JP2005071573A - レーザモジュール、光ピックアップ装置及び光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】狭いスペースであってもレーザ光源の位置、姿勢調整を可能として、情報の記録再生に必要な光強度を確保し、使用温度の変動による影響を受けにくいレーザモジュール、光ピックアップ装置及び光ディスク装置を提供する。
【解決手段】レーザ光源５２には、リード５１が貫通するようにレーザ光源あおり調整部材５５と、レーザ光源シフト部材５６とが取り付けられ、さらに、リード５１にＦＰＣ５７が半田付けされて固定されている。レーザ光源５２とレーザ光源あおり調整部材５５とは、押圧ばね５３に押圧されることにより、押え板５４とレーザ光源シフト部材５６との間で固定される。レーザ光源あおり調整部材５５は、レーザ光源５２の発光点を中心とする球面を有しており、レーザ光源５２の発光点を中心として回動させて、レーザ光源５２の軸方向に対する傾きを調整する機能を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、光ディスクの記録及び再生に使用する光源の調整機構を備えたレーザモジュールとこのレーザモジュールを用いた光ピックアップ装置、並びにこの光ピックアップ装置を用いた光ディスク装置に関する。

従来の光ピックアップは、幾種類ものビームスプリッタを多用して、発光光源側と検出光学系とを分離することに、工夫が重ねられてきた。ところが、光ピックアップを小型にすることに対する市場の要請が高まった結果、光源と検出光学系とを同一のパッケージに収容した光学ユニットとして提供する試みが成された。

この光学ユニットを具現化するために回折格子を形成した光学部材が使用された。この光学部材の具体例については（特許文献１）に詳しい技術開示が成されている。こうして、光学部材を実現したことにより光ピックアップは大幅な小型化が進行し、小型の光ピックアップを搭載した小型の光ディスク装置が市場に普及することとなった。

また、近年光ディスク装置の多様化が進み、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ）とＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）とに対して一台の装置で記録再生することが可能となっている。ＣＤの記録再生とＤＶＤの記録再生に用いられるレーザ光の波長は異なっており、両方の記録再生を行うためには波長の異なる２種類のレーザ光源を用いることとなる。
特開平１０−１５４３４４号公報

このような装置においては、レーザ光源から出射されるレーザ光が適正な方向に出射されないと、光ディスクに照射される光強度が弱まり、情報の記録再生が正確に行われないという問題を生じる。この問題を解決するためには、レーザ光源の位置、姿勢調整を行うことが必要となるが、装置の小型化に伴って、レーザ光源の位置、姿勢調整機構も制約を受け、狭いスペースで十分な位置、姿勢調整が可能であることが求められている。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、狭いスペースであってもレーザ光源の位置、姿勢調整を可能として、情報の記録再生に必要な光強度を確保することが可能なレーザモジュールと、このレーザモジュールを用いた光ピックアップ装置並びにこの光ピックアップ装置を用いた光ディスク装置を提供することを目的とする。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、光ディスクに対して情報の記録か再生の少なくとも一方を行うレーザモジュールであって、レーザ光を出射するレーザ素子を備えたレーザ光源と、前記レーザ光源においてレーザ光が出射される出射部と反対側に配置され前記レーザ光源の向きを調整するレーザ光源あおり調整部材とを備えたことを特徴とするレーザモジュールである。

本発明によれば、レーザ光源から出射される光ビームの光軸を調整して、光ディスクに照射される光強度を最大とすることができ、情報の記録再生に必要な光強度を確保して、記録再生の信頼性を高めることができる。

本発明のレーザモジュールによれば、発光点を中心とする球面を発光点に対し対物レンズ側に設けた場合よりも小さい占有スペースにおいてもレーザ光源の調整をすることが可能であり、このレーザモジュールを備えることにより、情報の記録再生に必要な光強度を確保して、信頼性の高い光ピックアップ装置及び光ディスク装置を実現することができる。

第１の発明は、光ディスク上に情報を記録し再生するためにレーザ光を光ディスクに対して照射するレーザモジュールにおいて、レーザ光源の発光点を中心とする球面を有し、レーザ光源の発光点を中心としてレーザ光源を回動させて、レーザ光源から出射される光ビームの光軸を調整するレーザ光源あおり調整部材を設けたことを特徴とするレーザモジュールである。

本発明によれば、レーザ光源から出射される光ビームの光軸を調整して、光ディスクに照射される光強度を最大とすることができ、情報の記録再生に必要な光強度を確保して、記録再生の信頼性を高めることができる。

第２の発明は、第１の発明のレーザモジュールにおいて、前記レーザ光源の発光点を中心とする球面を有し、レーザ光源あおり調整部材の球面を支持しつつレーザ光源の位置を調整するレーザ光源シフト部材を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、レーザモジュール全体の位置調整を行うことができ、レーザ光源の位置ずれによるレーザ光強度の低下を防ぐことができる。

第３の発明は、第１または第２の発明のレーザモジュールにおいて、前記レーザ光源と前記レーザ光源あおり調整部材とは、前記レーザ光源の発光点側に設けられた押え部材によって前記レーザ光源シフト部材に取り付けられていることを特徴とする。

本発明によれば、レーザ光源あおり調整部材とレーザ光源シフト部材を、レーザ光源の発光点側とは反対側に設けても、押え部材によって、レーザ光源あおり調整部材とレーザ光源シフト部材をレーザ光源に取り付けることができ、狭いスペースにおいてもレーザ光源の調整を行うことが可能である。

第４及び第５の発明は、第３の発明のレーザモジュールが組み込まれた光ピックアップ装置及びこの光ピックアップ装置を備えた光ディスク装置であり、狭いスペースにおいてもレーザ光源の調整をすることが可能であり、情報の記録再生に必要な光強度を確保して、信頼性の高い光ピックアップ装置及び光ディスク装置を実現することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る光ピックアップ装置の構成を示す図である。

本実施の形態の光ピックアップ装置は、ＣＤ用とＤＶＤ用の両方で使用できることを前提としており、ＣＤ用として波長７８０ｎｍ（第２の波長と称する。）のレーザ光を使用し、ＤＶＤ用として波長６６０ｎｍ（第１の波長と称する。）のレーザ光を用いている。

第１のレーザ光源であるＤＶＤ用のレーザ光源５２から出射された第１の波長のレーザ光は、反射ミラー２によって反射されて進行方向を変え、コリメートレンズ３によって発散光から平行光へ変換される。この平行光はビームスプリッタ４を透過して立上げプリズ
ム５によって進行方向を変えられる。ビームスプリッタ４には、ＤＶＤ用レーザ光を透過させ、ＣＤ用レーザ光を反射させる多層膜が形成されている。また、立上げプリズム５には、ＤＶＤ用レーザ光とＣＤ用レーザ光のいずれをも高い反射率で反射する多層膜が形成されている。立上げプリズム５によって反射された光は、ＤＶＤ用ホログラム６を透過した後、対物レンズ７によって集光されて、光ディスク８に照射される。

光ディスク８によって反射された光は、対物レンズ７、ＤＶＤ用ホログラム６、立上げプリズム５を通過した後、ビームスプリッタ４によって反射され、コリメートレンズ９によって集光された後、集積光学部材２０に入射する。その後、集積光学部材２０から受光器６０に入射する。集積光学部材２０の構造の詳細については後述する。

一方、第２のレーザ光源であるＣＤ用の光源１０から出射された第２の波長のレーザ光は、集積光学部材２０を透過した後、コリメートレンズ９によって平行光に変換され、ビームスプリッタ４によって反射される。その後、立上げプリズム５によって反射されて進行方向を変え、ＤＶＤ用ホログラム６を透過した後、対物レンズ７によって集光されて、光ディスク８に照射される。

光ディスク８によって反射された光は、対物レンズ７、ＤＶＤ用ホログラム６、立上げプリズム５を通過した後、ビームスプリッタ４によって反射され、コリメートレンズ９によって集光された後、集積光学部材２０に入射する。その後、集積光学部材２０から受光器６０に入射する。

第２のレーザ光源であるＣＤ用の光源１０と、集積光学部材２０と、第１の波長のレーザ光であるＤＶＤ用の６６０ｎｍのレーザ光と第２の波長のレーザ光であるＣＤ用の７８０ｎｍのレーザ光とを受光する受光器６０と、後述する第１導光部材２１は、結合部材１５に組み込まれ、もしくは取り付けられてユニット化されている（レーザユニットと称する。）。

図２は、図１に示す光ピックアップ装置の構成部品を実装したものの一例を示す図である。

図２において、光ディスク（ＤＶＤ）に対して情報の記録か再生の少なくとも一方を行うＤＶＤ用レーザモジュール１は、レーザ光源の発光面が反射ミラー２に対向するように設けられている。図３は、ＤＶＤ用として用いられているレーザモジュール１の分解斜視図を示す。

図３に示すレーザ光源５２とレーザ光源あおり調整部材５５は、はんだ付けや接着剤による接着などにより固定される。レーザ光源あおり調整部材５５には貫通孔が設けられており、この貫通孔に、レーザ光源５２においてレーザ光が出射される出射部と反対側に設けられレーザ光源５２に電力を供給するリード５１を貫通させて、レーザ光源５２とレーザ光源あおり調整部材５５が固定される。つまりレーザ光源あおり調整部材５５は、レーザ光源５２の出射部と反対側に設けられることになる。リード５１を貫通させる構成により、貫通孔の内径はリード５１が貫通するだけの大きさがあればよく、例えば直径の大きいレーザ光源５２の発光部を貫通させる構成にする場合よりもレーザ光源あおり調整部材５５を小型にすることが可能である。レーザ光源あおり調整部材５５とレーザ光源シフト部材５６は、レーザ光源５２の発光点を中心とする球面を有する。

レーザ光源あおり調整部材５５と固定されたレーザ光源５２の発光部の側面に押圧ばね５３が設けられ、レーザ光源５２の出射部側から押圧ばね５３の外側を覆うように押え部材である押え板５４が配置される。レーザ光源５２の出射部側に設けられた押え板５４は
貫通孔を有し、この押え板５４の貫通孔からレーザ光が出射する。

レーザ光源あおり調整部材５５の球面とレーザ光源シフト部材５６の球面が接した状態で、押え板５４はレーザ光源シフト部材５６に取り付けられる。このときレーザ光源５２と押え板５４は、押圧ばね５３により互いに押し合う向きに付勢された状態で保持される。

レーザ光源シフト部材５６にもレーザ光源５２のリード５１が貫通する貫通孔が設けられており、レーザ光源あおり調整部材５５の貫通孔を貫通したレーザ光源５２のリード５１は、レーザ光源シフト部材５６の貫通孔を貫通し、ＦＰＣ５７に半田付けされて固定されている。レーザ光源５２とレーザ光源あおり調整部材５５は、押圧ばね５３を介し、押え板５４によってレーザ光源シフト部材５６に支持されている。

以上の構成のＤＶＤ用レーザモジュール１において、レーザ光源あおり調整部材５５はレーザ光源５２の発光点を中心とする球面を有する。そこでレーザ光源５２を、発光点を中心として回動させて向きを変え、軸方向に対する傾きを調整することが可能である。図示するθ_X、θ_Y、θ_Zの回動方向、また、これらを組み合わせた回動方向についての調整が可能である。

また、レーザ光源シフト部材５６は、レーザ光源５２の発光点を中心とする球面を有し、レーザ光源あおり調整部材５５の球面を支持しつつ、光ピックアップ装置に対して図示するＸ方向またはＹ方向にＤＶＤ用レーザモジュール１全体をスライド調整する機能を有する。さらに、ＦＰＣ５７は、レーザ光源５２に給電してレーザ光源５２を発光させるとともに、レーザ光源５２とレーザ光源あおり調整部材５５とを回動させる際の把持部材として機能する。

レーザ光源あおり調整部材５５を用いて、レーザ光源５２の向きが調整され、出射されるレーザ光の光軸が調整される様子を図４，図５に示す。

図４は、レーザ光源５２から出射されるレーザ光の光軸が傾いていない場合を示す図であり、光ビーム１００の強度の中心とコリメートレンズ５８の中心とが一致しているために、レーザ光源５２から出射される光ビーム１００のうち、コリメートレンズ５８に入射する光量が最大となっている。

これに対し、図５に示すように、レーザ光源５２から出射されるレーザ光の光軸が角度θだけ傾いていると、光ビーム１００の強度の中心とコリメートレンズ５８の中心とが一致せず、レーザ光源５２から出射される光ビーム１００のうち、コリメートレンズ５８に入射する光量が図４に示す場合よりも減少する。この場合には、図３に示すＦＰＣ５７を把持部材として用い、ＦＰＣ５７をθ_X、θ_Y、θ_Zの方向に動かすことによって、レーザ光源５２とレーザ光源あおり調整部材５５を共にレーザ光源５２の発光点を中心として回動させて、図４に示す状態とする。併せて、レーザ光源シフト部材５６によって、レーザ光源５２を光ピックアップ装置に対してＸ方向またはＹ方向に動かして、光ビーム１００の強度の中心とコリメートレンズ５８の中心とを一致させる。

図６に集積光学部材２０の構成を示す。

図６は、集積光学部材２０を構成する各導光部材を分解した状態で示したものであり、集積光学部材２０は第１から第５の導光部材で構成される。各導光部材の材質は高透過性樹脂材料や光学ガラスが用いられる。とりわけ、ＳＦＬ−１．６やＢＫ−７の光学ガラスは高い屈折率を有するから、回折格子や膜の設計余裕を大きくとることができ、透過する
ときの波長シフトも起こしにくい特徴を有する。中でも、ＢＫ−７−１．５は入手が容易で加工性にも優れるために好都合である。

次に、各導光部材について説明する。第１導光部材２１は平行平板状に形成されている。第１導光部材２１がＣＤ用の光源１０の出射口に対向する面に第１回折格子２２が形成される。回折された０次光と±１次光とを用いてトラッキング制御に使用する主及び副ビーム（以下３ビームと総称する）を生成するためである。

さらに第１導光部材２１の出射面には光ビームが通過する領域を除く全面に光吸収膜２３を形成する。光吸収膜２３の組成は、例えば、Ｓｉ、Ｔｉ、ＳｉＯ₂の多層膜で形成する。乱反射等の不要な光や迷光を集積光学部材２０と光ビームの光路に導入しないためである。

第２導光部材２５は略直角三角形の断面を有する略三角柱状に形成される。略直角三角形の斜面２６には所要の領域に波長選択膜２７が形成されている。波長選択膜２７は、ＣＤ用の往路光とＤＶＤ用の復路光とを分離するものであり、ＣＤ用の往路光を透過し、ＤＶＤ用の復路光を反射する機能を有する。ＣＤ用のレーザ光とＤＶＤ用のレーザ光とは波長が異なるため、波長選択膜２７によって両者を分離することが可能である。

第３導光部材３０は互いに向かい合う平行平面を有する板状に形成され、第１斜面３１と第２斜面３２とは互いに向かい合う平行平面をなし、第１斜面３１には広帯域偏光分離膜３３が形成されている。この広帯域偏光分離膜３３は、ＣＤ用往路光とＣＤ用復路光とを分離するものであり、ＣＤ用の往路光を透過し、ＣＤ用復路光を反射する機能を有する。ＣＤ用の往路光とＣＤ用復路光とは偏光状態を異ならせているため、広帯域偏光分離膜３３によって両者を分離することが可能である。

第４導光部材３５は、略台形状の断面を有する略台形柱状に形成される。各々の面は第１斜面３６と第２斜面３７と透過面３８と出射面３９とを有する。第１斜面３６と第２斜面３７とは互いに向かい合う平行平面をなし、第１斜面３６の所定の領域にはＣＤ用ホログラム４０が形成されている。また、ＣＤ用ホログラム４０の上面にはＡＰＣ反射膜４１が設けられている。このＣＤ用ホログラム４０の機能については後述する。

この第４導光部材３５に対して、ＣＤ用往路光は第２斜面３７から透過面３８へ透過し、ＣＤ用復路光は第２斜面３７で反射した後ＣＤ用ホログラム４０を通ってＡＰＣ反射膜４１で反射し、再び第２斜面３７で反射した後出射面３９から出射する。同様に、ＤＶＤ用復路光も出射面３９から出射する。

第５導光部材４５は略直角三角形の断面を有する略三角柱状に形成される。各々の面は斜面４６と第１面４７および第２面４８である。第１面４７と第２面４８とは直角に交わり、集積光学部材２０の基準面となる。斜面４６には光吸収膜４９が形成される。

図１、図６、図７を用いて、受光器６０に入射するまでの、ＤＶＤ用のレーザ光とＣＤ用のレーザ光の光路を示す。

ＣＤ用の光源１０のリード１８に所要の接続がなされ、レーザ素子１３は発光点１９からＣＤ用の拡散光１０１を出射する。拡散光１０１は第１導光部材２１に入射する。第１導光部材２１では、不要な外乱光や所定の拡散角度以上に拡がった光を光吸収膜２３によって吸収すると共に、第１回折格子２２によって拡散光１０１を３ビームのＣＤ用往路光１０２に変換する。

ＣＤ用往路光１０２は第１導光部材２１から第２導光部材２５に入射する。第２導光部材２５中を進行したＣＤ用往路光１０２は斜面２６に到達する。ＣＤ用往路光１０２のうちほとんどの光量は波長選択膜２７を透過し、第３導光部材３０へ入射する。さらに、第３導光部材３０の第１斜面３１を透過し、さらに第４導光部材３５の透過面３８を透過して、ビームスプリッタ４、立上げプリズム５によってＤＶＤ用ホログラム６に向かって進路を変え、対物レンズ７によって収束光となって、光ディスク８に入射する。

光ディスク８の記録層から反射したＣＤ用復路光１０４は、逆順に対物レンズ７、立上げプリズム５を経て第４導光部材３５の透過面３８に入射する。ＣＤ用復路光１０４は広帯域偏光分離膜３３によって反射され、第３導光部材３５のＣＤ用ホログラム４０へ進行する。ＣＤ用ホログラム４０では＋１次回折光を主成分とするＣＤ用復路反射回折光１０５となる。ＣＤ用復路反射回折光１０５は第３導光部材３０の広帯域偏光分離膜３３で再び反射して、出射面３９から受光器６０に向かって出射する。

一方、ＤＶＤ用光源から出射され光ディスク８によって反射されたＤＶＤ用復路光１１０は、第２導光部材２５の斜面２６に形成された波長選択膜２７によって反射され、第３導光部材３０、第４導光部材３５を透過して、出射面３９から受光器６０に向かって出射する。

図８は受光器６０の全体斜視図である。入射口６２を有するパッケージ６１にＯＥ素子６３が収納される。ＯＥ素子６３の信号端子はリード端子６４に接続されてパッケージ６１の外部へ導かれる。さらにリード端子６４にはフレキシブルケーブル６５を接続して、検査や実装に使用する。ＯＥ素子６３の受光部に結像した反射回折光は、ＯＥ素子６３においてＯＥ変換されて検出電流Ｉとなり、検出電流Ｉからトラッキングエラー（ＴＥ）信号やフォーカスエラー（ＦＥ）信号が算出され、このトラッキングエラー（ＴＥ）信号やフォーカスエラー（ＦＥ）信号がリード端子６４を介してパッケージ６１の外部へ導かれ、図示しないＣＰＵなどの制御部を介して光ディスク装置のアクチュエータの制御に用いられる。なお、受光器６０においては結像した反射回折光のＯＥ変換までを行い、図示しない制御部においてトラッキングエラー（ＴＥ）信号やフォーカスエラー（ＦＥ）信号を算出することも同様に実施可能である。

図５に示したように、レーザ光源５２から出射されるレーザ光の光軸が傾いている場合には、対物レンズ７によって収束光となる際に光強度が弱くなり、光ディスク８に照射される光強度が記録再生に必要な強度とならない。光ディスク８で反射された光を、受光器６０に設けられたＯＥ素子６３によって検出し、光強度が弱いことを検知した場合に、レーザ光源あおり調整部材５５とレーザ光源シフト部材５６を動かすことによって、レーザ光源５２から出射される光ビームの光軸が最適な状態となるように、レーザ光源５２の位置調整を行い、最適状態で固定する。

なお、以上においては、ＤＶＤ用レーザモジュールとして用いられるレーザ光源の調整を行う場合について説明したが、上記の調整機構はＣＤ用としても用いることができる。

次に、ＤＶＤ用ホログラム６、ＣＤ用ホログラム４０についてさらに詳細に説明する。

ＤＶＤ用ホログラム６は、図１に示すように対物レンズ７の直下に設けられ、このＤＶＤ用ホログラム６を通過したＤＶＤ用復路光は、図７に示す受光器６０内のＯＥ素子６３に結像する。また、図６に示すＣＤ用ホログラム４０は第４導光部材３５の第１斜面３６の所定の領域に設けられ、このＣＤ用ホログラム４０を通過したＣＤ用復路光は、図７に示す受光器６０内のＯＥ素子６３に結像する。

図９に、ＣＤ用ホログラム４０（図６参照）の分割パターンと、受光器６０に設けられたＯＥ素子６３のパターンを示す。また、入射口６２から見たＯＥ素子６３のパターンを示す。

図９において、７０はＣＤ用ホログラム４０（図６参照）として機能する回折格子である。回折格子７０は、格子Ａ７１、格子Ｂ７２、格子Ｃ７３、及び格子Ｄ７４に分割されている。

その詳細は、回折格子７０は、光ディスクのラジアル（半径）方向（Ｘ軸）に平行な２本の分割線で３分割され、その弓形に分割されタンジェンシャル（トラックの接線：Ｙ軸）方向に分離した領域の１つが格子Ａ７１であり、他の１つが格子Ｂ７２である。格子Ａ７１の反射回折光が結像する領域は、受光部２０１の中央部に設けられた受光部２０１Ａ５および受光部２０１Ｂ５である。また、格子Ｂ７２の反射回折光が結像する領域は、受光部２０１の中央下部に設けられた受光部２０１Ａ４および受光部２０１Ｂ４である。即ち、これらはフォーカス検出用の主ビームとなる。

また、残りの分割領域であって中央の分割領域は光ディスクのタンジェンシャル（トラックの接線：Ｙ軸）方向に平行な分割線でさらに２分割され、それぞれが格子Ｃ７３並びに格子Ｄ７４である。即ち格子Ｃ７３と格子Ｄ７４との領域は略Ｄ字状に形成される。

さらに、格子Ｃ７３に相当する分離格子Ａ７５が格子Ａ７１の領域に設けられ、同様に、格子Ｃ７３に相当する分離格子Ｂ７６が格子Ｂ７２の領域に設けられている。さらに、格子Ｄ７４に相当する分離格子Ｃ７７が格子Ａ７１の領域に設けられ、格子Ｄ７４に相当する分離格子Ｄ７８が格子Ｂ７２の領域に設けられている。

そして、格子Ｃ７３と分離格子Ａ７５と分離格子Ｂ７６とが同一の方向、すなわち同一のＯＥ素子の位置に回折し、格子Ｄ７４と分離格子Ｃ７７と分離格子Ｄ７８とが同一の方向、すなわち同一のＯＥ素子の位置に回折するように、それぞれの分離格子Ａ７５から分離格子Ｄ７８が形成されている。分離格子Ａ７５から分離格子Ｄ７８のそれぞれは面積、回折する光パワーの条件はすべて同じである。

上述のように、格子Ｃ７３と分離格子Ａ７５と分離格子Ｂ７６とが同一の方向に回折するから、主ビームの格子Ｃ７３による回折光は受光部２０１Ｃに入射するとともに、主ビームの分離格子Ａ７５と分離格子Ｂ７６とによる回折光も受光部２０１Ｃに入射する。同様にして、±１次光の副ビームの回折光は受光部２０１Ｅと２０１Ｇとにそれぞれ入射する。

また、格子Ｄ７４と分離格子Ｃ７７と分離格子Ｄ７８とが同一の方向に回折するから、主ビームの格子Ｄ７４による回折光は受光部２０１Ｄに入射するとともに、主ビームの分離格子Ｃ７７と分離格子Ｄ７８とによる回折光も受光部２０１Ｄに入射する。同様にして、±１次光の副ビームの回折光は受光部２０１Ｆと２０１Ｈとにそれぞれ入射する。これら６種類の光ビームは、トラッキング制御用の３ビームとして検出される。

受光部２０１に結像した反射回折光はＯＥ変換されて検出電流Ｉとして表現することができる。受光部２０１Ａ５、受光部２０１Ｂ５、受光部２０１Ａ４、受光部２０１Ｂ４からの検出電流を、それぞれＩＡ５、ＩＢ５、ＩＡ４、ＩＢ４と表す。そうすると、フォーカス検出のために次のように検出電流を論理構成することができる。即ち、フォーカスエラー（以下ＦＥと略称する）検出論理として、
ＦＥ＝（ＩＡ４＋ＩＡ５）−（ＩＢ４＋ＩＢ５）・・・（数式１）
が得られる。ＦＥは、
また、受光部２０１Ａ４と受光部２０１Ａ５とをＯＥ素子６３上で結線することもできる。その結果両受光部の和を新たにＩＡと表すことができる。同様に、受光部２０１Ｂ４と受光部２０１Ｂ５とを結線すると、両受光部の和を新たにＩＢと表すことができる。従って（数式１）に代入して整理すると、
ＦＥ＝ＩＡ−ＩＢ ・・・（数式２）
が得られる。

（数式２）によってＦＥ検出論理とすることは以下のような作用をもたらす。元来、格子Ａ７１と格子Ｂ７２とは回折格子７０のタンジェンシャル方向に対向した弓形領域である。そのため、集積光学部材２０がレーザ素子１３の発熱の影響を受けて熱膨張を起こしたとすると、ＣＤ用ホログラム４０の中心部から離れて格子Ａ７１と格子Ｂ７２とを配置したから、その熱膨張によって最も大きな位置変化を起こしやすい。ところが、その格子Ａ７１と格子Ｂ７２との回折光を受光する受光部２０１Ａ４、受光部２０１Ｂ４、受光部２０１Ａ５、受光部２０１Ｂ５はそれぞれ逆順に配置して和をとり、その逆順和の差（たすき掛け差動）をＦＥ検出論理としているから、前述の位置変化が引き起こす検出信号のドリフトやオフセットを（数式２）によって打ち消すことができる。

前述のＦＥ検出論理と同様に、６種類の格子領域による検出電流を論理構成することができる。即ち、トラッキングエラー（以下ＴＥと略称する）検出論理として、
ＴＥ＝ＩＣ−ＩＤ−ｋ｛（ＩＥ＋ＩＧ）−（ＩＦ＋ＩＨ）｝ ・・・（数式３）
（但し、ｋは動作設定に応じて定まる定数）が得られる。

（数式３）によってＴＥ検出論理とすることは以下のような作用をもたらす。先ず、受光部２０１Ｃ、２０１Ｄは主ビームの検出を行うから、（数式３）の第１項と第２項は通常のＴＥ検出である。

次に、（数式３）の大かっこに表す第３項は、回折格子７０の格子Ｃ７３と格子Ｄ７４から得られるそれぞれの副ビーム検出電流の和を得て差動することを意味する。従って、前述のＦＥ検出論理と同様に、前述の位置変化が引き起こす検出信号のドリフトやオフセットを（数式３）によって打ち消すことができる。

特に、格子Ａ７１と格子Ｂ７２とを弓形の領域に分割したので、２分割受光部である受光部２０１Ａ５と受光部２０１Ｂ５および受光部２０１Ａ４と受光部２０１Ｂ４のセンサ面積に対して回折光の入射形状を無駄なく配光することができる。同様に、格子Ｃ７３と格子Ｄ７４とをＤ字状の領域に分割したので、独立した受光部である受光部２０１Ｃから受光部２０１Ｈのセンサ面積に対して入射形状を無駄なく配光することもできる。

さらに、格子Ａ７１から格子Ｄ７４の面積を回折格子７０の全領域を４等分するように構成したので、回折格子７０を容易に形成することができる。

また、以上のような回折格子の領域分割の構成とすることにより、
（ＩＡ５＋ＩＢ５）＋（ＩＡ４＋ＩＢ４）≒（ＩＣ＋ＩＤ） ・・・（数式４）
とすることができ、ＲＦ信号検出や、ＦＥ、ＴＥの各信号検出にバランスよく光パワーを供給することができる。

なお、定数ｋは、
ｋ＝（ＩＣ＋ＩＤ）／（ＩＥ＋ＩＦ＋ＩＧ＋ＩＨ） ・・・（数式５）
として表され、通常ｋ≒１．０になるように、それぞれの受光部においてＯＥ変換するときの増幅度を調整する。第１回折格子２２によって形成された３ビームは、０次光の主ビームの光パワーが１０で、±１次光の副ビームの光パワーが１となるような比率に形成さ
れている。そこで、上記（数式５）の各受光部に光パワーの比を代入した上で、ｋ≒１．０の条件を満たすことは、受光部２０１Ｃ、２０１Ｄの増幅度に比べ、受光部２０１Ｅ、２０１Ｆ、２０１Ｇ、および２０１Ｈの増幅度を約５倍に設定することによって可能である。

（数式５）において、±１次光の副ビームの光パワーは回折格子７０の周辺領域に入射するから、格子Ｃ７３と格子Ｄ７４との光パワーに加え、分離格子Ａ７５から分離格子Ｄ７８の光パワーが加算されるため、分母は増加する。その結果、受光部２０１Ｅ、２０１Ｆ、２０１Ｇ、および２０１Ｈの増幅度は５倍よりも遙かに低く設定することができる。従って、クロストークの影響を受けにくい信号の検出動作を実現することができる。

図１０に、ＤＶＤ用ホログラム６の分割パターンのうち、フォーカス検出用の分割パターンを示す。

ＤＶＤ用ホログラム６は、光ディスクのラジアル方向に平行な分割線で２分割され、タンジェンシャル方向に平行な分割線でさらに２分割されて、併せて４分割されている。それぞれの分割領域によって回折した光は、受光部２０１上の定められた領域に結像する。図１０（ａ）に示す分割領域３１１と分割領域３１２による回折光４１１、回折光４１２は、受光部２０１Ａ２と受光部２０１Ｂ１上の領域５１１、領域５１２に結像する。また、分割領域３１３と分割領域３１４による回折光４１３、回折光４１４は、受光部２０１Ａ１と受光部２０１Ｂ１上の領域５１３、領域５１４に結像する。

また、図１０（ｂ）に示す分割領域３２１と３２３による回折光４２１は、領域５２１に結像し、分割領域３２２と分割領域３２４による回折光４２２は、領域５２２に結像する。

これらの結像は、受光部２０１の中央部に位置する受光部２０１Ａ１、受光部２０１Ａ２、受光部２０１Ｂ１、受光部２０１Ｂ２、受光部２０１Ｂ３のいずれかにおいてなされ、受光部の検出信号をそれぞれＩＡ１、ＩＡ２、ＩＢ１、ＩＢ２、ＩＢ３としたとき、フォーカスエラー信号（ＦＥ）を、
ＦＥ＝（ＩＡ１＋ＩＡ２）−（ＩＢ１＋ＩＢ２＋ＩＢ３）・・・（数式６）
なる関係式により算出する。

図１１に、ＤＶＤ用ホログラム６の分割パターンのうち、トラッキング検出用の分割パターンを示す。

ＤＶＤ用ホログラム６は、光ディスクのラジアル方向に平行な分割線で２分割され、タンジェンシャル方向に平行な分割線でさらに２分割されて、併せて４分割されている。それぞれの分割領域によって回折した光は、受光部２０１上の定められた領域に結像する。図１１に示す分割領域３３１による回折光４３１は、受光部２０１β上の領域５３１に結像し、分割領域３３２による回折光４３２は、受光部２０１α上の領域５３２に結像する。また、分割領域３３３による回折光４３３は、受光部２０１Ｄの領域５３３に結像し、分割領域３３４による回折光４３４は、受光部２０１Ｃ上の領域５３４に結像する。

以上のフォーカス検出用の分割パターンと、トラッキング検出用の分割パターンとを１つのＤＶＤ用ホログラム６として形成したものの一例を、図１２に示す。

図１２においては、ＤＶＤ用ホログラム６を、光ディスクのラジアル方向に平行な分割線と、タンジェンシャル方向に平行な分割線とで４分割した領域のそれぞれに、１ゾーンから３ゾーンまでの３つのゾーンを設け、それぞれのゾーンについて、トラッキング検出
用の分割パターンとフォーカス検出用の分割パターンとを形成している。

本実施の形態においては、上述した分割パターンを形成したうえで、ＤＶＤ用レーザモジュール１のレーザ光源から出射されたレーザ光のファーフィールドパターン（以下「ＦＦＰ」と略記する）の変化に対応する分割パターンを形成している。

レーザ光源はレーザ発光によって温度が上昇すると、出射されるレーザ光のＦＦＰが発光初期のものからずれることが確認されている。出射されるレーザ光のＦＦＰのずれが生じてもトラッキングエラーが検出できるようにするＤＶＤ用ホログラムの分割パターンを図１３に示す。

図１３（ａ）に示すように、ＤＶＤのタンジェンシャル方向に平行な分割線で分割された領域である、分割領域３５１と分割領域３５２とが、ＤＶＤの半径方向についての中心線３５３を挟んで対称に形成され、分割領域３５１による回折光は、受光部２０１Ｈ上に結像し、分割領域３５２による回折光は、受光部２０１Ｇ上に結像する。

受光部２０１Ｃ、受光部２０１Ｅ、受光部２０１Ｇ、受光部２０１Ｄ、受光部２０１Ｆ、受光部２０１Ｈ、受光部２０１α、受光部２０１βの検出信号をそれぞれＩＣ、ＩＥ、ＩＧ、ＩＤ、ＩＦ、ＩＨ、Ｉα、Ｉβとしたとき、トラッキングエラー信号（ＴＥ）を、
ＴＥ＝（ＩＣ＋Ｉα）−（ＩＤ＋Ｉβ）−ｋ｛（ＩＥ＋ＩＧ）−（ＩＦ＋ＩＨ）｝・・・（数式７）
（但し、ｋは動作設定に応じて定まる定数）
なる関係式により得ることによって、ＦＦＰのずれにも対応したトラッキングエラーを検出することができる。

図１３（ｂ）、（ｃ）は、上述した分割領域３５１、分割領域３５２を、ＤＶＤの半径方向についての中心線３５３を挟んで対称に、より多く形成した例を示す。

図１３（ｂ）は、図１３（ａ）に示した分割領域３５１、分割領域３５２と同様の分割領域をより多く形成したものであり、図１３（ｃ）は、図１３（ｂ）に示した分割領域のうち、周辺部よりの部分のみを分割領域３５１、分割領域３５２としたものである。いずれの場合も、分割領域３５１、分割領域３５２を多く形成することにより、光ディスク上に傷があっても、傷によって光ディスクからの反射光が受ける影響を分散させることができ、ＦＦＰのずれにも対応したトラッキングエラー検出を正確に行うことができる。

図１４に、上記の手段により、ＦＦＰのずれが生じたときにトラッキングエラーバランスが改善されている様子を示す。図１４は、レーザ素子のＰＮ接合面に平行な面内における光ビームの広がりが１４．１degであり、レーザ素子のＰＮ接合面に垂直な面内における光ビームの広がりが１６．３degである場合に、ＦＦＰのずれ（Δθ_//）によって生じたトラッキングエラーバランスを上記の手段により改善した例を示している。

図１４に示すＫｄは、トラッキングエラー信号（ＴＥ）を求める上記数式７における、動作設定に応じて定まる定数ｋを示す。Ｋｄ＝０のグラフは、（数式７）の定数ｋをｋ＝０とした場合、つまり受光部２０１Ｅ、受光部２０１Ｇ、受光部２０１Ｆ、受光部２０１Ｈの検出信号を用いた補正を行わない場合のトラッキングエラーバランスを示し、ＦＦＰが１degずれると、３０％のトラッキングエラーバランスが生じていることがわかる。一方、Ｋｄ＝２のグラフは、（数式７）の定数ｋをｋ＝２とし、補正をおこなった場合のトラッキングエラーバランスを示す。この場合、ＦＦＰが１degずれてもトラッキングエラーバランスは５％未満に抑えられており、明らかにトラッキングエラーバランスが改善していることがわかる。

本発明は、光ディスクの記録及び再生に用いられる光ピックアップ装置、並びにこの光ピックアップ装置を用いた光ディスク装置として利用することができ、狭いスペースにおいてもレーザ光源の調整をすることが可能であり、情報の記録再生に必要な光強度を確保して、信頼性の高いレーザモジュール、光ピックアップ装置及び光ディスク装置を実現することができる。

本発明の実施の形態に係る光ピックアップ装置の構成を示す図 光ピックアップ装置の構成部品を実装したものの一例を示す図 本発明の実施の形態に係るレーザモジュールの分解斜視図 レーザ光源から出射されるレーザ光の光軸が傾いていない場合を示す図 レーザ光源から出射されるレーザ光の光軸が傾いている場合を示す図 集積光学部材の構成を示す図 受光器に入射するまでの集積光学部材中での光路を示す図 受光器の全体斜視図 ＣＤ用ホログラムの分割パターンと、受光器に設けられたＯＥ素子のパターンを示す図 ＤＶＤ用ホログラムの分割パターンのうち、フォーカス検出用の分割パターンを示す図 ＤＶＤ用ホログラムの分割パターンのうち、トラッキング検出用の分割パターンを示す図 ＤＶＤ用ホログラムの分割パターンの一例を示す図 出射されるレーザ光のＦＦＰのずれが生じてもトラッキングエラーが検出できるようにするＤＶＤ用ホログラムの分割パターンを示す図 出射されるレーザ光のＦＦＰのずれが生じたときに、トラッキングエラー検出が改善されている様子を示す図

符号の説明

１ ＤＶＤ用レーザモジュール
２ 反射ミラー
３ コリメートレンズ
４ ビームスプリッタ
５ 立上げプリズム
６ ＤＶＤ用ホログラム
７ 対物レンズ
８ 光ディスク
９ コリメートレンズ
１０ ＣＤ用の光源
１１ 半導体レーザ
１３ レーザ素子
１５ 結合部材
１８ リード
１９ 発光点
２０ 集積光学部材
２１ 第１導光部材
２２ 第１回折格子
２３ 光吸収膜
２５ 第２導光部材
２６ 斜面
２７ 波長選択膜
３０ 第３導光部材
３１ 第１斜面
３２ 第２斜面
３３ 広帯域偏光分離膜
３５ 第４導光部材
３６ 第１斜面
３７ 第２斜面
３８ 透過面
３９ 出射面
４０ ＣＤ用ホログラム
４１ ＡＰＣ反射膜
４５ 第５導光部材
４６ 斜面
４７ 第１面
４８ 第２面
４９ 光吸収膜
５１ リード
５２ レーザ光源
５３ 押圧ばね
５４ 押え板
５５ レーザ光源あおり調整部材
５６ レーザ光源シフト部材
５７ ＦＰＣ
５８ コリメートレンズ
６０ 受光器
６１ パッケージ
６２ 入射口
６３ ＯＥ素子
６４ リード端子
６５ フレキシブルケーブル
７０ 回折格子
７１ 格子Ａ
７２ 格子Ｂ
７３ 格子Ｃ
７４ 格子Ｄ
７５ 分離格子Ａ
７６ 分離格子Ｂ
７７ 分離格子Ｃ
７８ 分離格子Ｄ
８０ 結合部材
１００ 光ビーム
１０１ 拡散光
１０２ ＣＤ用往路光
１０４ ＣＤ用復路光
１０５ ＣＤ用復路反射回折光
１１０ ＤＶＤ用復路光
２０１Ａ１，２０１Ａ２，２０１Ａ４，２０１Ａ５，２０１Ｂ１，２０１Ｂ２，２０１Ｂ３，２０１Ｂ４，２０１Ｂ５，２０１Ｃ，２０１Ｄ，２０１Ｅ，２０１Ｆ，２０１Ｇ，
２０１Ｈ，２０１α，２０１β 受光部
３１１，３１２，３１３，３１４，３２１，３２２，３２３，３２４，３３１，３３２，３３３，３３４，３５１，３５２ 分割領域
３５３ 中心線
４１１，４１２，４１３，４１４，４２１，４２２，４３１，４３２，４３３，４３４
回折光
５１１，５１２，５１３，５１４，５２１，５２２，５３１，５３２，５３３，５３４
領域

Claims (13)

1. 光ディスクに対して情報の記録か再生の少なくとも一方を行うレーザモジュールであって、
   レーザ光を出射するレーザ素子を備えたレーザ光源と、
   前記レーザ光源においてレーザ光が出射される出射部と反対側に配置され前記レーザ光源の向きを調整するレーザ光源あおり調整部材と
   を備えたことを特徴とするレーザモジュール。
2. 前記レーザ光源あおり調整部材は、前記レーザ光源の発光点を中心とする略球面を有することを特徴とする請求項１に記載のレーザモジュール。
3. 前記レーザ光源の発光点を中心とする略球面を有し、前記レーザ光源あおり調整部材の略球面を支持するレーザ光源シフト部材を備えたことを特徴とする請求項１に記載のレーザモジュール。
4. 前記レーザ光源と前記レーザ光源あおり調整部材とは、前記レーザ光源の前記出射部側に設けられた押え部材によって前記レーザ光源シフト部材に支持されることを特徴とする請求項３に記載のレーザモジュール。
5. 前記レーザ光源は第１の波長のレーザ光を出射する第１のレーザ光源であり、前記第１のレーザ光源と前記レーザ光源あおり調整部材とを備えた請求項１に記載のレーザモジュールと、
   第２の波長のレーザ光を出射する第２のレーザ光源と少なくとも第２の波長のレーザ光を受光する受光器とを備えたレーザユニットと
   を備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。
6. 前記レーザ光源が第１の波長のレーザ光を出射する第１のレーザ光源である請求項２に記載のレーザモジュールと、
   第２の波長のレーザ光を出射する第２のレーザ光源と少なくとも第２の波長のレーザ光を受光する受光器とを備えたレーザユニットと
   を備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。
7. 前記レーザ光源が第１の波長のレーザ光を出射する第１のレーザ光源である請求項３に記載のレーザモジュールと、
   第２の波長のレーザ光を出射する第２のレーザ光源と少なくとも第２の波長のレーザ光を受光する受光器とを備えたレーザユニットと
   を備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。
8. 前記レーザ光源が第１の波長のレーザ光を出射する第１のレーザ光源である請求項４に記載のレーザモジュールと、
   第２の波長のレーザ光を出射する第２のレーザ光源と少なくとも第２の波長のレーザ光を受光する受光器とを備えたレーザユニットと
   を備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。
9. 請求項５に記載の光ピックアップ装置を備えたことを特徴とする光ディスク装置。
10. 請求項６に記載の光ピックアップ装置を備えたことを特徴とする光ディスク装置。
11. 請求項７に記載の光ピックアップ装置を備えたことを特徴とする光ディスク装置。
12. 請求項８に記載の光ピックアップ装置を備えたことを特徴とする光ディスク装置。
13. 光ディスクに対して情報の記録か再生の少なくとも一方を行うレーザモジュールであって、
    レーザ光源の発光点を中心として前記レーザ光源を動かし、前記レーザ光源の向きを調整するレーザ光源あおり調整部材を備えたことを特徴とするレーザモジュール。

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