JP2002216385A - 光ピックアップ装置および光情報処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】使用波長の異なる複数種の光情報記録媒体から
の戻り光束を、共通の受光部領域を持つ単一の光検出器
で受光するようにし、且つ、単一波長用の光ピックアッ
プ装置の場合と同様に信号検出を可能にする。 【解決手段】互いに使用波長の異なる複数種の光情報記
録媒体７、８に対し、情報の記録・再生・消去の１以上
を行なう光ピックアップ装置において、互いに波長の異
なる光を放射する複数の光源１、２と、光源からの各光
束を、波長に応じた光情報記録媒体に向けて集光し、光
情報記録媒体の記録面上に光スポットを形成する対物レ
ンズ６と、記録面により反射された戻り光束を受光する
光検出器１０と、戻り光束を光検出器に向けて回折させ
るホログラム素子９とを有し、光検出器１０が波長の異
なる複数の戻り光束に対して共通化され、ホログラム素
子９は、波長の異なる複数の光束の各々に対応した複数
種のホログラム群を組み合わせた構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光ピックアップ
装置およびこの光ピックアップ装置を用いる光情報処理
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ピックアップ装置はＣＤ（コンパクト
ディスク）やＣＤ−Ｒ（コンパクトディスクレコーダブ
ル）、ＤＶＤ（デジタルビデオディスク）といった「光
情報記録媒体」に対して情報の記録・再生・消去の１以
上を行う光学装置として知られ、種々の方式のものが提
案され、実施されている。

【０００３】上記ＣＤとＤＶＤとでは透明基板の厚さが
異なり、使用波長も互いに異なる。このように、使用波
長の異なる複数種の光情報記録媒体に対して情報の記録
・再生等を行なえるようにした「多波長用の光ピックア
ップ装置」の実現が意図され、種々のものが提案されて
いる。これら多波長用の光ピックアップ装置の１つとし
て、発明者は先に、ホログラム素子を用いるものを提案
した（特開２０００−７６６８８号公報）。

【０００４】この光ピックアップ装置は、各種の光情報
記録媒体からの戻り光束を共通のホログラム素子により
回折させ、回折光束を単一の光検出器で検出するように
構成されている。ホログラム素子は、複数の波長の光束
に対して、ホログラム作用を最適化された複数のホログ
ラムを組み合わせたものである。この光ピックアップ装
置には、以下の如き問題がある。

【０００５】説明の具体性のため、使用波長の異なる複
数種の光情報記録媒体として、波長：７８５ｎｍを使用
波長とする「ＣＤ系の媒体」と、波長：６５０ｎｍを使
用波長とする「ＤＶＤ系の媒体」を例にとって説明す
る。

【０００６】戻り光束は、単一の光検出器で検出される
ので、各戻り光束は、波長に関わらず共通の受光部領域
に入射することになる。このとき問題となるのは、戻り
光束が共通の受光部領域に入射するとき、光束の波長に
より入射光量が異なることである。これは、ＣＤ系とＤ
ＶＤ系とで媒体の反射率が異なるためである。

【０００７】また「２種の光情報記録媒体に対して対物
レンズを共通化」した場合には、各光束に対する対物レ
ンズのＮＡ（開口数）が異なり、このことも上記入射光
量を異ならせる一因となる。上記の如く対物レンズを２
種の光情報記録媒体に対して共通化する場合、対物レン
ズのＮＡについては、ＣＤ系の媒体についてはＮＡ：
０．５、ＤＶＤ系の媒体についてはＮＡ：０．６〜０．
６５であり、ＮＡにおける差が光検出器への「戻り光量
の違い」となる。

【０００８】さらに、ＣＤ系とＤＶＤ系とでは、記録や
再生のためのパワーが異なるため、このことも、戻り光
量の差を生じる原因となる。記録モードと再生モードで
のパワー差に起因する「戻り光量の差」の問題は、通常
の単一波長用の光ピックアップ装置においても生じる問
題であり、この問題に対しては、光検出器の出力を増幅
する増幅器のゲイン（利得）を切換えることにより対処
している。

【０００９】単一波長用の光ピックアップ装置における
「ゲインの切換え」としては、例えば、記録モードと再
生モードとでゲインを切換える２段切換え、記録モード
と低反射率媒体再生モードと高反射率媒体再生モードと
でゲインを切換える３段切換え等が知られている。

【００１０】多波長用の光ピックアップ装置における上
記「戻り光量の違い」に対しても、基本的には、上記の
如き「増幅器のゲインを切換える方法」で対処すること
はできる。しかし、例えばＣＤ系およびＤＶＤ系の各媒
体に対し、記録や再生を行う場合であると、光情報記録
媒体が２種になることに伴い、ゲインの切換え段数は上
記の場合の２倍、即ち、４〜６段が必要となり、増幅回
路の複雑化やコストアップを招来してしまう。

【００１１】この場合、ゲインの切換え段数を減らし、
各段のゲインで異なるレベルの光量を扱うようにするこ
とも考えられるが、このようにすると、光検出器・増幅
器ともに広いダイナミックレンジが必要となり、技術的
な難度が高くなる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】使用波長の異なる複数
種の光情報記録媒体からの戻り光束を、共通の受光部領
域を持つ単一の光検出器で受光するようにし、且つ、単
一波長用の光ピックアップ装置の場合と同様の方法で信
号検出を可能にする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明の光ピックアッ
プ装置は「互いに使用波長の異なる複数種の光情報記録
媒体に対し、情報の記録・再生・消去の１以上を行なう
光ピックアップ装置」で、複数の光源と、対物レンズ
と、光検出器と、ホログラム素子とを有する。

【００１４】「複数の光源」は、互いに波長の異なる光
を放射する。このような光源としては、半導体レーザが
好適である。「対物レンズ」は、これら光源からの各光
束を、波長に応じた光情報記録媒体に向けて集光し、光
情報記録媒体の記録面上に光スポットを形成する。

【００１５】「光検出器」は、光情報記録媒体の記録面
により反射され、対物レンズを透過した戻り光束を受光
する。「ホログラム素子」は、戻り光束を光検出器に向
けて回折させる。

【００１６】請求項１記載の光ピックアップ装置は、以
下の点を特徴とする。即ち、第１に、光検出器が「波長
の異なる複数の戻り光束」に対して共通化される。従っ
て、光検出器の受光部領域は、波長の異なる戻り光束そ
れぞれを受光する。

【００１７】第２に、ホログラム素子は、波長の異なる
複数の光束の各々に対応した複数種の「ホログラム群」
を組み合わせた構成であり、各種のホログラム群は、そ
れぞれが「部分ホログラム」に分割され、対応する波長
の戻り光束を光検出器へ向けて回折し、且つ、光検出器
への入射光パワーが、波長に拘わらず互いに略同一とな
るように、戻り光束の入射面積を設定されている。

【００１８】説明を補足すると、個々の「ホログラム
群」は、互いに分割された「部分ホログラム」の一群か
らなる。１つのホログラム群は、１つの波長に応じて設
定されており、この波長の戻り光束を光検出器（の受光
部領域）に向けて回折させる。

【００１９】ある波長の戻り光束がホログラム素子に入
射するとき、この入射光束がカバーするホログラム領域
には、複数種のホログラム群の部分ホログラムが存在す
る。そして、上記戻り光束の波長に対応するホログラム
群のうちで、上記ホログラム領域内に位置する部分ホロ
グラムの面積の和が、この波長の戻り光束に対するホロ
グラム群の「入射面積」である。

【００２０】この入射面積は、上記の如く、光検出器へ
の入射光パワーが波長に拘わらず互いに略同一となるよ
うに設定される。換言すれば、光検出器に入射する戻り
光束のパワーが「戻り光束の波長に拘わらず略一定とな
る」ように、各ホログラム群の入射面積を調整するので
ある。

【００２１】このようにすると、光検出器へ入射する戻
り光束のパワーは、略「波長に無関係」となるので、増
幅器のゲイン切換え等は、単一波長用の光ピックアップ
装置の場合と同じでよい。即ち、増幅器やゲインの切換
え手段として、単一波長用の光ピックアップ装置におけ
るものと同様のものを用いることができる。

【００２２】上記ホログラム素子をなす複数のホログラ
ム群は「それぞれ短冊形の部分ホログラムに分割され、
各部分ホログラムが幅方向へ順序だてて配列され、光検
出器への入射光パワーが波長に拘わらず略同一になるよ
うに、部分ホログラムの幅を、各ホログラム群ごとに定
めた」構成とすることができる（請求項２）。また、
「ホログラム素子における所定の開口の外側が、特定の
波長に対する部分ホログラムのみで占められ、開口の内
部は、上記波長を含む複数の波長に対応したホログラム
群の部分ホログラムが混在している」構成としてもよい
（請求項３）。

【００２３】なお、ホログラム素子における各ホログラ
ム群は、回折機能の他に所望のレンズ機能、例えば「戻
り光束に対して非点収差を与えるアナモルフィックなレ
ンズ機能」を有することができる。

【００２４】上記請求項１〜３の任意の１に記載された
光ピックアップ装置は「各光源と対物レンズとの間に、
戻り光束を光検出器へ向けて光路分離するビームスプリ
ッタを有し、このビームスプリッタと光検出器との間に
ホログラム素子を有する」ように構成できる（請求項
４）。また、請求項１〜３の任意の１に記載の光ピック
アップ装置のホログラム素子が「戻り光束を光検出器へ
向けて光路分離する光路分離手段」を兼ねるようにする
ことができる（請求項５）。

【００２５】この請求項５記載の光ピックアップ装置に
おいては「複数の光源と光検出器とを同一のキャン内に
パッケージし、ホログラム素子を上記キャンと離れて配
置する」こともできるし（請求項６）、「複数の光源と
光検出器とを同一のキャン内にパッケージし、ホログラ
ム素子を上記キャンと一体化する」こともできる（請求
項７）。

【００２６】上記請求項５〜７の任意の１に記載された
光ピックアップ装置においては、ホログラム素子を「各
光源側からの各光束を透過させ、各戻り光束を回折させ
る偏光ホログラム素子」とし、このホログラム素子と対
物レンズとの間に１／４波長板を配置することができる
（請求項８）。

【００２７】上記請求項１〜８の任意の１に記載の光ピ
ックアップ装置は、各光源からの光束をカップリングす
る「各光源に共通のカップリングレンズ」を有すること
ができる（請求項９）。

【００２８】上記請求項１〜９の任意の１に記載の光ピ
ックアップ装置において、光検出器は「４分割受光素
子」であることができる（請求項１０）。また、上記請
求項１〜１０の任意の１に記載の光ピックアップ装置は
「互いに使用波長の異なる２種の光情報記録媒体に対
し、情報の記録・再生・消去の１以上を行なう」もので
あることができる（請求項１１）。

【００２９】この場合、対物レンズを「２種の波長の光
束に対して共通化」することができる（請求項１２）。
なお、対物レンズは、複数のものを例えばターレット状
に用意し、使用波長に応じて切換えて使用するようにす
ることも可能である。

【００３０】上記請求項２記載の光ピックアップ装置
は、互いに使用波長の異なる２種の光情報記録媒体に対
し、情報の記録・再生・消去の１以上を行ない、上記２
種の波長の光束に対して対物レンズを共通化し、各光源
からの光束をカップリングする、各光源に共通のカップ
リングレンズを有し、カップリングレンズと対物レンズ
との間に、戻り光束を光検出器へ向けて光路分離するビ
ームスプリッタを有するとともに、このビームスプリッ
タと光検出器との間にホログラム素子を有し、カップリ
ングレンズと対物レンズとの間に「一方の波長の光束の
中心部を透過させ、周辺部を遮断し、他方の光束を周辺
部まで透過させる、円形開口形状の波長フィルタ」を有
し、この波長フィルタにより、波長に応じたＮＡ変換を
行なうように構成できる（請求項１３）。

【００３１】また、請求項３記載の光ピックアップ装置
は、互いに使用波長の異なる２種の光情報記録媒体に対
し、情報の記録・再生・消去の１以上を行ない、上記２
種の波長の光束に対して対物レンズを共通化し、各光源
からの光束をカップリングする「各光源に共通のカップ
リングレンズ」を設け、波長に応じたＮＡ変換をホログ
ラム素子に行なわせるように構成できる（請求項１
４）。

【００３２】この発明の光情報処理装置は「使用波長が
互いに異なる２種以上のディスク状の光情報記録媒体に
対して選択的に光による情報の記録・再生・消去の１以
上を行う光情報処理装置」であって、保持部と、駆動手
段と、光ピックアップ装置と、変位駆動手段とを有する
（請求項１５）。「保持部」は、ディスク状の光情報記
録媒体を選択的にセットされる。

【００３３】「駆動手段」は、保持部にセットされた光
情報記録媒体を回転駆動する。「光ピックアップ装置」
は、セットされた光情報記録媒体に対して情報の記録・
再生・消去の１以上を行うものであり、上記請求項１〜
１４の任意の１に記載のものが用いられる。「変位駆動
手段」は、光ピックアップ装置を光情報記録媒体の半径
方向へ変位駆動する。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態を説明する。図
１（ａ）において、符号１、２はそれぞれ「光源」とし
ての半導体レーザを示す。半導体レーザ１は波長：７８
５ｎｍ（＝λ１）の発振波長を持ち、半導体レーザ２は
波長：６５０ｎｍ（＝λ２）の発振波長を持つ。符号３
で示すビームスプリッタ３は、波長：λ１の光を反射
し、波長：λ２の光を透過させるダイクロイックミラー
膜を持つ。符号４はカップリングレンズ、符号５は偏光
ビームスプリッタ、符号６は対物レンズをそれぞれ示
し、符号７および８はそれぞれ、光情報記録媒体として
ＣＤおよびＤＶＤを示す。符号９はホログラム素子、符
号１０は光検出器を示している。

【００３５】符号１１は波長フィルタ、符号１２は１／
４波長板を示す。ＣＤ７に対して情報の記録・再生・消
去の何れかを行うときは、使用波長が７８５ｎｍ（波
長：λ１）であるから、半導体レーザ１を点灯する。発
光強度は、記録・再生・消去の各モードに応じて切換え
る。半導体レーザ１から放射されたレーザ光束は、ビー
ムスプリッタ３に入射してダイクロイックミラー膜によ
り反射され、カップリングレンズ４により平行光束化さ
れ、偏光ビームスプリッタ５を透過し、波長フィルタ１
１に入射する。

【００３６】波長フィルタ１１は、波長：λ１の平行光
束の中心部を透過させ、周辺部を遮断して対物レンズ６
には行かないようにする。これにより対物レンズ６に対
するＮＡ：０．５を実現する。波長フィルタ１１を通過
した平行光束（周辺部を除去されている）は１／４波長
板１２を透過して円偏光状態となり、対物レンズ６によ
り集光光束に変換されてＣＤ７の透明基板を透過して記
録面上に光スポットとして集光する。この光スポットに
より、情報の記録・再生もしくは消去が行われる。

【００３７】ＤＶＤ８に対して情報の記録・再生・消去
の何れかを行うときは、使用波長が６５０ｎｍ（波長：
λ２）であるから、半導体レーザ２を点灯する。発光強
度は、記録・再生・消去のモードに応じて切換える。半
導体レーザ２から放射されたレーザ光束は、ビームスプ
リッタ３に入射してダイクロイックミラー膜を透過し、
カップリングレンズ４により平行光束化され、偏光ビー
ムスプリッタ５を透過し、波長フィルタ１１に入射す
る。

【００３８】波長フィルタ１１は、波長：λ２の平行光
束を「中心部から周辺部まで」全て透過させる。これに
より対物レンズ６に対するＮＡ：０．６５を実現する。
即ち、この実施の形態においては、波長フィルタ１１に
よりＮＡ変換が行われる。

【００３９】波長フィルタ１１を通過した平行光束は１
／４波長板１２を透過して円偏光状態となり、対物レン
ズ６により集光光束に変換されてＤＶＤ８の透明基板を
透過して記録面上に光スポットとして集光する。この光
スポットにより、情報の記録、再生もしくは消去が行わ
れる。なお、波長フィルタ１１と１／４波長板１２と
は、互いの順序を入れ替えて、波長フィルタ１１を対物
レンズ６の側に位置させても良い。

【００４０】以上は、各光源１、２から光走査記録媒体
７、８への光路における各光束を説明した。以下には、
これら各光束の戻り光束の光路を説明する。

【００４１】光情報記録媒体の記録面で反射された各光
束は、「戻り光束」となって対物レンズ６を透過して略
「平行光束」に戻り、１／４波長板１２を透過して往路
とは「偏光面が９０度旋回した直線偏光状態」に戻り、
波長フィルタ１１を透過して偏光ビームスプリッタ５に
入射して反射され、ホログラム素子９に入射し、ホログ
ラム素子９により光検出器１０に向けて回折され、光検
出器１０の受光部領域に入射する。

【００４２】光検出器１０は、２波長（λ１、λ２）の
戻り光束に対して共通の受光部領域を持つ。この実施の
形態において光検出器は、図１（ｂ）に示すように、受
光部領域が４つの受光部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに分割され、各
受光部から光電出力信号：ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤを出
力する４分割受光素子である。なお、光電出力信号は、
上記モードに応じたゲインで増幅される。

【００４３】ホログラム素子９は、図１（ｃ）に示すよ
うな構成となっている。即ち、図１（ｃ）において、符
号Ｈ１、Ｈ２の個々は「部分ホログラム」を示してい
る。部分ホログラムＨ１の全体は「波長：λ１の戻り光
束用のホログラム群」を構成する。同様に、部分ホログ
ラムＨ２の全体は「波長：λ２の戻り光束用のホログラ
ム群」を構成する。部分ホログラムＨ１、Ｈ２はそれぞ
れ短冊状で、その幅方向へ互いに交互に配列されてい
る。

【００４４】部分ホログラムＨ１の構成するホログラム
群は、前述した「アナモルフィックなレンズ作用」を持
ち、波長：λ１の戻り光束に非点収差を発生させて光検
出器１０の受光部領域へ集光させる。

【００４５】同様に、部分ホログラムＨ２の構成するホ
ログラム群もアナモルフィックなレンズ作用を持ち、波
長：λ２の戻り光束に非点収差を発生させて光検出器１
０の受光部領域へ集光させる。

【００４６】このようにして、単一の４分割受光素子１
０により、波長：λ１、λ２の戻り光束の信号検出が可
能になる。信号演算は、 フォーカス信号：（ＳＡ＋ＳＣ）−（ＳＢ＋ＳＤ）：非点収差法 トラック信号 ：（ＳＡ＋ＳＢ）−（ＳＣ＋ＳＤ）：プッシュプル法 ＲＦ信号 ：（ＳＡ＋ＳＢ＋ＳＣ＋ＳＤ） となる。

【００４７】この光ピックアップ装置は、２波長：λ
１、λ２の戻り光束の信号を１つの光検出器１０で検出
でき、後段の増幅器も１組で済み、さらにその後段のア
ナログ演算回路も１組で済むので部品簡略化ができ、コ
ストメリットが高い。

【００４８】図１（ｄ）において、符号Ｌ１は、波長：
λ１の戻り光束が、ホログラム素子９に入射した状態に
おけるホログラム素子上の光束断面である。この光束断
面Ｌ１内にある部分ホログラムＨ１の総面積（ハッチを
施した部分の面積の和）が、波長：λ１の戻り光束に対
するホログラム群の「入射面積」である。この入射面積
をＷ１とする。

【００４９】同様に、図１（ｅ）において、符号Ｌ２
は、波長：λ２の戻り光束が、ホログラム素子９に入射
した状態におけるホログラム素子上の光束断面である
（前述したＮＡ変換のため、光束断面Ｌ１よりも径が大
きい）。この光束断面Ｌ２内にある部分ホログラムＨ２
の総面積（ハッチを施した部分の面積の和）が、波長：
λ２の戻り光束に対するホログラム群の「入射面積」で
ある。この入射面積をＷ２とする。

【００５０】これらの入射面積：Ｗ１、Ｗ２は、光検出
器１０への戻り光束の入射光パワーが波長に拘わらず互
いに略同一となるように設定される。即ち、波長：λ１
の戻り光束のパワーをＰ１、波長：λ１に対する「部分
ホログラムＨ１によるホログラム群」の回折効率をη
１、波長：λ２の戻り光束のパワーをＰ２、波長：λ２
に対する「部分ホログラムＨ２によるホログラム群」の回
折効率をη２とすると、光検出器１０が受光する戻り光
束のパワーを、波長に関わらず略同一レベルにするため
には関係： Ｐ１×Ｗ１×η１ ≒ Ｐ２×Ｗ２×η２ （１） が成り立てばよい。

【００５１】光情報記録媒体がＣＤ７であるかＤＶＤ８
であるかに応じて、パワー：Ｐ１、Ｐ２は一義的に定ま
る。またホログラム素子の回折効率：η１、η２も前も
って略決まっているので、波長が異なっても光検出器１
０への入射パワーが略同一レベルになるようにするに
は、上記P１、P２、η１、η２に応じて、各ホログラム
群の入射面積：Ｗ１、Ｗ２を、上記（１）式が成り立つ
ように設定すればよいのである。

【００５２】図１の実施の形態においては、各ホログラ
ム群を構成する部分ホログラムＨ１、Ｈ２は短冊形であ
って、その幅方向へ交互にならんでいるので、上記の如
く入射面積を調整するのを、部分ホログラムＨ１、Ｈ２
の幅：ｈ１、ｈ２を調整することにより行っている。

【００５３】図１の実施の形態においては、偏光ビーム
スプリッタ５と１／４波長板１２とを用いているので、
光源から放射されカップリングされた光束を有効に光情
報記録媒体へ照射することができ、戻り光束を略１００
％、ホログラム素子９に入射させることができるので、
光の利用効率が高い。しかし、光の利用効率に十分な余
裕があるときには、１／４波長板１２を省略し、偏光ビ
ームスプリッタ５に換えて、通常のビームスプリッタを
用いることができ、このようにすることにより光ピック
アップ装置の低コスト化を図ることができる。

【００５４】図２には、ホログラム素子の別の例を示
す。ホログラム素子９’は、波長：λ１（ＣＤ系の光情
報記録媒体に対する使用波長）の戻り光束に作用するホ
ログラム群を構成する部分ホログラムＨ１’と、波長：
λ２（ＤＶＤ系の光情報記録媒体に対する使用波長）用
のホログラム群を構成する部分ホログラムＨ２’で構成
されている。

【００５５】符号ａで示す円は「開口」を表わし、ＣＤ
系の光情報記録媒体に必要とされるＮＡ：０．５の開口
に相当する。部分ホログラムＨ１’は短冊状で、開口ａ
の内部にのみ分割して形成されて、波長：λ１の戻り光
束に対するホログラム群を構成している。部分ホログラ
ムＨ２’は、開口ａの内部では短冊状で、分割して形成
され、開口ａの外部は全部、部分ホログラムＨ２’のみ
で構成されている。

【００５６】ＣＤ系の光情報記録媒体では「ＮＡ：０．
５に相当する光束」のみを使う必要があるため、部分ホ
ログラムＨ１’は開口ａの中にのみ形成した。従って、
波長：λ１の戻り光束は、ホログラム素子９’に入射す
る全光束中の、開口ａに入射する部分のみが光り検出器
に向けて回折されることになる。従って、波長：λ１の
戻り光束のうち、各種検出信号に対してノイズ成分とな
る光束周辺部は、ホログラム素子９’により、光検出器
に対して遮断されることになる。

【００５７】一方、ＤＶＤ系の光情報記録媒体に対する
使用波長である波長：λ２の戻り光束は、対物レンズが
この使用波長に対して最適化されているため「光束の周
辺部までの全光束」を使用することができる。このた
め、開口ａの内部は、短冊状の部分ホログラムＨ２’を
分割して形成し、開口ａの外部はすべて部分ホログラム
Ｈ２’としている。

【００５８】図２のようなホログラム素子においては、
部分ホログラムＨ１’によるホログラム群の入射面積：
Ｗ１’、部分ホログラムＨ２’によるホログラム群の入
射面積：Ｗ２’をそれぞれ調整して「波長が異なっても
光検出器への入射パワーが略同一レベルになる」ように
する。

【００５９】図１の実施の形態において、ホログラム素
子９に代えて、図２のホログラム素子９’を用いると、
ホログラム素子９’に「ＮＡ変換を行う機能」があるの
で、波長フィルタ１１を省略することができ、光ピック
アップ装置のコストを低減させることができる。

【００６０】ホログラム素子９’を、図１の実施の形態
におけるホログラム素子９の代わりに用いる場合には、
部分ホログラムＨ１’、Ｈ２’による各ホログラム群
は、ホログラム素子９における各ホログラム群と同様
に、戻り光束に非点収差を与える機能を持たせる。

【００６１】なお、上述した実施の形態では、フォーカ
ス検出を非点収差法、トラック検出をプッシュプル法で
行う場合を説明したが、この発明の光ピックアップ装置
においては、これに限定されず、任意の検出法（フォー
カス検出方法としては、例えば、ナイフエッジ法、フー
コー法、ビームサイズ法等、トラック検出方法としては
差動プッシュプル法、位相差法等）を適用することがで
きる。

【００６２】また、ホログラム素子における各ホログラ
ム群の部分ホログラムＨ１、Ｈ２あるいはＨ１’、Ｈ
２’の配置も、図１（Ｃ）や図２のものに限らず「波長
が異なっても光検出器への入射パワーが略同一レベルに
なる」との条件を満たす範囲で適宜の配置を取ることが
できる。

【００６３】図３は実施の別形態を示す。なお、繁雑を
避けるため、混同の虞が無いと思われるものについて
は、全図面を通じて同一の符号を付する。図３におい
て、符号１’、２’は光源としての半導体レーザチッ
プ、符号９Ｂはホログラム素子、符号１０Ｂは光検出
器、符号１２はキャンを示す。

【００６４】半導体レーザチップ１’は波長：λ１（＝
７８５ｎｍ）のレーザ光束を放射し、半導体レーザチッ
プ２’は波長：λ２（＝６５０ｎｍ）のレーザ光束を放
射する。ホログラム素子９Ｂは、前述のホログラム素子
９やホログラム素子９’と同様の構成を取ることができ
る。

【００６５】光検出器１０Ｂとしては、図１の実施の形
態における光検出器１０と同様のものを用いることがで
きる。図２の実施の形態では、ホログラム素子９Ｂ、半
導体レーザチップ１’、２’、受光部領域を共通化した
単一の光検出器１０Ｂがキャン１２に１パッケージとし
て一体集積化されている。

【００６６】半導体レーザチップ１’（２’）から放射
されたレーザ光束は、ホログラム素子９Ｂを直進的に透
過する０次光成分がカップリングレンズ４によりカップ
リングされて対物レンズ６に入射し、対物レンズ６の作
用で光情報記録媒体であるＣＤ７（ＤＶＤ８）の記録面
上に光スポットとして集光し、記録面に反射された戻り
光束は対物レンズ６とカップリングレンズ４とを逆向き
に透過して集束光束に戻り、ホログラム素子９Ｂにより
光検出器１０Ｂに向けて回折され、光検出器１０Ｂによ
り信号検出される。

【００６７】このような構成では、図１の構成に比して
ビームスプリッタなどの光学素子が不要であり、２つの
光源、ホログラム素子、光検出器とも１パッケージとし
て互いに一体化されているので、光ピックアップ装置を
小型化・簡易化でき、経時的な安定性にも優れている。

【００６８】図４は実施の他の形態を示す。この形態が
図３の形態と異なる点は、ホログラム素子９Ｃを「コリ
メートレンズ４と対物レンズ６の中間」に配置した点に
ある。図３の実施の形態と同様、部品点数が少なく、２
つの光源と光検出器１０Ｃが集積化しているので小型化
・簡易化でき、経時的な安定性にも優れている。

【００６９】また、ホログラム素子９Ｃと光検出器１０
Ｃとが離れているので、ホログラム素子９Ｃを構成する
各ホログラム群の回折角が小さくても、光源１’、２’
と光検出器１０Ｃとを十分に分離することができ、光源
１’、２’と光検出器１０Ｃとを同一のキャン内に配置
する作業が容易である。

【００７０】図５には実施の更に他の形態を示す。この
実施の形態は、図２の形態の変形例であり、図２の実施
の形態におけるホログラム素子９Ｂに代え、光源１’、
２’から光情報記録媒体７、８への往路で透過率が高
く、光情報記録媒体から光検出器１０Ｂへの復路で回折
効率が高い「偏光ホログラム」を各ホログラム群とする
ホログラム素子９０を用い、往路のホログラム出射側に
１／４波長板１５を配置している。

【００７１】例えば、往路にｐ偏光（紙面内で振動）を
入射させると偏光ホログラムによるホログラム素子９０
は略１００％透過させる。復路では、１／４波長板１５
を２回透過するのでホログラム素子９０にｓ偏光となっ
て入射し、±１次光に合計８０％が回折され、光検出器
１０Ｂに入射して検出される。偏光ホログラムをホログ
ラム素子９０として用いることにより、往路、復路とも
光利用の高効率な光ピックアップ装置を実現できる。

【００７２】図６は光情報記録処理装置の実施の１形態
を示す図である。この光情報処理装置は、使用波長が互
いに異なる２種以上のディスク状の光情報記録媒体に対
して選択的に、光による情報の記録・再生・消去の１以
上を行う光情報処理装置であって、光情報記録媒体６０
（例えば、上述のＣＤ７、ＤＶＤ８）を選択的にセット
される保持部６１と、保持部６１にセットされた光情報
記録媒体６０を回転駆動する「駆動手段」としてのモー
タＭと、セットされた光情報記録媒体６０に対し、この
媒体に固有の波長の光を選択して記録・再生・消去の１
以上を行う光ピックアップ装置６２と、この光ピックア
ップ装置６２を光情報記録媒体６０の半径方向へ変位駆
動する変位駆動手段６３とを有する。

【００７３】光ピックアップ装置６２として、上に実施
の形態を説明した請求項１〜１４の任意の１に記載のも
のを用いたものは、請求項１５記載の光情報処理装置
の、実施の形態である。なお、図６における制御手段６
４はマイクロコンピュータ等により構成され、光情報処
理装置の各部を制御する。

【００７４】図１（図３、図４、図５）に即して実施の
形態を説明した光ピックアプ装置は、互いに使用波長の
異なる複数種の光情報記録媒体７、８に対し、情報の記
録・再生・消去の１以上を行なう光ピックアップ装置に
おいて、互いに波長の異なる光を放射する複数の光源
１、２（１’、２’）と、これら光源からの各光束を、
波長に応じた光情報記録媒体７、８に向けて集光し、光
情報記録媒体の記録面上に光スポットを形成する対物レ
ンズ６と、記録面により反射され、対物レンズ６を透過
した戻り光束を受光する光検出器１０（１０Ｂ、１０
Ｃ）と、戻り光束を光検出器に向けて回折させるホログ
ラム素子９（９Ｂ、９Ｃ、９０）とを有し、光検出器１
０（１０Ｂ、１０Ｃ）が波長の異なる複数の戻り光束に
対して共通化され、ホログラム素子９（９Ｂ、９Ｃ、９
０）は、波長の異なる複数の光束の各々に対応した複数
種のホログラム群を組み合わせた構成であり、各種のホ
ログラム群は部分ホログラムＨ１、Ｈ２に分割され、対
応する波長の戻り光束を光検出器へ向けて回折し、且
つ、光検出器への入射光パワーが、波長に拘わらず互い
に略同一となるように、戻り光束の入射面積：Ｗ１、Ｗ
２を設定されたもの（請求項１）である。

【００７５】また、図１の実施の形態におけるホログラ
ム素子９は、ホログラム素子をなす複数のホログラム群
が、それぞれ短冊形の部分ホログラムＨ１、Ｈ２に分割
され、各部分ホログラムＨ１、Ｈ２が幅方向へ順序だて
て配列され、光検出器１０への入射光パワーが波長に拘
わらず略同一になるように、部分ホログラムＨ１、Ｈ２
の幅：ｈ１、ｈ２を、各ホログラム群ごとに定めたもの
である（請求項２）。

【００７６】図２に示すホログラム素子９’を用いる光
ピックアップ装置では、ホログラム素子９’における所
定の開口ａの外側は、特定の波長：λ２に対する部分ホ
ログラムＨ２のみで占められ、開口ａの内部は、波長：
λ２を含む複数の波長：λ１、λ２に対応したホログラ
ム群の部分ホログラムＨ１、Ｈ２が混在しているもので
ある（請求項３）。

【００７７】また、図１に実施の形態を示す光ピックア
ップ装置実施は、各光源１、２と対物レンズ６との間
に、戻り光束を光検出器１０へ向けて光路分離するビー
ムスプリッタ５を有し、このビームスプリッタ５と光検
出器１０との間にホログラム素子９を有するものであり
（請求項４）、図３、図４、図５に実施の形態を示す光
ピックアップ装置では、ホログラム素子９Ｂ、９Ｃ、９
０が、戻り光束を光検出器１０Ｂ、１０Ｃへ向けて光路
分離する光路分離手段を兼ねる（請求項５）。

【００７８】図４に実施の形態を示す光ピックアップ装
置では、複数の光源１’、２’と、光検出器１０Ｃと
が、同一のキャン１２内にパッケージされ、ホログラム
素子９Ｃが、キャン１２と離れて配置され（請求項
６）、図３、図５に実施の形態を示す光ピックアップ装
置では、複数の光源１’、２’と、光検出器１０Ｂと
が、同一のキャン１２内にパッケージされ、ホログラム
素子９Ｂ、９０がキャン１２と一体化されている（請求
項７）。

【００７９】また、図５に実施の形態を示した光ピック
アップ装置では、ホログラム素子９０が、各光源１’、
２’側からの各光束を透過させ、各戻り光束を回折させ
る偏光ホログラム素子であり、ホログラム素子９０と対
物レンズ６との間に１／４波長板１５が配置されている
（請求項８）。

【００８０】また、図１、図３、図４、図５に実施の形
態を示す各光ピックアップ装置は、各光源１、２、
１’、２’からの光束をカップリングする、各光源に共
通のカップリングレンズ４を有する（請求項９）。

【００８１】図１に実施の形態を説明した光ピックアッ
プ装置においては、光検出器１０が４分割受光素子であ
る（請求項１０）。また、図１、図３、図４、図５に実
施の形態を示した各光ピックアップ装置は、互いに使用
波長の異なる２種の光情報記録媒体７、８に対し、情報
の記録・再生・消去の１以上を行なうものであり（請求
項１１）、対物レンズ６が、２種の波長の光束に対して
共通化されている（請求項１２）。

【００８２】図１に実施の形態を示した光ピックアップ
装置は、互いに使用波長の異なる２種の光情報記録媒体
７、８に対し、情報の記録・再生・消去の１以上を行な
い、２種の波長の光束に対して対物レンズ６が共通化さ
れ、各光源１、２からの光束をカップリングする、各光
源に共通のカップリングレンズ４を有し、カップリング
レンズ４と対物レンズ６との間に、戻り光束を光検出器
１０へ向けて光路分離するビームスプリッタ５を有する
とともに、このビームスプリッタ５と光検出器１０との
間にホログラム素子９を有し、カップリングレンズ４と
対物レンズ６との間に、一方の波長：λ１の光束の中心
部を透過させ、周辺部を遮断し、他方の光束を周辺部ま
で透過させる、円形開口形状の波長フィルタ１１を有
し、この波長フィルタ１１により、波長に応じたＮＡ変
換を行なわせる（請求項１３）。

【００８３】また、図２のホログラム素子９’を、例え
ばホログラム素子９Ｂ、９Ｃ、９０として用いる、図
３、図４、図５の光ピックアップ装置は、互いに使用波
長の異なる２種の光情報記録媒体７、８に対し、情報の
記録・再生・消去の１以上を行ない、２種の波長：λ
１、λ２の光束に対して対物レンズ６が共通化され、各
光源からの光束をカップリングする、各光源に共通のカ
ップリングレンズ４を有し、ホログラム素子に、波長に
応じたＮＡ変換を行なわせる（請求項１４）。

【００８４】図６に実施の形態を示した光情報処理装置
は、使用波長：λ１、λ２が互いに異なる２種以上のデ
ィスク状の光情報記録媒体に対して選択的に光による情
報の記録・再生・消去の１以上を行う光情報処理装置で
あって、ディスク状の光情報記録媒体６０を選択的にセ
ットされる保持部６１と、この保持部６１にセットされ
た光情報記録媒体を回転駆動する駆動手段Ｍと、セット
された光情報記録媒体６０に対し、情報の記録・再生・
消去の１以上を行う光ピックアップ装置６２と、この光
ピックアップ装置６２を光情報記録媒体６０の半径方向
へ変位駆動する変位駆動手段６３とを有し、光ピックア
ップ装置として、請求項１〜１４の任意の１に記載のも
のを用いるものである（請求項１５）。

【００８５】上には、使用波長が２種のものを実施の形
態として説明したが、この発明の光ピックアップ装置は
勿論、使用波長が異なる３種以上の光情報記録媒体を用
いるものに対しても適用できることは言うまでも無い。

【００８６】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば新規な光ピックアップ装置および光情報処理装置を実
現できる。この発明の光ピックアップ装置は、上記の如
く、使用波長の異なる複数種の光情報記録媒体からの戻
り光束を、共通の受光部領域を持つ単一の光検出器で受
光でき、且つ、単一波長用の光ピックアップ装置の場合
と同様の方法で簡易且つ確実に信号検出を行うことがで
き、光検出器の出力を増幅する増幅器のゲイン切り換え
を、単一波長用の光ピックアップ装置と全く同様に簡素
化できる。

【００８７】従って、この発明の光ピックアップ装置を
用いる光情報処理装置は、光ピックアップ装置をコンパ
クト化・低コスト化できるので、コンパクト且つ低コス
トで実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光ピックアップ装置の実施の１形態を説明する
ための図である。

【図２】ホログラム素子の実施の１形態を説明するため
の図である。

【図３】光ピックアップ装置の実施の別形態を説明する
ための図である。

【図４】光ピックアップ装置の実施の他の形態を説明す
るための図である。

【図５】光ピックアップ装置の実施の更に他の形態を説
明するための図である。

【図６】光情報処理装置の実施の１形態を説明するため
の図である。

【符号の説明】

１、２ 半導体レーザ（光源） ４ カップリングレンズ ５ ビームスプリッタ ６ 対物レンズ ７、８ 光情報記録媒体 ９ ホログラム素子 １０ 光検出器 １１ 波長フィルタ １２ １／４波長板 Ｈ１、Ｈ２ 部分ホログラム

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに使用波長の異なる複数種の光情報記
   録媒体に対し、情報の記録・再生・消去の１以上を行な
   う光ピックアップ装置において、 互いに波長の異なる光を放射する複数の光源と、 これら光源からの各光束を、波長に応じた光情報記録媒
   体に向けて集光し、上記光情報記録媒体の記録面上に光
   スポットを形成する対物レンズと、 上記記録面により反射され、上記対物レンズを透過した
   戻り光束を受光する光検出器と、 上記戻り光束を上記光検出器に向けて回折させるホログ
   ラム素子とを有し、 上記光検出器が波長の異なる複数の戻り光束に対して共
   通化され、 上記ホログラム素子は、波長の異なる複数の光束の各々
   に対応した複数種のホログラム群を組み合わせた構成で
   あり、各種のホログラム群は部分ホログラムに分割さ
   れ、対応する波長の戻り光束を上記光検出器へ向けて回
   折し、且つ、上記光検出器への入射光パワーが、波長に
   拘わらず互いに略同一となるように、戻り光束の入射面
   積を設定されたことを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の光ピックアップ装置におい
   て、 ホログラム素子をなす複数のホログラム群は、それぞれ
   短冊形の部分ホログラムに分割され、各部分ホログラム
   が幅方向へ順序だてて配列され、光検出器への入射光パ
   ワーが波長に拘わらず略同一になるように、部分ホログ
   ラムの幅を、各ホログラム群ごとに定めたことを特徴と
   する光ピックアップ装置。
3. 【請求項３】請求項１記載の光ピックアップ装置におい
   て、 ホログラム素子における所定の開口の外側は、特定の波
   長に対する部分ホログラムのみで占められ、上記開口の
   内部は、上記波長を含む複数の波長に対応したホログラ
   ム群の部分ホログラムが混在していることを特徴とする
   光ピックアップ装置。
4. 【請求項４】請求項１〜３の任意の１に記載の光ピック
   アップ装置において、 各光源と対物レンズとの間に、戻り光束を光検出器へ向
   けて光路分離するビームスプリッタを有し、このビーム
   スプリッタと光検出器との間にホログラム素子を有する
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。
5. 【請求項５】請求項１〜３の任意の１に記載の光ピック
   アップ装置において、 ホログラム素子が、戻り光束を光検出器へ向けて光路分
   離する光路分離手段を兼ねることを特徴とする光ピック
   アップ装置。
6. 【請求項６】請求項５記載の光ピックアップ装置におい
   て、 複数の光源と、光検出器とが、同一のキャン内にパッケ
   ージされ、 ホログラム素子が、上記キャンと離れて配置されること
   を特徴とする光ピックアップ装置。
7. 【請求項７】請求項５記載の光ピックアップ装置におい
   て、 複数の光源と、光検出器とが、同一のキャン内にパッケ
   ージされ、 ホログラム素子が、上記キャンと一体化されていること
   を特徴とする光ピックアップ装置。
8. 【請求項８】請求項５〜７の任意の１に記載の光ピック
   アップ装置において、 ホログラム素子が、各光源側からの各光束を透過させ、
   各戻り光束を回折させる偏光ホログラム素子であり、ホ
   ログラム素子と対物レンズとの間に１／４波長板が配置
   されたことを特徴とする光ピックアップ装置。
9. 【請求項９】請求項１〜８の任意の１に記載の光ピック
   アップ装置において、 各光源からの光束をカップリングする、各光源に共通の
   カップリングレンズを有することを特徴とする光ピック
   アップ装置。
10. 【請求項１０】請求項１〜９の任意の１に記載の光ピッ
    クアップ装置において、 光検出器が４分割受光素子であることを特徴とする光ピ
    ックアップ装置。
11. 【請求項１１】請求項１〜１０の任意の１に記載の光ピ
    ックアップ装置において、 互いに使用波長の異なる２種の光情報記録媒体に対し、
    情報の記録・再生・消去の１以上を行なうことを特徴と
    する光ピックアップ装置。
12. 【請求項１２】請求項１１記載の光ピックアップ装置に
    おいて、 対物レンズが、２種の波長の光束に対して共通化されて
    いることを特徴とする光ピックアップ装置。
13. 【請求項１３】請求項２記載の光ピックアップ装置にお
    いて、 互いに使用波長の異なる２種の光情報記録媒体に対し、
    情報の記録・再生・消去の１以上を行ない、上記２種の
    波長の光束に対して対物レンズが共通化され、 各光源からの光束をカップリングする、各光源に共通の
    カップリングレンズを有し、 上記カップリングレンズと対物レンズとの間に、戻り光
    束を光検出器へ向けて光路分離するビームスプリッタを
    有するとともに、このビームスプリッタと光検出器との
    間にホログラム素子を有し、 上記カップリングレンズと上記対物レンズとの間に、一
    方の波長の光束の中心部を透過させ、周辺部を遮断し、
    他方の光束を周辺部まで透過させる、円形開口形状の波
    長フィルタを有し、この波長フィルタにより、波長に応
    じたＮＡ変換を行なうことを特徴とする光ピックアップ
    装置。
14. 【請求項１４】請求項３記載の光ピックアップ装置にお
    いて、 互いに使用波長の異なる２種の光情報記録媒体に対し、
    情報の記録・再生・消去の１以上を行ない、上記２種の
    波長の光束に対して対物レンズが共通化され、 各光源からの光束をカップリングする、各光源に共通の
    カップリングレンズを有し、 ホログラム素子に、波長に応じたＮＡ変換を行なわせる
    ことを特徴とする光ピックアップ装置。
15. 【請求項１５】使用波長が互いに異なる２種以上のディ
    スク状の光情報記録媒体に対して選択的に光による情報
    の記録・再生・消去の１以上を行う光情報処理装置であ
    って、 上記ディスク状の光情報記録媒体を選択的にセットされ
    る保持部と、 この保持部にセットされた光情報記録媒体を回転駆動す
    る駆動手段と、 上記セットされた光情報記録媒体に対し、情報の記録・
    再生・消去の１以上を行う光ピックアップ装置と、 この光ピックアップ装置を光情報記録媒体の半径方向へ
    変位駆動する変位駆動手段とを有し、 光ピックアップ装置として、請求項１〜１４の任意の１
    に記載のものを用いることを特徴とする光情報処理装
    置。