JP2002298423A - ホログラムレーザおよび光ピックアップ - Google Patents

ホログラムレーザおよび光ピックアップ

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 読取波長が異なる複数種の光ディスクに対す
る読取りまたは書込みが可能で、装置の小型化が図られ
るホログラムレーザおよび光ピックアップを提供する。 【解決手段】 ホログラムレーザ１００は、パッケージ
３０と、パッケージ３０の内部に収納された２つの半導
体レーザ素子４１，４２および信号検出用のフォトダイ
オード４４と、ガラス窓３３の上に近接または密着して
配置されるホログラム素子５０と、ホログラム素子５０
の上に近接または密着して配置される波長分離素子６０
などで構成され、単一部品として一体化される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＤ（コンパクト
ディスク）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（デジタルバーサタイル
ディスク）、ＤＶＤ−Ｒ等の光ディスクの信号読取用光
源として使用され、複数の読取波長に対応できるホログ
ラムレーザおよび光ピックアップに関する。
【０００２】
【従来の技術】ＣＤファミリーと呼ばれる光ディスク
は、発光波長７８０ｎｍの半導体レーザ素子を用いて信
号の読取りまたは書込みが行われる。一方、ＤＶＤファ
ミリーと呼ばれる光ディスクは、信号記録密度を向上す
るため、発光波長６３０ｎｍ〜６９０ｎｍの半導体レー
ザ素子を用いて信号の読取りまたは書込みが行われる。
【０００３】こうしたＣＤファミリーおよびＤＶＤファ
ミリーの光ディスクを同じ光ディスク装置で読取りまた
は書込みを行う場合、発光波長の異なる複数の半導体レ
ーザ素子が装置内に設けられる。
【０００４】図１３は、従来の光ピックアップの一例を
示す構成図である。この光ピックアップは、単一パッケ
ージ内に異なる２波長の光を放射する半導体レーザ１
と、半導体レーザ１からの読取光を光ディスクＭに導い
て、光ディスクＭからの反射光を後述のフォトダイオー
ド５に導くための光学系と、該反射光を受光して信号読
取りを行うためのフォトダイオード５などで構成され
る。
【０００５】光学系は、半導体レーザ１からの読取光を
反射し、光ディスクＭからの反射光を通過させるハーフ
ミラー１０と、２波長の読取光光軸を合わせるためのプ
リズム１１と、読取光を集光するためのコリメートレン
ズ１２と、光軸を折曲げるための全反射ミラー１３と、
読取光を光ディスクＭに集光し、光ディスクＭからの反
射光を集光する対物レンズ１４などで構成される。
【０００６】半導体レーザ１の窓には、２波長の読取光
のうち一方を３本のビームに変換するための回折格子２
が設けられる。
【０００７】図１４は、従来の光ピックアップの他の例
を示す構成図である。この光ピックアップは、読取光を
放射し、光ディスクＭからの反射光を受光するホログラ
ムレーザ３と、ホログラムレーザ３からの読取光を光デ
ィスクＭに導いて、光ディスクＭからの反射光をホログ
ラムレーザ３に導くための光学系などで構成される。
【０００８】ホログラムレーザ３には、単一波長の読取
光を放射する半導体レーザと、信号読取りを行うフォト
ダイオードなどが内蔵される。
【０００９】光学系は、コリメートレンズ１２、全反射
ミラー１３、対物レンズ１４などで構成される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】図１３の構成では、２
波長の読取光を光ディスクＭに導いて、光ディスクＭか
らの反射光を単一のフォトダイオード５に戻すため、光
軸調整用のプリズム１１など、光学部品点数が増加す
る。その結果、光学部品の位置調整部分が増加して、組
立作業時の調整が困難になる。また、光ピックアップが
大型化してしまい、光ディスク装置の薄型化、軽量化が
困難になる。
【００１１】図１４の構成では、単一の読取波長に限ら
れるため、異なるファミリーの光ディスクの読取りに対
応できない。複数の読取波長に対応するには、同じ構成
で読取波長が異なる２つの光ピックアップを用意する必
要がある。
【００１２】また、同一のホログラムレーザの中に２波
長の半導体レーザおよびフォトダイオードを内蔵した場
合、２つの異なる位置から放射される光を同一のフォト
ダイオードの受光面に戻すことになり、光学部品の寸法
精度、組立精度が厳しくなる。
【００１３】半導体レーザ素子の発振波長は、温度、光
出力強度等によって変化するため、複数の読取波長が独
立に変動した場合を考慮する必要がある。ホログラムは
波長が変化すると回折角も変化し、格子間隔が一定であ
れば波長が短いほど回折角が小さくなる。
【００１４】読取対象となる光ディスクが１種類に限ら
れ、半導体レーザ素子が１つであれば、波長変動によっ
てホログラムの回折角が変化する方向に沿ってフォトダ
イオードの受光分割線を配置すれば、波長変動の影響を
回避できる。
【００１５】しかし、読取波長が異なる複数種の光ディ
スクに対応する場合、２つの半導体レーザ素子が存在す
るため、波長変動によってホログラムの回折角が変化す
る方向に沿ってフォトダイオードの受光分割線を配置し
たとしても、２つの反射光がともに受光分割線上に入射
するとは限らない。
【００１６】同一チップに２つの発光点を有する２波長
の半導体レーザ素子を使用する場合、発光点が隣接して
いるため、同一の受光素子で受光することは困難であ
る。これは、ホログラム素子は、同一の回折格子を用い
ると、波長によって回折角が決まるという特性を有する
ため、発光点が隣接していると、回折角が異なる光を同
一点に集光させることが難しいためである。たとえば、
レーザ発光点と回折格子との距離が約２〜３ｍｍ、回折
格子と受光素子の受光面までの距離が約１ｍｍの場合、
レーザ発光点のサイズが約１５０〜２５０μｍであれば
同一点に集光可能であるが、レーザ発光点のサイズが数
μｍから数十μｍの場合には、受光面でのスポット径が
逆に約１５０〜２５０μｍとなり、同一の受光素子には
集光できない。
【００１７】さらに、レーザ発光点が光学系の光軸から
離れていると、レンズを通過する際に収差が生じてしま
い、光ピックアップ特性に悪影響を及ぼす。
【００１８】本発明の目的は、読取波長が異なる複数種
の光ディスクに対する読取りまたは書込みが可能で、装
置の小型化が図られるホログラムレーザおよび光ピック
アップを提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明は、第１波長の光
Ｌ１を光ディスクに向けて放射するための第１光源と、
第１波長と異なる第２波長の光Ｌ２を光ディスクに向け
て放射するための第２光源と、光ディスクで反射した光
Ｌ１および光Ｌ２を分離するための波長分離素子と、波
長分離素子で分離された光Ｌ１を集光するための第１ホ
ログラム素子と、波長分離素子で分離された光Ｌ２を集
光するための第２ホログラム素子と、第１ホログラム素
子で集光された光Ｌ１および第２ホログラム素子で集光
された光Ｌ２を受光するための受光素子とを備え、受光
素子は、第１ホログラム素子の０次回折光の焦点位置と
第２ホログラム素子の０次回折光の焦点位置との間に配
置され、第１光源、第２光源、波長分離素子、第１ホロ
グラム素子、第２ホログラム素子は、単一部品に一体化
されていることを特徴とするホログラムレーザである。
【００２０】本発明に従えば、第１波長の光Ｌ１または
第２波長の光Ｌ２を光ディスクに向けて発生し、光ディ
スクで反射した光Ｌ１，光Ｌ２を共通の受光素子で検出
することによって、読取波長が異なる複数種の光ディス
クに対する読取りまたは書込みが可能になる。また、受
光素子を共用することによって、部品点数の削減、光ピ
ックアップの小型化が図られる。
【００２１】また、受光素子を各０次回折光の焦点位置
の間に配置することによって、受光素子をコンパクトに
配置でき、光ピックアップの小型化が図られる。
【００２２】また、第１光源、第２光源、波長分離素
子、第１ホログラム素子、第２ホログラム素子を単一部
品に一体化することによって、部品取扱いが容易にな
り、光ピックアップの組立や位置調整における工数、コ
ストを低減できる。
【００２３】また本発明は、第１ホログラム素子および
第２ホログラム素子の回折方向は、第１ホログラム素子
および第２ホログラム素子の配列方向と略平行であるこ
とを特徴とする。
【００２４】本発明に従えば、第１ホログラム素子およ
び第２ホログラム素子の回折方向と配列方向とを略平行
に設定することによって、部品配置空間の薄型化が図ら
れる。
【００２５】また本発明は、第１光源および第２光源の
配列方向は、第１ホログラム素子および第２ホログラム
素子の配列方向と略平行であることを特徴とする。
【００２６】本発明に従えば、第１光源および第２光源
の配列方向と第１ホログラム素子および第２ホログラム
素子の配列方向とを略平行に設定することによって、部
品配置空間の薄型化が図られる。
【００２７】また本発明は、第１ホログラム素子および
第２ホログラム素子の格子ピッチは互いに略等しいこと
を特徴とする。
【００２８】本発明に従えば、第１ホログラム素子およ
び第２ホログラム素子の格子ピッチを互いに略等しくす
ることによって、各ホログラム素子での回折効率が一致
するため、光Ｌ１および光Ｌ２を用いた読取動作が安定
化し、しかもホログラム素子の製造が容易になるため製
造コストを低減できる。
【００２９】また本発明は、第１ホログラム素子および
第２ホログラム素子は、複数の領域に区分された複数の
小間格子を有し、同一ホログラム素子での小間格子の格
子ピッチは互いに略等しいことを特徴とする。
【００３０】本発明に従えば、同一ホログラム素子での
小間格子の格子ピッチを互いに略等しくすることによっ
て、各小間格子での回折効率が一致するため、読取動作
が安定化し、しかもホログラム素子の製造が容易になる
ため製造コストを低減できる。
【００３１】また本発明は、受光素子は、光Ｌ１および
光Ｌ２のうち長波長の光を集光するホログラム素子の０
次回折光の焦点位置より短波長の光を集光するホログラ
ム素子の０次回折光の焦点位置の近くに配置されること
を特徴とする。
【００３２】本発明に従えば、受光素子を短波長用ホロ
グラム素子の０次回折光の焦点位置の近くに配置するこ
とによって、各ホログラム素子の格子ピッチを揃えるこ
とができるため、ホログラム素子の加工精度を緩和でき
る。
【００３３】また本発明は、受光素子は、第１ホログラ
ム素子および第２ホログラム素子の小間格子でそれぞれ
回折した光を受光するための複数の受光領域を有し、第
１の受光領域は、ＣＤのＲＦ信号を含む回折光およびＤ
ＶＤのＲＦ信号を含む回折光を検出し、第２の受光領域
は、ＣＤのＲＦ信号を含む回折光およびＤＶＤの位相差
信号を含む回折光を検出することを特徴とする。
【００３４】本発明に従えば、高周波成分を含むＲＦ信
号や位相差信号を検出するための受光領域を共用するこ
とによって、高速対応の受光領域の数を低減でき、受光
素子の簡素化が図られる。
【００３５】また本発明は、第２の受光領域は、各回折
方向に沿った２つの平行四辺形が交差した形状で、一方
の平行四辺形の四隅のうちの１つが他方の平行四辺形の
内部に含まれる形状を有することを特徴とする。
【００３６】本発明に従えば、２つの回折光を受光しつ
つ、受光面積をできる限り低減化できるため、受光領域
の高速応答化が図られる。また、一方の平行四辺形の四
隅のうちの１つが他方の平行四辺形の内部に含まれる形
状とすることによって、受光領域の周辺長をできる限り
低減化できるため、受光領域の高速応答化が図られる。
【００３７】また本発明は、複数の受光領域は、第１ホ
ログラム素子および第２ホログラム素子の配列方向と垂
直に配列されることを特徴とする。
【００３８】本発明に従えば、光ディスクで反射した光
Ｌ２が第１ホログラム素子に入射すると正規の受光領域
から外れて焦点を結び、また光ディスクで反射した光Ｌ
１が第２ホログラム素子に入射すると正規の受光領域か
ら外れて焦点を結ぶ。したがって、分離不良に伴う不要
光が正規の受光領域に入射することを防止できる。
【００３９】また本発明は、第１波長の光Ｌ１を光ディ
スクに向けて放射するための第１光源と、第１波長と異
なる第２波長の光Ｌ２を光ディスクに向けて放射するた
めの第２光源と、光ディスクで反射した光Ｌ１および光
Ｌ２を分離するための波長分離素子と、波長分離素子で
分離された光Ｌ１を集光するための第１ホログラム素子
と、波長分離素子で分離された光Ｌ２を集光するための
第２ホログラム素子と、第１ホログラム素子で集光され
た光Ｌ１および第２ホログラム素子で集光された光Ｌ２
を受光するための受光素子とを備え、第２ホログラム素
子、第１ホログラム素子および波長分離素子は、第１お
よび第２光源から光ディスクに向って光Ｌ１および光Ｌ
２が放射される方向にこの順序で配置され、第１または
第２光源から光ディスクに向けて放射される光Ｌ１また
は光Ｌ２の光軸に対して垂直な１仮想平面にそれぞれ投
影される受光素子と、第１および第２ホログラム素子の
０次回折光の焦点位置と、第１および第２光源とにおい
て、前記１仮想平面上で受光素子は、第１および第２ホ
ログラム素子の０次回折光の焦点位置と第１および第２
光源との間に位置するように配置され、第１光源、第２
光源、波長分離素子、第１ホログラム素子、第２ホログ
ラム素子は、単一部品に一体化されていることを特徴と
するホログラムレーザである。
【００４０】本発明に従えば、受光素子と波長分離素子
とを光Ｌ１と光Ｌ２とで共用することによって、部品点
数を削減し、光ピックアップの小型化を可能にする。ま
た光Ｌ１と光Ｌ２とに対して第１および第２ホログラム
素子がそれぞれ設けられ、第１ホログラム素子と第２ホ
ログラム素子とは、重ね合さるように配置されて、波長
がそれぞれ異なる光Ｌ１および光Ｌ２の光軸および／ま
たは光路を、個別に調整することができるので、高い組
立て精度を必要とせず装置の生産効率向上に寄与するこ
とができる。
【００４１】また本発明は、第１波長の光Ｌ１を光ディ
スクに向けて放射するための第１光源と、第１波長と異
なる第２波長の光Ｌ２を光ディスクに向けて放射するた
めの第２光源と、光ディスクで反射した光Ｌ１および光
Ｌ２をそれぞれ分離するための第１および第２波長分離
素子と、第１波長分離素子で分離された光Ｌ１を集光す
るための第１ホログラム素子と、第２波長分離素子で分
離された光Ｌ２を集光するための第２ホログラム素子
と、第１ホログラム素子で集光された光Ｌ１および第２
ホログラム素子で集光された光Ｌ２を受光するための受
光素子とを備え、第１ホログラム素子、第１波長分離素
子、第２ホログラム素子および第２波長分離素子は、第
１および第２光源から光ディスクに向って光Ｌ１および
光Ｌ２が放射される方向にこの順序で配置され、受光素
子は、第１ホログラム素子の０次回折光の焦点位置と第
２ホログラム素子の０次回折光の焦点位置との間に配置
され、第１光源、第２光源、第１波長分離素子、第２波
長分離素子、第１ホログラム素子、第２ホログラム素子
は、単一部品に一体化されていることを特徴とするホロ
グラムレーザである。
【００４２】本発明に従えば、光Ｌ１と光Ｌ２とに対し
て、第１および第２ホログラム素子と、第１および第２
波長分離素子とがそれぞれ設けられ、第１ホログラム素
子、第１波長分離素子、第２ホログラム素子および第２
波長分離素子は、この順序で重ね合さるように配置され
て、波長がそれぞれ異なる光Ｌ１および光Ｌ２の光軸お
よび／または光路を、個別に調整することができるの
で、高い組立て精度を必要とせず装置の生産効率向上に
寄与することができる。
【００４３】また本発明は、前記第１および第２ホログ
ラム素子にそれぞれ形成されるホログラムは、前記光Ｌ
１および前記光Ｌ２が第１および第２光源から光ディス
クまでの間で形成する光路を外れて配置されることを特
徴とする。
【００４４】本発明に従えば、光Ｌ１および光Ｌ２が、
第１および第２光源から放射されて光ディスクに達する
までの間にホログラムを通過することがない。このこと
によって、光Ｌ１および光Ｌ２は、回折光の発生による
光量損失を生じることがないので、光ディスクに対して
高い光強度で情報の書込みまたは読取りを行うことが可
能になる。
【００４５】また本発明は、前記光Ｌ１および光Ｌ２
は、それぞれ異なる波長を有し、前記波長分離素子は、
光Ｌ１および光Ｌ２のいずれをも波長分離することを特
徴とする。
【００４６】本発明に従えば、それぞれ異なる波長を有
する光Ｌ１および光Ｌ２の両者を、１つの波長分離素子
を共用することによって波長分離するので、部品配置空
間の薄型化が図られる。
【００４７】また本発明は、前記光Ｌ１および光Ｌ２
は、それぞれ異なる波長を有し、前記第１波長分離素子
は光Ｌ１のみを波長分離し、第２波長分離素子は光Ｌ２
のみを波長分離することを特徴とする。
【００４８】本発明に従えば、それぞれ異なる波長を有
する光Ｌ１および光Ｌ２を、第１および第２波長分離素
子によってそれぞれ波長分離するので、各波長の光を個
別に調整することができ、装置の組立てが容易になる。
【００４９】また本発明は、前記第１ホログラム素子に
形成されるホログラムと前記第２ホログラム素子に形成
されるホログラムとは、第１ホログラム素子に形成され
るホログラムによって回折される光Ｌ１のプラス（以
後、＋と表記する）１次回折光が第２ホログラム素子に
形成されるホログラムを通過しないように配置されるこ
とを特徴とする。
【００５０】本発明に従えば、第１ホログラム素子に形
成されるホログラムで回折される光Ｌ１の＋１次回折光
が第２ホログラム素子に形成されるホログラムを通過し
ないように、第１ホログラム素子に形成されるホログラ
ムと第２ホログラム素子に形成されるホログラムとの配
置を定めることによって、受光素子による光ディスクの
情報記録面からの読取信号検出に対する＋１次回折光の
悪影響を回避することができる。
【００５１】また本発明は、前記第１ホログラム素子に
形成されるホログラムと前記第２ホログラム素子に形成
されるホログラムとは、光Ｌ２のすべてが第１ホログラ
ム素子に形成されるホログラムを通過して第２ホログラ
ム素子に形成されるホログラムに入射するように配置さ
れることを特徴とする。
【００５２】本発明に従えば、光Ｌ２のすべてが第１ホ
ログラム素子に形成されるホログラムを通過して第２ホ
ログラム素子に形成されるホログラムに入射するので、
第１ホログラム素子に形成されるホログラムを通過する
光と通過しない光のように光量の異なる光が第２ホログ
ラム素子に形成されるホログラムに入射することが無
い。したがって、第２ホログラム素子に形成されるホロ
グラムによる光Ｌ２の回折光の光強度分布にむらの生じ
ることがなく、受光素子による光ディスクの情報記録面
からの読取信号検出精度が向上する。
【００５３】また本発明は、前記第１ホログラム素子に
形成されるホログラムと前記第２ホログラム素子に形成
されるホログラムとは、第１ホログラム素子の形成され
るホログラムを通過する光Ｌ２のすべてが第２ホログラ
ム素子に形成されるホログラムを通過するように配置さ
れ、前記第２ホログラム素子に形成されるホログラムと
前記受光素子とは、第２ホログラム素子に形成されるホ
ログラムによって回折されるプラスおよびマイナス１次
回折光のいずれもが受光素子に入射しないように配置さ
れることを特徴とする。
【００５４】本発明に従えば、第１ホログラム素子に形
成されるホログラムを通過する光Ｌ２のすべてが第２ホ
ログラム素子に形成されるホログラムを通過し、第２ホ
ログラム素子に形成されるホログラムで回折される光Ｌ
２のプラスおよびマイナス（以後、±と表記する）１次
回折光のいずれもが受光素子に入射しないように、第１
ホログラム素子に形成されるホログラム、第２ホログラ
ム素子に形成されるホログラムおよび受光素子が配置さ
れるので、受光素子による光ディスクの情報記録面から
の読取信号検出に対する±１次回折光の悪影響を回避
し、読取信号検出精度を向上することができる。
【００５５】また本発明は、上記のホログラムレーザ
と、ホログラムレーザから放射される光を光ディスクに
導いて、光ディスクからの反射光をホログラムレーザに
導くための光学系とを備えることを特徴とする光ピック
アップである。
【００５６】本発明に従えば、単一の光ピックアップだ
けで、読取波長が異なる複数種の光ディスクに対する読
取りまたは書込みが可能になり、しかも装置の小型化、
製造コストの低減が図られる。
【００５７】
【発明の実施の形態】図１は本発明に係る実施の一形態
であるホログラムレーザ１００の構成を簡略化して示す
部分破断斜視図であり、図２は図１に示すホログラムレ
ーザ１００の内部構成を示す断面図である。
【００５８】ホログラムレーザ１００は、天板３５にガ
ラス窓３３を有するパッケージ３０と、パッケージ３０
の内部に収納された２つの半導体レーザ素子４１，４２
および信号検出用のフォトダイオード４４と、ガラス窓
３３の上に近接または密着して配置されるホログラム素
子５０と、ホログラム素子５０の上に近接または密着し
て配置される波長分離素子６０などで構成され、単一部
品として一体化される。
【００５９】パッケージ３０は、たとえば小判型の内部
収納空間を有し、底板３６の外面から延出する複数の接
続端子３１と、内部収納空間を外部から遮断するキャッ
プ３２と、キャップ３２の天板３５開口に固定されたガ
ラス窓３３と、底板３６の内面に設けられた放熱台３４
などで構成される。放熱台３４の上には、半導体レーザ
素子４１，４２およびフォトダイオード４４が搭載され
る。
【００６０】半導体レーザ素子４１は、たとえば発光波
長６５０ｎｍの赤色レーザ光である光Ｌ１を放射して、
ＤＶＤの読取光として使用される。半導体レーザ素子４
２は、半導体レーザ素子４１に近接して配置され、たと
えば発光波長７８０ｎｍの赤外レーザ光である光Ｌ２を
放射して、ＣＤの読取光として使用される。
【００６１】ホログラム素子５０は、直方体状の透明材
料で構成され、ガラス窓３３側の下面には、レーザ光を
回折して３本の光ビームを発生する回折格子５３が形成
される。３本の光ビームは、光ディスクのトラッキング
信号を検出するために使用され、回折格子５３は、たと
えばＣＤの読取波長７８０ｎｍに最適化された回折特性
を有する。
【００６２】ホログラム素子５０の上面には、光ディス
クで反射した波長６５０ｎｍの光を回折してフォトダイ
オード４４の受光面に集光するためのホログラム５１
と、光ディスクで反射した波長７８０ｎｍの光を回折し
てフォトダイオード４４の受光面に集光するためのホロ
グラム５２とが所定距離隔てて形成される。
【００６３】このようにホログラム素子５０に回折格子
５３およびホログラム５１，５２を一体的に形成するこ
とによって、光学部品点数を削減できる。
【００６４】フォトダイオード４４は、２つのホログラ
ム５１，５２の配列方向およびレーザ光の光軸を含む面
内（図２の紙面）に配置され、光軸に沿って観察したと
きホログラム５１，５２の間に位置し、ホログラム５１
の０次回折光の焦点位置とホログラム５２の０次回折光
の焦点位置との間に配置される。こうした位置関係によ
って、異なる波長の光を同じ受光位置に導くことができ
る。
【００６５】ホログラム５１，５２は、回折格子と同じ
原理で光を回折し、回折格子ピッチは回折角によって決
まる。回折格子ピッチが小さくなるほど高い加工精度が
要求されるため、回折格子ピッチは大きい方が好まし
い。
【００６６】フォトダイオード４４がホログラム５１，
５２の間から外れた場合、フォトダイオード４４から遠
い方のホログラムでの回折角が大きくなり、その結果、
当該ホログラムの回折格子ピッチを小さくする必要があ
る。
【００６７】本発明では、フォトダイオード４４がホロ
グラム５１，５２の間に配置し、ホログラム５１のホロ
グラム５２寄りに回折した光を受光し、ホログラム５２
のホログラム５１寄りに回折した光を受光しているた
め、回折格子ピッチが小さくならずに済み、加工精度を
緩和でき、しかもパッケージ３０の小型化に資する。
【００６８】半導体レーザ素子４１からの赤色レーザ
光、半導体レーザ素子４２からの赤外レーザ光および光
ディスクで反射してフォトダイオード４４に到達する反
射光は、パッケージ３０のガラス窓３３を通過する。ホ
ログラム素子５０とガラス窓３３との隙間空間は、結露
防止のために、乾燥空気等を封入して密閉するか、ある
いは外部と通気する。なお、ホログラム素子５０をキャ
ップ３２の天板開口に直接固定して、ガラス窓３３を省
略しても構わない。
【００６９】パッケージ３０は、回折格子５３で回折し
た３本の光ビームのトラッキング位置調整を行うため
に、レーザ光の光軸回りで回転調整可能なように光ピッ
クアップに搭載される。また、光ピックアップの厚さ寸
法を小さくするため、パッケージ３０は円形型よりも小
判型が好ましい。そのため、半導体レーザ素子４１，４
２、ホログラム５１，５２および波長分離素子６０は、
小判型パッケージの長手方向に沿って配置することが好
ましい。
【００７０】波長分離素子６０は、ホログラム素子５０
の上に搭載され、光ディスクからの反射光のうち波長７
８０ｎｍの反射光と波長６５０ｎｍの反射光とを分離す
る分離フィルタ６１と、分離フィルタ６１で分離された
一方の反射光、たとえば波長６５０ｎｍの反射光を下方
に反射する反射ミラー６２などで構成され、分離フィル
タ６１および反射ミラー６２は単一の光学部品として一
体形成される。また、図２に示すように、必要に応じて
カバーガラス６３が設けられる。
【００７１】分離フィルタ６１には、a)偏光方向の違い
で分離する偏光プリズム方式と、b)波長の違いで分離す
る波長選択フィルタ方式、がある。偏光プリズム方式を
使用した場合、たとえば波長７８０ｎｍの反射光はＴＥ
モードで分離フィルタ６１を通過し、波長６５０ｎｍの
反射光はＴＭモードで反射する特性を付与できる。波長
選択フィルタ方式を使用した場合、たとえば波長７８０
ｎｍの反射光は分離フィルタ６１を通過し、波長６５０
ｎｍの反射光は反射する特性を付与できる。
【００７２】反射ミラー６２で反射した波長６５０ｎｍ
の反射光はホログラム５１によって回折して、主にマイ
ナス（以後、−と表記する）１次回折光、０次回折光、
＋１次回折光に変換され、そのうち−１次回折光をフォ
トダイオード４４に入射させる。なお、０次回折光、＋
１次回折光は使用しない。
【００７３】分離フィルタ６１を通過した波長７８０ｎ
ｍの反射光はホログラム５２によって回折して、主に−
１次回折光、０次回折光、＋１次回折光に変換され、そ
のうち＋１次回折光をフォトダイオード４４に入射させ
る。
【００７４】図３は、ホログラム５１，５２およびフォ
トダイオード４４の光学的関係を示す説明図である。Ｄ
ＶＤ用のホログラム５１は、半円状の小間格子と、２つ
の４分の１円状の小間格子とに３分割され、各小間格子
の回折方向（格子溝の直交方向）は互いに異なるように
設定される。ＣＤ用のホログラム５２は、２つの半円状
の小間格子に２分割され、各小間格子の回折方向（格子
溝の直交方向）は互いに異なるように設定される。
【００７５】小間格子の性能として、０次回折光および
±１次回折光の回折効率およびこれらの比が重要にな
る。小間格子の格子ピッチは全て等しいことが好まし
く、これによって各小間格子の回折効率が一致し、特に
回折効率の比を一定にできる。また、ホログラム５１，
５２の格子ピッチについても、回折効率が一致する点や
製造コストを低減できる点で、互いに等しいことが好ま
しい。
【００７６】ホログラム５１，５２の配列方向は、半導
体レーザ素子４１，４２の配列方向と平行に設定するこ
とによって、パッケージ３０の小型化、簡素化が図られ
る。
【００７７】ホログラム５１の小間格子で回折した−１
次回折光およびホログラム５２の小間格子で回折した＋
１次回折光は、フォトダイオード４４の同一位置に到達
する。一方、分離フィルタ６１の製造ばらつきに起因し
て、波長６５０ｎｍの反射光と波長７８０ｎｍの反射光
との分離が完全でない場合、波長６５０ｎｍの反射光の
一部がホログラム５２に入射したり、波長７８０ｎｍの
反射光の一部がホログラム５１に入射すると、本来の焦
点位置から回折方向に沿ってシフトしてしまう。この対
策として、フォトダイオード４４の受光領域をホログラ
ム５１，５２の配列方向と垂直に配列することによっ
て、分離不良に伴う不要光が正規の受光領域に入射する
ことを防止できる。たとえば、波長７８０ｎｍの反射光
がホログラム５１に入射すると、回折角が大きくなっ
て、正規の受光領域から外れてホログラム５２寄りに焦
点を結ぶようになる。また、波長６５０ｎｍの反射光が
ホログラム５２に入射すると、回折角が小さくなって、
正規の受光領域から外れてホログラム５１寄りに焦点を
結ぶ。
【００７８】フォトダイオード４４は、ホログラム５
１，５２の間であって、両者の中点よりホログラム５１
寄りに配置される。ホログラム５１，５２の格子ピッチ
が全て等しい場合、短波長の光ほど回折角が小さくな
り、波長６５０ｎｍの回折角は波長７８０ｎｍより回折
角が小さくなる。したがって、両者の回折角の違いを考
慮してホログラム５１，５２の間の距離を按分すること
によって、両者の焦点が一致する位置を決定でき、その
位置にフォトダイオード４４を配置する。
【００７９】図３に示すように、フォトダイオード４４
の各受光領域Ｓ１〜Ｓ１０は、細長い形状を有し、その
長手方向は対応した小間格子の回折方向と平行に設定さ
れる。受光領域の長手寸法は、光源の波長変動に起因し
た焦点位置シフトを許容でき、かつ受光領域の静電容量
があまり大きくならない長さに設定する。なお図３にお
いて、黒半円はＣＤの反射スポット、白抜き半円および
白抜き４分の１円はＤＶＤの反射スポットを示す。
【００８０】各受光領域Ｓ１〜Ｓ１０は、ＣＤ読取時お
よびＤＶＤ読取時のフォーカス誤差信号、ＲＦ信号、ト
ラック誤差信号を生成するために選択的に使用され、Ｃ
Ｄ読取時およびＤＶＤ読取時において同一の役割を持つ
信号光を受ける。たとえば、ＣＤ読取時のＲＦ信号を取
得するための受光領域と、ＤＶＤ読取時のＲＦ信号およ
び位相差信号を取得するための受光領域とは高速な応答
特性が要求され、図３の受光領域Ｓ６，Ｓ７はＣＤのＲ
Ｆ信号およびＤＶＤのＲＦ信号を検出し、受光領域Ｓ２
はＣＤのＲＦ信号およびＤＶＤのＲＦ信号と位相差信号
の一方を検出する。ＤＶＤのＲＦ信号と位相差信号の他
方は、受光領域Ｓ１０によって検出される。
【００８１】受光領域Ｓ１，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ９は、ＣＤ
のトラック誤差信号を検出するもので、それほど高い応
答速度は要求されない。受光領域Ｓ５，Ｓ８は、ＤＶＤ
の２層ディスクによるＦＥＳ信号への迷光をキャンセル
するためのもので、信号再生中は光が入射せず、高い応
答速度は要求されない。
【００８２】受光領域Ｓ２は、ホログラム５１，５２の
各小間格子からの回折光を検出するもので、各回折光の
中心軸が異なるため、２つの平行四辺形が交差した形状
を有する。受光領域Ｓ２の応答速度を高めるには、受光
面積および受光領域の周辺長をできる限り小さくするこ
とが好ましい。受光面積を低減化するために、平行四辺
形状を持つ２つの受光領域をそのまま重ねた形状として
いる。また、周辺長を低減化するために、一方の平行四
辺形の四隅のうちの１つが他方の平行四辺形の内部に含
まれる形状としている。
【００８３】図４は、本発明に係る光ピックアップの一
実施形態を示す構成図である。光ピックアップは、上述
したホログラムレーザ１００と、ホログラムレーザ１０
０からの読取光をＣＤやＤＶＤ等の光ディスクに導い
て、光ディスクからの反射光をホログラムレーザ１００
に導くための光学系などで構成される。
【００８４】光学系は、コリメートレンズ１１０と、波
長選択アパーチャ１２０と、対物レンズ１５０などで構
成される。コリメートレンズ１１０は、ホログラムレー
ザ１００からのＣＤ読取光およびＤＶＤ読取光を略平行
光にしたり、光ディスクからのＣＤ反射光およびＤＶＤ
反射光をホログラムレーザ１００に向けて集光する。
【００８５】波長選択アパーチャ１２０は、波長に応じ
て開口寸法が異なる光通過領域を有するもので、各開口
寸法は波長６５０ｎｍの光Ｌ１と波長７８０ｎｍの光Ｌ
２に最適化して迷光を防止する。
【００８６】対物レンズ１５０は、ＣＤ読取光およびＤ
ＶＤ読取光を光ディスクの記録面に集光したり、光ディ
スクからのＣＤ反射光およびＤＶＤ反射光を集光する。
【００８７】図５は、本発明に係る光ピックアップの他
の実施形態を示す構成図である。光ピックアップは、上
述したホログラムレーザ１００と、ホログラムレーザ１
００からの読取光をＣＤやＤＶＤ等の光ディスクに導い
て、光ディスクからの反射光をホログラムレーザ１００
に導くための光学系などで構成される。光学系は、図４
と同様なコリメートレンズ１１０と、立上げミラー１３
０と、図４と同様な対物レンズ１５０などで構成され
る。
【００８８】この構成は、ホログラムレーザ１００に小
判型パッケージを使用し、ホログラム回折方向を小判型
パッケージの弦方向と平行に設定し、立上げミラー１３
０を用いて光軸を９０度曲げることによって、装置全体
の薄型化を実現している。
【００８９】次に光ディスクの信号読取動作について説
明する。光ディスクとしてＤＶＤをセットした場合、半
導体レーザ素子４１がオンになって波長６５０ｎｍのＤ
ＶＤ読取光が放射し、光ピックアップの光学系を通過し
て、ＤＶＤの記録面に集光される。ＤＶＤ反射光は、記
録ピットの有無に応じて強度が変化するとともに、再び
光ピックアップの光学系を通過して、ホログラムレーザ
１００の波長分離素子６０に入射し、分離フィルタ６１
で反射し、反射ミラー６２で反射し、ホログラム５１に
よって回折してフォトダイオード４４の受光面に集光す
る。
【００９０】一方、光ディスクとしてＣＤをセットした
場合、半導体レーザ素子４２がオンになって波長７８０
ｎｍのＣＤ読取光が放射し、光ピックアップの光学系を
通過して、ＣＤの記録面に集光される。ＣＤ反射光は、
記録ピットの有無に応じて強度が変化するとともに、再
び光ピックアップの光学系を通過して、ホログラムレー
ザ１００の波長分離素子６０に入射し、分離フィルタ６
１を通過し、ホログラム５２によって回折してフォトダ
イオード４４の受光面に集光する。
【００９１】ＤＶＤ反射光およびＣＤ反射光は、ホログ
ラム５１，５２の各小間格子によって回折して、図３に
示すような複数の受光領域Ｓ１〜Ｓ１０に到達する。各
受光領域の検出信号は、ＣＤ読取時およびＤＶＤ読取時
のフォーカス誤差信号、ＲＦ信号、トラック誤差信号を
生成するために選択的に使用される。たとえば、ＣＤ読
取時およびＤＶＤ読取時のフォーカス誤差信号はナイフ
エッジ法やスポットサイズ法などで生成でき、ＣＤ読取
時のトラック誤差信号は回折格子５３を用いた３ビーム
法やＤＰＰ法などで生成でき、ＤＶＤ読取時のトラック
誤差信号は位相差法（ＤＰＤ法）などで生成できる。
【００９２】図６は、半導体レーザ素子４１，４２の配
置例を示す断面図である。図６（ａ）はＳｉ、ＳｉＣ等
から成る同一基板（ステムやサブマウント）の上に２つ
のレーザチップを別個に固定して、半導体レーザ素子４
１，４２を配置した例を示す。この構成は、レーザチッ
プの種類を任意に選択可能になるため、たとえば波長６
５０ｎｍの半導体レーザ素子４１は信号再生専用として
低出力（７ｍＷ程度）レーザで構成し、波長７８０ｎｍ
の半導体レーザ素子４２は信号再生および信号書込用と
して高出力（３０ｍＷ以上）レーザで構成できる。
【００９３】図６（ｂ）は２つのレーザチップを縦に積
み上げた構成である。図６（ｃ）は２つのレーザチップ
を同一基板上に並列に集積化し、発光点間隔を１００μ
ｍ程度に設定した構成である。図６（ｄ）は２つのレー
ザチップを同一基板上に斜めに集積化し、発光点間隔を
２０μｍ程度に設定した構成である。
【００９４】図６（ｂ）〜図６（ｄ）はＧａＡｓ等から
成る同一基板の上に２つのレーザチップを一体的に形成
しているため、レーザ発光点がフォトマスク等で高精度
で位置決め可能であり、発光点の間隔は数μｍ程度のば
らつきに抑えることができるため、ホログラムレーザ１
００の組立て精度を向上できる。
【００９５】図７は本発明の第２の実施の形態であるホ
ログラムレーザ２００の構成を簡略化して示す部分破断
斜視図であり、図８は図７に示すホログラムレーザ２０
０の内部構成を示す断面図である。本実施の形態のホロ
グラムレーザ２００は、実施の第１形態のホログラムレ
ーザ１００と類似し、対応する部分については同一の参
照符号を付して説明を省略する。
【００９６】ホログラムレーザ２００には、光ディスク
で反射した光Ｌ１および光Ｌ２を分離するための波長分
離素子２０３と、波長分離素子２０３で分離された光Ｌ
１を集光するための第１ホログラム素子２０１と、波長
分離素子２０３で分離された光Ｌ２を集光するための第
２ホログラム素子２０２とが設けられる。ここで、第１
および第２ホログラム素子２０１，２０２は、個別に設
けられることを特徴とする。本実施の形態では、第１ホ
ログラム素子２０１には、波長６５０ｎｍの光Ｌ１を回
折し集光するホログラム５１が形成され、第２ホログラ
ム素子２０２には、波長７８０ｎｍの光Ｌ２を回折し集
光するホログラム５２が形成される。
【００９７】第２ホログラム素子２０２、第１ホログラ
ム素子２０１および波長分離素子２０３は、第１および
第２光源４１，４２から光ディスクに向って光Ｌ１およ
び光Ｌ２が放射される方向にこの順序で配置され、波長
分離素子２０３の第１ホログラム素子２０１と反対側に
は、波長板２０４が設けられる。波長板２０４の上方に
は、カバーガラス６３が設けられても良い。
【００９８】波長分離素子２０３は、偏光プリズム２０
５と反射ミラー２０６とを備える。偏光プリズム２０５
は、レーザの偏光方向が、Ｐ波の場合は透過させ、Ｓ波
の場合は反射させる特性を有する。ここで波長分離素子
２０３の上方に設けられる波長板２０４は、波長が６５
０ｎｍである光Ｌ１に対して４分の１波長の位相差を有
し、光Ｌ１は、第１光源４１から放射される読取光と光
ディスクからの反射光とで波長板２０４を往復通過する
ことによって２分の１波長の位相差となり、Ｐ波からＳ
波に変換される。したがって、偏光プリズム２０５は、
第１および第２光源４１，４２から放射される光Ｌ１お
よび光Ｌ２の読取光をいずれも透過し、光ディスクから
反射される光Ｌ１および光Ｌ２の信号光をいずれも反射
して、反射ミラー２０６へと導く。さらに反射ミラー２
０６によって反射された光Ｌ１または光Ｌ２は、第１お
よび第２ホログラム素子２０１，２０２を通過すること
によって回折されるとともに集光されて受光素子４４に
よって受光される。ここでは波長分離素子２０３は偏光
プリズム２０５を含むけれども、偏光プリズム２０５に
代えて波長選択型フィルタが用いられても良い。
【００９９】本実施の形態では、受光素子４４は以下に
説明される位置に配置される。第１または第２光源４
１，４２から光ディスクに向けて放射される光Ｌ１また
は光Ｌ２の光軸に対して垂直な１仮想平面に、受光素子
４４と、第１および第２ホログラム素子２０１，２０２
の０次回折光の焦点位置と、第１および第２光源４１，
４２とをそれぞれ投影する。前記１仮想平面上に投影さ
れた受光素子４４が、同じく前記１仮想平面上に投影さ
れた第１および第２ホログラム素子２０１，２０２の０
次回折光の焦点位置と第１および第２光源４１，４２と
の間に位置するように配置される。
【０１００】ホログラムレーザ２００では、光Ｌ１と光
Ｌ２とに対して第１および第２ホログラム素子２０１，
２０２がそれぞれ設けられ、第１ホログラム素子２０１
と第２ホログラム素子２０２とは、重ね合さるように配
置されて、波長がそれぞれ異なる光Ｌ１および光Ｌ２の
光軸および／または光路を、個別に調整することが可能
である。
【０１０１】図９は、ホログラムレーザ２００における
ホログラム５１，５２およびフォトダイオード４４の光
学的関係を示す説明図である。図９を参照して光Ｌ１お
よび光Ｌ２の受光素子４４による受光状態を説明する。
実施の第１形態のホログラムレーザ１００と同様にフォ
トダイオード４４の各受光領域Ｄ１〜Ｄ１０は、図９に
示すように細長い形状を有し、その長手方向は対応した
小間格子の回折方向と平行に設定される。図９におい
て、黒半円および黒４分の１円はＣＤの反射スポット、
白抜き半円および白抜き４分の１円はＤＶＤの反射スポ
ットを示す。
【０１０２】ＣＤ読取時の信号検出は次のように行われ
る。受光領域Ｄ４，Ｄ６，Ｄ５，Ｄ７がフォーカス誤差
信号（ＦＥＳ）を検出し、受光領域Ｄ２，Ｄ４，Ｄ６，
Ｄ５，Ｄ７，Ｄ９がＲＦ信号を検出し、受光領域Ｄ１，
Ｄ２，Ｄ３，Ｄ８，Ｄ９，Ｄ１０がトラック誤差信号を
検出する。
【０１０３】ＤＶＤ読取時の信号検出は次のように行わ
れる。受光領域Ｄ４，Ｄ６，Ｄ５，Ｄ７がフォーカス誤
差信号（ＦＥＳ）を検出し、受光領域Ｄ２，Ｄ４，Ｄ
６，Ｄ５，Ｄ７，Ｄ９がＲＦ信号を検出し、受光領域Ｄ
２，Ｄ９がトラック誤差信号を検出する。
【０１０４】次に本実施の形態のホログラムレーザ２０
０における光ディスクの信号読取動作について説明す
る。まず光ディスクとしてＤＶＤをセットした場合、第
１光源４１から波長６５０ｎｍのＤＶＤ読取光である光
Ｌ１が放射され、光Ｌ１は、波長分離素子２０３の偏光
プリズム２０５を透過しさらに波長板２０４を通過して
４分の１波長の位相差を生じた後、光ピックアップの光
学系を通過して、ＤＶＤの記録面に集光される。このと
き光Ｌ１は、第１および第２ホログラム素子２０１，２
０２を通過するけれども、第１および第２ホログラム素
子２０１，２０２にそれぞれ形成されるホログラム５
１，５２を通過することなくＤＶＤ記録面に達する。
【０１０５】ＤＶＤ反射光は、記録ピットの有無に応じ
て強度が変化するとともに、再び光ピックアップの光学
系を通過し、再び波長板２０４を通過することによって
４分の１波長の位相差を生じ（合計２分の１波長の位相
差を生じ）て波長分離素子２０３に入射する。波長分離
素子２０３に入射した光Ｌ１は、偏光プリズム２０５と
反射ミラー２０６とによって反射されて、第１ホログラ
ム素子２０１に形成されているホログラム５１に導かれ
る。光Ｌ１は、ホログラム５１を通過することによって
回折され、主として−１次回折光、０次回折光および＋
１次回折光が発生する。これらの回折光のうち＋１次回
折光は、第２ホログラム素子２０２に形成されるホログ
ラム５２に入射しないように、ホログラム５１とホログ
ラム５２との相対的な位置関係が定められる。
【０１０６】ホログラム５１で回折された−１次回折光
と０次回折光とは、いずれもホログラム５２に入射する
ように配置される。ここで信号検出には−１次回折光を
用いるので、−１次回折光はホログラム５２を通過する
ことなく、受光素子で受光されることが望ましい。しか
しながら、装置小型化の要請に応じるべくパッケージ３
０寸法に制約の設けられることが多いので、−１次回折
光と０次回折光とのいずれもがホログラム５２を通過す
ることなく、さらに−１次回折光のみが受光素子４４に
受光されるように配置することは困難である。したがっ
て、本実施の形態では、−１次回折光と０次回折光との
すべてがホログラム５２を通過するように配置して、ホ
ログラム５２の通過の有無による光量むらの発生を防止
するとともに、ホログラム５２を通過した−１次回折光
と０次回折光とのうち、−１次回折光のみを受光素子４
４によって受光できるように、受光素子４４を前述した
１仮想平面上において光Ｌ１のホログラム５１による０
次回折光の焦点位置と第１光源４１との間に位置するよ
うに配置を定めた。このことによって、−１次回折光の
みによる信号検出が実現される。
【０１０７】一方、光ディスクとしてＣＤをセットした
場合、第２光源４２から波長７８０ｎｍのＣＤ読取光で
ある光Ｌ２が放射され、光Ｌ２は、波長分離素子２０３
の偏光プリズム２０５を透過しさらに波長板２０４と光
ピックアップの光学系を通過して、ＣＤの記録面に集光
される。このとき光Ｌ２は、第１および第２ホログラム
素子２０１，２０２を通過するけれども、第１および第
２ホログラム素子２０１，２０２にそれぞれ形成される
ホログラム５１，５２を通過することなくＣＤ記録面に
達する。
【０１０８】ＣＤ反射光は、記録ピットの有無に応じて
強度が変化するとともに、再び光ピックアップの光学系
と波長板２０４とを通過して波長分離素子２０３に入射
する。波長分離素子２０３に入射した光Ｌ１は、偏光プ
リズム２０５と反射ミラー２０６とによって反射され
て、第１ホログラム素子２０１に形成されているホログ
ラム５１に導かれる。
【０１０９】光Ｌ２は、その光のすべてがホログラム５
１を通過し、さらにホログラム５１を通過後の光のすべ
てがホログラム５２に入射するように、ホログラム５１
とホログラム５２との配置が定められる。これは、ホロ
グラム５１，５２を通過する光と通過しない光とが生じ
ることによって光量に差が発生し、受光素子４４が受光
する信号に光量むらの発生することを防止するためであ
る。
【０１１０】特に光Ｌ１を回折するためのホログラム５
１が、光Ｌ２をも回折する場合がある。光Ｌ２がホログ
ラム５１によって回折される場合、信号検出には、ホロ
グラム５１による０次回折光のみが用いられるけれど
も、装置小型化の制約上０次回折光のみがホログラム５
２に入射し、±１次回折光がホログラム５２に入射しな
いように配置することは困難であるので、前述のように
ホログラム５１を通過する光Ｌ２のすべてがホログラム
５２に入射するように配置した。
【０１１１】さらに本来光Ｌ２を回折するべく第２ホロ
グラム素子２０２に形成されるホログラム５２を通過し
て回折される光Ｌ２のうち、−１次回折光のみが信号検
出に用いられるので、ホログラム５２と受光素子４４と
は、ホログラム５２による光Ｌ２の−１次回折光のみを
受光し、０次および＋１次回折光を受光することのない
ように、前述した１仮想平面上において光Ｌ２のホログ
ラム５２による０次回折光の焦点位置と第２光源４２と
の間に位置するように配置される。
【０１１２】このように本実施の形態のホログラムレー
ザ２００では、波長がそれぞれ異なる光Ｌ１および光Ｌ
２の光軸および／または光路を、個別に調整することが
できるので、高い組立て精度を必要とせず装置の生産効
率向上に寄与することができる。また光Ｌ１および光Ｌ
２は、第１および第２光源４１，４２から放射されて光
ディスクに達するまでの間にホログラム５１，５２を通
過することがないので、回折光の発生による光量損失を
生じることがなく、光ディスクに対して高い光強度で情
報の書込みまたは読取りを行うことが可能になる。
【０１１３】図１０は本発明の第３の実施の形態である
ホログラムレーザ２１０の構成を簡略化して示す部分破
断斜視図であり、図１１は図１０に示すホログラムレー
ザ２１０の内部構成を示す断面図である。本実施の形態
のホログラムレーザ２１０は、実施の第２形態のホログ
ラムレーザ２００と類似し、対応する部分については同
一の参照符号を付して説明を省略する。
【０１１４】ホログラムレーザ２１０には、光ディスク
で反射した光Ｌ１を波長分離するための第１波長分離素
子２１１と、光ディスクで反射した光Ｌ２を波長分離す
るための第２波長分離素子２１２と、第１波長分離素子
２１１で分離された光Ｌ１を集光するための第１ホログ
ラム素子２０１と、第２波長分離素子２１２で分離され
た光Ｌ２を集光するための第２ホログラム素子２０２と
が設けられる。ここで、第１および第２ホログラム素子
２０１，２０２と第１および第２波長分離素子２１１，
２１２とは、それぞれ個別に設けられることを特徴とす
る。本実施の形態では、第１ホログラム素子２０１に
は、波長６５０ｎｍの光Ｌ１を回折し集光するホログラ
ム５１が形成され、第２ホログラム素子２０２には、波
長７８０ｎｍの光Ｌ２を回折し集光するホログラム５２
が形成される。
【０１１５】第１ホログラム素子２０１、第１波長分離
素子２１１、第２ホログラム素子２０２および第２波長
分離素子２１２は、第１および第２光源４１，４２から
光ディスクに向って光Ｌ１および光Ｌ２が放射される方
向にこの順序で配置され、第２波長分離素子２１２の第
２ホログラム素子２０２と反対側には、波長板２０４が
設けられる。波長板２０４の上方には、カバーガラス６
３が設けられても良い。
【０１１６】第１波長分離素子２１１は、偏光プリズム
２１３と反射ミラー２１４とを備える。偏光プリズム２
１３は、レーザの偏光方向が、Ｐ波の場合は透過させ、
Ｓ波の場合は反射させる特性を有する。実施の第２形態
におけると同様に、第１光源４１から放射された光Ｌ１
は、読取光と光ディスクからの反射光とで前記波長板２
０４を往復通過して２分の１波長の位相差となり、Ｐ波
からＳ波に変換される。したがって、偏光プリズム２１
３は、第１光源４１から放射される光Ｌ１の読取光を透
過し、光ディスクから反射される光Ｌ１の信号光を反射
して、反射ミラー２１４へと導く。さらに反射ミラー２
１４によって反射された光Ｌ１は、第１ホログラム素子
２０１を通過することによって回折されるとともに集光
されて受光素子４４によって受光される。なお光ディス
クによって反射された光Ｌ２の反射光は、後述する第２
波長分離素子２１２によって反射されるので、第１波長
分離素子２１１には達することがないように構成されて
いる。
【０１１７】第２波長分離素子２１２は、波長選択フィ
ルタ２１５と反射ミラー２１６とを備える。波長選択フ
ィルタ２１５は、波長７８０ｎｍである光Ｌ２を反射
し、波長６５０ｎｍである光Ｌ１を透過させる特性を有
し、第２光源４２から放射される光Ｌ２の読取光を透過
し、光ディスクから反射される光Ｌ２の信号光を反射し
て、反射ミラー２１６へと導く。さらに反射ミラー２１
６によって反射された光Ｌ２は、第２ホログラム素子２
０２を通過することによって回折されるとともに集光さ
れて受光素子４４によって受光される。
【０１１８】本実施の形態では、受光素子４４は、第１
ホログラム素子２０１の０次回折光の焦点位置と第２ホ
ログラム素子２０２の０次回折光の焦点位置との間に配
置される。より詳細には、受光素子４４は、第１ホログ
ラム素子２０１によって回折される光Ｌ１の＋１次回折
光を受光して０次および−１次回折光を受光することが
なく、第２ホログラム素子２０２によって回折される光
Ｌ２の−１次回折光を受光して０次および＋１次回折光
を受光することがないような位置に配置される。
【０１１９】ホログラムレーザ２１０では、光Ｌ１と光
Ｌ２とに対して第１および第２ホログラム素子２０１，
２０２がそれぞれ設けられるとともに、第１および第２
波長分離素子２１１，２１２もそれぞれ設けられる。こ
れらの第１ホログラム素子２０１、第１波長分離素子２
１１、第２ホログラム素子２０２および第２波長分離素
子２１２は、重ね合さるように配置されて、波長がそれ
ぞれ異なる光Ｌ１および光Ｌ２の光軸および／または光
路を、個別に調整することが可能である。
【０１２０】図１２は、ホログラムレーザ２１０におけ
るホログラム５１，５２およびフォトダイオード４４の
光学的関係を示す説明図である。図１２を参照して光Ｌ
１および光Ｌ２の受光素子４４による受光状態を説明す
る。実施の第２形態のホログラムレーザ２００と同様に
フォトダイオード４４の各受光領域Ｑ１〜Ｑ１０は、図
１２に示すように細長い形状を有し、その長手方向は対
応した小間格子の回折方向と平行に設定される。図１２
において、黒半円および黒４分の１円はＣＤの反射スポ
ット、白抜き半円および白抜き４分の１円はＤＶＤの反
射スポットを示す。
【０１２１】ＣＤ読取時の信号検出は次のように行われ
る。受光領域Ｑ４，Ｑ６，Ｑ５，Ｑ７がフォーカス誤差
信号（ＦＥＳ）を検出し、受光領域Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６，
Ｑ５，Ｑ７，Ｑ９がＲＦ信号を検出し、受光領域Ｑ１，
Ｑ２，Ｑ３，Ｑ８，Ｑ９，Ｑ１０がトラック誤差信号を
検出する。
【０１２２】ＤＶＤ読取時の信号検出は次のように行わ
れる。受光領域Ｑ４，Ｑ６，Ｑ５，Ｑ７がフォーカス誤
差信号（ＦＥＳ）を検出し、受光領域Ｑ２，Ｑ４，Ｑ
６，Ｑ５，Ｑ７，Ｑ９がＲＦ信号を検出し、受光領域Ｑ
２，Ｑ９がトラック誤差信号を検出する。
【０１２３】次に本実施の形態のホログラムレーザ２１
０における光ディスクの信号読取動作について説明す
る。まず光ディスクとしてＤＶＤをセットした場合、第
１光源４１から波長６５０ｎｍのＤＶＤ読取光である光
Ｌ１が放射され、光Ｌ１は、第１ホログラム素子２０１
と第１波長分離素子２１１の偏光プリズム２１３とを透
過し、次いで第２ホログラム素子２０２と第２波長分離
素子２１２の波長選択フィルタ２１５とを透過し、さら
に波長板２０４を通過して４分の１波長の位相差を生じ
た後、光ピックアップの光学系を通過して、ＤＶＤの記
録面に集光される。なお前述のように光Ｌ１は、第１お
よび第２ホログラム素子２０１，２０２を通過するけれ
ども、第１および第２ホログラム素子２０１，２０２に
それぞれ形成されるホログラム５１，５２を通過するこ
となくＤＶＤ記録面に達する。
【０１２４】ＤＶＤ反射光は、記録ピットの有無に応じ
て強度が変化するとともに、再び光ピックアップの光学
系を通過し、再び波長板２０４を通過することによって
４分の１波長の位相差を生じ（合計２分の１波長の位相
差を生じ）て第２波長分離素子２１２に入射する。第２
波長分離素子２１２に入射した光Ｌ１は、波長６５０ｎ
ｍの光を透過する特性を有する波長選択フィルタ２１５
を透過し、再び第２ホログラム素子２０２のホログラム
５２が形成されていない部位を透過して第１波長分離素
子２１１に入射する。
【０１２５】第１波長分離素子２１１に入射した光Ｌ１
は、偏光プリズム２１３と反射ミラー２１４とによって
反射されて、第１ホログラム素子２０１に形成されてい
るホログラム５１に導かれる。光Ｌ１は、ホログラム５
１を通過することによって回折され、主として−１次回
折光、０次回折光および＋１次回折光が発生するけれど
も、前述したように＋１次回折光のみが受光素子４４に
受光されるように、ホログラム５１と受光素子４４との
配置が定められる。したがって、信号検出には、＋１次
回折光のみが用いられ、０次および−１次回折光は用い
られない。
【０１２６】一方、光ディスクとしてＣＤをセットした
場合、第２光源４２から波長７８０ｎｍのＣＤ読取光で
ある光Ｌ２が放射され、光Ｌ２は、第１ホログラム素子
２０１と第１波長分離素子２１１の偏光プリズム２１３
とを透過し、次いで第２ホログラム素子２０２と第２波
長分離素子２１２の波長選択フィルタ２１５とを透過
し、さらに波長板２０４を通過してＣＤの記録面に集光
される。このとき光Ｌ２は、第１および第２ホログラム
素子２０１，２０２を通過するけれども、第１および第
２ホログラム素子２０１，２０２にそれぞれ形成される
ホログラム５１，５２を通過することなくＣＤ記録面に
達する。
【０１２７】ＣＤ反射光は、記録ピットの有無に応じて
強度が変化するとともに、再び光ピックアップの光学系
と波長板２０４とを通過して第２波長分離素子２１２に
入射する。第２波長分離素子２１２に入射した光Ｌ２
は、波長７８０ｎｍの光を反射する特性を有する波長選
択フィルタ２１５と反射ミラー２１６とによって反射さ
れて、第２ホログラム素子２０２に形成されているホロ
グラム５２に導かれる。
【０１２８】光Ｌ２は、ホログラム５２を通過すること
によって回折され、主として−１次回折光、０次回折光
および＋１次回折光が発生するけれども、前述したよう
に−１次回折光のみが受光素子４４に受光されるよう
に、ホログラム５２と受光素子４４との配置が定められ
る。したがって、信号検出には、−１次回折光のみが用
いられ、０次および＋１次回折光は用いられない。
【０１２９】このように本実施の形態のホログラムレー
ザ２１０は、波長がそれぞれ異なる光Ｌ１および光Ｌ２
の光軸および／または光路を、個別に調整することが可
能であり、また光Ｌ１および光Ｌ２は、第１および第２
光源４１，４２から放射されて光ディスクに達するまで
の間にホログラム５１，５２を通過することがないの
で、実施の第２形態のホログラムレーザ２００と同様の
効果を得ることができる。
【０１３０】以上に述べたように、本発明の実施の第１
〜第３形態では、第１光源４１が波長６５０ｎｍの光Ｌ
１を放射する半導体レーザであり、第２光源４２が波長
７８０ｎｍの光Ｌ２を放射する半導体レーザであるけれ
ども、これに限定されることなく、第１光源４１と第２
光源４２とに用いられる光の波長が、短波長側と高波長
側とで入替えて用いられても良い。なおこのように入替
えて用いる場合には、それに応じて第１および第２ホロ
グラム素子２０１，２０２、また第１および第２波長分
離素子２１１，２１２の配置を入替えることは言うまで
もない。
【０１３１】また受光素子４４の受光領域毎に取出した
信号によって、フォーカス誤差信号、ＲＦ信号およびト
ラック誤差信号を検出しているけれども、これに限定さ
れることなく、予め定められた組合せの複数の受光領域
を内部結線し、内部結線された複数の受光領域から取出
した信号を用いて、フォーカス誤差信号、ＲＦ信号およ
びトラック誤差信号を検出しても良い。このことによっ
て受光素子からの出力端子を減少させることができるの
で、装置組立時における配線の簡素化を実現することが
できる。
【０１３２】
【発明の効果】以上詳説したように本発明によれば、第
１波長の光Ｌ１または第２波長の光Ｌ２を用いて、読取
波長が異なる複数種の光ディスクに対する読取りまたは
書込みが可能になる。
【０１３３】また、部品の共用や部品配置の工夫によっ
て、部品点数の削減、光ピックアップの小型化や薄型
化、製造コストの低減化が図られる。
【０１３４】また、受光素子における受光領域の配置や
形状の工夫によって、受光素子の簡素化や高速応答化が
図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施の一形態であるホログラムレ
ーザ１００の構成を簡略化して示す部分破断斜視図であ
る。
【図２】図１に示すホログラムレーザ１００の内部構成
を示す断面図である。
【図３】ホログラム５１，５２およびフォトダイオード
４４の光学的関係を示す説明図である。
【図４】本発明に係る光ピックアップの一実施形態を示
す構成図である。
【図５】本発明に係る光ピックアップの他の実施形態を
示す構成図である。
【図６】半導体レーザ素子４１，４２の配置例を示す断
面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態であるホログラムレ
ーザ２００の構成を簡略化して示す部分破断斜視図であ
る。
【図８】図７に示すホログラムレーザ２００の内部構成
を示す断面図である。
【図９】ホログラムレーザ２００におけるホログラム５
１，５２およびフォトダイオード４４の光学的関係を示
す説明図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態であるホログラム
レーザ２１０の構成を簡略化して示す部分破断斜視図で
ある。
【図１１】図１０に示すホログラムレーザ２１０の内部
構成を示す断面図である。
【図１２】ホログラムレーザ２１０におけるホログラム
５１，５２およびフォトダイオード４４の光学的関係を
示す説明図である
【図１３】従来の光ピックアップの一例を示す構成図で
ある。
【図１４】従来の光ピックアップの他の例を示す構成図
である。
【符号の説明】
３０ パッケージ ３２ キャップ ３３ ガラス窓 ４１，４２ 半導体レーザ素子 ４４ フォトダイオード ５０ ホログラム素子 ５１，５２ ホログラム ５３ 回折格子 ６０ 波長分離素子 ６１ 分離フィルタ ６２ 反射ミラー １００，２００，２１０ ホログラムレーザ １１０ コリメートレンズ １２０ 波長選択アパーチャ １３０ 立上げミラー １５０ 対物レンズ ２０１ 第１ホログラム素子 ２０２ 第２ホログラム素子 ２０３ 波長分離素子 ２０４ 波長板 ２１１ 第１波長分離素子 ２１２ 第２波長分離素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5D119 AA02 AA05 AA38 AA41 BA01 BB01 EC45 EC47 FA08 FA30 JA14 JA26 KA20

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１波長の光Ｌ１を光ディスクに向けて
    放射するための第１光源と、 第１波長と異なる第２波長の光Ｌ２を光ディスクに向け
    て放射するための第２光源と、 光ディスクで反射した光Ｌ１および光Ｌ２を分離するた
    めの波長分離素子と、 波長分離素子で分離された光Ｌ１を集光するための第１
    ホログラム素子と、 波長分離素子で分離された光Ｌ２を集光するための第２
    ホログラム素子と、 第１ホログラム素子で集光された光Ｌ１および第２ホロ
    グラム素子で集光された光Ｌ２を受光するための受光素
    子とを備え、 受光素子は、第１ホログラム素子の０次回折光の焦点位
    置と第２ホログラム素子の０次回折光の焦点位置との間
    に配置され、 第１光源、第２光源、波長分離素子、第１ホログラム素
    子、第２ホログラム素子は、単一部品に一体化されてい
    ることを特徴とするホログラムレーザ。
  2. 【請求項２】 第１ホログラム素子および第２ホログラ
    ム素子の回折方向は、第１ホログラム素子および第２ホ
    ログラム素子の配列方向と略平行であることを特徴とす
    る請求項１記載のホログラムレーザ。
  3. 【請求項３】 第１光源および第２光源の配列方向は、
    第１ホログラム素子および第２ホログラム素子の配列方
    向と略平行であることを特徴とする請求項１記載のホロ
    グラムレーザ。
  4. 【請求項４】 第１ホログラム素子および第２ホログラ
    ム素子の格子ピッチは互いに略等しいことを特徴とする
    請求項１記載のホログラムレーザ。
  5. 【請求項５】 第１ホログラム素子および第２ホログラ
    ム素子は、複数の領域に区分された複数の小間格子を有
    し、 同一ホログラム素子での小間格子の格子ピッチは互いに
    略等しいことを特徴とする請求項１または４記載のホロ
    グラムレーザ。
  6. 【請求項６】 受光素子は、光Ｌ１および光Ｌ２のうち
    長波長の光を集光するホログラム素子の０次回折光の焦
    点位置より短波長の光を集光するホログラム素子の０次
    回折光の焦点位置の近くに配置されることを特徴とする
    請求項１記載のホログラムレーザ。
  7. 【請求項７】 受光素子は、第１ホログラム素子および
    第２ホログラム素子の小間格子でそれぞれ回折した光を
    受光するための複数の受光領域を有し、 第１の受光領域は、ＣＤのＲＦ信号を含む回折光および
    ＤＶＤのＲＦ信号を含む回折光を検出し、 第２の受光領域は、ＣＤのＲＦ信号を含む回折光および
    ＤＶＤの位相差信号を含む回折光を検出することを特徴
    とする請求項５記載のホログラムレーザ。
  8. 【請求項８】 第２の受光領域は、各回折方向に沿った
    ２つの平行四辺形が交差した形状で、一方の平行四辺形
    の四隅のうちの１つが他方の平行四辺形の内部に含まれ
    る形状を有することを特徴とする請求項７記載のホログ
    ラムレーザ。
  9. 【請求項９】 複数の受光領域は、第１ホログラム素子
    および第２ホログラム素子の配列方向と垂直に配列され
    ることを特徴とする請求項７記載のホログラムレーザ。
  10. 【請求項１０】 第１波長の光Ｌ１を光ディスクに向け
    て放射するための第１光源と、 第１波長と異なる第２波長の光Ｌ２を光ディスクに向け
    て放射するための第２光源と、 光ディスクで反射した光Ｌ１および光Ｌ２を分離するた
    めの波長分離素子と、 波長分離素子で分離された光Ｌ１を集光するための第１
    ホログラム素子と、 波長分離素子で分離された光Ｌ２を集光するための第２
    ホログラム素子と、 第１ホログラム素子で集光された光Ｌ１および第２ホロ
    グラム素子で集光された光Ｌ２を受光するための受光素
    子とを備え、 第２ホログラム素子、第１ログラム素子および波長分離
    素子は、第１および第２光源から光ディスクに向って光
    Ｌ１および光Ｌ２が放射される方向にこの順序で配置さ
    れ、 第１または第２光源から光ディスクに向けて放射される
    光Ｌ１または光Ｌ２の光軸に対して垂直な１仮想平面に
    それぞれ投影される受光素子と、第１および第２ホログ
    ラム素子の０次回折光の焦点位置と、第１および第２光
    源とにおいて、前記１仮想平面上で受光素子は、第１お
    よび第２ホログラム素子の０次回折光の焦点位置と第１
    および第２光源との間に位置するように配置され、 第１光源、第２光源、波長分離素子、第１ホログラム素
    子、第２ホログラム素子は、単一部品に一体化されてい
    ることを特徴とするホログラムレーザ。
  11. 【請求項１１】 第１波長の光Ｌ１を光ディスクに向け
    て放射するための第１光源と、 第１波長と異なる第２波長の光Ｌ２を光ディスクに向け
    て放射するための第２光源と、 光ディスクで反射した光Ｌ１および光Ｌ２をそれぞれ分
    離するための第１および第２波長分離素子と、 第１波長分離素子で分離された光Ｌ１を集光するための
    第１ホログラム素子と、 第２波長分離素子で分離された光Ｌ２を集光するための
    第２ホログラム素子と、 第１ホログラム素子で集光された光Ｌ１および第２ホロ
    グラム素子で集光された光Ｌ２を受光するための受光素
    子とを備え、 第１ホログラム素子、第１波長分離素子、第２ホログラ
    ム素子および第２波長分離素子は、第１および第２光源
    から光ディスクに向って光Ｌ１および光Ｌ２が放射され
    る方向にこの順序で配置され、 受光素子は、第１ホログラム素子の０次回折光の焦点位
    置と第２ホログラム素子の０次回折光の焦点位置との間
    に配置され、 第１光源、第２光源、第１波長分離素子、第２波長分離
    素子、第１ホログラム素子、第２ホログラム素子は、単
    一部品に一体化されていることを特徴とするホログラム
    レーザ。
  12. 【請求項１２】 前記第１および第２ホログラム素子に
    それぞれ形成されるホログラムは、 前記光Ｌ１および前記光Ｌ２が第１および第２光源から
    光ディスクまでの間で形成する光路を外れて配置される
    ことを特徴とする請求項１０または１１記載のホログラ
    ムレーザ。
  13. 【請求項１３】 前記光Ｌ１および光Ｌ２は、それぞれ
    異なる波長を有し、 前記波長分離素子は、光Ｌ１および光Ｌ２のいずれをも
    波長分離することを特徴とする請求項１０記載のホログ
    ラムレーザ。
  14. 【請求項１４】 前記光Ｌ１および光Ｌ２は、それぞれ
    異なる波長を有し、 前記第１波長分離素子は光Ｌ１のみを波長分離し、第２
    波長分離素子は光Ｌ２のみを波長分離することを特徴と
    する請求項１１記載のホログラムレーザ。
  15. 【請求項１５】 前記第１ホログラム素子に形成される
    ホログラムと前記第２ホログラム素子に形成されるホロ
    グラムとは、 第１ホログラム素子に形成されるホログラムによって回
    折される光Ｌ１のプラス１次回折光が第２ホログラム素
    子に形成されるホログラムを通過しないように配置され
    ることを特徴とする請求項１０記載のホログラムレー
    ザ。
  16. 【請求項１６】 前記第１ホログラム素子に形成される
    ホログラムと前記第２ホログラム素子に形成されるホロ
    グラムとは、 光Ｌ２のすべてが第１ホログラム素子に形成されるホロ
    グラムを通過して第２ホログラム素子に形成されるホロ
    グラムに入射するように配置されることを特徴とする請
    求項１０記載のホログラムレーザ。
  17. 【請求項１７】 前記第１ホログラム素子に形成される
    ホログラムと前記第２ホログラム素子に形成されるホロ
    グラムとは、 第１ホログラム素子に形成されるホログラムを通過する
    光Ｌ２のすべてが第２ホログラム素子に形成されるホロ
    グラムを通過するように配置され、 前記第２ホログラム素子に形成されるホログラムと前記
    受光素子とは、 第２ホログラム素子に形成されるホログラムによって回
    折されるプラスおよびマイナス１次回折光のいずれもが
    受光素子に入射しないように配置されることを特徴とす
    る請求項１０記載のホログラムレーザ。
  18. 【請求項１８】 請求項１〜１７のいずれかに記載のホ
    ログラムレーザと、 ホログラムレーザから放射される光を光ディスクに導い
    て、光ディスクからの反射光をホログラムレーザに導く
    ための光学系とを備えることを特徴とする光ピックアッ
    プ。
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