JP2001331968A - 光学式ヘッド装置及び光学記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学特性や記録密度の異なる光情報記録媒体
に情報を記録し又はそれらの光情報記録媒体に記録され
た情報を再生することが可能で、しかも、トラッキング
サーボ動作が不安定になることのない光学式ヘッド装置
及び光学記録再生装置を提供する。 【解決手段】 発振波長６５０ｎｍの半導体レーザと発
振波長７８０ｎｍの半導体レーザとが１チップに集積化
された２波長モノリシックレーザ３をヒートシンク１３
上に半田付けし、さらにこれらをキャンパッケージ５２
上に半田付けすることにより、半導体レーザ素子４を構
成する。半導体レーザ素子４の２つの発光点２７を、２
つの半導体レーザからの出射光の光ディスク上における
ビームスポットが光ディスクのピット列方向に沿ってほ
ぼ並ぶように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学特性や記録密
度の異なる光情報記録媒体に情報を記録し又はそれらの
光情報記録媒体に記録された情報を再生することが可能
な光学式ヘッド装置及び光学記録再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、音楽、映像情報又はデータファイ
ルを記録するための光情報記録媒体として、コンパクト
ディスク（以下『ＣＤ』という）、再生専用ＣＤ（ＣＤ
−ＲＯＭ）、追記用ＣＤ（ＣＤ−Ｒ）及び書き換え可能
ＣＤ（ＣＤ−ＲＷ）等のＣＤ規格のディスクや、デジタ
ルビデオディスク（以下『ＤＶＤ』という）、再生専用
ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ）、追記用ＤＶＤ（ＤＶＤ−
Ｒ）、書き換え可能ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤプラ
スＲＷ）、記録再生可能ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＡＭ）等の
ＤＶＤ規格のディスクが広く利用されている。ＣＤ規格
のディスクを記録／再生する場合には、光源として発振
波長が７８０ｎｍ〜８２０ｎｍの近赤外半導体レーザが
用いられ、ＣＤ規格よりも記録容量の大きいＤＶＤ規格
のディスクを記録／再生する場合には、光源として発振
波長が６３０ｎｍ〜６９０ｎｍの赤色半導体レーザが用
いられる。現在、これら２種類の規格に対して、１台の
装置で記録／再生を可能にすることが要求されており、
例えば、図２０、図２１に示すような、異なる発振波長
を有する２つの半導体レーザ素子を集積化した集積型半
導体レーザ装置を使用する光学式ヘッド装置が提案され
ている（例えば、特開平１１−１８６６５１号公報参
照）。以下、この構成について簡単に説明する。

【０００３】図２０は従来の集積型半導体レーザ装置を
示す斜視図である。図２０に示すように、集積型半導体
レーザ装置においては、同一のｎ型ＧａＡｓ基板１０１
の上に、発振波長が７００ｎｍ帯（例えば、７８０ｎ
ｍ）のＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ１３１と、発振波長
が６００ｎｍ帯（例えば、６５０ｎｍ）のＡｌＧａＩｎ
Ｐ系半導体レーザ１３２とが、互いに分離した状態で集
積化されている。ＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ１３１
は、レーザとしての機能を果たせるように、公知の技術
に基づいて形成された、ｎ型ＧａＡｓバッファ層１１
１、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１１２、活性層１１
３、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１１４、ｐ型ＧａＡｓ
キャップ層１１５、ｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層１１６とい
った複数の層から構成されている。また、ＡｌＧａＩｎ
Ｐ系半導体レーザ１３２も同様に、ｎ型ＧａＡｓバッフ
ァ層１２１、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１２２、活
性層１２３、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１２４、ｐ
型ＧａＩｎＰ中間層１２５、ｐ型ＧａＡｓキャップ層１
２６、ｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層１２７といった複数の層
から構成されている。さらに、この集積型半導体レーザ
装置においては、ＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ１３１と
ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ１３２とを独立に駆動で
きるように、ｐ側の電極が分離されている。すなわち、
ｐ側電極１１７とｎ側電極１２９との間に電流を流すこ
とによってＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ１３１を駆動す
ることができ、ｐ側電極１２８とｎ側電極１２９との間
に電流を流すことによってＡｌＧａＩｎＰ系半導体レー
ザ１３２を駆動することができる。尚、ＡｌＧａＡｓ系
半導体レーザ１３１とＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ１
３２とはそれぞれヒートシンク１３３、１３４を介して
パッケージベース１３０の上に載置されている。

【０００４】図２１は図２０の集積型半導体レーザ装置
を使用したＣＤ及びＤＶＤ再生用光ディスク装置の構成
を示す配置図である。図２１に示す半導体レーザ２０１
としては、図２０に示す集積型半導体レーザ装置が用い
られている。図２１に示すように、半導体レーザ２０１
からの出射光Ｌは、コリメートレンズ２０２によって平
行光に変換された後、ビームスプリッタ２０３を経て１
／４波長板２０４によって偏光の具合が調整される。そ
して、偏光の具合が調整された出射光Ｌは、対物レンズ
２０５によって集光されて、光ディスク２０９に入射す
る。この光ディスク２０９で反射された信号光Ｌ´は、
対物レンズ２０５及び１／４波長板２０４を経てビーム
スプリッタ２０３で反射された後、検出レンズ２０６を
経て信号光検出用受光素子２０７に入射する。信号光検
出用受光素子２０７に入射した信号光Ｌ´は、この信号
光検出用受光素子２０７で電気信号に変換された後、信
号光再生回路２０８に送られる。これにより、光ディス
ク２０９に書き込まれた情報が再生される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の集
積型半導体レーザ装置を使用する場合、ＡｌＧａＡｓ系
半導体レーザ１３１とＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ１
３２との光軸が実際には発光点間隔だけ離れている。こ
のため、図２２に示すように、光ディスク２０９上にお
いては、ＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ１３１からのレー
ザ光スポット３０１の位置とＡｌＧａＩｎＰ系半導体レ
ーザ１３２からのレーザ光スポット３０２の位置とが
（発光点間隔）／（光学倍率）の距離だけ離れてしま
う。従って、例えば、ＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ１３
１からの出射光の光軸を対物レンズ２０５の軸中心に調
整すると、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ１３２の光軸
が対物レンズ２０５の軸中心に対してオフセットしてし
まう。その結果、対物レンズ２０５が光ディスク２０９
のラジアル方向にシフトしたときにトラッキング誤差信
号量が図２１の特性曲線Ｇに示すようにアンバランスに
変化するという問題が生じる。さらに、図２３に示すよ
うなトラッキング誤差信号量の変化が生じる場合、特に
マイナス方向のシフトに対して信号量が急激に劣化して
しまうので、トラッキングサーボ動作が不安定になると
いう問題が生じる。尚、図２２中、３０３は光ディスク
２０９上に設けられた情報記録のピットを示している。

【０００６】本発明は、従来技術における前記課題を解
決するためになされたものであり、発振波長の異なる複
数の半導体レーザ素子を有することにより、光学特性や
記録密度の異なる光情報記録媒体に情報を記録し又はそ
れらの光情報記録媒体に記録された情報を再生すること
が可能で、しかも、トラッキングサーボ動作が不安定に
なることのない光学式ヘッド装置及び光学記録再生装置
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る光学式ヘッド装置の構成は、複数の半
導体レーザと、前記半導体レーザと光情報記録媒体との
間の光路上に配置された光学素子とを備えた光学式ヘッ
ド装置であって、前記複数の半導体レーザからのそれぞ
れの出射光の前記光情報記録媒体上におけるビームスポ
ットが前記光情報記録媒体上のピット列方向又は案内溝
方向とほぼ平行に並ぶように、前記複数の半導体レーザ
が配置されていることを特徴とする。

【０００８】この光学式ヘッド装置の構成によれば、ト
ラックに追随して対物レンズが光情報記録媒体（光ディ
スク）のラジアル方向へシフトしても、光ディスクのラ
ジアルシフト特性が対物レンズの中立位置に対して対称
に変動する。その結果、いずれの半導体レーザを利用し
た場合であっても、安定なトラッキング動作が可能とな
る。

【０００９】また、前記本発明の光学式ヘッド装置の構
成においては、前記光情報記録媒体からの戻り光が入射
する受光素子をさらに備えているのが好ましい。この好
ましい構成によれば、光学式ヘッド装置の集積化が可能
となるので、光ディスクドライブ装置へ光学式ヘッド装
置を組み込む際の組立調整を簡便化することが可能とな
る。また、この場合には、前記光学素子として対物レン
ズを含み、前記複数の半導体レーザと前記光学素子と前
記受光素子とが同一の筐体内に配置されると共に、前記
筐体に前記対物レンズが固定配置されているのが好まし
い。この好ましい構成によれば、従来の光学式ヘッド装
置のように対物レンズが移動することによる光ディスク
からの反射光量等の光学特性の劣化を防止することがで
きる。この場合にはさらに、支持部をさらに備え、前記
筐体が前記支持部に対して移動可能な状態で前記支持部
に接続されているのが好ましい。この好ましい構成によ
れば、対物レンズを含む光学系全体が一体に移動するこ
とが可能となるので、光ディスクの変動に追随する場合
であっても、光学的なずれを防止して安定な特性を実現
することができる。

【００１０】また、前記本発明の光学式ヘッド装置の構
成においては、前記複数の半導体レーザの発振波長がそ
れぞれ異なるのが好ましい。また、この場合には、前記
半導体レーザを２つ備え、前記２つの半導体レーザの発
振波長がそれぞれ６３０ｎｍ以上６９０ｎｍ以下、７８
０ｎｍ以上８２０ｎｍ以下及び２００ｎｍ以上４５０ｎ
ｍ以下の群から選ばれる２つであるのが好ましい。これ
らの好ましい構成によれば、現在市販されているＣＤ、
ＣＤ−Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｒ
ＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ／＋ＲＷ等の光ディスクメディ
アの記録／再生に対応させることが可能となる。さらに
は、次世代の青色光源を用いたＨＤ−ＤＶＤ規格のディ
スクにも対応させることが可能となる。また、この場合
には、前記光情報記録媒体からの戻り光が入射する複数
の受光素子をさらに備え、前記複数の半導体レーザと前
記複数の受光素子の少なくとも一部が同一基板上に集積
されているのが好ましい。この好ましい構成によれば、
受発光素子を集積・一体化することにより、光学式ヘッ
ド装置の組立工程が簡単になると共に、光学式ヘッド装
置を小型・軽量化することができる。

【００１１】また、前記本発明の光学式ヘッド装置の構
成においては、前記複数の半導体レーザの発光点が１５
０μｍ以下の間隔でほぼ一直線上に並んでいるのが好ま
しい。この好ましい構成によれば、単一の対物レンズを
用いて複数の光情報記録媒体（光ディスク）を記録／再
生する光学式ヘッド装置を作製する場合に、対物レンズ
の光軸中心をある一つの半導体レーザの光軸上に位置さ
せても、残りの半導体レーザからの出射光束に発生する
軸外収差の影響を抑制することができる。

【００１２】また、前記本発明の光学式ヘッド装置の構
成においては、前記光学素子として回折格子を含むのが
好ましい。この好ましい構成によれば、ビームスプリッ
ター等の体積の大きい光学部品を使用せずに光分岐を行
うことができるので、光学式ヘッド装置を小型・軽量化
することができる。また、この場合には、前記回折格子
が格子周期の異なる２ｎ（ｎは自然数）個の回折領域に
分割されているのが好ましい。この好ましい構成によれ
ば、格子周期によって回折角を調整することができるの
で、光情報記録媒体からの戻り光を２ｎ個に分割してト
ラッキング誤差信号を得る場合に、それぞれの回折後の
光束を干渉させることなく受光素子へ導くことができ
る。この場合にはさらに、前記回折領域の分割線が前記
光情報記録媒体上のピット列方向又は案内溝方向とほぼ
平行又はほぼ垂直であるのが好ましい。この好ましい構
成によれば、光情報記録媒体からの戻り光をピット列方
向又は案内溝方向とほぼ平行な方向又はほぼ垂直な方向
に２等分あるいは４等分して受光することできるので、
プッシュプル信号並びに位相差信号を検出することがで
きる。この場合にはさらに、前記回折領域の分割線の１
つが前記光情報記録媒体からの戻り光をほぼ２等分する
のが好ましい。この好ましい構成によれば、プッシュプ
ル方式によってトラッキング誤差信号を検出する際に、
プッシュプル信号のオフセット量を最小にすることがで
きる。また、この場合には、前記回折格子が格子のピッ
チ方向の異なる２ｎ（ｎは自然数）個の回折領域に分割
されているのが好ましい。この好ましい構成によれば、
光情報記録媒体からの戻り光を２ｎ個に分割してトラッ
キング誤差信号を得る場合に、それぞれの回折後の光束
を干渉させることなく受光素子へ導くことができる。こ
の場合にはさらに、前記回折領域の分割線が前記光情報
記録媒体上のピット列方向又は案内溝方向とほぼ平行又
はほぼ垂直であるのが好ましい。この場合にはさらに、
前記回折領域の分割線の１つが前記光情報記録媒体から
の戻り光をほぼ２等分するのが好ましい。また、この場
合には、前記回折格子が鋸歯状であるのが好ましい。こ
の好ましい構成によれば、０次回折光及び＋１次回折光
のみを発生させ、−１次回折光の発生を抑えることがで
きるので、一方向のみに効率良く光束を導くことができ
る。その結果、Ｓ／Ｎ比を確保したまま受光素子の配置
面積を減らすことができる。また、この場合には、前記
回折格子の溝の深さが一定の周期で段階的に変化するの
が好ましい。この好ましい構成によれば、回折格子をブ
レーズ状（鋸歯状）にすることが困難な場合であって
も、溝の深さをできるだけ細かく階段状にすることによ
り、ブレーズ状（鋸歯状）にした場合とほぼ同様の効果
を得ることができる。

【００１３】また、前記本発明の光学式ヘッド装置の構
成においては、前記複数の半導体レーザのすべてが金属
又は半導体材料からなるヒートシンク上に配置されてい
るのが好ましい。この好ましい例によれば、放熱性の向
上を図ることができるので、信頼性の高い光学式ヘッド
装置を実現することができる。

【００１４】また、前記本発明の光学式ヘッド装置の構
成においては、前記光情報記録媒体からの戻り光が入射
する複数の受光素子をさらに備え、前記複数の半導体レ
ーザからのそれぞれの出射光の前記光情報記録媒体から
の戻り光の一部が同一の前記受光素子へ入射するよう
に、前記光学素子及び前記受光素子が配置されているの
が好ましい。この好ましい構成によれば、受光素子を兼
用することができるので、光学式ヘッド装置の構成を簡
略化することができると共に、組立工程も簡単になる。
また、この場合には、前記受光素子が、前記複数の半導
体レーザのいずれの半導体レーザが発光した場合におい
ても前記光情報記録媒体からの戻り光の一部を検出する
前記光情報記録媒体上のピット列方向又は案内溝方向と
ほぼ平行又はほぼ垂直に２分割された受光領域を有する
のが好ましい。この好ましい構成によれば、記録動作又
は再生動作の対象となるあらゆる光情報記録媒体に対し
てプッシュプル方式あるいは位相差方式によってトラッ
キング誤差信号を検出することができる。その結果、光
ディスクメディアの違いに応じてトラッキング誤差信号
検出方式を切り替える必要がないので、光学式ヘッド装
置の光学構成並びに受光素子の構成が簡単になる。この
場合にはさらに、前記光学素子として直線状の回折格子
を含み、前記回折格子によって発生する±１次回折光の
前記光情報記録媒体からの戻り光が前記受光領域によっ
て検出されるのが好ましい。この好ましい例によれば、
３ビーム方式によってトラッキング誤差信号を検出する
ことも可能になる。従って、この場合には、記録動作又
は再生動作の対象となるあらゆる光ディスクメディアに
対してそれぞれに適したトラッキング誤差信号を検出す
ることが可能となるので、サーボ安定性が格段に向上す
る。

【００１５】また、前記本発明の光学式ヘッド装置の構
成においては、リム強度補正手段をさらに備えているの
が好ましい。この好ましい構成によれば、複数の半導体
レーザからのそれぞれの出射光の光情報記録媒体上にお
けるビームスポットが前記光情報記録媒体上のピット列
方向又は案内溝方向とほぼ平行に並ぶように、前記複数
の半導体レーザを配置する場合に、半導体レーザ素子か
らの出射光束の広がり角がピット列方向又は案内溝方向
の方向に対して狭くなる場合であっても、リム強度を補
正することにより、光情報記録媒体上でピット列方向又
は案内溝方向の方向に出射光束を十分に絞り込むことが
できるので、ジッターの良好な再生信号を得ることがで
きる。

【００１６】また、本発明に係る光学記録再生装置の構
成は、光学式ヘッド装置を備えた光学記録再生装置であ
って、前記光学式ヘッド装置は、発振波長の異なる複数
の半導体レーザと、前記半導体レーザと前記光情報記録
媒体との間の光路上に配置された光学素子とを備え、前
記複数の半導体レーザからのそれぞれの出射光の前記光
情報記録媒体上におけるビームスポットが前記光情報記
録媒体上のピット列方向又は案内溝方向とほぼ平行に並
ぶように、前記複数の半導体レーザが配置されているこ
とを特徴とする。

【００１７】この光学記録再生装置の構成によれば、ト
ラッキングサーボ動作を不安定にすることなく、光学特
性や記録密度の異なる複数の光情報記録媒体に情報を記
録し又はそれらの光情報記録媒体に記録された情報を再
生することが可能となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態を用いて本発明
をさらに具体的に説明する。

【００１９】［第１の実施の形態］まず、本発明の第１
の実施の形態における光学式ヘッド装置及び光学記録再
生装置について、図１〜図９を参照しながら説明をす
る。図１は本発明の第１の実施の形態における光学式ヘ
ッド装置を示す構成図、図２は本発明の第１の実施の形
態における半導体レーザ素子を示す構成図、図３は本発
明の第１の実施の形態における光ディスク上のビームス
ポットの様子を示す図、図４は本発明の第１の実施の形
態における受光基板を示す構成図、図５は本発明の第１
の実施の形態における光学式ヘッド装置のトラッキング
誤差信号量の対物レンズシフト依存性を示す図である。

【００２０】本実施の形態における光学式ヘッド装置
は、ＣＤ規格のディスク（ＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−
Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等）とＤＶＤ規格のディスク（ＤＶＤ、
ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤプ
ラスＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ等）を記録／再生するように
構成されている。図１に示すように、半導体レーザ素子
４と光ディスク１２との間の光路上には、半導体レーザ
素子４側から順に、３ビーム生成用の回折格子６、コリ
メータレンズ５、ビームスプリッター７、立ち上げミラ
ー１０及び対物レンズ１１が配置されている。また、ビ
ームスプリッター７と受光素子９との間の光路上にはシ
リンドリカルレンズ８が配置されている。

【００２１】図２に示すように、半導体レーザ素子４
は、発振波長６５０ｎｍの半導体レーザと発振波長７８
０ｎｍの半導体レーザとが１チップに集積化された２波
長モノリシックレーザ３が金属又は半導体材料からなる
ヒートシンク１３上に半田付けされ、さらにこれらがキ
ャンパッケージ５２上に半田付けされた構成となってい
る。半導体レーザ素子４の２つの発光点２７は、２つの
半導体レーザからの出射光の光ディスク１２上における
ビームスポット１４〜１６が光ディスク１２のピット列
方向（光ディスク１２のタンジェンシャル方向）に沿っ
てほぼ並ぶように（図３参照）構成されている。図３
中、１７はピットを表している。

【００２２】半導体レーザ素子４の２つの発光点２７の
間隔（発光点間隔）は１５０μｍ以下であるのが望まし
い。

【００２３】次に、本実施の形態における光学式ヘッド
装置の動作について説明する。

【００２４】光ディスク判別手段（図示せず）により、
光学記録再生装置に導入された光ディスクがＣＤ規格の
ディスクであるかＤＶＤ規格のディスクであるかが判別
される。光学記録再生装置に導入された光ディスクがＣ
Ｄ規格のディスクである場合には、半導体レーザ素子４
から波長７８０ｎｍの赤外光が出射される。一方、光学
記録再生装置に導入された光ディスクがＤＶＤ規格のデ
ィスクである場合には、半導体レーザ素子４から波長６
５０ｎｍの赤色光が出射される。半導体レーザ素子４か
らの出射光は、３ビーム生成用の回折格子６を透過した
後、コリメータレンズ５によって平行光となる。ここ
で、回折格子６は、波長７８０ｎｍの光に対する屈折率
が約１．５２でデューティー比が約０．５の直線状の矩
形格子である。そして、この回折格子６の溝の深さは、
波長６５０ｎｍの光に対する０次回折効率（透過率）が
約１００％、波長７８０ｎｍの光に対する０次回折効率
（透過率）が約７４．５％、波長７８０ｎｍの光に対す
る１次回折効率（透過率）が約１０％となるように、約
１．２５μｍに設定されている。すなわち、赤色光が入
射した場合にはそのまま透過し、赤外光が入射した場合
には、±１次回折光を利用してメインビームと２つのサ
ブビームが生成されることになる。コリメータレンズ５
を透過した平行光は、ビームスプリッター７を透過した
後、立ち上げミラー１０によって光路が変更される。光
路が変更された平行光は、対物レンズ１１によって光デ
ィスク１２上に集光される。ここで、図３に示すよう
に、光ディスク１２がＣＤ規格のディスクの場合には、
メインビームスポット１４及びサブビームスポット１５
が光ディスク１２上に形成される。また、光ディスク１
２がＤＶＤ規格のディスクの場合には、メインビームス
ポット１６のみが光ディスク１２上に形成される。

【００２５】光ディスク１２からの戻り光は、対物レン
ズ１１を透過し、立ち上げミラー１０によってその光路
が変更された後、ビームスプリッター７に入射する。ビ
ームスプリッター７に入射した光は、その反射面で反射
された後、シリンドリカルレンズ８によって一方向にの
み集光作用を受けた状態で受光素子９へ導かれる。

【００２６】図４に示すように、受光素子の受光基板１
８上には受光領域２２〜２４が形成されている。ここ
で、受光領域２３は、光ディスク１２のピット列方向
（光ディスク１２のタンジェンシャル方向）とほぼ平行
に２分割されていると共に、光ディスク１２のピット列
方向とほぼ垂直に２分割されている。すなわち、受光領
域２３は４分割されている。また、受光領域２４は、赤
色光のメインビーム２１をピット列方向と平行及び垂直
に２分割するように４分割されている。

【００２７】そして、光ディスク１２がＣＤ規格のディ
スクである場合には、４分割の受光領域２３でメインビ
ーム２０が受光され、再生信号並びに非点収差方式によ
ってフォーカス誤差信号が検出される。また、受光領域
２２、２４でサブビーム１９が受光され、３ビーム法に
よってトラッキング誤差信号が検出される。一方、光デ
ィスク１２がＤＶＤ規格のディスクである場合には、４
分割の受光領域２４でメインビーム２１が受光され、再
生信号並びに位相差方式あるいはプッシュプル方式によ
ってトラッキング誤差信号が検出され、非点収差法によ
ってフォーカス誤差信号が検出される。

【００２８】上記のように、半導体レーザ素子４の２つ
の発光点２７を、２つの半導体レーザからの出射光の光
ディスク１２上におけるビームスポットが光ディスク１
２のピット列方向（光ディスク１２のタンジェンシャル
方向）に沿ってほぼ並ぶように構成した場合、トラック
に追随して対物レンズ１１が光ディスク１２のラジアル
方向へシフトしても、図５のグラフに示すように、ＤＶ
Ｄ規格のディスクのラジアルシフト特性曲線ＡとＣＤ規
格のディスクのラジアルシフト特性曲線Ｂが共に対物レ
ンズ１１の中立位置に対して対称に変動する。その結
果、安定なトラッキング動作が可能となる。

【００２９】また、半導体レーザ素子４を上記のように
構成した場合には、出射光の広がり角がラジアル方向に
対してタンジェンシャル方向に狭くなって、光ディスク
１２上でビームスポットをピット列方向に十分（再生信
号を得るのに必要な程度に）絞れなくなる可能性があ
る。この場合には、図８に示すように、リム強度補正素
子２９を別途設ければよい。リム強度補正素子２９は、
出射光束の中心部の強度を低下させるような透過率分布
を有しており、透過前の光強度分布Ｅを透過後に中央部
のみを減少させた光強度分布Ｆに変換する（図９参
照）。このため、タンジェンシャル方向のリム強度が相
対的に向上し、ピット列方向に十分絞れたビームスポッ
トを得ることが可能となる。

【００３０】尚、本実施の形態においては、半導体レー
ザ素子４として２波長モノリシックレーザ３が使用され
ているが、必ずしもこの構成に限定されるものではな
い。図６に示すように、２波長モノリシックレーザ３を
使用する代わりに、単品の波長６５０ｎｍの半導体レー
ザ１と波長７８０ｎｍの半導体レーザ２を使用してもよ
い。

【００３１】また、２波長モノリシックレーザ３を使用
する場合には、図７に示すように、キャンパッケージ５
２に対して発光点２７が並ぶように構成してもよい。

【００３２】また、本実施の形態においては、２つの半
導体レーザを使用する場合を例に挙げて説明したが、必
ずしもこの構成に限定されるものではなく、３つ以上の
半導体レーザを用いてもよい。

【００３３】また、本実施の形態においては、ＣＤ規格
のディスクとＤＶＤ規格のディスクの記録／再生のみに
ついて説明したが、波長４００ｎｍ付近の半導体レーザ
を使用すれば、ＨＤ−ＤＶＤにも対応させることがで
き、上記と同様の効果を得ることができる。

【００３４】また、本実施の形態においては、発振波長
６５０ｎｍの半導体レーザと発振波長７８０ｎｍの半導
体レーザとが用いられているが、２つの半導体レーザの
発振波長はそれぞれ６３０ｎｍ以上６９０ｎｍ以下、７
８０ｎｍ以上８２０ｎｍ以下及び２００ｎｍ以上４５０
ｎｍ以下の群から選ぶことができる。

【００３５】また、本実施の形態においては、半導体レ
ーザ素子４の２つの発光点２７を、２つの半導体レーザ
からの出射光の光ディスク１２上におけるビームスポッ
ト１４〜１６が光ディスク１２のピット列方向に沿って
ほぼ並ぶように構成しているが、必ずしもこの構成に限
定されるものではない。記録系のＣＤ−Ｒ等の光ディス
クには記録部の目安にするために螺旋状の案内溝が形成
されているので、図１０に示すように、２つの半導体レ
ーザからの出射光の光ディスク１２上におけるビームス
ポット１４〜１６が光ディスク１２の案内溝６０の方向
に沿ってほぼ並ぶように、半導体レーザ素子４の２つの
発光点２７を構成してもよい。

【００３６】［第２の実施の形態］次に、本発明の第２
の実施の形態における光学式ヘッド装置及び光学記録再
生装置について、図１１〜図１３を参照しながら説明す
る。図１１は本発明の第２の実施の形態における光学式
ヘッド装置を示す構成図、図１２は本発明の第２の実施
の形態におけるホログラム光学素子を示す平面図、図１
３は本発明の第２の実施の形態における光学モジュール
を示す平面図である。

【００３７】本実施の形態の光学式ヘッド装置は、基本
的には上記第１の実施の形態と同様の構成を採るが、図
１１に示すように、コリメータレンズ５、立ち上げミラ
ー１０及び対物レンズ１１を除く光学部品が光学モジュ
ール３２として一体的に集積化されている。

【００３８】以下、光学モジュール３２の働きに絞って
説明する。図１３に示すように、光学モジュール３２の
内部には、２波長モノリシックレーザ３、２波長モノリ
シックレーザ３を搭載する４５°マイクロミラー内蔵基
板３８及び受光領域４２、４３が形成された受光基板３
９が配置されている。尚、図１３中、４１は４５°マイ
クロミラーを示している。また、図１１、図１２に示す
ように、光学モジュール３２上部には、回折格子として
のホログラム領域３５が上面に形成されたホログラム光
学素子３４が配置されている。

【００３９】ここで、ホログラム領域３５は、格子周期
の異なる２個の回折領域３５ａ、３５ｂに分割されてお
り、その分割線は光ディスク１２のピット列方向（光デ
ィスク１２のタンジェンシャル方向）とほぼ平行に設け
られている。尚、この場合、ホログラム領域３５は、格
子周期の異なる２個の回折領域３５ａ、３５ｂに分割さ
れているが、格子周期の異なる２ｎ（ｎは自然数）個の
回折領域に分割されておれば、格子周期によって回折角
を調整することができるので、光ディスク１２からの戻
り光を２ｎ個に分割してトラッキング誤差信号を得る場
合に、それぞれの回折後の光束を干渉させることなく受
光素子へ導くことができる。また、この場合、分割線は
光ディスク１２のピット列方向（光ディスク１２のタン
ジェンシャル方向）とほぼ平行に設けられているが、分
割線が光ディスク１２上のピット列方向又は案内溝方向
とほぼ平行又はほぼ垂直に設けられておれば、光ディス
ク１２からの戻り光をピット列方向又は案内溝方向とほ
ぼ平行な方向又はほぼ垂直な方向に２等分あるいは４等
分して受光することできるので、プッシュプル信号並び
に位相差信号を検出することができる。

【００４０】また、この場合、ホログラム領域３５が、
格子周期の異なる２個の回折領域３５ａ、３５ｂに分割
されているが、格子のピッチ方向の異なる２ｎ（ｎは自
然数）個の回折領域に分割してもよい。この場合も同様
に、光ディスク１２からの戻り光を２ｎ個に分割してト
ラッキング誤差信号を得る場合に、それぞれの回折後の
光束を干渉させることなく受光素子へ導くことができ
る。

【００４１】２波長モノリシックレーザ３からの出射光
は、４５°マイクロミラー４１で反射されて光学モジュ
ール３２から出射された後、コリメータレンズ５によっ
て平行光となる。この平行光は、立ち上げミラー１０に
よって光路が変更された後、対物レンズ１１によって光
ディスク１２上に集光される。

【００４２】光ディスク１２からの戻り光は、対物レン
ズ１１を透過し、立ち上げミラー１０によってその光路
が変更された後、コリメータレンズ５を透過する。そし
て、図１２に示すように、コリメータレンズ５を透過し
た光は、記録／再生している光ディスク１２の規格に応
じてホログラム領域３５の異なる領域へ導かれる。ここ
で、ホログラム領域３５は、図１４に示すように曲線状
の鋸歯状（ブレーズ状）の回折格子によって構成されて
おり、大まかには、タンジェンシャル方向に沿って戻り
光３７あるいは３６を２分割して受光領域４２及び４３
へ集光・回折する作用を有している。詳細には、ホログ
ラム領域３５は、２分割の領域それぞれがさらに＋１次
回折光と−１次回折光を発生させる格子周期の異なる短
冊領域に分割されており、戻り光３６あるいは３７を２
分割しつつさらに＋１次回折光と−１次回折光に分けて
受光領域４３及び４２へ導く。受光領域４２及び４３
は、それぞれが３分割された受光領域を４つ１組として
構成されており、ホログラム領域３５からの±１次回折
光を受光し、ＳＳＤ（スポットサイズディテクション）
方式によってフォーカス誤差信号を検出し、プッシュプ
ル方式によってトラッキング誤差信号を検出する。

【００４３】また、再生信号は、受光領域４２及び４３
へ入射した全光量を加算することによって検出すること
ができる。検出した信号は、出力端子３３を介して外部
へ取り出すことができる。

【００４４】上記のように構成することにより、２波長
モノリシックレーザ３の４５°マイクロミラー４１上の
見かけの発光点４０をタンジェンシャル方向へ並べるこ
とができるので、どの規格の光ディスク１２を記録／再
生する場合であっても、上記第１の実施の形態で説明し
たように、安定なトラッキングサーボ動作を確保するこ
とができる。さらに、光学式ヘッド装置を構成するのに
必要な光学部品の大部分が集積化されているので、装置
を小型・軽量化することができると共に、組立調整工程
を簡略化することができる。

【００４５】尚、本実施の形態においては、ホログラム
領域３５の回折格子として、図１４に示すような鋸歯状
の回折格子を例に挙げて説明したが、鋸歯形状の作製が
困難な場合には、図１５に示すように、回折格子の溝の
深さ一定の周期で段階的に変化する構成の回折格子を使
用してもよい。この場合、溝の深さをできるだけ細かく
階段状にすることにより、鋸歯形状にした場合とほぼ同
様の効果を得ることができる。

【００４６】また、以上のように構成した場合のメリッ
トは、トラッキングサーボ動作の安定性向上にとどまら
ない。すなわち、一般に、トラッキング方式として位相
差方式やプッシュプル方式を使用しなければならない場
合には（ＣＤ−Ｒの記録とＤＶＤ−ＲＡＭ／ＲＷ／＋Ｒ
Ｗを記録／再生する場合には、プッシュプル信号を検出
することが必須となる）、光ディスク１２からの戻り光
をタンジェンシャル方向に沿って最低でも２分割して受
光する必要があるが、上記のように発光点４０をタンジ
ェンシャル方向へ並べれば、ホログラム領域３５上で１
つの分割線によって複数の戻り光の全てをほぼ２等分す
ることができるので、ホログラム領域３５の構成が簡単
になる。

【００４７】また、光学モジュールの構成としては、図
１６、図１７に示すような通常のキャンパッケージを用
いる半導体レーザ素子の構成を応用した構成も考えられ
る。この構成においては、受光基板４５をキャンパッケ
ージ４４の内部に配置し、ホログラム光学素子３４をキ
ャンパッケージ４４の上部に配置することにより、コリ
メータレンズ５、立ち上げミラー１０及び対物レンズ１
１を除く光学部品が一体的に集積化されている。

【００４８】また、さらに別の光学モジュールの構成と
しては、図１８Ａ、図１８Ｂに示すような構成も考えら
れる。この構成においては、受光基板４６上に受光領域
４８及びヒートシンク４７が配置され、ヒートシンク４
７の上に２波長モノリシックレーザ３が半田付けされて
いる。さらに、２波長モノリシックレーザ３からの出射
光を反射すると共に光ディスクからの戻り光を受光領域
４８へ導くために、受光基板４６上にはプリズム４９が
配置されている。受光基板４６は、パッケージ５３内に
配置され、３ビーム生成用の回折格子６が形成されたキ
ャップ２８によって封止されている。

【００４９】以上のような光学モジュールの構成であっ
ても、光学式ヘッド装置を小型・軽量化することができ
る。

【００５０】また、上記第１の実施の形態で示した応用
例は、そのまま本実施の形態にも応用することができ
る。

【００５１】［第３の実施の形態］次に、本発明の第３
の実施の形態における光学式ヘッド装置及び光学記録再
生装置について、図１９を参照しながら説明する。図１
９は本発明の第３の実施の形態における光学式ヘッド装
置を示す構成図である。

【００５２】本実施の形態の光学式ヘッド装置は、基本
的には上記第１の実施の形態と同様の構成を採るが、図
１９に示すように、その光学系全体が一体的に集積化さ
れている。すなわち、光学モジュール３２、コリメータ
レンズ５及び対物レンズ１１が１つの筐体５１内に配置
されていると共に、筐体５１が支持ワイヤ兼信号線５０
を介して支持部５４に接続されている。ここで、筐体５
１は、光学モジュール３２からの出射光を反射して光路
を曲げる反射体としても機能する。この構成において
は、光学モジュール３２から得られたサーボ信号を支持
ワイヤ兼信号線５０を介して外部へ取り出し、駆動手段
である磁気回路（図示せず）により、前記サーボ信号に
基づいて、筐体５１を、記録／再生している光ディスク
１２の回転に追随して微動させ、光ディスク１２上のピ
ット列方向又は案内溝方向へビームスポットを結ばせる
ことができる。

【００５３】以上のような構成によれば、対物レンズ単
体が微動する従来の光学式ヘッド装置と異なり、対物レ
ンズと発光点との位置関係が常に一定に保たれるので、
まったく対物レンズシフト特性の劣化の無い光学式ヘッ
ド装置並びに光学記録再生装置を実現することができ
る。

【００５４】尚、本実施の形態においては、光学モジュ
ール３２を使用する構成を例に挙げて説明したが、上記
第１の実施の形態のように、単品の光学部品で光学式ヘ
ッド装置を構成してもよい。

【００５５】また、上記第１及び第２の実施の形態で示
した応用例は、そのまま本実施の形態にも応用すること
ができる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、トラックに追随し
て対物レンズが光情報記録媒体（光ディスク）のラジア
ル方向へシフトしても、光ディスクのラジアルシフト特
性が対物レンズの中立位置に対して対称に変動する。そ
の結果、いずれの半導体レーザを利用した場合であって
も、安定なトラッキング動作が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における光学式ヘッ
ド装置を示す構成図

【図２】本発明の第１の実施の形態における半導体レー
ザ素子を示す構成図

【図３】本発明の第１の実施の形態における光ディスク
上のビームスポットの様子を示す図

【図４】本発明の第１の実施の形態における受光基板を
示す構成図

【図５】本発明の第１の実施の形態における光学式ヘッ
ド装置のトラッキング誤差信号量の対物レンズシフト依
存性を示す図

【図６】本発明の第１の実施の形態における他の半導体
レーザ素子を示す構成図

【図７】本発明の第１の実施の形態におけるさらに他の
半導体レーザ素子を示す構成図

【図８】本発明の第１の実施の形態における他の光学式
ヘッド装置を示す構成図

【図９】本発明の第１の実施の形態における他の光学式
ヘッド装置のリム強度補正素子の機能を説明するための
図

【図１０】本発明の第１の実施の形態における他の光デ
ィスク上のビームスポットの様子を示す図

【図１１】本発明の第２の実施の形態における光学式ヘ
ッド装置を示す構成図

【図１２】本発明の第２の実施の形態におけるホログラ
ム光学素子を示す平面図

【図１３】本発明の第２の実施の形態における光学モジ
ュールを示す平面図

【図１４】本発明の第２の実施の形態におけるホログラ
ム領域の回折格子の形状を示す図

【図１５】本発明の第２の実施の形態におけるホログラ
ム領域の回折格子の形状の他の例を示す図

【図１６】本発明の第２の実施の形態における他の光学
式ヘッド装置を示す構成図

【図１７】本発明の第２の実施の形態における他の光学
モジュールを示す平面図

【図１８】Ａは本発明の第２の実施の形態におけるさら
に他の光学モジュールを示す断面図、ＢはＡに示す光学
モジュールの平面図

【図１９】本発明の第３の実施の形態における光学式ヘ
ッド装置を示す構成図

【図２０】従来技術における集積型半導体レーザ装置を
示す斜視図

【図２１】従来技術における光学式ヘッド装置を示す構
成図

【図２２】従来技術における光ディスク上のビームスポ
ットの様子を示す図

【図２３】従来技術における光学式ヘッド装置のトラッ
キング誤差信号量の対物レンズシフト依存性を示す図

【符号の説明】

１ 半導体レーザ ２ 半導体レーザ ３ ２波長モノリシックレーザ ４ 半導体レーザ素子 ５ コリメータレンズ ６ ３ビーム生成用の回折格子 ７ ビームスプリッター ８ シリンドリカルレンズ ９ 受光素子 １０ 立ち上げミラー １１ 対物レンズ １２ 光ディスク １３ ヒートシンク １４ メインビームスポット １５ サブビームスポット １６ メインビームスポット １７ ピット １８ 受光基板 １９ サブビーム ２０ メインビーム ２１ メインビーム ２２ 受光領域 ２３ 受光領域 ２４ 受光領域 ２７ 発光点 ２８ キャップ ２９ リム強度補正素子 ３２ 光学モジュール ３３ 出力端子 ３４ ホログラム光学素子 ３５ ホログラム領域 ３６ 戻り光 ３７ 戻り光 ３８ ４５°マイクロミラー内蔵基板 ３９ 受光基板 ４０ 見かけの発光点 ４１ ４５°マイクロミラー ４２ 受光領域 ４３ 受光領域 ４４ キャンパッケージ ４５ 受光基板 ４６ 受光基板 ４７ ヒートシンク ４８ 受光領域 ４９ プリズム ５０ 支持ワイヤ兼信号線 ５１ 筐体 ５２ キャンパッケージ ５３ パッケージ ５４ 支持部 ６０ 案内溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 Ｆターム(参考） 5D118 AA14 CA13 CA24 CD03 CF16 CG03 CG04 CG05 CG07 CG24 CG26 CG32 CG33 DA03 DA33 DA35 5D119 AA28 EB14 EC21 EC42 EC47 FA08 FA28

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の半導体レーザと、前記半導体レー
   ザと光情報記録媒体との間の光路上に配置された光学素
   子とを備えた光学式ヘッド装置であって、前記複数の半
   導体レーザからのそれぞれの出射光の前記光情報記録媒
   体上におけるビームスポットが前記光情報記録媒体上の
   ピット列方向又は案内溝方向とほぼ平行に並ぶように、
   前記複数の半導体レーザが配置されていることを特徴と
   する光学式ヘッド装置。
2. 【請求項２】 前記光情報記録媒体からの戻り光が入射
   する受光素子をさらに備えた請求項１に記載の光学式ヘ
   ッド装置。
3. 【請求項３】 前記複数の半導体レーザの発振波長がそ
   れぞれ異なる請求項１に記載の半導体レーザ装置。
4. 【請求項４】 前記半導体レーザを２つ備え、前記２つ
   の半導体レーザの発振波長がそれぞれ６３０ｎｍ以上６
   ９０ｎｍ以下、７８０ｎｍ以上８２０ｎｍ以下及び２０
   ０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下の群から選ばれる２つである
   請求項３に記載の光学式ヘッド装置。
5. 【請求項５】 前記複数の半導体レーザの発光点が１５
   ０μｍ以下の間隔でほぼ一直線上に並んでいる請求項１
   に記載の光学式ヘッド装置。
6. 【請求項６】 前記光学素子として回折格子を含む請求
   項１に記載の光学式ヘッド装置。
7. 【請求項７】 前記回折格子が格子周期の異なる２ｎ
   （ｎは自然数）個の回折領域に分割された請求項６に記
   載の光学式ヘッド装置。
8. 【請求項８】 前記回折領域の分割線が前記光情報記録
   媒体上のピット列方向又は案内溝方向とほぼ平行又はほ
   ぼ垂直である請求項７に記載の光学式ヘッド装置。
9. 【請求項９】 前記回折領域の分割線の１つが前記光情
   報記録媒体からの戻り光をほぼ２等分する請求項７に記
   載の光学式ヘッド装置。
10. 【請求項１０】 前記回折格子が格子のピッチ方向の異
    なる２ｎ（ｎは自然数）個の回折領域に分割された請求
    項６に記載の光学式ヘッド装置。
11. 【請求項１１】 前記回折領域の分割線が前記光情報記
    録媒体上のピット列方向又は案内溝方向とほぼ平行又は
    ほぼ垂直である請求項１０に記載の光学式ヘッド装置。
12. 【請求項１２】 前記回折格子が鋸歯状である請求項６
    に記載の光学式ヘッド装置。
13. 【請求項１３】 前記回折格子の溝の深さが一定の周期
    で段階的に変化する請求項６に記載の光学式ヘッド装
    置。
14. 【請求項１４】 前記複数の半導体レーザのすべてが金
    属又は半導体材料からなるヒートシンク上に配置された
    請求項１に記載の光学式ヘッド装置。
15. 【請求項１５】 前記光情報記録媒体からの戻り光が入
    射する複数の受光素子をさらに備え、前記複数の半導体
    レーザからのそれぞれの出射光の前記光情報記録媒体か
    らの戻り光の一部が同一の前記受光素子へ入射するよう
    に、前記光学素子及び前記受光素子が配置された請求項
    １に記載の光学式ヘッド装置。
16. 【請求項１６】 前記受光素子が、前記複数の半導体レ
    ーザのいずれの半導体レーザが発光した場合においても
    前記光情報記録媒体からの戻り光の一部を検出する前記
    光情報記録媒体上のピット列方向又は案内溝方向とほぼ
    平行又はほぼ垂直に２分割された受光領域を有する請求
    項１５に記載の光学式ヘッド装置。
17. 【請求項１７】 前記光学素子として直線状の回折格子
    を含み、前記回折格子によって発生する±１次回折光の
    前記光情報記録媒体からの戻り光が前記受光領域によっ
    て検出される請求項１６に記載の光学式ヘッド装置。
18. 【請求項１８】 リム強度補正手段をさらに備えた請求
    項１に記載の光学式ヘッド装置。
19. 【請求項１９】 前記光情報記録媒体からの戻り光が入
    射する複数の受光素子をさらに備え、前記複数の半導体
    レーザと前記複数の受光素子の少なくとも一部が同一基
    板上に集積された請求項３に記載の光学式ヘッド装置。
20. 【請求項２０】 前記光学素子として対物レンズを含
    み、前記複数の半導体レーザと前記光学素子と前記受光
    素子とが同一の筐体内に配置されると共に、前記筐体に
    前記対物レンズが固定配置された請求項２に記載の光学
    式ヘッド装置。
21. 【請求項２１】 支持部をさらに備え、前記筐体が前記
    支持部に対して移動可能な状態で前記支持部に接続され
    た請求項２０に記載の光学式ヘッド装置。
22. 【請求項２２】 光学式ヘッド装置を備えた光学記録再
    生装置であって、前記光学式ヘッド装置は、発振波長の
    異なる複数の半導体レーザと、前記半導体レーザと前記
    光情報記録媒体との間の光路上に配置された光学素子と
    を備え、前記複数の半導体レーザからのそれぞれの出射
    光の前記光情報記録媒体上におけるビームスポットが前
    記光情報記録媒体上のピット列方向又は案内溝方向とほ
    ぼ平行に並ぶように、前記複数の半導体レーザが配置さ
    れていることを特徴とする光学記録再生装置。