JP2001325741A - ホログラムレーザユニット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】 本発明は規格の異なる光ディスクにも対応で
きる光ピックアップ装置と、該光ピックアップ装置を実
現するためのホログラムレーザユニットを提供すること
を目的とする。 【解決手段】 本発明のホログラムレーザユニット１
は、第１レーザ光と該第１レーザ光よりも波長の短い第
２レーザ光とを発振する半導体レーザ４、第１回折部３
ａと第２回折部３ｂとでレーザ光を回折させる回折素子
３、及び半導体レーザ４から出射して記録媒体９の表面
で反射し第１回折部３ａで回折した第１レーザ光Ａと同
様にして第２回折部３ｂで回折した第２レーザ光Ｂがい
ずれも入射する受光素子５を備えている。また、本発明
の光ピックアップ装置にはこのホログラムレーザユニッ
ト１が備えられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディスク状記録媒
体に記録されている情報を再生する光ピックアップ装置
と、該ディスク状記録媒体にレーザ光を照射しその反射
レーザ光を受光して電気信号に変換するホログラムレー
ザユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】ホログラムレーザユニットを備えた光ピ
ックアップ装置の従来の構成について説明する。図６に
示すように、ホログラムレーザユニット２１はレーザパ
ッケージ２６に収納された半導体レーザ(発光素子)２４
と、受光素子２５と、回折素子２３とから成る。実際に
は、半導体レーザ２４と受光素子２５とはユニットパッ
ケージ(図示せず)に収納されており、該ユニットパッケ
ージの前面に回折素子２３が固着されている。

【０００３】半導体レーザ２４から出射したレーザ光は
回折素子２３に入射し、これを透過した成分はコリメー
トレンズ７に入射して平行光となり、対物レンズ８を介
して光ディスク(ディスク状記録媒体)９に照射される。
この光ディスク９で反射したレーザ光は入射レーザ光と
同じ経路を辿って再び回折素子２３に入射し、回折した
成分は受光素子２５に入射する。これによって、光ディ
スク９に記録されている情報や各種エラー信号、ＲＦ信
号が受光素子２５にて受信される。

【０００４】上記光ディスク９にはＣＤなど通常のディ
スクとＤＶＤなど高密度ディスクとがあり、対応するレ
ーザ光の波長が異なる。故に、光ディスク９の規格に応
じて、用いられているレーザ光の波長が異なる光ピック
アップ装置を使い分けなければならなかった。

【０００５】そこで、１台で複数種の光ディスク９に対
応できる光ピックアップ装置が提案されている。例え
ば、用いられるレーザ光の波長がそれぞれ異なる２組の
光ピックアップ組品をまとめて１台の光ピックアップ装
置としたり、また図７に示すように、出射するレーザ光
の波長がそれぞれ異なる２体のホログラムレーザユニッ
ト２１,２１'を１台の光ピックアップ装置内に組み込ん
でいた。図７中、１０は立ち上げミラー、１１はダイク
ロイックミラーである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】近年、光ディスク記録
再生装置は薄型化が進んでおり、該光ディスク記録再生
装置に備えられる光ピックアップ装置も超薄型が要求さ
れている。また、光ディスク記録再生装置の普及に伴っ
てコスト低下も求められている。しかしながら、上述し
た従来の光ピックアップ装置では構成部品の数が多くな
っているために、装置が大型化すると共にコストアップ
の要因となっている。故に、市場の要求に答えられてい
ない。

【０００７】本発明は上記課題をかんがみて成されたも
のであり、規格の異なる光ディスクにも対応できる光ピ
ックアップ装置と、該光ピックアップ装置を実現するた
めのホログラムレーザユニットを提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のホログラムレーザユニットは、レーザ光を
発振する発光素子とレーザ光を回折させる回折素子と入
射したレーザ光を電気信号に変換する受光素子とを備え
ていて、発光素子を発振させてレーザ光を出射すると共
に、記録媒体の表面で反射したレーザ光を回折素子で回
折させて受光素子に入射させるものであり、該発光素子
は第１レーザ光と該第１レーザ光よりも波長の短い第２
レーザ光とを発振する。つまり、記録媒体に応じて波長
の異なる第１レーザ光と第２レーザ光とを使い分けるこ
とができる。

【０００９】また、上記回折素子は第１回折部と第２回
折部とを有しており、該第１回折部による第１レーザ光
の回折光と第２回折部による第２レーザ光の回折光のい
ずれもが入射する位置に受光素子を配している。つま
り、発光素子から第１レーザ光が出射した場合、この第
１レーザ光は記録媒体で反射した後に第１回折部にて回
折され、その回折光が受光素子に入射する。同様に、発
光素子から第２レーザ光が出射した場合、この第２レー
ザ光は記録媒体に反射した後に第２回折部にて回折さ
れ、その回折光が同一の受光素子に入射する。

【００１０】また、上記第１回折部と第２回折部とは光
軸方向に並んで位置している。そして、該第１回折部と
第２回折部とはそれぞれ別個の基板に形成されていて、
各基板は独立して移動できる。これによって、各基板の
位置調整を容易に行うことができる。

【００１１】また、回折素子の第１回折部が第２回折部
よりも発光素子寄りに位置していると、第１回折部によ
る第１レーザ光の回折光と第２回折部による第２レーザ
光の回折光のいずれもが同一の受光素子に入射するに
は、第１回折部での第１レーザ光の回折角は第２回折部
での第２レーザ光の回折角よりも大きくなければならな
い。このとき、第１レーザ光は第２レーザ光よりも波長
が長いことから、波長が長いと回折角が大きくなるとい
う回折格子の特性を活かせば(下記式(＊)参照)、第１及
び第２回折部の格子ピッチをほぼ同じにすることができ
る。

【００１２】回折格子には一般に次の式が成立する。 Ｐ×sinθ＝ｎ×λ・・・・（＊） ここで、Ｐは格子ピッチ、θは回折角、ｎは回折光の次
数、λはレーザ光の波長を示す。つまり、該式(＊)によ
ると格子ピッチＰが一定のとき波長λが長ければ回折角
θは大きくなる。

【００１３】また、上記回折素子では第１回折部で第２
回折部側に回折した第１及び第２レーザ光は第２回折部
の回折領域に入射しない。故に、第２回折部の回折領域
には回折基板を光軸方向に透過するレーザ光だけが入射
する。

【００１４】また、上記回折素子では第２回折部で第１
回折部側に回折した第１及び第２レーザ光は第１回折部
の回折領域に入射しない。故に、第１回折部の回折領域
には回折基板を光軸方向に透過するレーザ光だけが入射
する。

【００１５】また、本発明の光ピックアップ装置は上述
したホログラムレーザユニットを備えている。従って、
ホログラムレーザユニットから出射される第１レーザ光
の波長に対応する記録媒体と、第２レーザ光の波長に対
応する記録媒体について情報を再生することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。図１は本実施形態のホログラ
ムレーザユニットを示す斜視図である。ホログラムレー
ザユニット１はユニットパッケージ２内に発光素子であ
る半導体レーザと受光素子とを備えて成るものである。
ユニットパッケージ２の前面には後述する第１回折部３
ａ及び第２回折部３ｂから成る回折素子３が固着されて
おり、ユニットパッケージ２の前面よりこの回折素子３
を介してレーザ光が出射する。

【００１７】図中、ホログラムレーザユニット１は光ピ
ックアップ装置内にあって、出射したレーザ光は立ち上
げミラー１０によって対物レンズ８に導かれ光ディスク
(図示せず)に反射する。そして、反射したレーザ光は再
び同じ経路を辿ってホログラムレーザユニット１に入射
する。

【００１８】図２は上記ホログラムレーザユニットの内
部構成を示す斜視図であり、ユニットパッケージ２は図
示していない。半導体レーザ４は２種類の波長のレーザ
光を発振できる２レーザである。ここでは１チップ２波
長のレーザを図示しているが、光学的には２つのレーザ
チップを横に並べて２チップ２波長としても問題ない。
また、５は受光素子である。

【００１９】上述したように、回折素子３は第１及び第
２回折部３ａ,３ｂにて構成される。これらは光学ガラ
ス又はアクリルなどの光学樹脂から成る基板の、第１回
折部３ａであれば半導体レーザ４側の面、第２回折部３
ｂであれば光ディスク側(図中、上側)の面にそれぞれ回
折格子を形成して成るものである。これらの基板は半導
体レーザ４から出射されるレーザ光の光軸方向に並んで
おり、独立して移動することができる。

【００２０】上記ホログラムレーザユニット１を備えた
本発明に係る光ピックアップ装置の構成を図３に示す。
ホログラムレーザユニット１のレーザパッケージ６内の
半導体レーザ４から出射した光は、先ず第１回折部３ａ
に入射する。そして、該第１回折部３ａを光軸方向に透
過した成分が第２回折部３ｂに入射する。さらに、この
第２回折部３ｂを光軸方向に透過した成分がコリメート
レンズ７に入射し、対物レンズ８を介して光ディスク９
に導かれる。該光ディスク９で反射したレーザ光は同じ
経路を辿って再び回折素子３に入射する。

【００２１】光ディスク９がＣＤなど通常の記録媒体の
場合、半導体レーザ４からは２種類のレーザ光のうち波
長の長いレーザ光が出射される。このとき、光ディスク
９で反射して再び回折素子３に入射したレーザ光は、第
２回折素子３ｂを透過し第１回折素子３ａで回折した成
分が受光素子５に入射する(図中、一点鎖線Ａ)。これに
よって、光ディスク９に記録されている情報や各種エラ
ー信号、ＲＦ信号が受光素子５にて受信される。

【００２２】また、光ディスク９がＤＶＤなど高密度記
録媒体の場合、半導体レーザ４からは波長の短いレーザ
光が出射される。このとき、光ディスク９で反射して再
び回折素子３に入射した反射レーザ光は第２回折素子３
ｂで回折した成分が受光素子５に入射する(図中、実線
Ｂ)。

【００２３】次に、上記回折素子３の構成を図４及び図
５を参照してより詳しく説明する。図４(ａ),(ｂ)はホ
ログラムレーザユニット１で波長の長いレーザ光を出射
したときの光束経路を示す説明図である。同図(ａ)は半
導体レーザ４から出射したレーザ光の回折を示し、同図
(ｂ)は光ディスク９(図示せず)で反射して再び回折素子
３に入射したレーザ光の回折を示しており、実際のホロ
グラムレーザユニット１では該図(ａ)及び(ｂ)に示す光
束経路を重ね合わせた状態となっている。

【００２４】図４(ａ)において、半導体レーザ４で発振
されたレーザ光は第１回折部３ａによって±１次光(＋
１次回折光S+1のみ図示)と第１回折部３ａを光軸方向に
透過する０次光とに分岐する。この０次光は第２回折部
３ｂに入射して再び回折され、±１次光(＋１次回折光S
+1'のみ図示)と第２回折部３ｂを光軸方向に透過する０
次光とに分岐する。そして、この０次光が光ピックアッ
プ装置の光学系(図示せず)に入射し光ディスク９(図示
せず)にて反射する。

【００２５】また、図４(ｂ)において、光ディスク９で
反射したレーザ光は第２回折部３ｂによって±１次光
(＋１次回折光SR2のみ図示)と第２回折部３ｂを光軸方
向に透過する０次光とに分岐する。この０次光は第１回
折部３ａに入射して再び回折され、±１次光(＋１次回
折光SR1のみ図示)と第１回折光３ａを光軸方向に透過す
る０次光とに分岐する。そして、この＋１次回折光SR1
が受光素子５に入射する。

【００２６】図５(ａ),(ｂ)はホログラムレーザユニッ
ト１で波長の短いレーザ光を出射したときの光束経路を
示す説明図である。同図(ａ)は半導体レーザ４から出射
したレーザ光の回折を示し、同図(ｂ)は光ディスク９
(図示せず)で反射して再び回折素子３に入射したレーザ
光の回折を示しており、実際のホログラムレーザユニッ
ト１では該図(ａ)及び(ｂ)に示す光束経路を重ね合わせ
た状態となっている。

【００２７】図５(ａ)において、半導体レーザ４で発振
されたレーザ光は第１回折部３ａによって±１次光(＋
１次回折光L+1のみ図示)と第１回折部３ａを光軸方向に
透過する０次光とに分岐する。この０次光は第２回折部
３ｂに入射して再び回折され、±１次光(＋１次回折光L
+1'のみ図示)と第２回折部３ｂを光軸方向に透過する０
次光とに分岐する。そして、この０次光が光ピックアッ
プ装置の光学系(図示せず)に入射し光ディスク９(図示
せず)にて反射する。

【００２８】また、図５(ｂ)において、光ディスク９で
反射したレーザ光は第２回折部３ｂによって±１次光
(＋１次回折光LR2のみ図示)と第２回折部３ｂを光軸方
向に透過する０次光とに分岐し、この＋１次回折光LR2
が受光素子５に入射する。その一方で、０次光は第１回
折部３ａに入射して再び回折され、±１次光(＋１次回
折光LR1のみ図示)と第１回折光３ａを光軸方向に透過す
る０次光とに分岐する。

【００２９】上記本実施形態のホログラムレーザユニッ
ト１では、図４(ａ)及び図５(ａ)に示すように、第１回
折部３ａを基板の半導体レーザ４側の面に形成すると共
に、第２回折部３ｂを基板の光ディスク９側(図中、上
側)に形成して、第１及び第２回折部３ａ,３ｂ間の距離
を十分にとっている。

【００３０】また、レーザ光の回折角は格子ピッチに依
存することから(式(＊)参照)、回折光S+1,L+1の回折角
が適当な大きさになるように第１回折部３ａの格子ピッ
チを構成している。これによって、回折光S+1,L+1が第
２回折部３ｂの回折領域３０を避けることができるの
で、光ピックアップ装置の光学系に余分な迷光成分が発
生せず良好な特性を得られる。

【００３１】また、図４(ｂ)及び図５(ｂ)において、回
折光SR2,LR2の回折角が適当な大きさになるように第２
回折部３ｂの格子ピッチを構成されている。これによっ
て、回折光SR2,LR2は第１回折部３ａの回折領域３１を
避けることができると共に、回折光SR2は受光素子５の
受光領域外へはみ出す。また、第１回折部３ａによる回
折光SR1,LR1に余分な迷光成分が発生せず、回折光LR1は
半導体レーザ４と受光素子５との間に落ちる。従って、
受光素子５での信号検出に悪影響を与えない。

【００３２】尚、本実施形態では回折素子３の第２回折
部３ｂにおいて素子基板の半導体レーザ４側の表面の下
側に回折パターンを形成しているが、他の光束の干渉を
避けることができるのであれば上側に形成してもよい。
同様に、第１回折部３ａにおいて素子基板の光ディスク
９側の表面の上側に回折パターンを形成しているが、他
の光束の干渉を避けることができるのであれば下側に形
成してもよい。

【００３３】次に、第１及び第２回折部３ａ,３ｂの位
置調整について説明する。先ず、ユニットパッケージ２
に第１回折部３ａのみを仮保持させ、半導体レーザ４に
よって波長が長い方のレーザ光を発振させる。そして、
光ディスク９からの反射レーザ光が第１回折部３ａで回
折して受光素子５に正確に入射するように、光軸に垂直
な平面内で第１回折部３ａの基板を移動させてＸ−Ｙ調
整及び回転調整を行い、ユニットパッケージ２に固定す
る。

【００３４】その後、第１回折部３ａ又はユニットパッ
ケージ２に第２回折部３ｂを仮保持させ、半導体レーザ
４によって波長が短い方のレーザ光を発振させる。そし
て、光ディスク９からの反射レーザ光が第２回折部３ｂ
で回折して受光素子５に正確に入射するように、光軸に
垂直な平面内で第２回折部３ｂの基板を移動させてＸ−
Ｙ調整及び回転調整を行い、第１回折部３ａ又はユニッ
トパッケージ２に固定する。

【００３５】上述した本実施形態のホログラムレーザユ
ニット１では、第１回折部３ａで回折した波長の長いレ
ーザ光SR1と第２回折部３ｂで回折した波長の短いレー
ザ光LR2とを同一の受光素子５に入射させる構成として
いる。回折格子には波長の長いレーザ光は波長の短いレ
ーザ光よりも回折角が大きいという特性を有することか
ら、第１及び第２回折部３ａ,３ｂの格子ピッチをほぼ
同じにすることで上記構成を達成できる。

【００３６】具体的には、波長が０.７８μｍと０.６μ
ｍのレーザ光を使用する場合、必要な回折角を２０度程
度とすれば第１及び第２回折部３ａ,３ｂの格子ピッチ
は１.７５〜２.２８μｍとなる。この格子ピッチは現時
点の製作技術で量産可能な範囲である。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のホログラ
ムレーザユニットは波長の異なる２つのレーザ光を出射
できるので、それ１体で規格の異なる２種類の記録媒体
に対応することができる。また、２つの回折部を備えた
回折素子を用いることで各レーザ光は同一の受光素子で
受光できる。従って、構成部品が特に多くならないの
で、ユニットが大型化してコストアップするという不都
合はない。

【００３８】また、回折素子は各回折部が光軸方向に並
んで位置している。その上、各回折部はそれぞれ移動可
能な基板に形成されていると、正確な位置調節を簡単に
行うことができるので信頼性の高いものとなる。

【００３９】また、波長の長いレーザ光は波長の短いレ
ーザ光よりも回折角が大きいという回折格子の特性を活
かし、発光素子に近い第１回折部で回折した波長の長い
回折光と発光素子より遠い第２回折部で回折した波長の
短い回折光を同一の受光素子に入射させる構成としてい
る。これによって、回折素子の各回折部の格子ピッチを
ほぼ同じにすることができるので、実際には格子ピッチ
の限界条件内で回折素子が製作できる。従って、製作上
の誤差が抑えられ信頼性の高い回折素子が得られる。

【００４０】さらに、不必要な回折光は各回折部の回折
領域に入射しない構成であることから、迷光成分の発生
を防止して信頼性の高いものとなる。

【００４１】また、本発明の光ピックアップ装置では上
述したホログラムレーザユニット１体を備えるだけで規
格の異なる２種類の記録媒体に対応することができる。
また、光学系など従来の構成をそのまま用いるだけでよ
いので、特に構成部品が増えるということがない。従っ
て、装置が大型化したり、コストアップするという不都
合は生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る一実施形態のホログラムレーザ
ユニットを示した斜視図である。

【図２】 本実施形態のホログラムレーザユニットの内
部構成を示した斜視図である。

【図３】 本発明に係る一実施形態の光ピックアップ装
置における光束径路を示した模式図である。

【図４】 本実施形態のホログラムレーザユニットにお
ける光束径路を示した説明図である。

【図５】 本実施形態のホログラムレーザユニットにお
ける光束径路を示した説明図である。

【図６】 従来の光ピックアップ装置における光束径路
を示した模式図である。

【図７】 従来のホログラムレーザユニットを示した斜
視図である。

【符号の説明】

１ ホログラムレーザユニット ３ 回折素子 ３ａ 第１回折部 ３ｂ 第２回折部 ４ 半導体レーザ ５ 受光素子 ７ コリメートレンズ ８ 対物レンズ ９ 光ディスク

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光を発振する発光素子とレーザ光
   を回折させる回折素子と入射したレーザ光を電気信号に
   変換する受光素子とを備えていて、前記発光素子を発振
   させてレーザ光を出射すると共に、記録媒体の表面で反
   射したレーザ光を前記回折素子で回折させて前記受光素
   子に入射させるホログラムレーザユニットにおいて、 前記発光素子は第１レーザ光と該第１レーザ光よりも波
   長の短い第２レーザ光とを発振することを特徴とするホ
   ログラムレーザユニット。
2. 【請求項２】 前記回折素子は第１回折部と第２回折部
   とを有しており、該第１回折部による前記第１レーザ光
   の回折光と前記第２回折部による前記第２レーザ光の回
   折光のいずれもが入射する位置に前記受光素子を配して
   いることを特徴とする請求項１に記載のホログラムレー
   ザユニット。
3. 【請求項３】 前記第１回折部と前記第２回折部とは光
   軸方向に並んで位置していることを特徴とする請求項２
   に記載のホログラムレーザユニット。
4. 【請求項４】 前記第１回折部と第２回折部とはそれぞ
   れ別個の基板に形成されていて、各基板は独立して移動
   できることを特徴とする請求項３に記載のホログラムレ
   ーザユニット。
5. 【請求項５】 前記回折素子の前記第１回折部は前記第
   ２回折部よりも前記発光素子寄りに位置していることを
   特徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載のホ
   ログラムレーザユニット。
6. 【請求項６】 前記回折素子では前記第１回折部で前記
   第２回折部側に回折した前記第１及び第２レーザ光は前
   記第２回折部の回折領域に入射しないことを特徴とする
   請求項５に記載のホログラムレーザユニット。
7. 【請求項７】 前記回折素子では前記第２回折部で前記
   第１回折部側に回折した前記第１及び第２レーザ光は前
   記第１回折部の回折領域に入射しないことを特徴とする
   請求項５に記載のホログラムレーザユニット。
8. 【請求項８】 請求項１から請求項７のいずれかに記載
   のホログラムレーザユニットを備えたことを特徴とする
   光ピックアップ装置。