単で、且つ、高精度の制御が可能な光ピックアップ装
置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光集積素子の第１の実施形態の構成を
示す図である。

【図２】図１の実施形態の第２反射面とレーザパワーモ
ニタ用フォトセンサの位置関係を示す図である。

【図３】図１の実施形態のフォトセンサ基台上のフォト
センサの配置を示す図である。

【図４】本発明の光集積素子の第２の実施形態を示す図
である。

【図５】本発明の光集積素子の第３の実施形態を示す図
である。

【図６】本発明の光集積素子の第４の実施形態を示す図
である。

【図７】本発明の光集積素子を用いた光ピックアップ装
置の一実施形態の構成を示す図である。

【図８】本発明の光集積素子の第５の実施形態を示す図
である。

【図９】従来例の光ピックアップを示す斜視図である。

【図１０】図９の光ピックアップのＣＤ系、ＤＶＤ系の
光学系をそれぞれ簡略化して示す図である。

【図１１】従来例の対物レンズ駆動装置を示す図であ
る。

【図１２】図１１の対物レンズ駆動装置のフォーカス、
トラッキング駆動系を示す図である。

【符号の説明】

８ 対物レンズ ９ａ，９ｂ ディスク １８ 光集積素子 １８′ 光集積素子本体 １７ 波長選択性絞り １９ ２波長半導体レーザ ２０ フォトセンサ基台 ２３ 波長板 ２４ レンズ鏡筒 ２７ 平行平板 ２９ スイングアーム ３０ 対物レンズ駆動装置 ３１ スレッド駆動機構 １８０ 第１反射面 １８１ 第１面 １８２ 第２面 １８３ 入射窓 １８４ 第２反射面 １８５ 偏光性ホログラム １８６ 第３面 １８７ 第３反射面 １８８ 複合偏光性ホログラム

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年５月９日（２０００．５．９）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図７】

フロントページの続き (72)発明者 田中 潤 埼玉県秩父市大字下影森1248番地 キヤノ ン電子株式会社内 (72)発明者 小田桐 眞人 埼玉県秩父市大字下影森1248番地 キヤノ ン電子株式会社内 Ｆターム(参考） 2H049 AA04 AA08 AA14 AA26 AA34 AA50 AA57 AA64 CA05 CA08 CA09 CA20 5D118 AA01 AA04 BA01 BF02 BF03 CA14 CD02 CD03 CF01 DA20 DC03 EB02 EB03 FA08 FB20 5D119 AA01 AA04 AA41 BA01 CA09 EA02 EA03 EC35 EC45 EC47 FA08 FA36 HA13 JA04 JA05 JA12 JA14 JA26 JA32 JA58 JA63 JA65 KA02 LB07 MA05

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明の略直方体形状からなる光集積素子
   本体の光源側の第１面に光源からの光束が入射する入射
   窓を有し、前記本体の第１面に対向する対物レンズ側の
   第２面には前記入射窓からの入射光束を反射すると共
   に、ビーム整形、波長選択性コリメート及び光路偏向機
   能を有する第１反射面が形成され、前記本体の第１面で
   あって前記第１反射面からの反射光束が入射する位置に
   は前記光源からの入射光束を対物レンズの光軸に沿って
   光路偏向するための第２反射面が形成され、前記本体の
   第２面であって前記第２反射面からの反射光束が入射す
   る位置には偏光性ホログラム又は偏光性ホログラムと波
   長板が一体に形成されていることを特徴とする光集積素
   子。
2. 【請求項２】 前記第２反射面は、入射光束の一部を透
   過することを特徴とする請求項１に記載の光集積素子。
3. 【請求項３】 前記第２反射面は、入射光束全体を一定
   の割合で透過、反射することを特徴とする請求項１に記
   載の光集積素子。
4. 【請求項４】 前記入射窓に、反射防止膜が形成されて
   いることを特徴とする請求項１に記載の光集積素子。
5. 【請求項５】 前記第１反射面、第２反射面、又は前記
   本体の第２面に偏光性ホログラムと一体に形成される波
   長板は、反射型回折格子パターン、反射型ホログラムパ
   ターン、透過型回折格子パターン、透過型ホログラムパ
   ターンのいずれかで構成されていることを特徴とする請
   求項１に記載の光集積素子。
6. 【請求項６】 前記光集積素子本体の第２面に偏光性ホ
   ログラムと一体に波長板が固着されていることを特徴と
   する請求項１に記載の光集積素子。
7. 【請求項７】 前記光集積素子本体の第２面に透明の平
   行平板が固着され、前記平行平板の光源側に偏光性ホロ
   グラムが形成され、対物レンズ側に位相差発生機能を有
   する回折格子パターン又はホログラムパターンが形成さ
   れていることを特徴とする請求項１に記載の光集積素
   子。
8. 【請求項８】 前記光集積素子本体の第２面に偏光性ホ
   ログラムと波長板が複合偏光性回折格子パターン又は複
   合偏光性ホログラムパターンとして一体に形成されてい
   ることを特徴とする請求項１に記載の光集積素子。
9. 【請求項９】 前記光集積素子本体の第１面の入射窓に
   近接して光源が固着され、前記本体の第１面の下面には
   フォトセンサ基台が固着され、前記フォトセンサ基台上
   には記録媒体から反射され、前記波長板、偏光性ホログ
   ラムを透過した光束を検出する信号検出用フォトセンサ
   が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光
   集積素子。
10. 【請求項１０】 前記光源は、異なる波長の複数のレー
    ザ光を発する光源から成り、前記フォトセンサ基台上に
    は、各々の波長のレーザ光束に対応して複数の信号検出
    用センサが配置されていることを特徴とする請求項９に
    記載の光集積素子。
11. 【請求項１１】 前記フォトセンサ基台上に前記第２反
    射面を透過した光束を検出する光量検出用センサが配置
    されていることを特徴とする請求項２、３、９のいずれ
    かに記載の光集積素子。
12. 【請求項１２】 透明の略直方体形状からなる光集積素
    子本体の光源側の第１面に光源からの光束が入射する入
    射窓を有し、前記本体の第１面に対向する対物レンズ側
    の第２面には前記入射窓からの入射光束を反射すると共
    に、ビーム整形、波長選択性コリメート及び光路偏向機
    能を有する第１反射面が形成され、前記本体の第１面で
    あって前記第１反射面からの反射光束が入射する位置に
    は光路偏向のための第２反射面が形成され、且つ、前記
    本体には一部を切り欠いて前記第１面及び第２面に対し
    略４５度の角度を有し、前記第２反射面からの反射光束
    の光路を対物レンズの光軸に沿って変更する第３反射面
    が形成され、前記本体の側部の第３面であって前記第３
    反射面からの反射光束が入射する位置には偏光性ホログ
    ラム又は偏光性ホログラムと波長板が一体に形成されて
    いることを特徴とする光集積素子。
13. 【請求項１３】 前記第２反射面は、入射光束の一部を
    透過することを特徴とする請求項１２に記載の光集積素
    子。
14. 【請求項１４】 前記第２反射面は、入射光束全体を一
    定の割合で透過、反射することを特徴とする請求項１２
    に記載の光集積素子。
15. 【請求項１５】 前記入射窓に、反射防止膜が形成され
    ていることを特徴とする請求項１２に記載の光集積素
    子。
16. 【請求項１６】 前記第１反射面、第２反射面、又は前
    記本体の第３面に偏光性ホログラムと一体に形成される
    波長板は、反射型回折格子パターン、反射型ホログラム
    パターン、透過型回折格子パターン、透過型ホログラム
    パターンのいずれかで構成されていることを特徴とする
    請求項１２に記載の光集積素子。
17. 【請求項１７】 前記光集積素子本体の第３面に偏光性
    ホログラムと一体に波長板が固着されていることを特徴
    とする請求項１２に記載の光集積素子。
18. 【請求項１８】 前記光集積素子本体の第３面に透明の
    平行平板が固着され、前記平行平板の光源側に偏光性ホ
    ログラムが形成され、対物レンズ側に位相差発生機能を
    有する回折格子パターン又はホログラムパターンが形成
    されていることを特徴とする請求項１２に記載の光集積
    素子。
19. 【請求項１９】 前記光集積素子本体の第３面に偏光性
    ホログラムと波長板が複合偏光性回折格子パターン又は
    複合偏光性ホログラムパターンとして一体に形成されて
    いることを特徴とする請求項１２に記載の光集積素子。
20. 【請求項２０】 前記光集積素子本体の第１面の入射窓
    に近接して光源が固着され、前記本体の第１面の下面に
    はフォトセンサ基台が固着され、前記フォトセンサ基台
    上には記録媒体から反射され、前記波長板、偏光性ホロ
    グラムを透過した光束を検出する信号検出用フォトセン
    サが配置されていることを特徴とする請求項１２に記載
    の光集積素子。
21. 【請求項２１】 前記光源は、異なる波長の複数のレー
    ザ光を発する光源から成り、前記フォトセンサ基台上に
    は、各々の波長のレーザ光束に対応して複数の信号検出
    用センサが配置されていることを特徴とする請求項２０
    に記載の光集積素子。
22. 【請求項２２】 前記フォトセンサ基台上に前記第２反
    射面を透過した光束を検出する光量検出用センサが配置
    されていることを特徴とする請求項１３、１４、２０の
    いずれかに記載の光集積素子。
23. 【請求項２３】 請求項１〜１１のいずれかに記載の光
    集積素子を含み、記録媒体に前記光集積素子からの光ビ
    ームを照射することにより情報を記録し、あるいは記録
    情報を再生する光ピックアップ装置であって、前記光集
    積素子が一端に固着され、他端に光集積素子からの光束
    を対物レンズに導くミラーが固着されたスイングアーム
    と、前記対物レンズを含み、前記対物レンズをフォーカ
    ス方向又はチルト方向に駆動する対物レンズ駆動手段
    と、前記スイングアームを回動軸を中心に回動させ、前
    記ミラーからの光束が前記記録媒体のトラックを横切る
    方向に駆動するスレッド駆動手段とを備え、前記スレッ
    ド駆動手段は前記ミラーからの光束を記録媒体の全域に
    渡って移動させるスレッド駆動と前記記録媒体のトラッ
    クに光束を位置付けるトラッキング駆動の両方を兼ねて
    いることを特徴とする光ピックアップ装置。