JP2003272212A

JP2003272212A - Ｎ波長受光素子

Info

Publication number: JP2003272212A
Application number: JP2002106252A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Negoro; 健一根来
Original assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Current assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Priority date: 2002-01-11
Filing date: 2002-04-09
Publication date: 2003-09-26

Abstract

(57)【要約】【課題】結像位置のズレを補正出来るＮ波長受光素子
を提供すること。【解決手段】波長６５０ｎｍの第１のレーザ光と波長
７８５ｎｍの第２のレーザ光を受光できる２波長受光素
子（４００）は、第１のレーザ光を受光するための第１
の受光面を有する第１の受光チップ（４０２）と、第２
のレーザ光を受光するための第２の受光面を有する第２
の受光チップ（４０４）とを有する。第１および第２の
受光チップは、光軸方向（ＯＡ）において互いに所定の
結像位置ズレ（ΔＺ）分だけ離れた状態で、第１および
第２の結像位置に離間して配置されている。第１および
第２の受光チップは樹脂パッケージ（４０６）に内蔵さ
れており、樹脂パッケージの前面にホログラム素子（４
０８）が形成されている。このホログラム素子は、第１
および第２のレーザ光をそれぞれ第１および第２の受光
面へ導く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク装置に
内蔵される光学ピックアップに用いられるＮ（Ｎは２以
上の整数）波長受光素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、光学ピックアップは、光
源である半導体レーザから出射されたレーザ光を対物レ
ンズによって光ディスクの信号記録面に集光し、その信
号記録面からの戻り光を光検出手段である光検出器で検
出する装置である。

【０００３】近年、光ディスクの大容量化への要求が強
く、それに伴ない光源である半導体レーザの短波長化が
進められている。具体的には、光ピックアップに用いら
れる半導体レーザは、従来の赤外レーザ（波長７８５ｎ
ｍ）から赤色レーザ（波長６５０ｎｍ）へ、さらに青色
レーザ（波長４０５ｎｍ）へと短波長化が図られてい
る。

【０００４】しかし、従来の光ディスクの中には波長依
存性の大きい光ディスクもあるので、短波長光源では従
来の光ディスクに対してデータの再生や記録を行うこと
ができない。それゆえに、短波長光源とそれ以外の光源
とが必要になる。

【０００５】具体的には、記録型ＤＶＤ（ＤＶＤ−Ｒ／
ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ）と記録型Ｃ
Ｄ（ＣＤ−Ｒ／ＲＷ）との互換性を保つには、ＤＶＤ用
の波長６５０ｎｍの光源とＣＤ用の波長７８５ｎｍの光
源との二つの光源が必要になる。また、記録型次世代Ｄ
ＶＤ（ＤＶＲ−Ｂｌｕｅなど）と記録型ＤＶＤと記録型
ＣＤとの互換性を保つには、次世代ＤＶＤ用の４０５ｎ
ｍの光源とＤＶＤ用の波長６５０ｎｍの光源とＣＤ用の
波長７８５ｎｍの光源との三つの光源が必要になる。

【０００６】一方、光ディスクには保護層（基板）の厚
さが異なるものが存在する。例えば、ＣＤの保護層（基
板）の厚さは１．２ｍｍであるのに対して、ＤＶＤの保
護層（基板）の厚さは０．６ｍｍである。このような異
なる基板厚（保護層厚）を持つ光ディスクに起因する波
面収差の悪化を抑制する方法として、従来、次に述べる
ような２つの方法が知られている。

【０００７】第１の方法（以下「方法Ａ」とも呼ぶ。）
は、特開２０００−８１５６６号公報に開示されている
ような、回折レンズを用いる方法である。第２の方法
（以下「方法Ｂ」と呼ぶ。）は、光ディスクの種類に応
じて対物レンズに平行光または発散光を（具体的には、
ＤＶＤでは対物レンズに平行光を、ＣＤでは対物レンズ
に発散光を）入射させる方法である。

【０００８】図１に方法Ａを用いた光ピックアップの例
を示す。図１において、（Ａ）はＤＶＤ記録再生時の光
学系を示し、（Ｂ）はＣＤ記録再生時の光学系を示す。

【０００９】図示の光ピックアップ１００は、ＣＡＮタ
イプの６５０ｎｍ光源１０２と、ＤＶＤコリメートレン
ズ１０４と、回折格子１０６と、ビーム整形プリズム＋
偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１０８と、ダイクロイ
ックプリズム１１０と、１／４波長板（ＱＷＰ）１１２
と、立ち上げミラー１１４と、回折レンズ１１６と、Ｄ
ＶＤ集光レンズ１１８と、シリンドリカルレンズ１２０
と、受光素子１２２と、ホログラムタイプの７８５ｎｍ
光源１２４と、ＣＤコリメートレンズ１２６とを備えて
いる。

【００１０】最初に、図１（Ａ）を参照して、光ディス
クとしてＤＶＤdiscを記録再生する時の動作について説
明する。

【００１１】６５０ｎｍ光源１０２から出射された波長
６５０ｎｍの１本の第１のレーザ光は、ＤＶＤコリメー
トレンズ１０４で平行光にされた後、回折格子１０６で
３本のレーザ光に分離され、ビーム整形プリズム＋ＰＢ
Ｓ１０８、ダイクロイックプリズム１１０、ＱＷＰ１１
２を通過し、立ち上げミラー１１４の反射面で反射され
ることにより直角に折り曲げられ、回折レンズ１１６を
介して光ディスクＤＶＤdiscの信号記録面へ集光（照
射）される。

【００１２】光ディスクＤＶＤdiscの信号記録面からの
反射光（戻り光）は、回折レンズ１１６を通過し、立ち
上げミラー１１４の反射面で反射されることにより直角
に折り曲げられ、ＱＷＰ１１２およびダイクロイックプ
リズム１１０を通過し、ビーム整形プリズム＋ＰＢＳ１
０８で反射され、ＤＶＤ集光レンズ１１８およびシリン
ドリカルレンズ１２０を通して受光素子１２２で受光さ
れる。

【００１３】次に、図１（Ｂ）を参照して、光ディスク
としてＣＤdiscを記録再生する時の動作について説明す
る。

【００１４】７８５ｎｍ光源１２４から出射された波長
７８５ｎｍの第２のレーザ光は、ＣＤコリメータレンズ
１２６で平行光にされた後、ダイクロイックプリズム１
１０で反射され、ＱＷＰ１１２を通過し、立ち上げミラ
ー１１４の反射面で反射されることにより直角に折り曲
げられ、回折レンズ１１６を介して光ディスクＣＤdisc
の信号記録面へ集光（照射）される。

【００１５】光ディスクＣＤdiscの信号記録面からの反
射光（戻り光）は、回折レンズ１１６を通過し、立ち上
げミラー１１４の反射面で反射されることにより直角に
折り曲げられ、ＱＷＰ１１２を通過した後、ダイクロイ
ックプリズム１１０で反射され、ＣＤコリメータ１２６
を通して７８５ｎｍ光源１２４で受光される。

【００１６】このように、方法Ａを用いた光ピックアッ
プでは、対物レンズとして回折レンズ１１６を用い、光
ディスクがＤＶＤdiscの場合も、ＣＤdiscの場合も対物
レンズ（回折レンズ）１１６には平行光が入射する。

【００１７】図２に方法Ｂを用いた光ピックアップの例
を示す。図２において、（Ａ）はＤＶＤ記録再生時の光
学系を示し、（Ｂ）はＣＤ記録再生時の光学系を示す。

【００１８】図示の光ピックアップ２００は、ＣＡＮタ
イプの６５０ｎｍ光源２０２と、ＤＶＤコリメートレン
ズ２０４と、回折格子２０６と、ビーム整形プリズム＋
偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）２０８と、ダイクロイ
ックプリズム２１０と、１／４波長板（ＱＷＰ）２１２
と、立ち上げミラー２１４と、開口制限板２１５と、対
物レンズ２１６と、ＤＶＤ集光レンズ２１８と、シリン
ドリカルレンズ２２０と、受光素子２２２と、ホログラ
ムタイプの７８５ｎｍ光源２２４と、ＣＤコリメートレ
ンズ２２６とを備えている。

【００１９】最初に、図２（Ａ）を参照して、光ディス
クとしてＤＶＤdiscを記録再生する時の動作について説
明する。

【００２０】６５０ｎｍ光源２０２から出射された波長
６５０ｎｍの１本の第１のレーザ光は、ＤＶＤコリメー
トレンズ２０４で平行光にされた後、回折格子２０６で
３本のレーザ光に分離され、ビーム整形プリズム＋ＰＢ
Ｓ２０８、ダイクロイックプリズム２１０、ＱＷＰ２１
２を通過し、立ち上げミラー２１４の反射面で反射され
ることにより直角に折り曲げられ、開口制限板２１５お
よび対物レンズ２１６を介して光ディスクＤＶＤdiscの
信号記録面へ集光（照射）される。

【００２１】光ディスクＤＶＤdiscの信号記録面からの
反射光（戻り光）は、対物レンズ２１６および開口制限
板２１５を通過し、立ち上げミラー２１４の反射面で反
射されることにより直角に折り曲げられ、ＱＷＰ２１２
およびダイクロイックプリズム２１０を通過し、ビーム
整形プリズム＋ＰＢＳ２０８で反射され、ＤＶＤ集光レ
ンズ２１８およびシリンドリカルレンズ２２０を通して
受光素子２２２で受光される。

【００２２】次に、図２（Ｂ）を参照して、光ディスク
としてＣＤdiscを記録再生する時の動作について説明す
る。

【００２３】７８５ｎｍ光源２２４から出射された波長
７８５ｎｍの第２のレーザ光は、ＣＤコリメータレンズ
２２６で発散光にされた後、ダイクロイックプリズム２
１０で反射され、ＱＷＰ２１２を通過し、立ち上げミラ
ー２１４の反射面で反射されることにより直角に折り曲
げられ、開口制限板２１５および対物レンズ２１６を介
して光ディスクＣＤdiscの信号記録面へ集光（照射）さ
れる。

【００２４】光ディスクＣＤdiscの信号記録面からの反
射光（戻り光）は、対物レンズ２１６および開口制限板
２１５を通過し、立ち上げミラー２１４の反射面で反射
されることにより直角に折り曲げられ、ＱＷＰ２１２を
通過した後、ダイクロイックプリズム２１０で反射さ
れ、ＣＤコリメートレンズ２２６を通して７８５ｎｍ光
源２２４で受光される。

【００２５】このように、方法Ｂを用いた光ピックアッ
プでは、対物レンズとしてＤＶＤdiscで最適化された非
球面レンズを用いる。光ディスクがＤＶＤdiscの場合は
平行光が対物レンズ２１６に入射し、光ディスクがＣＤ
discの場合は発散光が対物レンズ２１６に入射する。対
物レンズ２１６に入射する光は、開口制限板２１５によ
り、波長によってその開口が制限される。

【００２６】上述したように、方法Ａおよび方法Ｂのい
ずれの方法を用いた光ピックアップでも、波長６５０ｎ
ｍの第１のレーザ光を用いてＤＶＤdiscを再生する場合
には、ＣＡＮタイプの光源（１０２、２０２）と受光素
子（１２２、２２２）とを用い、波長７８５ｎｍの第２
のレーザ光を用いてＣＤdiscを再生する場合には、受発
光素子が一体化されたホログラムレーザ（１２４、２２
４）を用いることが多い。

【００２７】しかしながら、ホログラムレーザは通常の
ＣＡＮタイプのレーザと比較すると高価であるので、光
ピックアップのコストを削減するには弊害である。

【００２８】その為、もし波長６５０ｎｍの第１のレー
ザ光および波長７８５ｎｍの第２のレーザ光用のそれぞ
れの光源（レーザ）としてＣＡＮタイプのレーザを使用
し、一つの受光素子において（だけを使用して）互いに
異なる２つの波長（６５０ｎｍ、７８５ｎｍ）のレーザ
光を受光できれば、光ピックアップのコスト削減に大き
く寄与できるだろう。

【００２９】図３に受光素子１２２（図１）、２２２
（図２）として使用される、従来の受光素子３００の模
式図を示す。図３において、（Ａ）は受光素子３００の
平面図、（Ｂ）は受光素子３００の断面図である。受光
素子３００は１個の受光チップ３０２を内蔵している。

【００３０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現状で
は、一つの受光素子３００で互いに異なる２つの波長の
レーザ光を受光することが出来ない。それは以下の理由
によるものである。

【００３１】先ず、方法Ａを用いた光ピックアップにお
いて、一つの受光素子１２２のみを使用して波長６５０
ｎｍの第１のレーザ光と波長７８５ｎｍの第２のレーザ
光の受光を試みたとしよう。この場合、集光レンズ１１
８が持つ色収差（屈折率の波長依存性に起因）が原因
で、互いに異なる２つの波長のレーザ光が受光素子１２
２上で同一位置に結像しない。これは光ピックアップで
はデフォーカスとなり、記録再生特性を劣化させてしま
う。尚、ＣＤdiscおよびＤＶＤdiscともに再生の場合に
おいては、この受光素子１２２上での結合位置ズレを光
源（レーザ）の位置を変えることで解決することができ
る。しかしながら、記録型ではこれが問題となる。

【００３２】次に、方法Ｂを用いた光ピックアップにお
いて、一つの受光素子２２２のみを使用して波長６５０
ｎｍの第１のレーザ光と波長７８５ｎｍの第２のレーザ
光の受光を試みたとしよう。この場合、ＤＶＤdiscに対
しては平行光、ＣＤdiscに対しては発散光であるので、
これらの光を集光レンズ２１８で集光すると、受光素子
２２２上で同一位置には結像しない。

【００３３】同様に、現状では、一つの受光素子３００
で互いに異なる３つの波長のレーザ光を受光することが
出来ない。それは以下の理由によるものである。

【００３４】すなわち、一つの受光素子のみを使用して
波長４０５ｎｍの第１のレーザ光と波長６５０ｎｍの第
２のレーザ光と波長７８５ｎｍの第３のレーザ光の受光
を試みたとしよう。この場合、集光レンズが持つ色収差
（屈折率の波長依存性に起因）が原因で、互いに異なる
３つの波長のレーザ光が受光素子３００上で同一位置に
結像しない。これは光ピックアップではデフォーカスと
なり、記録再生特性を劣化させてしまう。

【００３５】それ故に本発明の課題は、結像位置のズレ
を補正出来るＮ波長受光素子を提供することにある。

【００３６】本発明の具体的な第１の課題は、波長６５
０ｎｍの第１のレーザ光と、波長７８５ｎｍの第２のレ
ーザ光とを受光することが出来る、２波長受光素子を提
供することにある。

【００３７】本発明の具体的な第２の課題は、波長４０
５ｎｍの第１のレーザ光と、波長６５０ｎｍの第２のレ
ーザ光と、波長７８５ｎｍの第３のレーザ光とを受光す
ることが出来る、３波長受光素子を提供することにあ
る。

【００３８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、互いに
異なる第１乃至第Ｎ（Ｎは２以上の整数）の波長をそれ
ぞれ持つ第１乃至第Ｎのレーザ光を受光するためのＮ波
長受光素子（４００、４００Ａ、４００Ｂ）であって、
第１乃至第Ｎのレーザ光はそれぞれ互いに異なる第１乃
至第Ｎの結像位置で結像し、第１乃至第Ｎの結像位置間
には光軸方向（ＯＡ）において互いに第１乃至第（Ｎ−
１）の結像位置ズレ（ΔＺ、ΔＺ’；ΔＺ１、ΔＺ２）
がある、Ｎ波長受光素子において、それぞれ第１乃至第
Ｎのレーザ光を受光するための第１乃至第Ｎの受光面を
有し、第１乃至第Ｎの受光面は、光軸方向において互い
に第１乃至第（Ｎ−１）の結像位置ズレ分だけ離れた状
態で配置されており、第１乃至第Ｎのレーザ光をそれぞ
れ第１乃至第Ｎの受光面へ導く光導手段（４０８）を有
することを特徴とするＮ波長受光素子が得られる。

【００３９】上記Ｎ波長受光素子において、第１乃至第
Ｎの受光面は樹脂パッケージ（４０６）に内蔵されてい
て良い。その場合、前記光導手段は、例えば、樹脂パッ
ケージの前面に形成されたホログラム素子（４０８）で
あって良い。尚、Ｎが２の場合、第１および第２の波長
としては、例えば、４０５ｎｍ、６５０ｎｍ、および７
８５ｎｍの３つの波長の中から選択された２つの波長を
使用できる。また、Ｎが３の場合、第１乃至第３の波長
は、それぞれ、４０５ｎｍ、６５０ｎｍ、および７８５
ｎｍであって良い。

【００４０】尚、上記括弧内の参照符号は、理解を容易
にするために付したものであり、一例にすぎず、これら
に限定されないのは勿論である。

【００４１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００４２】図４を参照して、本発明の第１の実施の形
態に係る２波長受光素子について説明する。図４は本発
明の第１の実施の形態に係る２波長受光素子４００の模
式図である。図４において、（Ａ）は２波長受光素子４
００の平面図、（Ｂ）は２波長受光素子４００の断面図
である。

【００４３】図示の２波長受光素子４００は、互いに異
なる第１および第２の波長をそれぞれ持つ第１および第
２のレーザ光を受光するためのものである。図示の例で
は、１の波長は６５０ｎｍであり、第２の波長は７８５
ｎｍである。第１および第２のレーザ光はそれぞれ互い
に異なる第１および第２の結像位置で結像する。そし
て、第１の結像位置と第２の結像位置との間には光軸方
向ＯＡにおいて互いに所定の結像位置ズレΔＺがある。

【００４４】２波長受光素子４００は、第１のレーザ光
を受光するための第１の受光面を有する第１の受光チッ
プ４０２と、第２のレーザ光を受光するための第２の受
光面を第２の受光チップ４０４とを有する。第１の受光
チップ４０２は６５０ｎｍ用受光チップと呼ばれ、第２
の受光チップ４０４は７８５ｎｍ受光チップと呼ばれ
る。図示の２波長受光素子４００では、第１および第２
の受光チップ４０２および４０４は樹脂パッケージ４０
６に内蔵されている。

【００４５】図４（Ｂ）に示されるように、第１および
第２の受光チップ４０２および４０４の第１および第２
の受光面は、光軸方向ＯＡにおいて互いに所定の結像位
置ズレΔＺ分だけ離れた状態で、第１および第２の結像
位置に離間して配置されている。

【００４６】２波長受光素子４００は、樹脂パッケージ
４０６の前面に形成されたホログラム素子４０８を更に
有する。このホログラム素子４０８は、第１および第２
のレーザ光をそれぞれ第１および第２の受光チップ４０
２および４０４の第１および第２の受光面へ導く光導手
段として働く。

【００４７】図５を参照して、本発明の第１の実施の形
態による２波長受光素子４００を、上記方法Ａに用いた
光ピックアップに適用した場合に、集光レンズ１１８
（図１）の色収差に起因する結像位置ズレΔＺを補正す
る動作原理について説明する。図５において、（Ａ）
は、集光レンズ１１８の結像位置ズレΔＺを示し、
（Ｂ）は、２波長受光素子４００によってこの結像位置
ズレΔＺが補正される様子を示している。尚、図５にお
いて、破線は波長６５０ｎｍの第１のレーザ光の光路
（軌跡）を示し、実線は波長７８５ｎｍの第２のレーザ
光の光路（軌跡）を示す。

【００４８】図５（Ａ）に示されるように、集光レンズ
１１８は、波長６５０ｎｍの第１のレーザ光に対する焦
点距離の方が波長７８５ｎｍの第２のレーザ光に対する
焦点距離よりも短く、光軸方向ＯＡにおいて結像位置ズ
レΔＺだけずれていることが分かる。

【００４９】本発明の第１の実施の形態では、先ず、こ
の集光レンズ１１８における波長６５０ｎｍの第１のレ
ーザと波長７８５ｎｍの第２のレーザ光との間の結像位
置ズレΔＺを、この技術分野において周知の光学シミュ
レーションソフト等を用いて計算する（これは樹脂パッ
ケージ４０６の屈折率等も考慮して計算する）。そし
て、図５（Ｂ）に示されるように、この結像位置ズレΔ
Ｚ分だけ６５０ｎｍ用受光チップ４０２と７８５ｎｍ用
受光チップ４０４の受光面位置をずらす。

【００５０】そして、波長６５０ｎｍの第１のレーザお
よび波長７８５ｎｍの第２のレーザ光を、それぞれ、６
５０ｎｍ用受光チップ４０２および７８５ｎｍ用受光チ
ップ４０４の受光面へ導くために、ホログラム素子４０
８を２波長受光素子４００の樹脂パッケージ４０６の前
面に形成する。周知のように、ホログラム素子４０８
は、回折現象を使用して、光を０次光、＋１次光、およ
び−１次光に分けることが出来る。この±１次光のう
ち、どちらか一方を波長６５０ｎｍの第１のレーザ光用
として、もう一方を波長７８５ｎｍの第２のレーザ光用
として用いる。図示の例では、−１次光を６５０ｎｍ用
受光チップ４０２で受光し、＋１次光を７８５ｎｍ用受
光チップ４０４で受光するようにしている。

【００５１】ここで、図５（Ｂ）に示されるように、常
にどちらの受光チップ４０２および４０４にも±１次光
が戻ってきている（入射されている）。しかしながら、
次に述べるように、入射する（受光すべき）レーザ光の
波長に応じて、２つの受光チップ４０２および４０４の
うち、どちらか一方のみを使用し（活動状態にし）、他
方を使用しない（無視する、非活動状態にする）ように
すれば何ら不都合は生じない。詳述すると、２波長受光
素子４００に入射する（で受光すべき）レーザ光が破線
で示す波長６５０ｎｍの第１のレーザ光であるとする。
この場合、−１次光を受光（検出）する６５０ｎｍ用受
光チップ４０２のみを活動状態にし、＋１次光を検出
（受光）する７８５ｎｍ用受光チップ４０４を非活動状
態にする。一方、２波長受光素子４００に入射する（で
受光すべき）レーザ光が実線で示す波長７８５ｎｍの第
２のレーザ光であるとする。この場合、＋１次光を受光
（検出）する７８５ｎｍ用受光チップ４０４のみを活動
状態にし、−１次光を検出（受光）する６５０ｎｍ用受
光チップ４０２を非活動状態にする。

【００５２】上述した本発明の第１の実施の形態におい
ては、第１および第２の受光チップ４０２および４０４
がそれぞれ第１および第２の受光面を有しているが、１
つの受光チップが第１および第２の受光面を有するもの
でも良い。

【００５３】次に、図６を参照して、本発明の第２の実
施の形態による２波長受光素子４００Ａを、上記方法Ｂ
に用いた光ピックアップに適用した場合に、集光レンズ
２１８（図２）における対物レンズ２１６（図２）への
入射光の違いによる結像位置ズレΔＺ’を補正する動作
原理について説明する。図６において、（Ａ）は、集光
レンズ２１８の結像位置ズレΔＺ’を示し、（Ｂ）は、
２波長受光素子４００Ａによってこの結像位置ズレΔ
Ｚ’が補正される様子を示している。尚、図６におい
て、破線は波長６５０ｎｍの第１のレーザ光の光路（軌
跡）を示し、実線は波長７８５ｎｍの第２のレーザ光の
光路（軌跡）を示す。

【００５４】図示の２波長受光素子４００Ａは、後で詳
述するように、本発明の第１の実施の形態による２波長
受光素子４００とは、２つの受光チップ４０２および４
０４の配置位置が相違する点を除いて、同一の構成を有
する。

【００５５】図６（Ａ）に示されるように、波長６５０
ｎｍの第１のレーザ光は集光レンズ２１８に対して平行
光として入射するに対して、波長７８５ｎｍの第２のレ
ーザ光は集光レンズ２１８に対して収束光として入射す
る。その結果として、集光レンズ２１８を通過後の波長
６５０ｎｍの第１のレーザ光は、集光レンズ２１８を通
過後の波長７８５ｎｍの第２のレーザ光よりも、その結
像位置が長くなり、光軸方向ＯＡにおいて結像位置ズレ
ΔＺ’だけずれていることが分かる。

【００５６】本発明の第２の実施の形態では、先ず、こ
の集光レンズ２１８における波長６５０ｎｍの第１のレ
ーザと波長７８５ｎｍの第２のレーザ光との間の結像位
置ズレΔＺ’を、この技術分野において周知の光学シミ
ュレーションソフト等を用いて計算する（これは樹脂パ
ッケージ４０６の屈折率等も考慮して計算する）。そし
て、図６（Ｂ）に示されるように、この結像位置ズレΔ
Ｚ’分だけ６５０ｎｍ用受光チップ４０２と７８５ｎｍ
用受光チップ４０４の受光面位置をずらす。

【００５７】そして、波長６５０ｎｍの第１のレーザ光
および波長７８５ｎｍの第２のレーザ光を、それぞれ、
６５０ｎｍ用受光チップ４０２および７８５ｎｍ用受光
チップ４０４の受光面へ導くために、ホログラム素子４
０８を２波長受光素子４００Ａの樹脂パッケージ４０６
の前面に形成する。周知のように、ホログラム素子４０
８は、回折現象を使用して、光を０次光、＋１次光、お
よび−１次光に分けることが出来る。この±１次光のう
ち、どちらか一方を波長６５０ｎｍの第１のレーザ光用
として、もう一方を波長７８５ｎｍの第２のレーザ光用
として用いる。図示の例では、−１次光を６５０ｎｍ用
受光チップ４０２で受光し、＋１次光を７８５ｎｍ用受
光チップ４０４で受光するようにしている。

【００５８】ここで、図６（Ｂ）に示されるように、常
にどちらの受光チップ４０２および４０４にも±１次光
が戻ってきている（入射されている）。しかしながら、
次に述べるように、入射する（受光すべき）レーザ光の
波長に応じて、２つの受光チップ４０２および４０４の
うち、どちらか一方のみを使用し（活動状態にし）、他
方を使用しない（無視する、非活動状態にする）ように
すれば何ら不都合は生じない。詳述すると、２波長受光
素子４００Ａに入射する（で受光すべき）レーザ光が破
線で示す波長６５０ｎｍの第１のレーザ光であるとす
る。この場合、−１次光を受光（検出）する６５０ｎｍ
用受光チップ４０２のみを活動状態にし、＋１次光を検
出（受光）する７８５ｎｍ用受光チップ４０４を非活動
状態にする。一方、２波長受光素子４００Ａに入射する
（で受光すべき）レーザ光が実線で示す波長７８５ｎｍ
の第２のレーザ光であるとする。この場合、＋１次光を
受光（検出）する７８５ｎｍ用受光チップ４０４のみを
活動状態にし、−１次光を検出（受光）する６５０ｎｍ
用受光チップ４０２を非活動状態にする。

【００５９】図７に、本発明の第２の実施の形態に係る
２波長受光素子４００Ａを、方法Ｂを用いた光ピックア
ップ５００に適用した例を示す。図７において、（Ａ）
はＤＶＤ記録再生時の光学系を示し、（Ｂ）はＣＤ記録
再生時の光学系を示す。

【００６０】図示の光ピックアップ５００は、ＣＡＮタ
イプの６５０ｎｍ光源５０２と、ＤＶＤコリメートレン
ズ５０４と、回折格子５０６と、ビーム整形プリズム＋
偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）５０８と、ダイクロイ
ック偏光プリズム５１０と、１／４波長板（ＱＷＰ）５
１２と、立ち上げミラー５１４と、開口制限板５１５
と、対物レンズ５１６と、集光レンズ５１８と、シリン
ドリカルレンズ５２０と、受光素子５２２と、ＣＡＮタ
イプの７８５ｎｍ光源５２４と、ＣＤコリメートレンズ
５２６とを備えている。

【００６１】図示の光ピックアップ５００と図２に示し
た光ピックアップ２００との相違点は、次の通りであ
る。光ピックアップ２００では、受光素子２２２として
図３に示す受光素子３００を使用しているのに対して、
光ピックアップ５００では、受光素子５２２として図６
（Ｂ）に示す２波長受光素子４００Ａを使用している。
光ピックアップ２００では、７８５ｎｍ光源２２４とし
てホログラムタイプを使用しているに対して、光ピック
アップ５００では、７８５ｎｍ光源５２４としてＣＡＮ
タイプを使用している。光ピックアップ２００では、ダ
イクロイックプリズム２１０を使用しているのに対し
て、光ピックアップ５００では、ダイクロイック偏光プ
リズム５１０を使用している。これは、図２に示した光
ピックアップ２００では、波長７８５ｎｍの第２のレー
ザ光をダイクロイックプリズム２１０で反射のみすれば
良いのに対して、図７に示した光ピックアップ５００で
は、波長７８５ｎｍの第２のレーザ光をダイクロイック
偏光プリズム５１０で反射および透過する必要があるか
らである。

【００６２】最初に、図７（Ａ）を参照して、光ディス
クとしてＤＶＤdiscを記録再生する時の動作について説
明する。

【００６３】６５０ｎｍ光源５０２から出射された波長
６５０ｎｍの１本の第１のレーザ光は、ＤＶＤコリメー
トレンズ５０４で平行光にされた後、回折格子５０６で
３本のレーザ光に分離され、ビーム整形プリズム＋ＰＢ
Ｓ５０８、ダイクロイック偏光プリズム５１０、ＱＷＰ
５１２を通過し、立ち上げミラー５１４の反射面で反射
されることにより直角に折り曲げられ、開口制限板５１
５および対物レンズ５１６を介して光ディスクＤＶＤdi
scの信号記録面へ集光（照射）される。

【００６４】光ディスクＤＶＤdiscの信号記録面からの
反射光（戻り光）は、対物レンズ５１６および開口制限
板５１５を通過し、立ち上げミラー５１４の反射面で反
射されることにより直角に折り曲げられ、ＱＷＰ５１２
およびダイクロイック偏光プリズム５１０を通過し、ビ
ーム整形プリズム＋ＰＢＳ５０８で反射され、集光レン
ズ５１８およびシリンドリカルレンズ５２０を通して２
波長受光素子５２２（４００Ａ）の６５０ｎｍ受光チッ
プ４０２（図６（Ｂ））の受光面で受光される。

【００６５】次に、図７（Ｂ）を参照して、光ディスク
としてＣＤdiscを記録再生する時の動作について説明す
る。

【００６６】７８５ｎｍ光源５２４から出射された波長
７８５ｎｍの第２のレーザ光は、ＣＤコリメータレンズ
５２６で発散光にされた後、ダイクロイック偏光プリズ
ム５１０で反射され、ＱＷＰ５１２を通過し、立ち上げ
ミラー５１４の反射面で反射されることにより直角に折
り曲げられ、開口制限板５１５および対物レンズ５１６
を介して光ディスクＣＤdiscの信号記録面へ集光（照
射）される。

【００６７】光ディスクＣＤdiscの信号記録面からの反
射光（戻り光）は、対物レンズ５１６および開口制限板
５１５を通過し、立ち上げミラー５１４の反射面で反射
されることにより直角に折り曲げられ、ＱＷＰ５１２お
よびダイクロイック偏光プリズム５１０を通過し、ビー
ム整形プリズム＋ＰＢＳ５０８で反射され、集光レンズ
５１８およびシリンドリカルレンズ５２０を通して２波
長受光素子５２２（４００Ａ）の７８５ｎｍ受光チップ
４０４（図６（Ｂ））の受光面で受光される。

【００６８】このように、図示の光ピックアップ５００
では、ＤＶＤ用光源５０２およびＣＤ用光源５２４から
出た第１および第２のレーザ光を一つの２波長受光素子
５２２（４００Ａ）で受光することが出来る。したがっ
て、ＣＤ用光源５０２としてホログラムレーザではなく
ＣＡＮタイプのレーザを使用することが可能となり、光
ピックアップのコストを削減することが可能となる。

【００６９】上述した本発明の第２の実施の形態におい
ても、第１および第２の受光チップ４０２および４０４
がそれぞれ第１および第２の受光面を有しているが、１
つの受光チップが第１および第２の受光面を有するもの
でも良い。

【００７０】図８を参照して、本発明の第３の実施の形
態に係る３波長受光素子について説明する。図８は本発
明の第３の実施の形態に係る３波長受光素子４００Ｂの
模式図である。図８において、（Ａ）は３波長受光素子
４００Ｂの平面図、（Ｂ）は３波長受光素子４００Ｂの
断面図である。

【００７１】図示の３波長受光素子４００Ｂは、互いに
異なる第１乃至第３の波長をそれぞれ持つ第１乃至第３
のレーザ光を受光するためのものである。図示の例で
は、第１の波長は４０５ｎｍであり、第２の波長は６５
０ｎｍであり、第３の波長は７８５ｎｍである。第１乃
至第３のレーザ光はそれぞれ互いに異なる第１乃至第３
の結像位置で結像する。そして、第１の結像位置と第２
の結像位置との間には光軸方向ＯＡにおいて互いに第１
の結像位置ズレΔＺ１があり、第２の結像位置と第３の
結像位置との間には光軸方向ＯＡにおいて互いに第２の
結像位置ズレΔＺ２がある。

【００７２】３波長受光素子４００Ｂは、第１のレーザ
光を受光するための第１の受光面を有する第１の受光チ
ップ４０１と、第２のレーザ光を受光するための第２の
受光面を有する第２の受光チップ４０２と、第３のレー
ザ光を受光するための第３の受光面を有する第３の受光
チップ４０４とを有する。第１の受光チップ４０１は４
０５ｎｍ用受光チップと呼ばれ、第２の受光チップ４０
２は６５０ｎｍ用受光チップと呼ばれ、第３の受光チッ
プ４０４は７８５ｎｍ受光チップと呼ばれる。図示の３
波長受光素子４００Ｂでは、第１乃至第３の受光チップ
４０１、４０２、および４０４は樹脂パッケージ４０６
に内蔵されている。

【００７３】図４（Ｂ）に示されるように、第１乃至第
３の受光チップ４０１、４０２、および４０４は、光軸
方向ＯＡにおいて互いに第１の結像位置ズレΔＺ１分お
よび第２の結像位置ズレΔＺ２分だけ離れた状態で、第
１乃至第３の結像位置に離間して配置されている。

【００７４】３波長受光素子４００Ｂは、樹脂パッケー
ジ４０６の前面に形成されたホログラム素子４０８を更
に有する。このホログラム素子４０８は、第１乃至第３
のレーザ光をそれぞれ第１乃至第３の受光チップ４０
１、４０２、および４０４の第１乃至第３の受光面へ導
く光導手段として働く。

【００７５】図９を参照して、本発明の第３の実施の形
態による３波長受光素子４００Ｂを、上記方法Ａに用い
た光ピックアップに適用した場合に、集光レンズ６１８
の色収差に起因する第１および第２の結像位置ズレΔＺ
１およびΔＺ２を補正する動作原理について説明する。
図９において、（Ａ）は、集光レンズ６１８の第１およ
び第２の結像位置ズレΔＺ１およびΔＺ２を示し、
（Ｂ）は、３波長受光素子４００Ｂによってこの第１お
よび第２の結像位置ズレΔＺ１およびΔＺ２が補正され
る様子を示している。尚、図９において、一点鎖線は波
長４０５ｎｍの第１のレーザ光の光路（軌跡）を示し、
破線は波長６５０ｎｍの第２のレーザ光の光路（軌跡）
を示し、実線は波長７８５ｎｍの第３のレーザ光の光路
（軌跡）を示す。

【００７６】図９（Ａ）に示されるように、集光レンズ
６１８は、波長４０５ｎｍの第１のレーザ光に対する焦
点距離の方が波長６５０ｎｍの第２のレーザ光に対する
焦点距離よりも短く、光軸方向ＯＡにおいて第１の結像
位置ズレΔＺ１だけずれていることが分かる。同様に、
集光レンズ６１８は、波長６５０ｎｍの第２のレーザ光
に対する焦点距離の方が波長７８５ｎｍの第３のレーザ
光に対する焦点距離よりも短く、光軸方向ＯＡにおいて
第２の結像位置ズレΔＺ２だけずれていることが分か
る。

【００７７】本発明の第３の実施の形態では、先ず、こ
の集光レンズ６１８における、波長４０５ｎｍの第１の
レーザと波長６５０ｎｍの第２のレーザ光との間の第１
の結像位置ズレΔＺ１と、波長６５０ｎｍの第２のレー
ザと波長７８５ｎｍの第３のレーザ光との間の結像位置
ズレΔＺ２とを、この技術分野において周知の光学シミ
ュレーションソフト等を用いて計算する（これは樹脂パ
ッケージ４０６の屈折率等も考慮して計算する）。そし
て、図９（Ｂ）に示されるように、第１の結像位置ズレ
ΔＺ１分だけ４０５ｎｍ用受光チップ４０１と６５０ｎ
ｍ用受光チップ４０２の受光面位置をずらすと共に、第
２の結像位置ズレΔＺ２分だけ６５０ｎｍ用受光チップ
４０２と７８５ｎｍ用受光チップ４０４の受光面位置を
ずらす。

【００７８】そして、波長４０５ｎｍの第１のレーザ
光、波長６５０ｎｍの第２のレーザ、および波長７８５
ｎｍの第２のレーザ光を、それぞれ、４０５ｎｍ用受光
チップ４０１、６５０ｎｍ用受光チップ４０２、および
７８５ｎｍ用受光チップ４０４へ導くために、ホログラ
ム素子４０８を３波長受光素子４００Ｂの樹脂パッケー
ジ４０６の前面に形成する。周知のように、ホログラム
素子４０８は、回折現象を使用して、光を０次光、＋１
次光、および−１次光に分けることが出来る。これら−
１次光、０次光、および＋１次光を、それぞれ、波長４
０５ｎｍの第１のレーザ光用、波長６５０ｎｍの第２の
レーザ光用、および波長７８５ｎｍの第３のレーザ光用
として用いる。すなわち、−１次光を４０５ｎｍ用受光
チップ４０１で受光し、０次光を６５０ｎｍ用受光チッ
プ４０２で受光し、＋１次光を７８５ｎｍ用受光チップ
４０４で受光するようにしている。

【００７９】ここで、図９（Ｂ）に示されるように、常
にいずれの受光チップ４０１、４０２、および４０４に
も０次光、±１次光が戻ってきている（入射されてい
る）。しかしながら、次に述べるように、入射する（受
光すべき）レーザ光の波長に応じて、３つの受光チップ
４０１、４０２および４０４のうち、いずれか一つのみ
を使用し（活動状態にし）、それ以外を使用しない（無
視する、非活動状態にする）ようにすれば何ら不都合は
生じない。

【００８０】詳述すると、３波長受光素子４００Ｂに入
射する（で受光すべき）レーザ光が一点鎖線で示す波長
４０５ｎｍの第１のレーザ光であるとする。この場合、
−１次光を受光（検出）する４０５ｎｍ用受光チップ４
０１のみを活動状態にし、０次光を検出（受光）する６
５０ｎｍ用受光チップ４０２および＋１次光を検出（受
光）する７８５ｎｍ用受光チップ４０４を非活動状態に
する。同様に、３波長受光素子４００Ｂに入射する（で
受光すべき）レーザ光が破線で示す波長６５０ｎｍの第
１のレーザ光であるとする。この場合、０次光を受光
（検出）する６５０ｎｍ用受光チップ４０２のみを活動
状態にし、−１次光を受光（検出）する４０５ｎｍ用受
光チップ４０１および＋１次光を検出（受光）する７８
５ｎｍ用受光チップ４０４を非活動状態にする。また、
３波長受光素子４００Ｂに入射する（で受光すべき）レ
ーザ光が実線で示す波長７８５ｎｍの第２のレーザ光で
あるとする。この場合、＋１次光を受光（検出）する７
８５ｎｍ用受光チップ４０４のみを活動状態にし、−１
次光を検出（受光）する４０５ｎｍ用受光チップ４０１
および０次光を検出（受光）する６５０ｎｍ用受光チッ
プ４０２を非活動状態にする。

【００８１】上述した本発明の第３の実施の形態におい
ては、第１乃至第３の受光チップ４０１，４０２，４０
４がそれぞれ第１乃至第３の受光面を有しているが、１
つの受光チップが第１乃至第３の受光面を有するもので
も良い。

【００８２】本発明は上述した実施の形態に限定せず、
本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更・変形が
可能なのは勿論である。すなわち、上述した実施の形態
では、第１乃至第Ｎのレーザ光をそれぞれ第１乃至第Ｎ
の受光面へ導く素子（光導手段）としてホログラム素子
４０８を用いているが、光導手段はこれに限定されない
のは勿論である。また、上述した実施の形態では、Ｎが
２又は３である場合のみを例に挙げて説明しているが、
Ｎは４以上の場合にも同様に適用可能なのは明らかであ
ろう。

【００８３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、互いに波長の異なるＮ種類のレーザ光を一つ
の受光素子を使用して受光できるので、光ピックアップ
のコストを削減することが出来るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の方法（方法Ａ）を用いた従来の光ピック
アップの例を示す図で、（Ａ）はＤＶＤ記録再生時の光
学系を示し、（Ｂ）はＣＤ記録再生時の光学系を示す。

【図２】第２の方法（方法Ｂ）を用いた他の従来の光ピ
ックアップの例を示す図で、（Ａ）はＤＶＤ記録再生時
の光学系を示し、（Ｂ）はＣＤ記録再生時の光学系を示
す。

【図３】従来の受光素子３００を示す模式図で、（Ａ）
は受光素子の平面図、（Ｂ）は受光素子の断面図であ
る。

【図４】本発明の第１の実施の形態に係る２波長受光素
子を示す模式図で、（Ａ）は２波長受光素子の平面図、
（Ｂ）は２波長受光素子の断面図である。

【図５】図４に示す２波長受光素子を、上記方法Ａに用
いた光ピックアップに適用した場合に、集光レンズの色
収差に起因する結像位置ズレを補正する動作原理を説明
するための図で、（Ａ）は集光レンズの結像位置ズレを
示し、（Ｂ）は、２波長受光素子によってこの結像位置
ズレが補正される様子を示す図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態による２波長受光素
子を、上記方法Ｂに用いた光ピックアップに適用した場
合に、集光レンズにおける対物レンズへの入射光の違い
による結像位置ズレを補正する動作原理を説明するため
の図で、（Ａ）は集光レンズの結像位置ズレを示し、
（Ｂ）は２波長受光素子によってこの結像位置ズレが補
正される様子を示す図である。

【図７】図６（Ｂ）に示す２波長受光素子を、方法Ｂを
用いた光ピックアップに適用した例を示す図で、（Ａ）
はＤＶＤ記録再生時の光学系を示し、（Ｂ）はＣＤ記録
再生時の光学系を示す。

【図８】本発明の第３の実施の形態に係る３波長受光素
子を示す模式図で、（Ａ）は３波長受光素子の平面図、
（Ｂ）は３波長受光素子の断面図である。

【図９】図８に示す３波長受光素子を、光ピックアップ
に適用した場合に、集光レンズの色収差に起因する第１
および第２の結像位置ズレを補正する動作原理を説明す
るための図で、（Ａ）は集光レンズの結像位置ズレを示
し、（Ｂ）は、３波長受光素子によってこの第１および
第２の結像位置ズレが補正される様子を示す図である。

【符号の説明】

４００、４００Ａ２波長受光素子４００Ｂ３波長受光素子４０１４０５ｎｍ用受光素子４０２６５０ｎｍ用受光チップ４０４７８５ｎｍ用受光チップ４０６樹脂パッケージ４０８ホログラム素子（光導手段）ＯＡ光軸方向 ΔＺ、ΔＺ’ 結像位置ズレ ΔＺ１第１の結像位置ズレ ΔＺ２第２の結像位置ズレ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5D119 AA38 AA40 AA41 BA01 EC47 FA02 FA08 JA26 KA04 KA12 LB05 LB13 5D789 AA38 AA40 AA41 BA01 EC47 FA02 FA08 JA26 KA04 KA12 LB05 LB13 5F088 BA15 BB10 EA01 EA11 EA20 JA11 LA01 LA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに異なる第１乃至第Ｎ（Ｎは２以上
の整数）の波長をそれぞれ持つ第１乃至第Ｎのレーザ光
を受光するためのＮ波長受光素子であって、前記第１乃
至前記第Ｎのレーザ光はそれぞれ互いに異なる第１乃至
第Ｎの結像位置で結像し、前記第１乃至前記第Ｎの結像
位置間には光軸方向において互いに第１乃至第（Ｎ−
１）の結像位置ズレがある、前記Ｎ波長受光素子におい
て、それぞれ前記第１乃至前記第Ｎのレーザ光を受光するた
めの第１乃至第Ｎの受光面を有し、前記第１乃至前記第Ｎの受光面は、前記光軸方向におい
て互いに前記第１乃至前記第（Ｎ−１）の結像位置ズレ
分だけ離れた状態で配置されており、前記第１乃至前記第Ｎのレーザ光をそれぞれ前記第１乃
至前記第Ｎの受光面へ導く光導手段を有することを特徴
とするＮ波長受光素子。
【請求項２】前記第１乃至前記第Ｎの受光面は樹脂パ
ッケージに内蔵されており、前記光導手段は、前記樹脂
パッケージの前面に形成されたホログラム素子である、
請求項１に記載のＮ波長受光素子。
【請求項３】前記Ｎは２であり、前記第１の波長が６
５０ｎｍで、前記第２の波長が７８５ｎｍである、請求
項１に記載のＮ波長受光素子。
【請求項４】前記Ｎは２であり、前記第１の波長が４
０５ｎｍで、前記第２の波長が６５０ｎｍである、請求
項１に記載のＮ波長受光素子。
【請求項５】前記Ｎは２であり、前記第１の波長が４
０５ｎｍで、前記第２の波長が７８５ｎｍである、請求
項１に記載のＮ波長受光素子。
【請求項６】前記Ｎは３であり、前記第１の波長が４
０５ｎｍで、前記第２の波長が６５０ｎｍで、前記第３
の波長が７８５ｎｍである、請求項１に記載のＮ波長受
光素子。