JP2006099859A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ＤＶＤやＣＤ等の光ディスクに対応し、それぞれにおいて安定した記録・再生のためのフォーカス／トラッキング誤差信号の検出が可能な光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】第１の光情報記録媒体１０１に対応した第１の半導体レーザ１０３と、第２の光情報記録媒体１０４に対応した第２の半導体レーザ１０６と、各レーザからの出射光をを３ビームに回折する回折格子１０７と、各レーザの反射戻り光を回折するホログラム素子１０８と、ホログラム素子１０８からの回折光を受光する受光素子群を備え、第１の半導体レーザ１０３及び第２の半導体レーザ１０６を挟んで一方の側に第１の受光素子群１０９、第２の受光素子群１１０が、他方に第３の受光素子群１１１が位置し、受光素子群１０９と１１０の素子数よりも受光素子群１１１の素子数が少なく配置されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、光ディスクなどの光情報記録媒体に、情報の記録、再生、消去などの処理を行う光学式情報処理装置において、その基幹部品である光学式ヘッド装置に使用される再生／記録信号及び各種サーボ信号の検出機能を有する光ピックアップ装置に関する。
現在、光ディスクの中で、最も大きな市場を形成しているＣＤ（Compact Disc）において、その記録・再生には波長７８０ｎｍ〜８２０ｎｍ帯の近赤外半導体レーザが用いられている。一方、急速に普及し、より高記録密度の光情報記録媒体であるＤＶＤ（Digital Versatile Disc）の記録・再生には、光スポットを小さくするため、より短波長の６３５ｎｍ〜６８０ｎｍ帯の赤色半導体レーザが用いられている。これら規格の異なる２種類のディスクに対して、１台の装置で記録・再生を可能にすることが要求されており、従来、図１１に示すような再生専用の光ピックアップ装置が考えられている（例えば特許文献１参照）。以下、この従来の光ピックアップ装置の動作原理を示す。
この光ピックアップ装置は、光情報記録媒体１から情報を読みとる光ピックアップ装置２にして、第１波長の光を出力する第１光源３、例えばＤＶＤ用の６５０ｎｍと、第２波長の光を出力する第２光源４、例えばＣＤ用の７８０ｎｍと、前記第１、第２波長の光を回折する第１回折領域５及び第２回折領域６を有するホログラム素子７と、前記ホログラム素子７からの回折光を受光する第１受光素子８及び第２受光素子９及び第３受光素子１０及び第４受光素子１１及び第５受光素子１２及び第６受光素子１３を設けた受光素子基板１４と、前記第１光源３、第２光源４の光を前記光情報記録媒体１に照射するための反射ミラー１５を備えている。
ＤＶＤの再生には前記第１光源３による前記光情報記録媒体１からの光を前記複数の受光素子８、９、１０、１１に入射する。この受光素子８、９、１０、１１で検出された信号に基づき、ＤＶＤの再生時におけるフォーカス誤差信号（スポットサイズ検出（ＳＳＤ）法）／トラッキング誤差信号（位相差検出（ＤＰＤ）法）及び再生信号の検出を行う。
一方、ＣＤの再生には、前記第２光源４による前記光情報記録媒体１からの光を前記複数の受光素子８、９、１２、１３に入射する。この受光素子８、９、１２、１３で検出された信号に基づき、ＣＤの再生時におけるフォーカス誤差信号（ＳＳＤ法）／トラッキング誤差信号（３ビーム法／プッシュプル（ＰＰ）法）及び再生信号の検出を行う。この構成においては、波長７８０ｎｍの前記第２光源４を搭載しているため、追記型ＣＤ（ＣＤ−Ｒ）の再生も対応可能となっている。
特許第３５１８４５７号公報
しかしながら、図１１に示すような従来の光ピックアップ装置では、第１光源と第２光源には発光点間隔があるために第１光源をホログラム素子の中心に持っていくと第２光源はホログラム中心からずれてしまう。そのため第２光源でのプッシュプル法によるトラッキング誤差信号にアンバランスが発生し安定したトラッキング誤差信号を得ることができない。また、第２光源をホログラム素子の中心に持っていくと第１光源はホログラム中心からずれてしまう。そのため第１光源でのＤＰＤ法によるトラッキング誤差信号にアンバランスが発生し安定したトラッキング誤差信号を得ることができない。
また、光情報記録媒体を記録するために必要な差動プッシュプル（ＤＰＰ）法などによるトラッキング誤差信号を生成することが不可能である。
以上から記録・再生装置において安定したトラッキング誤差信号の検出に対応できないという問題が生じる。
そこで、本発明は上記従来の課題を解決し、使用する半導体レーザ光の波長がそれぞれ異なる各種光情報記録媒体への対応が可能であると共に、より安定した記録・再生を実現するフォーカス／トラッキング誤差信号の検出を可能とする光ピックアップ装置を提供するものである。
上記課題を解決するために、本発明の光ピックアップ装置は、第１の波長の光ビームを出射する第１の半導体レーザおよび前記第１の半導体レーザより波長の長い第２の波長の光ビームを出射する第２の半導体レーザと、前記第１の波長の光ビームまたは前記第２の波長の光ビームをそれぞれ０次回折光と±１次回折光に回折するための回折格子と、前記０次回折光と前記±１次回折光をコリメータレンズにより平行ビームとした後、対物レンズにより光情報記録媒体の記録面に集光し、さらに反射された戻り光を回折するホログラム素子と、前記ホログラム素子により回折された回折光を受光する複数の受光素子を備えた光ピックアップ装置であって、前記ホログラム素子は４つの異なる回折領域を有しており、前記受光素子は、前記第１の半導体レーザおよび前記第２の半導体レーザの両側に前記第１の半導体レーザおよび前記第２の半導体レーザと離間して、かつ前記第１の半導体レーザにおける光出射位置と前記第２の半導体レーザにおける光出射位置とを結ぶ延長線上に配置されており、前記第１の半導体レーザから見て前記第２の半導体レーザの反対側に配置された前記受光素子数が、前記第２の半導体レーザから見て前記第１の半導体レーザの反対側に配置された前記受光素子数よりも少ないことを特徴とする。
前記コリメータレンズの焦点距離をｆ１とし、前記対物レンズの焦点距離をｆ２としたとき、前記コリメータレンズと前記対物レンズとの間の距離をｆ１＋ｆ２よりも小さくしたことが好ましい。
前記コリメータレンズと前記対物レンズとの間の距離を、ｆ１×０．５よりも小さく、かつ０よりも大きくし、前記コリメータレンズと前記回折格子間に前記ホログラム素子を配置したことが好ましい。
前記コリメータレンズと前記対物レンズとの間の距離を、ｆ１＋ｆ２よりも小さく、かつｆ１×０．５よりも大きくし、前記コリメータレンズと前記対物レンズ間に前記ホログラム素子を配置したことが好ましい。
前記第１の波長の光ビームを出射する第１の半導体レーザと前記４つの回折領域を有しているホログラム素子の４領域の中心が前記コリメータレンズの光軸中心と合っていることが好ましい。
前記光情報記録媒体の記録面から反射された前記第１の波長の光ビームと前記第２の波長の光ビームは、前記ホログラム素子により回折され、回折光を共通の受光素子で受光することが好ましい。
前記４つの回折領域を有しているホログラム素子において、前記４つの領域がそれぞれ短冊状に２つの異なった回折領域を有することが好ましい。
前記受光素子からの信号に基づいてフォーカス／トラッキング誤差信号を得ることが好ましい。
前記第１の半導体レーザから見て前記第２の半導体レーザの反対側に配置された前記受光素子で、フォーカス誤差信号を得、前記第２の半導体レーザから見て前記第１の半導体レーザの反対側に配置された前記受光素子でトラッキング誤差信号を得ることが好ましい。
前記第１の波長の光ビームを出射する第１の半導体レーザと前記第２の波長の光ビームを出射する第２の半導体レーザと前記複数の受光素子とを同一の集積回路基板上に搭載されていることが好ましい。
前記集積回路基板上に、２つのフォーカス誤差信号用電流電圧変換増幅回路と、６つのトラッキング誤差信号用電流電圧変換増幅回路が搭載されていることが好ましい。
前記第１の波長の光ビームを出射する第１の半導体レーザと、前記第１の半導体レーザより波長の長い第２の波長の光ビームを出射する第２の半導体レーザと、を１つのモノリッシック半導体レーザで構成したことが好ましい。
前記第１の波長の光ビームを出射する第１の半導体レーザと、前記第２の波長の光ビームを出射する第２の半導体レーザと、前記複数の受光素子と、前記集積回路基板と、前記回折格子を１つのパッケージに搭載したことが好ましい。
前記回折格子が、互いに回折効率の異なる第１の回折領域および第２の回折領域を有し、前記第１の回折領域における０次回折光の回折効率は、前記第２の回折領域における０次回折光の回折効率よりも大きく、前記第１の回折領域が帯状に形成され、前記第１の回折領域における格子及び／又は前記第２の回折領域における格子が帯状に形成された前記第１の回折領域に対して所定角度だけ傾斜して形成されており、前記第１の回折領域において生成した０次回折光を前記光情報記録媒体に対して情報信号を記録又は再生するためのメインビームとして用い、前記第２の回折領域において生成した＋１次および／または−１次回折光をサブビームとして用いることが好ましい。
本発明の光ピックアップ装置によれば、２つの異なる半導体レーザを用いることで、異なる各種光情報記録媒体への対応が可能であると共に、より安定した記録・再生を実現するフォーカス／トラッキング誤差信号の検出を行うことができる。
また、ＤＶＤ系、ＣＤ系の記録・再生装置において小型化・簡素化・低コスト化・高効率化を実現することができる。
以下、図面を参照しながら、本発明による実施の形態を説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における光ピックアップ装置の構成を模式的に示している。図２は本発明の実施の形態１におけるホログラム素子を示している。図３は本発明の実施の形態１における受光素子の構成を示す平面図である。
図１に示した光ピックアップ装置は、第１の光情報記録媒体１０１の記録・再生に対応した第１の波長の光ビーム１０２を出射する第１の半導体レーザ１０３と、第２の光情報記録媒体１０４の記録・再生に対応した第１の半導体レーザ１０３よりも波長の長い第２の波長の光ビーム１０５を出射する第２の半導体レーザ１０６と、前記第１の波長、前記第２の波長の光ビーム１０２、１０５を０次回折光のメインビームと±１次回折光のサブビーム（図示せず）に回折する回折格子１０７と、前記第１、第２の光情報記録媒体１０１、１０４からの反射の前記光ビーム１０２、１０５を回折するホログラム素子１０８と、前記ホログラム素子１０８からの回折光を受光する第１の受光素子群１０９、第２の受光素子群１１０、第３の受光素子群１１１を同一の集積回路基板１１２に備えている。また、前記ホログラム素子１０８と前記光情報記録媒体１０１、１０４との間には、コリメータレンズ１１３と、対物レンズ１１４とが設けられている。
図１（ａ）は前記第１、第２の半導体レーザ１０３、１０６からの出射の前記光ビーム１０２、１０５が前記光情報記録媒体１０１、１０４に集光するまでの過程を示し、図１（ｂ）は前記光情報記録媒体１０１、１０４からの反射の光ビーム１０２、１０５が前記の第１、第２、第３の受光素子群１０９、１１０、１１１に入射するまでの過程を示している。
図２は前記ホログラム素子１０８の平面図を示し、前記ホログラムは、第１の回折領域１１５、第２の回折領域１１６、第３の回折領域１１７、第４の回折領域１１８の４領域からなり、それぞれの回折領域は短冊状に分割されている。前記第１の回折領域１１５は１１５ａ、１１５ｂの短冊状になり、前記第２の回折領域１１６は１１６ａ、１１６ｂの短冊状になり、前記第３の回折領域１１７は１１７ａ、１１７ｂの短冊状になり、前記第４の回折領域１１８は１１８ａ、１１８ｂの短冊状になっている。
図３の平面図には第１の半導体レーザ１０３の見かけの発光点Ｌ１、第２の半導体レーザ１０６の見かけの発光点Ｌ２を示している。
前記コリメータレンズ１１３の焦点距離をｆ１とし、前記対物レンズ１１４の焦点距離をｆ２としたとき、前記コリメータレンズ１１３と前記対物レンズ１１４間距離をｆ１×０．５よりも小さく、かつ０よりも大きくなるように設定し、前記第１の半導体レーザ１０３を前記コリメータレンズの光軸と合わせる。前記第２の半導体レーザ１０６からの前記第２の波長の光ビーム１０５が前記第２の光情報記録媒体１０４からの反射光の光ビーム強度中心と前記第１の半導体レーザ１０３からの前記第１の波長の光ビーム１０２が前記第１の光情報記録媒体１０１からの反射光の光ビーム強度中心と合ったところに前記４領域からなるホログラム素子１０８の中心を持っていくように調整する。
次に、本実施の形態の光ピックアップ装置の動作を説明する。
まず、光情報記録媒体判別手段（図示せず）により、使用する光情報記録媒体が第１の光情報記録媒体１０１もしくは第２の光情報記録媒体１０４のどちらであるかが判別され、第１の光情報記録媒体１０１である場合は、第１の波長の半導体レーザ１０３が駆動され、第２の光情報記録媒体１０４である場合は、第２の波長の半導体レーザ１０６が駆動される。半導体レーザ１０３から出射した光ビーム１０２（図１において実線で表す）及び半導体レーザ素子１０６から出射した光ビーム１０５（図１において破線で表す）は、回折格子１０７で０次回折光のメインビームと±１次回折光のサブビーム（図示せず）に回折され、ホログラム素子１０８、コリメータレンズ１１３、対物レンズ１１４を経て光情報記録媒体１０１、１０４上に集光・反射され、再び対物レンズ１１４、コリメータレンズ１１３を経て、光ビーム分岐手段であるホログラム素子１０８に入射する。
光情報記録媒体１０１で反射された第１の波長の光ビーム１０２は、前記ホログラム素子１０８の第１の回折領域１１５によって図中Ｘ方向に回折を受け、±１次回折光が第１の受光素子群１０９と第３の受光素子群１１１へと導かれ、また第２の回折領域１１６によって図中Ｘ方向に回折を受け、±１次回折光が第１の受光素子群１０９と第３の受光素子群１１１へと導かれ、また第３の回折領域１１７によって図中Ｘ方向に回折を受け、±１次回折光が第２の受光素子群１１０と第３の受光素子群１１１へと導かれ、また第４の回折領域１１８によって図中Ｘ方向に回折を受け、±１次回折光が第２の受光素子群１１０と第３の受光素子群１１１へと導かれる。
光情報記録媒体１０４で反射された第２の波長の光ビーム１０５は、前記ホログラム素子１０８の第１の回折領域１１５によって図中Ｘ方向に回折を受け、±１次回折光が第１の受光素子群１０９と第３の受光素子群１１１へと導かれ、また第２の回折領域１１６によって図中Ｘ方向に回折を受け、±１次回折光が第１の受光素子群１０９と第３の受光素子群１１１へと導かれ、また第３の回折領域１１７によって図中Ｘ方向に回折を受け、±１次回折光が第２の受光素子群１１０と第３の受光素子群１１１へと導かれ、また第４の回折領域１１８によって図中Ｘ方向に回折を受け、±１次回折光が第２の受光素子群１１０と第３の受光素子群１１１へと導かれる。
前記第１、第２の受光素子群１０９、１１０に導かれた光ビーム１０２、１０５からトラッキング誤差信号が検出され、前記第３の受光素子群１１１に導かれた光ビーム１０２、１０５からフォーカス誤差信号が検出され、これらの検出信号を用いて第１の光情報記録媒体１０１もしくは第２の光情報記録媒体１０４の記録・再生が行われる。
次に、前記第１の波長及び第２の波長の光ビーム１０２、１０５からフォーカス／トラッキング誤差信号を検出する方法について説明する。
図３に示されるように、前記第１の受光素子群１０９〜第３受光素子群１１１はＹ軸方向においてそれぞれ複数の受光領域に分割されている。前記第１の受光素子群１０９はＹ軸方向において４個の受光領域１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃ、１０９ｄに分割され、前記第２の受光素子群１１０はＹ軸方向において４個の受光領域１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄに分割され、前記第３の受光素子群１１１はＹ軸方向において５個の受光領域１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ、１１１ｅに分割されている。
また、ホログラム素子１０８により回折された受光素子群上のビームスポットを１０９ａ〜１０９ｄ、１１０ａ〜１１０ｄ、１１１ａ〜１１１ｅにそれぞれ示した。これらの表記において、白抜きで表したものは第１の波長の光ビーム１０２に起因し、ハッチングで表したものは第２の波長の光ビーム１０５に起因している。Ｌ１０１ｃ、Ｌ１０４ｄは第１の波長の光ビーム１０２のメインビームが前記ホログラム素子１０８の第１の回折領域１１５により回折された回折スポットを表し、Ｌ１０１ａ、Ｌ１０１ｅ、Ｌ１０４ｂ、Ｌ１０４ｆは第１の波長の光ビーム１０２のサブビームが前記ホログラム素子１０８の第１の回折領域１１５により回折された回折スポットを表し、Ｌ１０１ｄ、Ｌ１０４ｃは第１の波長の光ビーム１０２のメインビームが前記ホログラム素子１０８の第２の回折領域１１６により回折された回折スポットを表し、Ｌ１０１ｂ、Ｌ１０１ｆ、Ｌ１０４ａ、Ｌ１０４ｅは第１の波長の光ビーム１０２のサブビームが前記ホログラム素子１０８の第２の回折領域１１６により回折された回折スポットを表し、Ｌ１０２ｄ、Ｌ１０３ｃは第１の波長の光ビーム１０２のメインビームが前記ホログラム素子１０８の第３の回折領域１１７により回折された回折スポットを表し、Ｌ１０２ｂ、Ｌ１０２ｆ、Ｌ１０３ａ、Ｌ１０３ｅは第１の波長の光ビーム１０２のサブビームが前記ホログラム素子１０８の第３の回折領域１１７により回折された回折スポットを表し、Ｌ１０２ｃ、Ｌ１０３ｄは第１の波長の光ビーム１０２のメインビームが前記ホログラム素子１０８の第４の回折領域１１８により回折された回折スポットを表し、Ｌ１０２ａ、Ｌ１０２ｅ、Ｌ１０３ｂ、Ｌ１０３ｆは第１の波長の光ビーム１０２のサブビームが前記ホログラム素子１０８の第４の回折領域１１８により回折された回折スポットを表している。Ｌ２０１ｃ、Ｌ２０４ｄは第２の波長の光ビーム１０５のメインビームが前記ホログラム素子１０８の第１の回折領域１１５により回折された回折スポットを表し、Ｌ２０１ａ、Ｌ２０１ｅ、Ｌ２０４ｂ、Ｌ２０４ｆは第２の波長の光ビーム１０５のサブビームが前記ホログラム素子１０８の第１の回折領域１１５により回折された回折スポットを表し、Ｌ２０１ｄ、Ｌ２０４ｃは第２の波長の光ビーム１０５のメインビームが前記ホログラム素子１０８の第２の回折領域１１６により回折された回折スポットを表し、Ｌ２０１ｂ、Ｌ２０１ｆ、Ｌ２０４ａ、Ｌ２０４ｅは第２の波長の光ビーム１０５のサブビームが前記ホログラム素子１０８の第２の回折領域１１６により回折された回折スポットを表し、Ｌ２０２ｄ、Ｌ２０３ｃは第２の波長の光ビーム１０５のメインビームが前記ホログラム素子１０８の第３の回折領域１１７により回折された回折スポットを表し、Ｌ２０２ｂ、Ｌ２０２ｆ、Ｌ２０３ｃ、Ｌ２０３ｅは第２の波長の光ビーム１０５のサブビームが前記ホログラム素子１０８の第３の回折領域１１７により回折された回折スポットを表し、Ｌ２０２ｃ、Ｌ２０３ｄは第２の波長の光ビーム１０５のメインビームが前記ホログラム素子１０８の第４の回折領域１１８により回折された回折スポットを表し、Ｌ２０２ａ、Ｌ２０２ｅ、Ｌ２０３ｂ、Ｌ２０３ｆは第２の波長の光ビーム１０５のサブビームが前記ホログラム素子１０８の第４の回折領域１１８により回折された回折スポットを表している。
まず、フォーカス誤差信号の検出について説明する。
前記受光領域１１１ｂ、１１１ｄからの出力信号の和をＦ１とし、前記受光領域１１１ａ、１１１ｃ、１１１ｅからの出力信号の和をＦ２とするとき、フォーカス誤差信号ＦＥは、公知のＳＳＤ（スポットサイズ検出）法によって検出する。前記第１の波長の光ビーム１０２と前記第２の波長の光ビーム１０５によるフォーカス誤差信号ＦＥ１は下記（式１）の演算によって得られる。
ＦＥ１＝Ｆ１−Ｆ２ ・・・・（式１）
次に、トラッキング誤差信号の検出について説明する。
前記受光領域１０９ｂからの出力信号をＴ１とし、前記受光領域１０９ｃからの出力信号をＴ２とし、前記受光領域１１０ｃからの出力信号をＴ３とし、前記受光領域１１０ｂからの出力信号をＴ４とし、前記受光領域１０９ａと前記受光領域１０９ｄからの出力信号の和をＴ５とし、前記受光領域１１０ａと前記受光領域１１０ｄからの出力信号の和をＴ６とするとき、トラッキング誤差信号ＴＥは、公知のＤＰＤ（位相差検出）法とＤＰＰ（差動プッシュプル）法によって検出する。
前記第１の波長の光ビーム１０２と前記第２の波長の光ビーム１０５によるＤＰＤ法のトラッキング誤差信号ＴＥ（ＤＰＤ）は下記（式２）の演算によって得られる。
ＴＥ（ＤＰＤ）＝（Ｔ１とＴ４の位相比較）＋（Ｔ２とＴ３の位相比較）・・・・（式２）
前記第１の波長の光ビーム１０２と前記第２の波長の光ビーム１０５によるＤＰＰ法のトラッキング誤差信号ＴＥ（ＤＰＰ）は下記（式３）の演算によって得られる。
ＴＥ（ＤＰＰ）＝（Ｔ１＋Ｔ２）−（Ｔ３＋Ｔ４）−ｋ（Ｔ５−Ｔ６） ・・・・（式３）
ここで、（式３）のｋは任意の値とする。
本実施の形態によれば、２つの異なる半導体レーザを用いることで、第１の波長の光ビーム１０２、第２の波長の光ビーム１０５により異なる各種光情報記録媒体１０１、１０４への対応が可能であると共に、第１の波長の光ビーム１０２、第２の波長の光ビーム１０５を共通の受光素子群１０９、１１０、１１１でフォーカス／トラッキング誤差信号を検出する。
トラッキング誤差信号の検出処理のための信号系を得るために受光素子群１０９と受光素子群１１０からの電気信号を利用し、受光素子群１０９と受光素子群１１０はそれぞれ４つ計８個の受光素子１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃ、１０９ｄ、１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄに分割され、この８個の受光素子１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃ、１０９ｄ、１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄで第１の波長の光ビーム１０２、第２の波長の光ビーム１０５をそれぞれ受光し、トラッキング誤差信号を得ている。トラッキング誤差信号を得るための受光素子数は、最低数の受光素子８個１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃ、１０９ｄ、１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄで実現できている。フォーカス誤差信号の検出処理のための信号系を得るために受光素子群１１１からの電気信号を利用し、受光素子群１１１は５個の受光素子１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ、１１１ｅに分割され、この５個の受光素子１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ、１１１ｅで第１の波長の光ビーム１０２、第２の波長の光ビーム１０５をそれぞれ受光し、フォーカス誤差信号を得ている。
トラッキング誤差信号とフォーカス誤差信号は、見かけの発光点Ｌ１、Ｌ２を挟んで左右に分離していることから、トラッキング誤差信号とフォーカス誤差信号の検出処理のための信号系を完全に分離することができ、受光素子数を最低数にしていることで信号処理システムを簡素化できることから、安定した記録・再生を実現するフォーカス／トラッキング誤差信号の検出を可能とすることができる。
また、コリメータレンズ１１３と対物レンズ１１４間距離をｆ１×０．５よりも小さく、かつ０よりも大きくなるように設定し、第１の半導体レーザ１０３をコリメータレンズ１１３の光軸と合わせることで、第２の半導体レーザ１０６の第２の波長の光ビーム１０５が第２の光情報記録媒体１０４からの反射光の光ビーム強度中心と前記第１の半導体レーザ１０３からの前記第１の波長の光ビーム１０２が第１の光情報記録媒体１０１からの反射光の光ビーム強度中心とがコリメータレンズ１１３と回折格子１０７の間で重なり合わせることができる。
その重なり合うところに４つの領域を有するホログラム素子１０８の中心を持っていくように調整することで、第１の光ビーム１０２と第２の光ビーム１０５を均一に４分割の光ビームに分割し、受光素子群１０９、１１０、１１１に導くことができる。これにより、異なる各種光情報記録媒体１０１、１０４への対応が可能であり、安定した記録・再生を実現するフォーカス／トラッキング誤差信号の検出を可能とすることができる。
さらに、ホログラム素子１０８のそれぞれの領域を短冊状に分割することで、受光素子上に入射する回折スポットは、それぞれ受光素子における受光部の上側で焦点を結ぶ前焦点回折スポットと受光部の下側で焦点を結ぶ後焦点回折スポットに分けることができる。
これにより、見かけの発光点Ｌ１、Ｌ２を挟んで片側の受光素子群１１１で公知のＳＳＤ法による検出でフォーカス誤差信号を検出することが可能となり信号処理システムの簡素化ができる。
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２における光ピックアップ装置の構成を模式的に示している。図５は本発明の実施の形態２におけるホログラム素子を示している。図６は本発明の実施の形態２における受光素子の構成を示す平面図である。
図４に示した光ピックアップ装置は、第１の光情報記録媒体２０１の記録・再生に対応した第１の波長の光ビーム２０２を出射する第１の半導体レーザ２０３と、第２の光情報記録媒体２０４の記録・再生に対応した第１の半導体レーザ２０３よりも波長の長い第２の波長の光ビーム２０５を出射する第２の半導体レーザ２０６と、前記第１の波長、前記第２の波長の光ビーム２０２、２０５を０次回折光のメインビームと±１次回折光のサブビーム（図示せず）に回折する回折格子２０７と、前記第１、第２の光情報記録媒体２０１、２０４からの反射の前記光ビーム２０２、２０５を回折するホログラム素子２０８と、前記ホログラム素子２０８からの回折光を受光する第１の受光素子群２０９、第２の受光素子群２１０、第３の受光素子群２１１を同一の集積回路基板２１２に備えている。また、前記回折格子２０７と前記ホログラム素子２０８との間には、コリメータレンズ２１３が設けられ、前記ホログラム素子２０８と前記光情報記録媒体２０１、２０４との間には、対物レンズ２１４とが設けられている。
図４（ａ）は前記第１、第２の半導体レーザ２０３、２０６からの出射の前記光ビーム２０２、２０５が前記光情報記録媒体２０１、２０４に集光するまでの過程を示し、図４（ｂ）は前記光情報記録媒体２０１、２０４からの反射の光ビーム２０２、２０５が前記の第１、第２、第３の受光素子群２０９、２１０、２１１に入射するまでの過程を示している。
図５は前記ホログラム素子２０８の平面図を示し、前記ホログラムは、第１の回折領域２１５、第２の回折領域２１６、第３の回折領域２１７、第４の回折領域２１８の４領域からなり、それぞれの回折領域は短冊状に分割されている。前記第１の回折領域２１５は２１５ａ、２１５ｂの短冊状になり、前記第２の回折領域２１６は２１６ａ、２１６ｂの短冊状になり、前記第３の回折領域２１７は２１７ａ、２１７ｂの短冊状になり、前記第４の回折領域２１８は２１８ａ、２１８ｂの短冊状になっている。
図６の平面図には第１の半導体レーザ２０３の見かけの発光点Ｌ１１、第２の半導体レーザ２０６の見かけの発光点Ｌ１２を示している。
前記コリメータレンズ２１３の焦点距離をｆ１とし、前記対物レンズ２１４の焦点距離をｆ２としたとき、前記コリメータレンズ２１３と前記対物レンズ２１４間距離をｆ１＋ｆ２よりも小さくｆ１×０．５よりも大きくしたときであり、前記第１の半導体レーザ２０３を前記コリメータレンズの光軸と合わせる。前記第２の半導体レーザ２０６からの前記第２の波長の光ビーム２０５が前記第２の光情報記録媒体２０４からの反射光の光ビーム強度中心と前記第１の半導体レーザ２０３からの前記第１の波長の光ビーム２０２が前記第１の光情報記録媒体２０１からの反射光の光ビーム強度中心と合ったところに前記４領域からなるホログラム素子２０８の中心を持っていくように調整する。
次に、本実施の形態の光ピックアップ装置の動作を説明する。
まず、光情報記録媒体判別手段（図示せず）により、使用する光情報記録媒体が第１の光情報記録媒体２０１もしくは第２の光情報記録媒体２０４のどちらであるかが判別され、第１の光情報記録媒体２０１である場合は、第１の波長の半導体レーザ２０３が駆動され、第２の光情報記録媒体２０４である場合は、第２の波長の半導体レーザ２０６が駆動される。半導体レーザ２０３から出射した光ビーム２０２（図１において実線で表す）及び半導体レーザ素子１０６から出射した光ビーム２０５（図１において破線で表す）は、回折格子２０７で０次回折光のメインビームと±１次回折光のサブビーム（図示せず）に回折を受け、コリメータレンズ２１３、ホログラム素子２０８、対物レンズ２１４を経て光情報記録媒体２０１、２０４上に集光・反射され、再び対物レンズ２１４を経て、光ビーム分岐手段であるホログラム素子２０８に入射する。
光情報記録媒体２０１で反射された第１の波長の光ビーム２０２は、前記ホログラム素子２０８の第１の回折領域２１５によって図中Ｘ方向に回折を受け、±１次回折光が第１の受光素子群２０９と第３の受光素子群２１１へと導かれ、また第２の回折領域２１６によって図中Ｘ方向に回折を受け、±１次回折光が第１の受光素子群２０９と第３の受光素子群２１１へと導かれ、また第３の回折領域２１７によって図中Ｘ方向に回折を受け、±１次回折光が第２の受光素子群２１０と第３の受光素子群２１１へと導かれ、また第４の回折領域２１８によって図中Ｘ方向に回折を受け、±１次回折光が第２の受光素子群２１０と第３の受光素子群２１１へと導かれる。
光情報記録媒体２０４で反射された第２の波長の光ビーム２０５は、前記ホログラム素子２０８の第１の回折領域２１５によって図中Ｘ方向に回折を受け、±１次回折光が第１の受光素子群２０９と第３の受光素子群２１１へと導かれ、また第２の回折領域２１６によって図中Ｘ方向に回折を受け、±１次回折光が第１の受光素子群２０９と第３の受光素子群２１１へと導かれ、また第３の回折領域２１７によって図中Ｘ方向に回折を受け、±１次回折光が第２の受光素子群２１０と第３の受光素子群２１１へと導かれ、また第４の回折領域２１８によって図中Ｘ方向に回折を受け、±１次回折光が第２の受光素子群２１０と第３の受光素子群２１１へと導かれる。
前記第１、第２の受光素子群２０９、２１０に導かれた光ビーム２０２、２０５からトラッキング誤差信号が検出され、前記第３の受光素子群２１１に導かれた光ビーム２０２、２０５からフォーカス誤差信号が検出され、これらの検出信号を用いて第１の光情報記録媒体２０１もしくは第２の光情報記録媒体２０４の記録・再生が行われる。
次に、前記第１の波長及び第２の波長の光ビーム２０２、２０５からフォーカス／トラッキング誤差信号を検出する方法について説明する。
図６に示されるように、前記第１の受光素子群２０９〜第３受光素子群２１１はＹ軸方向においてそれぞれ複数の受光領域に分割されている。前記第１の受光素子群２０９はＹ軸方向において４個の受光領域２０９ａ、２０９ｂ、２０９ｃ、２０９ｄに分割され、前記第２の受光素子群２１０はＹ軸方向において４個の受光領域２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、２１０ｄに分割され、前記第３の受光素子群２１１はＹ軸方向において５個の受光領域２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃ、２１１ｄ、２１１ｅに分割されている。
また、ホログラム素子２０８により回折された受光素子群上のビームスポットを２０９ａ〜２０９ｄ、２１０ａ〜２１０ｄ、２１１ａ〜２１１ｅにそれぞれ示した。これらの表記において、白抜きで表したものは第１の波長の光ビーム２０２に起因し、ハッチングで表したものは第２の波長の光ビーム２０５に起因している。Ｌ１１０１ｃ、Ｌ１１０４ｄは第１の波長の光ビーム２０２のメインビームが前記ホログラム素子２０８の第１の回折領域２１５により回折された回折スポットを表し、Ｌ１１０１ａ、Ｌ１１０１ｅ、Ｌ１１０４ｂ、Ｌ１１０４ｆは第１の波長の光ビーム２０２のサブビームが前記ホログラム素子２０８の第１の回折領域２１５により回折された回折スポットを表し、Ｌ１１０１ｄ、Ｌ１１０４ｃは第１の波長の光ビーム２０２のメインビームが前記ホログラム素子２０８の第２の回折領域２１６により回折された回折スポットを表し、Ｌ１１０１ｂ、Ｌ１１０１ｆ、Ｌ１１０４ａ、Ｌ１１０４ｅは第１の波長の光ビーム２０２のサブビームが前記ホログラム素子２０８の第２の回折領域２１６により回折された回折スポットを表し、Ｌ１１０２ｄ、Ｌ１１０３ｃは第１の波長の光ビーム２０２のメインビームが前記ホログラム素子２０８の第３の回折領域２１７により回折された回折スポットを表し、Ｌ１１０２ｂ、Ｌ１１０２ｆ、Ｌ１１０３ｃ、Ｌ１１０３ｅは第１の波長の光ビーム２０２のサブビームが前記ホログラム素子２０８の第３の回折領域２１７により回折された回折スポットを表し、Ｌ１１０２ｃ、Ｌ１１０３ｄは第１の波長の光ビーム２０２のメインビームが前記ホログラム素子２０８の第４の回折領域２１８により回折された回折スポットを表し、Ｌ１１０２ａ、Ｌ１１０２ｅ、Ｌ１１０３ｂ、Ｌ１１０３ｆは第１の波長の光ビーム２０２のサブビームが前記ホログラム素子２０８の第４の回折領域２１８により回折された回折スポットを表している。Ｌ１２０１ｃ、Ｌ１２０４ｄは第２の波長の光ビーム２０５のメインビームが前記ホログラム素子２０８の第１の回折領域２１５により回折された回折スポットを表し、Ｌ１２０１ａ、Ｌ１２０１ｅ、Ｌ１２０４ｂ、Ｌ１２０４ｆは第２の波長の光ビーム２０５のサブビームが前記ホログラム素子２０８の第１の回折領域２１５により回折された回折スポットを表し、Ｌ１２０１ｄ、Ｌ１２０４ｃは第２の波長の光ビーム２０５のメインビームが前記ホログラム素子２０８の第２の回折領域２１６により回折された回折スポットを表し、Ｌ１２０１ｂ、Ｌ１２０１ｆ、Ｌ１２０４ａ、Ｌ１２０４ｅは第２の波長の光ビーム２０５のサブビームが前記ホログラム素子２０８の第２の回折領域２１６により回折された回折スポットを表し、Ｌ１２０２ｄ、Ｌ１２０３ｃは第２の波長の光ビーム２０５のメインビームが前記ホログラム素子２０８の第３の回折領域２１７により回折された回折スポットを表し、Ｌ１２０２ｂ、Ｌ１２０２ｆ、Ｌ１２０３ｃ、Ｌ１２０３ｅは第２の波長の光ビーム２０５のサブビームが前記ホログラム素子２０８の第３の回折領域２１７により回折された回折スポットを表し、Ｌ１２０２ｃ、Ｌ１２０３ｄは第２の波長の光ビーム２０５のメインビームが前記ホログラム素子２０８の第４の回折領域２１８により回折された回折スポットを表し、Ｌ１２０２ａ、Ｌ１２０２ｅ、Ｌ１２０３ｂ、Ｌ１２０３ｆは第２の波長の光ビーム２０５のサブビームが前記ホログラム素子２０８の第４の回折領域２１８により回折された回折スポットを表している。
まず、フォーカス誤差信号の検出について説明する。
前記受光領域２１１ｂ、２１１ｄからの出力信号の和をＦ１とし、前記受光領域２１１ａ、２１１ｃ、２１１ｅからの出力信号の和をＦ２とするとき、フォーカス誤差信号ＦＥは、公知のＳＳＤ（スポットサイズ検出）法によって検出する。前記第１の波長の光ビーム２０２と前記第２の波長の光ビーム２０５によるフォーカス誤差信号ＦＥ１は下記（式４）の演算によって得られる。
ＦＥ１＝Ｆ１−Ｆ２ ・・・・（式４）
次に、トラッキング誤差信号の検出について説明する。
前記受光領域２０９ｂからの出力信号をＴ１とし、前記受光領域２０９ｃからの出力信号をＴ２とし、前記受光領域２１０ｃからの出力信号をＴ３とし、前記受光領域２１０ｂからの出力信号をＴ４とし、前記受光領域２０９ａと前記受光領域２０９ｄからの出力信号の和をＴ５とし、前記受光領域２１０ａと前記受光領域２１０ｄからの出力信号の和をＴ６とするとき、トラッキング誤差信号ＴＥは、公知のＤＰＤ（位相差検出）法とＤＰＰ（差動プッシュプル）法によって検出する。
前記第１の波長の光ビーム２０２と前記第２の波長の光ビーム２０５によるＤＰＤ法のトラッキング誤差信号ＴＥ（ＤＰＤ）は下記（式５）の演算によって得られる。
ＴＥ（ＤＰＤ）＝（Ｔ１とＴ４の位相比較）＋（Ｔ２とＴ３の位相比較）・・・・（式５）
前記第１の波長の光ビーム２０２と前記第２の波長の光ビーム２０５によるＤＰＰ法のトラッキング誤差信号ＴＥ（ＤＰＰ）は下記（式６）の演算によって得られる。
ＴＥ（ＤＰＰ）＝（Ｔ１＋Ｔ２）−（Ｔ３＋Ｔ４）−ｋ（Ｔ５−Ｔ６） ・・・・（式６）
ここで、（式６）のｋは任意の値とする。
本実施の形態によれば、実施の形態１でも説明したように２つの異なる半導体レーザを用いることで、第１の波長の光ビーム２０２、第２の波長の光ビーム２０５により異なる各種光情報記録媒体２０１、２０４への対応が可能であると共に、第１の波長の光ビーム２０２、第２の波長の光ビーム２０５を共通の受光素子群でフォーカス／トラッキング誤差信号を検出し、フォーカス誤差信号の検出処理のための信号系と、トラッキング誤差信号の検出処理のための信号系とを完全に分離することができ、信号処理システムを簡素化できることから、安定した記録・再生を実現するフォーカス／トラッキング誤差信号の検出を可能とすることができる。
本実施の形態によれば、実施の形態１に示したのと同様に、トラッキング誤差信号とフォーカス誤差信号は、見かけの発光点Ｌ１１、Ｌ１２を挟んで左右に分離していることから、トラッキング誤差信号とフォーカス誤差信号の検出処理のための信号系を完全に分離することができ、受光素子数を最低数にしていることで信号処理システムを簡素化できることから、安定した記録・再生を実現するフォーカス／トラッキング誤差信号の検出を可能とすることができる。
また、コリメータレンズ２１３と対物レンズ２１４間距離をｆ１＋ｆ２よりも小さく、かつｆ１×０．５よりも大きくなるように設定し、第１の半導体レーザ２０３をコリメータレンズ２１３の光軸と合わせることで、第２の半導体レーザ２０６の第２の波長の光ビーム２０５が第２の光情報記録媒体２０４からの反射光の光ビーム強度中心と第１の半導体レーザ２０３からの第１の波長の光ビーム２０２が第１の光情報記録媒体２０１からの反射光の光ビーム強度中心とが対物レンズ２１４とコリメータレンズ２１３の間で重なり合わせることができる。
その重なり合うところに４つの領域を有するホログラム素子２０８の中心を持っていくように調整することで、第１の光ビーム２０２と第２の光ビーム２０５を均一に４分割の光ビームに分割し、受光素子群２０９、２１０、２１１に導くことができる。
これにより、異なる各種光情報記録媒体２０１、２０４への対応が可能であり、安定した記録・再生を実現するフォーカス／トラッキング誤差信号の検出を可能とすることができる。
さらに、ホログラム素子２０８のそれぞれの領域を短冊状に分割することで、それぞれの領域を短冊状に分割することで、受光素子上に入射する回折スポットは、それぞれ受光素子における受光部の上側で焦点を結ぶ前焦点回折スポットと受光部の下側で焦点を結ぶ後焦点回折スポットに分けることができる。
これにより、見かけの発光点Ｌ１１、Ｌ１２を挟んで片側の受光素子群２１１で公知のＳＳＤ法による検出でフォーカス誤差信号を検出することが可能となり信号処理システムの簡素化ができる。
（実施の形態３）
図７は、本発明の実施の形態３における光ピックアップ装置の構成を模式的に示している。図７に示した構成は、実施の形態１に示したものと同様であり、違いは回折格子１０７がガラスまたは樹脂状の回折格子板３０１で形成され、第１の半導体レーザ１０３と第２の半導体レーザ１０６と第１の受光素子群１０９と第２の受光素子群１１０と第３の受光素子群１１１を集積した集積回路基板１１２を一つのパッケージ３０２に搭載し、回折格子板３０１とパッケージ３０２は一体化している。
本実施の形態の光ピックアップ装置の動作、フォーカス誤差信号の検出、トラッキング誤差信号の検出については、実施の形態１と同様である。
本実施の形態によれば、回折格子板３０１とパッケージ３０２を一体化することで、記録・再生装置において小型化・簡素化・低コスト化を実現することができ、また、回折格子板３０１とパッケージ３０２を一体化することで、取り扱う部品点数を削減でき、組み立てを行うための精度向上を可能とすることができる。
また、実施の形態２についても、実施の形態３と同様に回折格子板とパッケージを一体化した形態は可能である。
（実施の形態４）
図８は、本発明の実施の形態４における光ピックアップ装置の構成を模式的に示している。図８に示した構成は、実施の形態１に示したものと同様であり、違いは第１の半導体レーザ１０３と第２の半導体レーザ１０６を一体化したモノリッシック２波長半導体レーザ４０１で形成されている。
本実施の形態の光ピックアップ装置の動作、フォーカス誤差信号の検出、トラッキング誤差信号の検出については、実施の形態１と同様である。
本実施の形態によれば、第１の半導体レーザ１０３と第２の半導体レーザ１０６を１つのモノリッシック２波長半導体レーザ４０１とすることで、第１の半導体レーザ１０３と第２の半導体レーザ１０６の光ビーム出射間隔は組み立て精度で決まるが、モノリッシック２波長半導体レーザ４０１の光ビーム出射間隔は拡散精度で決まる。このことから、モノリッシック２波長半導体レーザ４０１の光ビーム出射間隔の方が精度良くすることができる。
また、実施の形態２についても、実施の形態４と同様に第１の半導体レーザ２０３と第２の半導体レーザ２０６を一体化したモノリッシック２波長半導体レーザ４０１の形態は可能である。
また、実施の形態３についてもモノリッシック２波長半導体レーザ４０１の形態は可能である。
（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５における光ピックアップ装置について説明する。
実施の形態５における光ピックアップ装置の構成は、基本的には、実施の形態１における光ピックアップ装置の構成と同じであるが、本発明の実施の形態５における回折格子１０７の構造は、次に示す点において実施の形態１のものとは異なる。
図９は、実施の形態５における光ピックアップ装置の回折格子１０７の平面図である。回折格子１０７は第１の回折領域５０１と第２の回折領域５０２から形成されている。第１の波長の光ビーム１０２を回折格子１０７の第１の回折領域５０１で０次回折光のメインビーム１０２Ｍに回折し、回折格子１０７の第２の回折領域５０２で＋１次回折光のサブビーム１０２Ｓ１と−１次回折光のサブビーム１０２Ｓ２に回折する。第２波長の光ビーム１０５を回折格子１０７の第１の回折領域５０１で０次回折光のメインビーム１０５Ｍに回折し、回折格子１０７の第２の回折領域５０２で＋１次回折光のサブビーム１０５Ｓ１と−１次回折光のサブビーム１０５Ｓ２に回折する。
異なる各種光情報記録媒体の記録・再生の効率を上げるためにはメインビームの強度を上げる必要がある。メインビームの強度を上げるためには、第１の回折領域５０１における０次回折光の回折効率を１００％ とすることが最も望ましい。第１の回折領域５０１ における０次回折光の回折効率を１００％ とすることは、結局、第１の回折領域５０１ が形成された領域には格子を形成しないこと、すなわち無格子領域を設けることと等価である。
また、回折格子１０７の第２の回折領域５０２は第１の波長の光ビーム１０２の±１次回折光のサブビーム１０２Ｓ１、１０２Ｓ２と第２の波長の光ビーム１０５の±１次回折光のサブビーム１０５Ｓ１、１０５Ｓ２の効率が最大に成るように第２の回折領域５０２の格子深さを決めている。
本実施の形態によれば、回折格子の第１の回折領域５０１を無格子領域で形成することにより、メインビームの強度を最大限に高めることが可能である。しかも、第１の回折領域５０１は無格子領域のため、±１次回折光のサブビームは発生しない。また、第２の回折領域５０２は±１次回折光のサブビームを最大限に高めることが可能である。従って、光ピックアップ装置自体の光利用効率（メインビーム、サブビーム）を最大限に高めることが可能である。
また、回折格子１０７の第２の回折領域５０２の格子を帯状に形成された第１の回折領域に対して所定角度だけ傾斜させて形成してもよい。
また、実施の形態５における回折格子を実施の形態２、実施の形態３、実施の形態４に利用することも可能である。
（実施の形態６）
次に、本発明の実施の形態６における光ピックアップ装置について説明する。
実施の形態６における光ピックアップ装置の構成は、基本的には、実施の形態１または実施の形態２における光ピックアップ装置の構成と同じであるが、本発明の実施の形態６における集積回路基板１１２、２１２の構造は、次に示す点において実施の形態１または実施の形態２のものとは異なる。
図１０は、実施の形態６における光ピックアップ装置の集積回路基板の等価回路図である。図１０（ａ）は、実施の形態６における光ピックアップ装置の集積回路基板１１２の等価回路図である。受光領域１０９ｂからの出力信号を電流電圧変換増幅回路６０１で変換増幅後Ｔ１出力し、受光領域１０９ｃからの出力信号を電流電圧変換増幅回路６０２で変換増幅後Ｔ２出力し、受光領域１１０ｃからの出力信号を電流電圧変換増幅回路６０３で変換増幅後Ｔ３出力し、受光領域１１０ｂからの出力信号を電流電圧変換増幅回路６０４で変換増幅後Ｔ４出力し、受光領域１０９ａと受光領域１０９ｄからの出力信号の和を電流電圧変換増幅回路６０５で変換増幅後Ｔ５出力し、受光領域１１０ａと受光領域１１０ｄからの出力信号の和を電流電圧変換増幅回路６０６で変換増幅後Ｔ６出力とする。受光領域１１１ｂ、１１１ｄからの出力信号の和を電流電圧変換増幅回路６０７で変換増幅後Ｆ１出力し、受光領域１１１ａ、１１１ｃ、１１１ｅからの出力信号の和を電流電圧変換増幅回路６０８で変換増幅後Ｆ２出力とする。また、図１０（ｂ）は、実施の形態６における光ピックアップ装置の集積回路基板２１２の等価回路図である。受光領域２０９ｂからの出力信号を電流電圧変換増幅回路７０１で変換増幅後Ｔ１出力し、受光領域２０９ｃからの出力信号を電流電圧変換増幅回路７０２で変換増幅後Ｔ２出力し、受光領域２１０ｃからの出力信号を電流電圧変換増幅回路７０３で変換増幅後Ｔ３出力し、受光領域２１０ｂからの出力信号を電流電圧変換増幅回路７０４で変換増幅後Ｔ４出力し、受光領域２０９ａと受光領域２０９ｄからの出力信号の和を電流電圧変換増幅回路７０５で変換増幅後Ｔ５出力し、受光領域２１０ａと受光領域２１０ｄからの出力信号の和を電流電圧変換増幅回路７０６で変換増幅後Ｔ６出力とする。受光領域２１１ｂ、２１１ｄからの出力信号の和を電流電圧変換増幅回路７０７で変換増幅後Ｆ１出力し、受光領域２１１ａ、２１１ｃ、２１１ｅからの出力信号の和を電流電圧変換増幅回路７０８で変換増幅後Ｆ２出力とする。これによって実施の形態６における各出力信号は電圧出力信号となる。
本実施の形態によれば、各信号出力Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、Ｆ１、Ｆ２を電流電圧変換増幅回路によって、電圧出力信号とすることで電流出力信号より外的信号ノイズに強くなり、電流電圧変換増幅回路を集積回路基板上に実装することで記録・再生速度を向上することが可能である。
また、実施の形態６における集積回路基板を実施の形態３、実施の形態４、実施の形態５に利用することも可能である。
また、実施の形態１から６において、例えば、第１の光情報記録媒体はＤＶＤ（ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ等）であり、第２の光情報記録媒体はＣＤ（ＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、Ｃ Ｄ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等）であり、第１の波長は約６５０ｎｍであり、第２の波長は約７８０ｎｍである。
本発明にかかる光ピックアップ装置は、２つの異なる半導体レーザを用いることで、異なる各種光情報記録媒体への対応が可能であると共に、より安定した記録・再生を実現するフォーカス／トラッキング誤差信号の検出を行うことができ、ＤＶＤ系、ＣＤ系の記録・再生装置において小型化・簡素化・低コスト化・高効率化を実現することができる機能を有し、光ディスクなどの光情報記録媒体に、情報の記録、再生、消去などの処理を行う光学式情報処理装置において、その基幹部品である光学式ヘッド装置に使用される再生／記録信号及び各種サーボ信号の検出機能を有する光ピックアップ装置として有用である。
本発明の実施の形態１の光ピックアップ装置の光学系主要部の構成を示す概略断面図 本発明の実施の形態１のホログラム素子の構成を示す平面図 本発明の実施の形態１の受光素子の構成を示す平面図 本発明の実施の形態２の光ピックアップ装置の光学系主要部の構成を示す概略断面図 本発明の実施の形態２のホログラム素子の構成を示す平面図 本発明の実施の形態２の受光素子の構成を示す平面図 本発明の実施の形態３の光ピックアップ装置の光学系主要部の構成を示す概略断面図 本発明の実施の形態４の光ピックアップ装置の光学系主要部の構成を示す概略断面図 本発明の実施の形態５における光ピックアップ装置の回折格子の平面図 実施の形態６における光ピックアップ装置の集積回路基板の等価回路図 従来の光ピックアップ装置を示す模式図
符号の説明
１ 光情報記録媒体
２ 光ピックアップ装置
３ 第１波長の光を出力する第１光源
４ 第２波長の光を出力する第２光源
５ 第１回折領域
６ 第２回折領域
７ ホログラム素子
８ 第１受光素子
９ 第２受光素子
１０ 第３受光素子
１１ 第４受光素子
１２ 第５受光素子
１３ 第６受光素子
１４ 受光素子基板
１５ 反射ミラー
１０１ 第１の光情報記録媒体
１０２ 第１の波長の光ビーム
１０３ 第１の半導体レーザ
１０４ 第２の光情報記録媒体
１０５ 第２の波長の光ビーム
１０６ 第２の半導体レーザ
１０７ 回折格子
１０８ ホログラム素子
１０９ 第１の受光素子群
１１０ 第２の受光素子群
１１１ 第３の受光素子群
１１２ 集積回路基板
１１３ コリメータレンズ
１１４ 対物レンズ
１１５ 第１の回折領域
１１６ 第２の回折領域
１１７ 第３の回折領域
１１８ 第４の回折領域
２０１ 第１の光情報記録媒体
２０２ 第１の波長の光ビーム
２０３ 第１の半導体レーザ
２０４ 第２の光情報記録媒体
２０５ 第２の波長の光ビーム
２０６ 第２の半導体レーザ
２０７ 回折格子
２０８ ホログラム素子
２０９ 第１の受光素子群
２１０ 第２の受光素子群
２１１ 第３の受光素子群
２１２ 集積回路基板
２１３ コリメータレンズ
２１４ 対物レンズ
２１５ 第１の回折領域
２１６ 第２の回折領域
２１７ 第３の回折領域
２１８ 第４の回折領域
３０１ 回折格子板
３０２ パッケージ
４０１ モノリッシック２波長半導体レーザ
５０１ 回折格子の第１の回折領域
５０２ 回折格子の第２の回折領域
６０１〜６０８ 電流電圧変換増幅回路
７０１〜７０８ 電流電圧変換増幅回路

Claims (14)

  1. 第１の波長の光ビームを出射する第１の半導体レーザおよび前記第１の半導体レーザより波長の長い第２の波長の光ビームを出射する第２の半導体レーザと、
    前記第１の波長の光ビームまたは前記第２の波長の光ビームをそれぞれ０次回折光と±１次回折光に回折するための回折格子と、
    前記０次回折光と前記±１次回折光をコリメータレンズにより平行ビームとした後、対物レンズにより光情報記録媒体の記録面に集光し、さらに反射された戻り光を回折するホログラム素子と、
    前記ホログラム素子により回折された回折光を受光する複数の受光素子を備えた光ピックアップ装置であって、
    前記ホログラム素子は４つの異なる回折領域を有しており、
    前記受光素子は、前記第１の半導体レーザおよび前記第２の半導体レーザの両側に前記第１の半導体レーザおよび前記第２の半導体レーザと離間して、かつ前記第１の半導体レーザにおける光出射位置と前記第２の半導体レーザにおける光出射位置とを結ぶ延長線上に配置されており、
    前記第１の半導体レーザから見て前記第２の半導体レーザの反対側に配置された前記受光素子数が、前記第２の半導体レーザから見て前記第１の半導体レーザの反対側に配置された前記受光素子数よりも少ないことを特徴とする光ピックアップ装置。
  2. 前記コリメータレンズの焦点距離をｆ１とし、前記対物レンズの焦点距離をｆ２としたとき、前記コリメータレンズと前記対物レンズとの間の距離をｆ１＋ｆ２よりも小さくしたことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
  3. 前記コリメータレンズと前記対物レンズとの間の距離を、ｆ１×０．５よりも小さく、かつ０よりも大きくし、
    前記コリメータレンズと前記回折格子間に前記ホログラム素子を配置したことを特徴とする請求項１または２記載の光ピックアップ装置。
  4. 前記コリメータレンズと前記対物レンズとの間の距離を、ｆ１＋ｆ２よりも小さく、かつｆ１×０．５よりも大きくし、
    前記コリメータレンズと前記対物レンズ間に前記ホログラム素子を配置したことを特徴とする請求項１または２記載の光ピックアップ装置。
  5. 前記第１の波長の光ビームを出射する第１の半導体レーザと前記４つの回折領域を有しているホログラム素子の４領域の中心が前記コリメータレンズの光軸中心と合っていることを特徴とする請求項１から４の何れか一つに記載の光ピックアップ装置。
  6. 前記光情報記録媒体の記録面から反射された前記第１の波長の光ビームと前記第２の波長の光ビームは、前記ホログラム素子により回折され、回折光を共通の受光素子で受光することを特徴とする請求項１から５の何れか一つに記載の光ピックアップ装置。
  7. 前記４つの回折領域を有しているホログラム素子において、前記４つの領域がそれぞれ短冊状に２つの異なった回折領域を有することを特徴とする請求項１から６の何れか一つに記載の光ピックアップ装置。
  8. 前記受光素子からの信号に基づいてフォーカス／トラッキング誤差信号を得ることを特徴とする請求項１から７の何れか一つに記載の光ピックアップ装置。
  9. 前記第１の半導体レーザから見て前記第２の半導体レーザの反対側に配置された前記受光素子で、フォーカス誤差信号を得、前記第２の半導体レーザから見て前記第１の半導体レーザの反対側に配置された前記受光素子でトラッキング誤差信号を得ることを特徴とする請求項１から８の何れか一つに記載の光ピックアップ装置。
  10. 前記第１の波長の光ビームを出射する第１の半導体レーザと前記第２の波長の光ビームを出射する第２の半導体レーザと前記複数の受光素子とを同一の集積回路基板上に搭載されていることを特徴とする請求項１から９の何れか一つに記載の光ピックアップ装置。
  11. 前記集積回路基板上に、２つのフォーカス誤差信号用電流電圧変換増幅回路と、６つのトラッキング誤差信号用電流電圧変換増幅回路が搭載されていることを特徴とする請求項１から１０の何れか一つに記載の光ピックアップ装置。
  12. 前記第１の波長の光ビームを出射する第１の半導体レーザと、前記第１の半導体レーザより波長の長い第２の波長の光ビームを出射する第２の半導体レーザと、を１つのモノリッシック半導体レーザで構成したことを特徴とする請求項１から１１の何れか一つに記載の光ピックアップ装置。
  13. 前記第１の波長の光ビームを出射する第１の半導体レーザと、前記第２の波長の光ビームを出射する第２の半導体レーザと、前記複数の受光素子と、前記集積回路基板と、前記回折格子を１つのパッケージに搭載したことを特徴とする請求項１から１２の何れか一つに記載の光ピックアップ装置。
  14. 前記回折格子が、互いに回折効率の異なる第１の回折領域および第２の回折領域を有し、前記第１の回折領域における０次回折光の回折効率は、前記第２の回折領域における０次回折光の回折効率よりも大きく、
    前記第１の回折領域が帯状に形成され、前記第１の回折領域における格子及び／又は前記第２の回折領域における格子が帯状に形成された前記第１の回折領域に対して所定角度だけ傾斜して形成されており、
    前記第１の回折領域において生成した０次回折光を前記光情報記録媒体に対して情報信号を記録又は再生するためのメインビームとして用い、前記第２の回折領域において生成した＋１次および／または−１次回折光をサブビームとして用いることを特徴とする請求項１から１３の何れか一つに記載の光ピックアップ装置。
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