JP2002342956A

JP2002342956A - 光ピックアップ装置及び光ディスクドライブ装置

Info

Publication number: JP2002342956A
Application number: JP2001149397A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Ouchida; 茂大内田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-05-18
Filing date: 2001-05-18
Publication date: 2002-11-29
Anticipated expiration: 2021-05-18
Also published as: JP4537616B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ＤＶＤ系とＣＤ系のどちらも独立に３ビームト
ラック検出を行うことができるようにすることに加え
て、再生速度の低下やフレアの発生を防ぎ、精度良く調
整ができて高速記録と再生が可能な光ピックアップ装置
を実現する。【解決手段】本発明は、波長の異なる複数の光源である
半導体レーザ１，２からの光束を光記録媒体９上の記録
面に照射し、記録面により反射された戻り光束を受光手
段１０により受光しつつ情報の書き込み、消去または再
生を行う光ピックアップ装置において、トラック検出の
ための３ビーム化グレーティング３，４を複数有し、そ
のうちの少なくとも1つは回折効率が入射光の偏光方向
に依存する偏光グレーティングであり、回転調整可能で
あることを特徴とする。すなわち、３ビーム生成用グレ
ーティング３，４の少なくとも1つを偏光グレーティン
グにすることにより、信号検出光量の低下やフレアの発
生を抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光ピックアップ装置
に関し、特に記録可能で且つ３ビーム化した構成の光ピ
ックアップ装置及びそれを用いた光ディスクドライブ装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光源からの光束を光記録媒体上の記録面
に照射し、前記記録面により反射された戻り光束を受光
手段により受光しつつ情報の書き込み、消去または再生
を行う光ピックアップ装置が知られており、コンパクト
ディスク（ＣＤ）系（ＣＤ、ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ）の
光ディスクドライブ装置や、デジタルバーサタイルディ
スク（ＤＶＤ）系（ＤＶＤ、Ｓ−ＤＶＤ等）の光ディス
クドライブ装置等の種々の光ディスクドライブ装置に応
用されている。

【０００３】従来、ＣＤ系やＤＶＤ系等の複数の種類の
光記録媒体に対して記録、消去または再生が可能な光ピ
ックアップ装置に関する技術としては以下のようなもの
が知られている。（１）“Development of 7.3mm Height DVD Optical Pi
ckup Using TWIN-LD”7th Microoptics Conference,Mak
uhari,Japan,July,14-16,1999．この従来技術では、ＤＶＤ系メディアを再生するための
波長λ１＝６５０ｎｍの半導体レーザ（ＬＤ）と、ＣＤ
系メディアを再生するための波長λ２＝７８０ｎｍのＬ
Ｄとをモノリシックに作製し、フォトダイオード（Ｐ
Ｄ）チップと共に１つのパッケージに納め、２波長を同
一光路でディスクに照射する照明光学系と、２波長を同
一のＰＤで受光する検出光学系とを備えた２波長対応光
ピックアップを実現している。また、発光点が違う２つ
のＬＤの光を同一のＰＤで受光するために、発光点間隔
ΔＬと、ＬＤとＰＤの間隔Ｌとの関係を、 ΔＬ＝（（λ２−λ１）／λ１）×Ｌとしている。具体的にはΔＬ＝０．２４ｍｍ、Ｌ＝１．
２ｍｍである。トラック信号検出方法としては、ＤＶＤ
系はＤＰＤ法（１ビーム法）、ＣＤ系は３ビーム法であ
る。そのため３ビーム生成用のグレーティング（ＧＴ）
は波長７８０ｎｍの光だけが回折光を生じて３ビームに
なるように格子の深さが設定されている。

【０００４】（２）“「赤色／赤外レーザと光検出器を
一体集積化したＤＶＤ用ＣＤ互換光ピックアップ」第４
７回応用物理学関係連合講演会２０００．３” この従来技術では、モノリシックなＬＤでは高出力化が
難しい上に歩留まりが悪いため、２つの個別のＬＤチッ
プを並べて実装している。２つのＬＤチップの間隔は
１．１ｍｍ離し、ＣＤ用ホログラムには波長６５０ｎｍ
の光は通らないようにして、ＣＤ用とＤＶＤ用とは別々
のホログラムを使って独立に調整するようにしている。
また、２つのＬＤチップの発光点が１ｍｍ離れているの
で、そのままでは対物レンズに斜めに光が入射してしま
うため、二つの光束の光軸を合せるためにOptical axis
compensating prismにより光を合成している。しかし
ながら、このOptical axis compensating prismは高価
で、サイズも大きいため、記録可能な光ピックアップ装
置では、コリメートレンズ（ＣＬ）の焦点距離が短いた
めＬＤとＣＬの間にこのプリズムを配置することはでき
ない。また、ここでもトラック信号検出方法としては、
ＤＶＤ系はＤＰＤ法（１ビーム法）、ＣＤ系は３ビーム
法である。そのため３ビーム生成用のグレーティングは
波長７８０ｎｍの光だけが回折光を生じるように、波長
７８０ｎｍの光の光路中だけに配置されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
な複数の異なる波長の光源を同一パッケージ内に有する
光ピックアップ装置において、ＤＶＤ系とＣＤ系のどち
らも３ビーム法でトラック検出を行う場合についての発
明である。従来方式では、トラック信号検出方法として
は、ＤＶＤ系はＤＰＤ法（１ビーム法）、ＣＤ系は３ビ
ーム法である。そのため３ビーム生成用のグレーティン
グ（ＧＴ）は、７８０ｎｍの光だけが回折光を生じて３
ビームになるように格子の深さを設定したり、７８０ｎ
ｍの光だけがグレーティングを通るように配置したりし
ていた。ところが、再生専用の光ピックアップ装置の場
合はこれでも良いが、ＤＶＤ系、ＣＤ系共に記録可能な
光ピックアップ装置の場合は、対物レンズシフトによる
軸ずれ等の影響等により正確に記録できなくなる等の理
由から、ＤＶＤ系とＣＤ系のどちらも３ビームでトラッ
ク検出を行うことが望ましい。また、将来、ＣＤのよう
にＤＶＤでも偏心の大きいメディアが出てきた場合は３
ビームでトラック検出を行なわないと読み出しエラーが
発生する可能性がある。

【０００６】ＤＶＤ系とＣＤ系のどちらも３ビームトラ
ック検出を行う場合についての従来の光ピックアップ装
置の構成例を図１０に示す。図１０において、符号２１
は波長６５０ｎｍの半導体レーザ（ＬＤ）、２２は波長
７８０ｎｍの半導体レーザ（ＬＤ）、２３は６５０ｎｍ
用グレーティング、２４は７８０ｎｍ用グレーティン
グ、２５は６５０ｎｍ用ホログラム、２６は７８０ｎｍ
用ホログラム、２７はコリメートレンズ、２８は対物レ
ンズ、２９は光記録媒体、３０は受光素子（ＰＤ）、３
１はホログラムユニットである。まずＤＶＤ系メディア
を記録及び再生する場合について説明する。波長６５０
ｎｍの半導体レーザ（ＬＤ）２１から出た光は、６５０
ｎｍ用グレーティング２３で３ビーム化されてコリメー
トレンズ２７で平行光になって対物レンズ２８で光記録
媒体２９の記録面上に集光される。光記録媒体２９の記
録面で反射した光は対物レンズ２８、コリメートレンズ
２７を経て６５０ｎｍ用ホログラム２５で回折されて受
光素子（ＰＤ）３０へと導かれる。一方、ＣＤを記録及
び再生する場合は、波長７８０ｎｍの半導体レーザ（Ｌ
Ｄ）２２が発光し、７８０ｎｍ用グレーティング２４で
３ビーム化されてコリメートレンズ２７で平行光になっ
て対物レンズ２８で光記録媒体２９の記録面上に集光さ
れる。光記録媒体２９の記録面で反射した光は対物レン
ズ２８、コリメートレンズ２７を経て７８０ｎｍ用ホロ
グラム２６で回折されて受光素子（ＰＤ）３０へと導か
れる。このような構成において、６５０ｎｍ用グレーテ
ィング２３は、波長６５０ｎｍの光だけを回折し波長７
８０ｎｍの光は回折させないことが望ましい。逆に、７
８０ｎｍ用グレーティング２４は、波長７８０ｎｍの光
だけを回折し波長６５０ｎｍの光は回折させないことが
望ましい。

【０００７】この光ピックアップ装置を組み付ける場
合、３ビームトラック検出のためにホログラムユニット
３１全体を回転させて３つのスポットが光記録媒体２９
の記録面の所定の位置に合うように回転調整しなければ
ならない。そして、ＤＶＤ系とＣＤ系のどちらも３ビー
ムトラック検出を行う場合については、図１１（ａ），
（ｂ）に示すように、どちらの場合についても同様の調
整をしなければならない。しかしながらホログラムユニ
ット３１はＬＤ２１，２２やＰＤ３０の部分とグレーテ
ィング２３，２４やホログラム２５，２６が接着されて
一体化されているので、ＤＶＤ系とＣＤ系の３ビームト
ラック検出のための回転調整は独立に行うことはできな
い。ＤＶＤかＣＤのどちらか一方について回転調整した
ら、もう一方については調整しなくても３つのスポット
が光記録媒体２９の記録面の所定の位置に合っていなけ
ればならない。そのためには６５０ｎｍ用グレーティン
グ２３と７８０ｎｍ用グレーティング２４の格子方向が
精度良く合っていなければいけない。つまり６５０ｎｍ
用グレーティング２３と７８０ｎｍ用グレーティング２
４を格子方向を所望の方向に合わせながら精度良く接着
しなければならない。しかしながら接着では調整時及び
接着剤硬化時のずれなどがあり、ばらつくことなく精度
を確保することが難しい。

【０００８】そこでＤＶＤ系とＣＤ系の３ビーム用グレ
ーティングの回転調整を独立に行うためには、図１２に
示す光ピックアップ装置の別の構成例のように、どちら
か一方の波長のグレーティング（図では６５０ｎｍ用グ
レーティング２３）はホログラムユニット３１とは一体
化されずに離れている必要がある。このようにすればＣ
Ｄ用３ビーム調整はホログラムユニット３１全体を回転
させ、ＤＶＤ用３ビーム調整は６５０ｎｍ用グレーティ
ング２３を回転させれば独立に調整することができる。
しかしながら、このような配置にすると、図１３に示す
ように、光記録媒体２９の記録面から戻ってきた光が６
５０ｎｍ用グレーティング２３を通った時にも回折によ
り３つのビームに分割されてしまうと言う新規な問題が
発生する。これにより受光素子３０に導かれる信号光量
が減り、再生速度が低下する上にフレアが発生して正確
な信号検出が困難になる。

【０００９】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、ＤＶＤ系とＣＤ系のどちらも独立に３ビームトラ
ック検出を行うことができるようにすることに加えて、
再生速度の低下やフレアの発生を防ぎ、精度良く調整が
できて高速記録と再生が可能な光ピックアップ装置、及
びその光ピックアップ装置を備えた光ディスクドライブ
装置を実現することを課題（目的）とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めの手段として、請求項１に係る発明は、波長の異なる
複数の光源である半導体レーザからの光束を光記録媒体
上の記録面に照射し、前記記録面により反射された戻り
光束を受光手段により受光しつつ情報の書き込み、消去
または再生を行う光ピックアップ装置において、トラッ
ク検出のための３ビーム化グレーティングを複数有し、
そのうちの少なくとも1つは回折効率が入射光の偏光方
向に依存する偏光グレーティングであり、回転調整可能
であることを特徴とするものである。すなわち、請求項
１記載の光ピックアップ装置は、光源から出射されて光
記録媒体に行く光が通ったときは回折光が生じ、光記録
媒体で反射されてきた光が通ったときは回折光が生じな
いようにするために、３ビーム生成用グレーティングは
回折効率が入射光の偏光方向に依存する偏光グレーティ
ングにする。これにより信号検出光量の低下やフレアの
発生を抑制できる。

【００１１】請求項２に係る発明は、請求項１記載の光
ピックアップ装置において、前記偏光グレーティングは
所定の波長以外の光は回折しないことを特徴とするもの
である。すなわち、請求項２記載の光ピックアップ装置
では、３ビーム生成用偏光グレーティングはＣＤ系もし
くはＤＶＤ系のどちらか一方の波長に対してだけ回折光
を生じるように溝の深さを最適化する。これにより偏光
グレーティングで回折させない光に対しても信号検出光
量の低下やフレアの発生を抑制できる。

【００１２】請求項３に係る発明は、請求項１または２
記載の光ピックアップ装置において、前記偏光グレーテ
ィングで回折される所定の波長は、複数光源の中で最も
波長の長い光であることを特徴とするものである。すな
わち、請求項３記載の光ピックアップ装置では、所望の
波長に対してだけ回折光が生じるように格子深さを最適
化する際に、偏光グレーティングの加工が容易になるよ
うに（溝深さが浅くても済むように）所望の波長は複数
光源の波長のうち最も波長の短い波長とする。これによ
り溝深さが浅くても済むので加工時間が短縮できる。

【００１３】請求項４に係る発明は、請求項１〜３の何
れか一つに記載の光ピックアップ装置において、前記偏
光グレーティングは複屈折性物質からなり、回折させる
光の偏光方向に対する屈折率の方が高い屈折率であるこ
とを特徴とするものである。すなわち、請求項４記載の
光ピックアップ装置では、偏光グレーティングは複屈折
物質に溝加工してその溝を等方性物質でオーバーコート
するものとする。このとき等方性物質は屈折率が低いほ
うが低コストにできるので、複屈折物質の屈折率ｎoと
ｎeのうち屈折率の低い方に合わせてオーバーコートす
るほうが望ましい。そのためには回折させたい光の偏光
方向に対する屈折率が例えばｎoとすると、ｎoの方がｎ
eよりも屈折率が高いような複屈折物質であれば良い。

【００１４】請求項５に係る発明は、請求項１〜４の何
れか一つに記載の光ピックアップ装置において、前記偏
光グレーティングは無機物質を斜め蒸着した膜上に形成
されていることを特徴とするものである。すなわち、請
求項５記載の光ピックアップ装置は、偏光グレーティン
グの複屈折物質材料として、無機物質を斜め蒸着により
形成した膜を用いることにより、低コスト化と薄型化を
実現させることができる。

【００１５】請求項６に係る発明は、請求項１〜４の何
れか一つに記載の光ピックアップ装置において、前記偏
光グレーティングは有機延伸膜により形成されているこ
とを特徴とするものである。すなわち、請求項６記載の
光ピックアップ装置は、偏光グレーティングの複屈折物
質材料として、有機物質を配向して形成した有機延伸膜
を用いることにより、低コスト化を実現させることがで
きる。

【００１６】請求項７に係る発明は、請求項１〜６の何
れか一つに記載の光ピックアップ装置において、前記偏
光グレーティングには複数波長に対して略１／４波長板
となる機能を有する素子が一体化されていることを特徴
とするものである。すなわち、請求項７記載の光ピック
アップ装置は、複数波長に対して略１／４波長板機能を
有する素子を偏光グレーティングと共に有することによ
り、複数波長に対して光利用効率を高くすることがで
き、ＤＶＤ、ＣＤともに高速記録と再生ができるように
したものである。

【００１７】請求項８に係る発明は、請求項７記載の光
ピックアップ装置において、略１／４波長板は位相差が
各波長に対して９０±１９°の範囲にあることを特徴と
するものである。すなわち、請求項８記載の光ピックア
ップ装置は、複数波長に対して略１／４波長板機能を有
する素子の位相差を理想状態の９０°から所定の範囲内
に抑えることにより、光利用効率の低下を抑えることが
できる。

【００１８】請求項９に係る発明は、光源からの光束を
光記録媒体上の記録面に照射し、前記記録面により反射
された戻り光束を受光手段により受光しつつ情報の書き
込み、消去または再生を行う光ピックアップ装置を備え
た光ディスクドライブ装置において、前記光ピックアッ
プ装置として、請求項１〜８の何れか一つに記載の光ピ
ックアップ装置を搭載したことを特徴とするものであ
る。すなわち、請求項９記載の光ディスクドライブ装置
は、光ピックアップ装置として、請求項１〜８の何れか
一つに記載の光ピックアップ装置を搭載したことによ
り、ＤＶＤ、ＣＤともに精度良くかつ高速に記録再生で
きようになる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照して詳細に説明する。

【００２０】（実施例１）まず、請求項１の実施例を説
明する。図１は本発明の一実施例を示す光ピックアップ
装置の概略構成図であり、符号１は波長６５０ｎｍの半
導体レーザ（ＬＤ）、２は波長７８０ｎｍの半導体レー
ザ（ＬＤ）、３は６５０ｎｍ用グレーティング（偏光グ
レーティング）、４は７８０ｎｍ用グレーティング、５
は６５０ｎｍ用偏光ホログラム、６は７８０ｎｍ用偏光
ホログラム、７はコリメートレンズ、８は対物レンズ、
９は光記録媒体、１０は受光素子（ＰＤ）、１１はホロ
グラムユニット、１２は２波長共通１／４波長板であ
る。

【００２１】この図１に示す光ピックアップ装置の構成
は、ＤＶＤ系とＣＤ系のどちらも３ビーム法でトラック
検出を行う場合についての構成例である。まず、ＤＶＤ
系メディアを記録及び再生する場合について説明する。
波長６５０ｎｍの半導体レーザ（ＬＤ）１から出た光は
６５０ｎｍ用グレーティング３で３ビーム化されてコリ
メートレンズ７で平行光になって対物レンズ８で光記録
媒体９の記録面上に集光される。光記録媒体９の記録面
上ではＤＰＰ法でトラック検出できるように、３つのス
ポットが所定の位置に集光するようにしなければならな
い。光記録媒体９の記録面で反射した光は対物レンズ
８、コリメートレンズ７を経て６５０ｎｍ用偏光ホログ
ラム５で回折されて受光素子（ＰＤ）１０へと導かれ
る。一方、ＣＤ系メディアを記録及び再生する場合は、
波長７８０ｎｍの半導体レーザ（ＬＤ）２が発光し、７
８０ｎｍ用グレーティング４で３ビーム化されてコリメ
ートレンズ７で平行光になって対物レンズ８で光記録媒
体９の記録面上に集光される。光記録媒体９の記録面上
では３ビーム法でトラック検出できるように、３つのス
ポットが所定の位置に集光するようにしなければならな
い。光記録媒体９の記録面で反射した光は対物レンズ
８、コリメートレンズ７を経て７８０ｎｍ用偏光ホログ
ラム６で回折されて受光素子（ＰＤ）１０へと導かれ
る。

【００２２】このような構成において、６５０ｎｍ用グ
レーティング３は６５０ｎｍ光だけを回折し７８０ｎｍ
光は回折させないことが望ましい。逆に、７８０ｎｍ用
グレーティング４は７８０ｎｍ光だけを回折し６５０ｎ
ｍ光は回折させないことが望ましい。このような光ピッ
クアップ装置を組み付ける場合、トラック調整はＣＤ系
では図２（ａ）に示すように、３ビームトラック検出の
ためにホログラムユニット１１全体を回転させて３つの
スポットが光記録媒体９の記録面の所定の位置に合うよ
うに回転調整する。一方、ＤＶＤ系の３ビームトラック
検出（ＤＰＰ法）のための調整は図２（ｂ）に示すよう
に、６５０ｎｍ用グレーティング３を回転させればＣＤ
系とは関係無く独立に調整することができる。

【００２３】しかしながら、このような配置にすると、
図３（ａ）に示すように、光記録媒体９の記録面から戻
ってきた光が６５０ｎｍ用グレーティング３を通った時
にも回折光が生じて３つのビームに分割されてしまう。
信号光が３つに分割されてしまうと信号検出光量は減り
再生速度が低下する上に、フレアが発生して正確な信号
検出が困難なる。また、受光素子（ＰＤ）１０を３倍に
すれば全光量を受光することはできるが、ＰＤ面積が大
きくなりコストアップになるうえ、回路系が複雑にな
る。

【００２４】したがって、本発明では、ＤＶＤ系とＣＤ
系のどちらも独立に３ビーム法でトラック検出を行うこ
とができるようにすることに加えて、再生速度の低下や
フレアの発生を防ぐために、６５０ｎｍ用グレーティン
グ３を偏光グレーティングとする。偏光グレーティング
であれば、図３（ｂ）に示すように、光源１から出て光
記録媒体９に向かう光に対しては回折光が生じて３ビー
ム化され、光記録媒体９で反射して受光素子に向かう光
に対しては回折光が生じないようにすることができる。

【００２５】尚、以上の説明では６５０ｎｍ用グレーテ
ィング３を偏光グレーティングとして説明したが、６５
０ｎｍ用グレーティング３と７８０ｎｍ用グレーティン
グ４の場所を入れ替えて７８０ｎｍ用グレーティングを
偏光グレーティングとしても同様の効果が得られる。

【００２６】（実施例２）次に請求項２の実施例を説明
する。請求項１では６５０ｎｍ用グレーティング３を偏
光グレーティングとして、光記録媒体９で反射した６５
０ｎｍ光が受光素子１０に向かう時に回折光が生じない
ようにすることにより、信号検出光量が減ることを抑え
たが、本発明のような２つのＬＤ１，２の発光点が近接
している光ピックアップ装置では、６５０ｎｍ用偏光グ
レーティング３には６５０ｎｍ光も通るが７８０ｎｍ光
も通る。すなわち、６５０ｎｍ用偏光グレーティング３
は６５０ｎｍ光を回折させて３ビーム化すると同時に７
８０ｎｍ光が通った時は７８０ｎｍ光も回折させて３ビ
ーム化させてしまう。理想的には６５０ｎｍ用偏光グレ
ーティング３では６５０ｎｍ光が１０％前後回折され、
７８０ｎｍ光が回折されないことが望ましい。

【００２７】ここで、偏光グレーティングの回折効率と
格子深さの関係を図４に示す。７８０ｎｍ光が回折され
ないで（回折効率０％）、６５０ｎｍ光が１０％前後回
折されるためには、格子深さを８．３〜８．８μｍ程度
（図４のＡの部分）にすれば良いことが解る。この深さ
は偏光グレーティングの材料となる複屈折物質の屈折率
差によって多少変わるが、格子深さを深くすれば所望の
波長だけを回折させ、所望でない光は回折させないよう
にすることができることが解る。したがって、偏光グレ
ーティングの格子深さを最適化することにより不要な回
折光の発生を抑えて、フレアの少ない良好な信号を得る
ことができる。

【００２８】（実施例３）次に請求項３の実施例を説明
する。図４では６５０ｎｍ用偏光グレーティング３の最
適な格子深さを８．３〜８．８μｍ程度としたが、逆に
７８０ｎｍ用偏光グレーティングの最適な格子深さは、
図４より７．１〜７．６μｍ（図４のＢの部分）である
ことが解る。つまり６５０ｎｍ用偏光グレーティング３
を７８０ｎｍ用偏光グレーティングにして、７８０ｎｍ
用グレーティング４を６５０ｎｍ用グレーティングとし
た構成にすれば偏光ホログラムの最適な格子深さは７．
１〜７．６μｍであるということになる。これは波長の
短い光の方が格子深さが浅くても回折効率が０になる領
域が現れるからである。したがって、複数の異なる波長
のＬＤを光源として有する光ピックアップ装置では、偏
光グレーティングは波長の長い方の光を回折させ、波長
の短い光を透過させるようにすれば格子深さは浅いもの
で良くなるので、偏光グレーティングの加工時間の短縮
により量産性が向上する。

【００２９】（実施例４）次に請求項４の実施例を説明
する。ここでは偏光グレーティングの構造について説明
する。偏光グレーティングは、例えば図５に示すよう
に、常光と異常光とで屈折率が異なる複屈折物質を格子
状に加工し、それを等方性物質でオーバーコートした構
造となっている。複屈折物質の常光での屈折率をｎo、
異常光での屈折率をｎe、等方性物質の屈折率をｎoとす
ると、光源からの光（Ｐ偏光）が入射すると回折光が生
じ、光記録媒体から戻ってきたＳ偏光に対しては回折光
は生じない。このような構成の場合、複屈折物質の常光
での屈折率ｎoと同じ屈折率の等方性物質のオーバーコ
ート剤で表面をコートするのだが、オーバーコート剤に
は屈折率がｎoであるだけでなく、光透過性が高いこ
と、格子溝に隙間無く充填されること、また、その充填
が容易なこと、安価なこと、等の条件が求められる。

【００３０】一般にこのような条件を満たすオーバーコ
ート剤としては紫外線硬化樹脂がある。しかしながら、
紫外線硬化樹脂は高分子化合物であるため、現状ではそ
れほど高い屈折率のものは無く、精々ｎ＝１．７以下の
ものしかない。したがって、等方性物質の屈折率ｎoは
それほど大きな値にはできないので、複屈折物質の常光
での屈折率ｎoと異常光での屈折率ｎeとでは、ｎoの方
が小さい値であることが望ましい。以上のことから偏光
グレーティングの材料である複屈折物質は、常光での屈
折率ｎoと異常光での屈折率ｎeの間で、回折させたい光
の偏光方向に対する屈折率の方が大きいことが望ましい
と言える。

【００３１】（実施例５）次に請求項５の実施例を説明
する。ここでは偏光グレーティングを形成する複屈折物
質について説明する。現在はＬｉＮｂＯ_３のような結晶
材料がよく用いられているがコストが高く、より低コス
ト化が望まれている。そこで、低コストな複屈折膜とし
て、誘電体材料を真空蒸着で成膜する際に、図６に示す
ように蒸発源１３に対して基板１４を斜めに傾けて配置
させる、いわゆる斜め蒸着膜と言うものがある（「位相
差膜」豊田中研、多賀氏、表面技術Vol.46,No7,199
5）。

【００３２】より具体的には、蒸発源としてＴａ
_２Ｏ_５、ＳｉＯ_２などの誘電体材料を用い、基板を斜め
にして蒸着すると、複屈折Δｎ（＝ｎo−ｎe）が０．０
８程度の膜を作ることができる。これは、ＬｉＮｂＯ_３
結晶が有する複屈折Δｎと同等で、かつ真空蒸着法と言
う簡便な方法で大面積に作れるので低コスト化を図るこ
とができる。加えて蒸着膜なので非常に薄く（１０μｍ
以下、ＬｉＮｂＯ_３結晶の厚さは凡そ５００〜１０００
μｍ位）、発散光路中に置いても収差の発生量は非常に
小さく抑えられる。尚、斜め蒸着膜は位相差膜なので１
／４波長板として使うこともできる。

【００３３】（実施例６）次に請求項６の実施例を説明
する。複屈折膜を容易に得る別の方法として、有機の高
配向膜を用いる方法がある。一例として、ガラスなどの
透明基板上にＳｉＯなどを斜め蒸着したり、あるいはポ
リエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの有機膜を布
で擦ってラビング処理した配向膜上にポリジアセチレン
モノマーを真空蒸着して配向させ、このあと紫外線を照
射してポリマー化して異方性膜を作る方法である（J.Ap
pl.Phys. ,vol.72,No.3,P.938,1992）。この方法によ
り、有機材料の複屈折膜を安価に生産することができ
る。

【００３４】また、複屈折膜を得る別の加工法として、
図７に示すように、スピンコートなどにより作製したポ
リイミドやポリカーボネートの有機フィルムを延伸によ
り分子鎖を一軸方向に配向させ、面内複屈折を発生させ
る方法もある。延伸の時の温度や加える力により複屈折
Δｎは変えることができ、安価で量産可能な方法である
（「ポリイミド光波長板の開発とその特性」ＮＴＴ、澤
田等、信学技報１９９４−０８）。

【００３５】このようにして得られた複屈折膜にエッチ
ング等により凹凸を形成し、その表面を等方性の屈折率
の物質で埋めて平坦化することにより、低コストで高効
率な偏光グレーティングが形成される。また、請求項５
と同様、偏光グレーティングだけではなく１／４波長板
にも有機膜を使うことができる。

【００３６】（実施例７）次に請求項７の実施例を説明
する。請求項１〜６に示した偏光グレーティングを用い
た光ピックアップ装置において、光利用効率を高くする
ためには１／４波長板が不可欠である。ここでは２つの
波長を用いているので理想的には２つの波長のどちらに
対しても１／４波長（９０°）の位相差を出せる波長板
が望ましいが、そのような波長板は今のところ存在して
いない。そのためどちらの波長に対しても程々９０°に
近い位相差が生じるようにし、９０°からずれた分は信
号光量の低下という形で許容することにより対処するよ
うになる（このような２波長に対してほぼ９０°程度の
位相差を生じる素子をここでは２波長共通１／４波長板
１２と呼ぶこととする）。

【００３７】２波長共通１／４波長板１２は偏光グレー
ティングや偏光ホログラムと光記録媒体の間に配置され
ることになるが、図８に示す光ピックアップ装置の別の
実施例のように、偏光グレーティング３と一体化して配
置すると、図１の実施例のように偏光グレーティングと
は別に配置する場合よりも小型化が図れ、調整を簡素化
させることができる。この２波長共通１／４波長板１２
も１／４波長板の一種なので、実施例５，６（請求項
５，６の実施例）で述べたように、無機の斜め蒸着膜や
有機の延伸膜を材料としても良い。従来は１／４波長板
には水晶板が用いられていたが、水晶では厚さが１ｍｍ
位になり厚いため、発散光路中に配置すると収差が発生
してしまう。これに対して無機の斜め蒸着膜や有機の延
伸膜は厚さが薄い（数十μｍ以内）ので、発散光路中に
配置しても収差の発生量は小さく抑えられるため、図８
の実施例のように発散光路中に配置しても収差の発生は
小さい。

【００３８】（実施例８）次に請求項８の実施例を説明
する。実施例７（請求項７の実施例）で位相差が９０°
からずれた分は信号光量の低下となって現れると述べた
が、具体的にはどの程度の低下になるかを図９（ａ），
（ｂ）に示す。信号光量（信号強度）の低下は受光素子
１０へ戻ってくる光量が低下することなので再生速度が
低下することになる。仮に信号光量の低下を１０％許容
するとすれば、６６０nm光に対して位相差は１０９°、
７８０ｎｍ光に対しては位相差は７１°となる。従って
９０°から±１９°の位相ずれが許容されることにな
る。

【００３９】（実施例９）次に請求項９の実施例を説明
する。本実施例では、光源からの光束を光記録媒体上の
記録面に照射し、前記記録面により反射された戻り光束
を受光手段により受光しつつ情報の書き込み、消去また
は再生を行う光ピックアップ装置を備えた光ディスクド
ライブ装置において、前記光ピックアップ装置として、
実施例１〜８（請求項１〜８の実施例）の何れか一つに
記載の光ピックアップ装置を搭載したことを特徴とする
ものである。

【００４０】実施例１〜８に示した光ピックアップ装置
は、波長の異なる２つのＬＤ光源１，２と受光素子１０
が１つのパッケージに入っているので光ピックアップ装
置の小型化が図れる。したがって、光ディスクドライブ
装置の光ピックアップ装置として、実施例１〜８の何れ
か一つに示した光ピックアップ装置を搭載することによ
り、光ディスクドライブ装置の小型化も実現できる。し
かもＤＶＤ系とＣＤ系のどちらも３ビーム法でトラック
検出できるので、光軸ずれに対して安定で、ＤＶＤ系と
ＣＤ系のどちらも信頼性の高い記録再生特性を得ること
ができる。また、図１に示したように、信号検出用に偏
光ホログラム５，６を使うことにより光利用効率を高め
ることができ、ＬＤの駆動電流を低く抑えることができ
る。

【００４１】以上のような小型、高信頼性、省電力な光
ピックアップ装置は、近年普及が著しいノートパソコン
に搭載される光ディスクドライブ装置や、携帯型の外付
け光ディスクドライブ装置などのように、持ち運んだり
電池などの限られた電力でより長時間使用したいような
場合に用いるのに適している。

【００４２】尚、光ディスクドライブ装置の図示は省略
するが、光ディスクドライブ装置は、光記録媒体である
ＣＤ系やＤＶＤ系の光ディスクを保持しモータにより回
転駆動するディスク駆動部と、実施例１〜８の何れか一
つに記載の光ピックアップ装置と、その光ピックアップ
装置の対物レンズをフォーカス方向、トラック方向に駆
動する対物レンズ・アクチュエータ駆動部と、光ピック
アップ装置を支持し光ディスクの記録面に沿って移動す
る支持・移動機構部と、光ピックアップ装置の受光素子
の出力信号を検出しフォーカス誤差信号、トラック誤差
信号、情報信号を検出する信号検出回路と、その信号検
出回路からのフォーカス誤差信号やトラック誤差信号も
しくは操作部からの入力情報に基づいてディスク駆動部
や光ピックアップ装置の対物レンズ・アクチュエータ駆
動部及び光ピックアップ装置の支持・移動機構部等を制
御する制御回路と、外部機器との接続に用いる入・出力
回路と、各種の設定を行う操作部などから構成されてい
る。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
波長の異なる２つの半導体レーザ（ＬＤ）チップと受光
素子（ＰＤ）を１つのパッケージ内に実装した光ピック
アップ装置においても、光利用効率を損なうことなくＤ
ＶＤ系、ＣＤ系ともに３ビームでトラック検出できるよ
うになる。これにより１ビームでトラック検出する場合
よりも安定で信頼性の高い制御ができ、記録再生特性が
向上する。また、本発明は３ビーム生成用偏光グレーテ
ィングを取り外せば、従来どおりＤＶＤは１ビームで、
ＣＤは３ビームでトラッキングすることになるので、Ｄ
ＶＤ、ＣＤともに再生機能だけの光ピックアップ装置に
はその構成で対応できる。すなわち、３ビーム生成用偏
光グレーティングを付ければＤＶＤ、ＣＤともに記録再
生機能、外せばＤＶＤ、ＣＤともに再生機能というよう
に、光ピックアップ装置の他の部分をほとんど変えるこ
となく、多用途な光ピックアップ装置として対応できる
ので多品種生産に適した構成である。

【００４４】さらに本発明の効果についてより詳しく述
べると、請求項１記載の光ピックアップ装置では、３ビ
ーム生成用グレーティングとして偏光グレーティングを
使うことにより、光利用効率を損なうことなくフレアの
発生を抑えてＤＶＤ、ＣＤともに３ビームでトラック検
出できるようになる。また、ＤＶＤ、ＣＤともに独立に
トラック誤差信号（Ｔｒ信号）を調整できるのでオフセ
ットの小さい信頼性の高いＴｒ信号を得ることができ
る。

【００４５】請求項２記載の光ピックアップ装置では、
請求項１の効果に加えて、偏光グレーティングの格子深
さを最適化することにより、所望の波長に対してのみ回
折光を生じてそれ以外の波長に対しては回折光を生じな
いので、全ての光源波長に対して光利用効率を損なうこ
となく、フレアの発生を抑えてＤＶＤ、ＣＤともに３ビ
ームでトラック検出できるようになる。

【００４６】請求項３記載の光ピックアップ装置では、
請求項１または２の効果に加えて、偏光グレーティング
は複数光源のうち波長の長い方の光を回折させ、波長の
短い光を透過するように設定することにより、格子深さ
は浅いもので良くなるのでグレーティングの加工時間の
短縮により量産性が向上する。

【００４７】請求項４記載の光ピックアップ装置では、
請求項１〜３の何れか一つの効果に加えて、偏光グレー
ティングの材料である複屈折物質の常光での屈折率ｎo
と異常光での屈折率ｎeの間で、回折させたい光の偏光
方向に対する屈折率の方が大きくなるようにすることに
より、オーバーコート剤の屈折率を小さくすることがで
き、材料選定の自由度が大きくなり低コスト化を図るこ
とができる。

【００４８】請求項５記載の光ピックアップ装置では、
請求項１〜４の何れか一つの効果に加えて、偏光グレー
ティングの材料として無機物質を斜め蒸着により形成し
た膜を用いることにより、低コスト化と薄型化を実現で
きる。また、膜が薄いので発散光路中にも配置できるの
で、偏光グレーティングを発散光路中に配置することが
できる。

【００４９】請求項６記載の光ピックアップ装置では、
請求項１〜４の何れか一つの効果に加えて、偏光グレー
ティングの材料として有機物質を配向して形成した有機
延伸膜を用いることにより、低コスト化を実現できる。
また、有機延伸膜は大面積に作ることに適しており、量
産性に富んでいる。

【００５０】請求項７記載の光ピックアップ装置では、
請求項１〜６の何れか一つの効果に加えて、複数波長に
対して略１／４波長板機能を有する素子を偏光グレーテ
ィングと一体化することにより、部品点数を削減でき、
組付け調整箇所も減らすことが可能になる。また、略１
／４波長板機能を有する素子は請求項５、請求項６に記
載したような蒸着膜や有機膜でも実現できるので偏光グ
レーティングの基板に蒸着したり接着したりできるので
一体化が容易である。

【００５１】請求項８記載の光ピックアップ装置では、
請求項７の効果に加えて、複数波長に対して略１／４波
長板の位相差を、理想状態の９０°から±１９°以内に
抑えることにより、ＰＤに導かれる光の効率の低下を１
０％以下に抑えることができる。

【００５２】請求項９記載の光ディスクドライブ装置で
は、請求項１〜８の何れか一つに記載の光ピックアップ
装置を搭載することにより、ＤＶＤとＣＤのどちらも３
ビームでトラック検出できるので、光軸ずれに対して安
定で、信頼性の高い記録再生特性を得ることができると
共に、小型化と省エネ効果があり、光ディスクドライブ
装置の携帯性や長時間再生機能が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す光ピックアップ装置の
概略構成図である。

【図２】図１に示す光ピックアップ装置のトラック調整
方法の説明図である。

【図３】図１に示す光ピックアップ装置の６５０ｎｍ用
グレーティングが、（ａ）偏光グレーティングでない場
合と、（ｂ）偏光グレーティングの場合の、光源側から
の光による回折光と、光記録媒体からの反射光による回
折光を示す図である。

【図４】偏光グレーティングの格子深さと回折効率の関
係を示す図である。

【図５】偏光グレーティングの構造例を示す図である。

【図６】斜め蒸着法の説明図である。

【図７】有機延伸膜の説明図である。

【図８】本発明の別の実施例を示す光ピックアップ装置
の概略構成図である。

【図９】本発明に係る光ピックアップ装置における位相
差と信号強度の関係を示す図である。

【図１０】従来の光ピックアップ装置の一例を示す概略
構成図である。

【図１１】図１０に示す光ピックアップ装置のトラック
調整方法の説明図である。

【図１２】従来の光ピックアップ装置の別の例を示す概
略構成図である。

【図１３】図１２に示す光ピックアップ装置の問題点の
説明図である。

【符号の説明】

１波長６５０ｎｍの半導体レーザ（ＬＤ）２波長７８０ｎｍの半導体レーザ（ＬＤ）３６５０ｎｍ用グレーティング（偏光グレーティ
ング）４７８０ｎｍ用グレーティング５６５０ｎｍ用偏光ホログラム６７８０ｎｍ用偏光ホログラム７コリメートレンズ８対物レンズ９光記録媒体１０受光素子（ＰＤ）１１ホログラムユニット１２２波長共通１／４波長板１３蒸発源１４基板

フロントページの続きＦターム(参考） 5D118 AA02 AA06 AA26 BA01 CA13 CD03 CF16 CG04 CG24 CG33 CG44 5D119 AA02 AA10 AA20 AA41 BA01 BB01 DA05 EA02 EB14 EC32 EC41 EC47 FA05 FA08 HA65 JA22 JA25 JA32 NA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】波長の異なる複数の光源である半導体レー
ザからの光束を光記録媒体上の記録面に照射し、前記記
録面により反射された戻り光束を受光手段により受光し
つつ情報の書き込み、消去または再生を行う光ピックア
ップ装置において、トラック検出のための３ビーム化グレーティングを複数
有し、そのうちの少なくとも1つは回折効率が入射光の
偏光方向に依存する偏光グレーティングであり、回転調
整可能であることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】請求項１記載の光ピックアップ装置におい
て、前記偏光グレーティングは所定の波長以外の光は回折し
ないことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３】請求項１または２記載の光ピックアップ装
置において、前記偏光グレーティングで回折される所定の波長は、複
数光源の中で最も波長の長い光であることを特徴とする
光ピックアップ装置。
【請求項４】請求項１〜３の何れか一つに記載の光ピッ
クアップ装置において、前記偏光グレーティングは複屈折性物質からなり、回折
させる光の偏光方向に対する屈折率の方が高い屈折率で
あることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項５】請求項１〜４の何れか一つに記載の光ピッ
クアップ装置において、前記偏光グレーティングは無機物質を斜め蒸着した膜上
に形成されていることを特徴とする光ピックアップ装
置。
【請求項６】請求項１〜４の何れか一つに記載の光ピッ
クアップ装置において、前記偏光グレーティングは有機延伸膜により形成されて
いることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項７】請求項１〜６の何れか一つに記載の光ピッ
クアップ装置において、前記偏光グレーティングには複数波長に対して略１／４
波長板となる機能を有する素子が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。
【請求項８】請求項７記載の光ピックアップ装置におい
て、略１／４波長板は位相差が各波長に対して９０±１９°
の範囲にあることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項９】光源からの光束を光記録媒体上の記録面に
照射し、前記記録面により反射された戻り光束を受光手
段により受光しつつ情報の書き込み、消去または再生を
行う光ピックアップ装置を備えた光ディスクドライブ装
置において、前記光ピックアップ装置として、請求項１〜８の何れか
一つに記載の光ピックアップ装置を搭載したことを特徴
とする光ディスクドライブ装置。