JP2006107662A - 光学集積装置、光ピックアップ装置、及び光情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＢＤ（青色光による高密度光情報記録媒体）、ＣＤ、ＤＶＤ対応の３種の波長光情報記録媒体に対し、互換性をもって光情報の記録または／及び再生を行う光情報記録再生装置における構造の複雑化、大型化の問題の解決を図る。
【解決手段】 ＣＤ及びＤＶＤ対応の２波長受発光集積素子３Ａと、ＢＤ対応の１波長受発光集積素子３Ｂとを１パッケージ化した光学集積装置３を構成し、また、これら２波長対応の対物レンズ４Ａと、１波長対応の対物レンズ４Ｂとを一体化することによって、コンパクト化と構造の簡潔化をはかり、構造の複雑化、大型化の問題の解決を図るとともに、更に、ＢＤ対応の波長光と、これより長波長のＣＤ対応の波長光とを照射することにより、ＢＤに対する記録再生時のトラッキングエラーの検出をプッシュプル法によって行い、そのオフセット補正を容易に行うことができるようにする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光学集積装置、光ピックアップ装置、及び光情報記録再生装置、特に、互いに異なる第１の波長、第２の波長、及び第３の波長がそれぞれ用いられる３種の光情報記録媒体に対する記録または／及び再生を行うための光学集積装置、この光学集積装置によって構成される光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置に関する。

昨今、青色レーザ光が用いられる高密度光情報記録媒体（以下ＢＤという）例えばいわゆるBlu-ray Discを用いる光情報記録再生装置の普及が目覚しい。このＢＤに対する記録または／及び再生がなされる光情報記録再生装置にあっては、他のフォーマットによる光情報記録媒体、例えば、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）の各光ディスクに対しても、その記録または／及び再生を行うことのできる、すなわち３波長対応の光情報記録再生装置の実用化がなされて来ている。

この３波長対応の光情報記録再生装置においては、各波長対応の実質的に独立構成による光ピックアップを組み込んで構成するとか、あるいは例えばＣＤ及びＤＶＤ対応の２波長ピックアップと、これとは実質的に独立構成とされたBlu-ray用のピックアップとを組み込んだ構成とされている。

また、これら３種のディスク対応の光情報記録再生装置として、３波長のうち、短い２波長に関して、１つの受発光素子を構成し、これと独立にこれら２波長に比し長波長の他の１つの波長に関する１つの受発光素子を設けた構成によるものなどの提案がなされている（例えば特許文献１参照）。

しかし、これらいずれのものも、少なくとも、個々に独立に構成された複数の受発光素子が用いられることから、その組み立てにおいて、他のレンズ系等の光学系との軸合わせ、位置合わせが煩雑で、各工程で高い精度を必要とし、組立て工数が大で量産性に劣り、また、重量が大、コスト高となるなど多くの問題を抱えている。
特開２００４−１０３１４５号公報。

本発明は、上述したような、例えばＢＤ、ＣＤ、ＤＶＤ対応の３種の波長光情報記録媒体に対し、互換性をもって光情報の記録または／及び再生を行うことができ、組立てにおける各部との位置関係、軸合わせ等の簡易化、小型軽量化を図り、量産性の向上、価格の低廉化等を図ることができるようにした光学集積装置、光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置を提供するものである。

本発明による光学集積装置は、２波長受発光集積素子と１波長受発光集積素子とを有し、上記２波長受発光集積素子は、第１の光情報記録媒体対応の第１の波長光の光源と第２の光情報記録媒体対応の上記第１の波長光に比し短波長の第２の波長光の光源とを有する２波長光源部と、上記第１及び第２の光情報記録媒体からの上記第１及び第２の波長光の戻り光を受光検出する２波長光受光部とを有して成り、上記１波長受発光集積素子は、上記第１及び第２の波長に比し短波長の、上記第３の光情報記録媒体対応の第３の波長光の光源による１波長光源部と、上記第３の光情報記録媒体からの上記第３の波長の戻り光を受光検出する１波長光受光部とを有して成り、上記２波長受発光集積素子と上記１波長受発光集積素子とが１パッケージ化されて成ることを特徴とする。

本発明による光ピックアップ装置は、対物レンズ構体と、光学集積装置とを有し、上記対物レンズ構体は、各第１の光情報記録媒体及び第２の光情報記録媒体対応の第１の波長及び第２の波長の２波長に対する２波長対応対物レンズと、第３の光情報記録媒体対応の上記第１及び第２の波長に比して短波長の第３の波長に対する１波長対応対物レンズとが所定の位置関係をもって機械的に結合一体化されて成り、上記光学集積装置は、２波長受発光集積素子と１波長受発光集積素子とを有し、上記２波長受発光集積素子は、第１の光情報記録媒体対応の第１の波長光の光源と第２の光情報記録媒体対応の上記第１の波長光に比し短波長の第２の波長光の光源とを有する２波長光源部と、上記第１及び第２の光情報記録媒体からの上記第１及び第２の波長光の戻り光を受光検出する２波長光受光部とを有して成り、上記１波長受発光集積素子は、上記第１及び第２の波長に比し短波長の、上記第３の光情報記録媒体対応の第３の波長光の光源による１波長光源部と、上記第３の光情報記録媒体からの上記第３の波長の戻り光を受光検出する１波長光受光部とを有して成り、上記２波長受発光集積素子と上記１波長受発光集積素子とが１パッケージ化されて成ることを特徴とする。

本発明による光情報記録再生装置は、第１の光情報記録媒体と第２の光情報記録媒体と第３の光情報記録媒体とが交換着脱されて回転駆動する回転駆動装置と、光ピックアップ装置とを有して成り、上記光ピックアップ装置は、対物レンズ構体と、光学集積装置とを有し、上記対物レンズ構体は、各第１の光情報記録媒体及び第２の光情報記録媒体対応の第１の波長及び第２の波長の２波長に対する２波長対応対物レンズと、第３の光情報記録媒体対応の上記第１及び第２の波長に比して短波長の第３の波長に対する１波長対応対物レンズとが所定の位置関係をもって機械的に結合一体化されて成り、上記光学集積装置は、２波長受発光集積素子と１波長受発光集積素子とを有し、 上記２波長受発光集積素子は、第１の光情報記録媒体対応の第１の波長光の光源と第２の光情報記録媒体対応の上記第１の波長光に比し短波長の第２の波長光の光源とを有する２波長光源部と、上記第１及び第２の光情報記録媒体からの上記第１及び第２の波長光の戻り光を受光検出する２波長光受光部とを有して成り、上記１波長受発光集積素子は、上記第１及び第２の波長に比し短波長の、上記第３の光情報記録媒体対応の第３の波長光の光源による１波長光源部と、上記第３の光情報記録媒体からの上記第３の波長の戻り光を受光検出する１波長光受光部とを有して成り、上記２波長受発光集積素子と上記１波長受発光集積素子とが１パッケージ化されて成り、上記各光情報記録媒体に対する記録または／及び再生を行うことを特徴とする。

また、本発明は、上述した光学集積装置、更に上述した光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置における光学集積装置にあって、上記第１の光情報記録媒体がＣＤ（Compact Disc）であり、上記第２の光情報記録媒体がＤＶＤ（Digital Versatile Disc）であり、上記第３の光情報記録媒体が青色レーザ光対応の光ディスク（ＢＤ）であることを特徴とする。
また、本発明は、同様に、上述した光学集積装置、更に上述した光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置における光学集積装置にあって、上記２波長受発光集積素子と上記１波長受発光集積素子とが、共通の半導体基板に組み込まれて成ることを特徴とする。

また、本発明は、上述した光学集積装置、更に上述した光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置における光学集積装置にあって、上記１波長光受光部が、サーボ信号取り出し用の受光素子と、該受光素子とは別に、高周波記録情報検出専用の受光素子とを有して成ることを特徴とする。
また、本発明は、上述した光学集積装置、更に上述した光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置における光学集積装置にあって、上記第１、第２及び第３の光情報記録媒体が光ディスクであり、上記２波長受発光集積素子と上記１波長受発光集積素子とが、上記各ディスクのタンジェンシャル方向に配列されて成ることを特徴とする。
更に、また、本発明は、上述した光学集積装置、更に上述した光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置における光学集積装置にあって、上記第１、第２及び第３の光情報記録媒体が光ディスクであり、上記２波長受発光集積素子と上記１波長受発光集積素子とが上記各ディスクのラジアル方向に配列されて成ることを特徴とする。

上述した本発明による光学集積装置は、２波長受発光集積素子と、１波長受発光集積素子とを有する２つの受発光集積素子構成によるものであるが、これら２波長受発光集積素子と、１波長受発光集積素子とが、１パッケージ化された構成とするものである。
このように、本発明による光学集積装置は、これら２つの受発光集積素子によって３つの波長光を得るものであるが、これら２つの受発光集積素子は、１パッケージ化されていることから相互に所定の位置関係に設定されているものであり、これらを光ピックアップ装置として、また、光情報記録再生装置として組み立てるに当たり、高い精度をもって、また、組立て部品の低減化、組立て工数の低減化を図ることができ、生産性の向上、歩留まりの向上、コストの低減化を図ることができる。

また、上述の構成において、１波長受発光集積素子すなわち短波長を扱う受発光集積素子において、そのサーボ信号取り出し用の受光素子とは別に、高周波記録情報信号（ＲＦ信号）検出専用の受光素子を単独に設けることにより、ＲＦ信号のＳ／Ｎの向上を図ることができる。
すなわち、従来のＲＦ信号の検出においては、サーボ信号検出用の受光素子におけるサーボ信号を演算によって求めるための分割されたフォトダイオード部から得た信号を用いるものであり、これら信号の総和によってＲＦ信号を得ている。この場合、各信号成分に含まれるノイズ例えばこれら信号の増幅に伴うノイズ成分を含むノイズの総和が、ＲＦ信号のノイズ成分となること、また、例えば青信号における短波長に対する受光素子のフォトダイオードの光電変換効率が低く、ＲＦ信号の信号成分が小さいことから、Ｓ／Ｎは低くなる。これに対し、上述したように、本発明構成において、ＲＦ信号取り出し専用の受光素子が設けられた構成とするときは、信号量を高めることができると共に、ノイズ成分の低減化を図ることができ、Ｓ／Ｎの向上を図ることができるものである。

また、本発明による光ピックアップ装置は、上述した本発明による光学集積装置が適用されると共に、この光学集積装置を構成する２つの受発光集積素子に対応して、それぞれ対物レンズを配置した構成としたことにより、対物レンズを３波長に関して共通とする場合における球面収差等の収差の増加、また共通の対物レンの軸上に各波長光の光路を軸合わせするための多くの光学素子の配置を回避できる。
そして、このように２つの対物レンズを用いるにもかかわらず、これらは、機械的に結合されていることから、その例えばフォーカシング、トラッキングのための微動調整にずれが発生することを回避でき、相互に、フォーカシング、トラッキングを正確に行うことができ、また、これら対物レンズの移動制御を行うアクチュエータを共通にすることができ、２つの対物レンズを設けた場合の装置の複雑化を回避できる。

また、本発明による光情報記録再生装置は、３種のディスクを交換装着する回転駆動装置を有し、上述した本発明構成による光ピックアップ装置、光学集積装置による構成とすることから、上述した効果を兼備する光情報記録再生装置を構成することができるものである。

また、本発明による光学集積装置、光ピックアップ装置、及び光情報記録再生装置によれば、短波長光が用いられる第３の光情報記録媒体、例えば青色レーザ光が用いられるBlu-rayディスク等のＢＤに対しては、そのトラッキングサーボを、演算回路が複雑なヘテロダイン法によることなく、プッシュプル法を適用し、この場合の、ＤＣオフセットの補正を簡便に行うことができるものである。すなわち、プッシュプル法を適用する場合、ディスクに対する視野振り等のための対物レンズのシフト、ディスクのスキュー等によるＤＣオフセットがトラッキングエラー信号に生じることから、このＤＣオフセット成分の補正を必要とするものであり、通常は、このＤＣオフセットを補正する補正回路が設けられるものである。
これに対し、本発明構成においては、第３の光情報記録媒体のＢＤに対する記録または／および再生に際して、上述した１波長受発光集積素子から、第３の波長光を、第３の光情報記録媒体に対して照射すると同時に、２波長受発光集積素子から、長波長光の第１の波長光を、第３の光情報記録媒体に照射して、この２波長受発光集積素子において、この第１の波長の戻り光を検出する。この場合、第１の波長光は、長波長光であることによって、第３の光情報記録媒体からＲＦ信号を読み出すことがなく、この第１の波長光による、オフセット成分の補正がなされていないプッシュプル信号は、オフセット成分だけのＥ信号とＦ信号を検出することができ、これらＥ信号とＦ信号のバランス制御、つまり、トラッキング制御を行うことによってに短波長の第３の波長の第３の光情報記録媒体に対するトラッキングエラー信号を得るプッシュプル信号のＤＣオフセット補正を行うことができるものである。

このように、本発明構成によれば、第３の光情報記録媒体についてのトラッキングエラー信号の検出は、例えば演算回路が複雑なヘテロダイン法によることなく、プッシュプル法を適用することができ、また、このプッシュプル法による場合において、ＤＣオフセット補正回路を排除できることから、回路構成等の簡略化が図られるものである。

本発明による光学集積装置、光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置の実施の形態を、図面を参照して、本発明による光情報記録再生装置の実施の形態例をもって説明する。しかしながら、本発明による光学集積装置、光ピックアップ装置、及び光情報記録再生装置は、例示する実施の形態に限定されるものではない。

［実施の形態１］
図１は、本発明による光情報記録再生装置１０の一実施の形態の一例の構成図を示す。
この光情報記録再生装置１０は、３種のフォーマットによる光情報記録媒体Ｍを、交換着脱することができ、これらを同一軸心上で回転駆動する光情報記録媒体Ｍの回転駆動部１と、本発明による光ピックアップ装置２とを少なくとも有して成る。
３種のフォーマットによる光情報記録媒体Ｍは、第１の光情報記録媒体の第１の波長（λ１）例えば約７８０ｎｍの近赤外レーザ光を用いるＣＤと、第２の光情報記録媒体の第２の波長（λ２）例えば約６５０ｎｍの赤色レーザ光を用いるＤＶＤと、第３の光情報記録媒体の第１及び第２の波長に比して短波長の第３の波長（λ３）例えば約４０５ｎｍの青色レーザ光を用いる光ディスクＢＤの例えばBlu-rayディスクによる。すなわち、各波長は、λ１＞λ２＞λ３の関係にある。

光ピックアップ装置２は、回転駆動部１に交換装着される光情報記録媒体Ｍの第１〜第３の光情報媒体に対する上述した第１〜第３の波長光を取り出し、かつ光情報記録媒体Ｍからの戻り光を受光する光学集積装置３と、対物レンズ構体４とを有する。
光学集積装置３は、第１及び第２の波長の２波長、例えば７８０ｎｍの波長光及び６５０ｎｍの波長光の２波長受発光集積素子３Ａと、第３の波長光の例えば４０５ｎｍの波長光の１波長受発光集積素子３Ｂとが共通のパッケージ５に収容されて１パッケージ化される。

そして、この形態例においては、対物レンズ構体４は、第１及び第２の波長光に対する２波長対応対物レンズ４Ａと、第３の波長光に対する１波長対応対物レンズ４Ｂとの各基準位置における光軸１１Ａ及び１１Ｂが、光情報記録媒体Ｍの面に直交し、かつこの光情報記録媒体Ｍのタンジェンシャル（ＴＡＮ）方向に並置された構成とした場合である。

２波長対応対物レンズ４Ａは、例えば輪帯構造や回折構造を有するレンズによってＣＤ対応の例えば７８０ｎｍの第１の波長光、及びＤＶＤ対応の例えば６５０ｎｍの第２の波長光に対して収差の補償がなされたレンズによって構成することができる。
また、１波長対応対物レンズ４Ｂは、例えば液晶型収差補正素子６との組み合わせによって、Blu-rayディスク対応の例えば４０５ｎｍの第３の波長光に対する収差補正がなされる。
これら対物レンズ４Ａ及び４Ｂは、互いに上述した位置関係を保持して、共通にパッケージングされるなどによって機械的に結合一体化されて、例えばフォーカシング調整、トラッキング調整の軸心方向と光情報記録媒体Ｍのラジアル方向への移動が、２軸アクチュエータによって共通になされる構成とされる。

また、図示のピックアップ装置２においては、光学集積装置３と対物レンズ構体４との間に、各光軸１１Ａ及び１１Ｂ上にそれぞれ１／４波長板７Ａ及び７Ｂと、コリメートレンズ８Ａ及び８Ｂとが配置された構成とされている。

光学集積装置３の２波長受発光集積素子３Ａから出射される第２の波長光の光軸は、２波長対応対物レンズ４Ａの上述した光軸１１Ａと一致させ、２波長受発光集積素子３Ａから出射される第１の波長光の光軸は、光軸１１Ａにラジアル方向に関して近接しかつこれに平行する軸（以下光軸１１Ａの近接光軸という）上に一致させる。
また、１波長受発光集積素子３Ｂから出射される第３の波長光の光軸は、１波長対応対物レンズ４Ｂの上述した光軸１１Ｂに一致させる。

図２は、光学集積装置３のパッケージ５を排除した状態の模式的平面図を示し、２波長受発光集積素子３Ａは、上述した第１及び第２の波長光の各光源３ＳＡ１及び３ＳＡ２を有する２波長光源部３ＳＡと、第１及び第２の波長光を受光検出する複数のフォトダイオードが配列されて成る２波長光受光部ＰＤＡと、プリズムＰＲＳＡとを有して成る。
１波長受発光集積素子３Ｂは、上述した第３の波長光の光源３ＳＢと、第３の波長光を受光検出する複数のフォトダイオードが配列されて成る１波長光受光部ＰＤＢと、プリズムＰＲＳＢを有して成る。

この例では、２波長受発光集積素子３Ａと１波長受発光集積素子３Ｂとが、対物レンズ４Ａ及び４Ｂの配列方向、すなわち光軸１１Ａ及び１１Ｂの配列方向に対応するタンジェンシャル方向に配列される。この場合、２波長受発光集積素子３Ａと１波長受発光集積素子３Ｂとは、共通の半導体基板９例えばＳｉ基板に構成することができる。
すなわち、２波長受発光集積素子３Ａ及び１波長受発光集積素子３Ｂの各受光部ＰＤＡ及びＰＤＢを構成する各フォトダイオードと、これら両受発光集積素子３Ａ及び３Ｂに付随する集積回路（図示せず）とを、共通の半導体基板９に形成する。
また、この半導体基板９上にそれぞれ光源部３ＳＡ及び３ＳＢを構成する例えば半導体レーザチップＬＤＡ及びＬＤＢを、必要に応じてサブマウント１２Ａ及び１２Ｂを介してマウントされる。

更に、半導体基板９上に、上述した両受発光集積素子３Ａ及び３Ｂを構成するプリズムＰＲＳＡ及びＰＲＳＢ、すなわちマイクロプリズムを、例えばその垂直立ち上げミラー面が光源部３ＳＡ及び３ＳＢに４５°の傾きをもって対向するようにして受光部ＰＤＡ及びＰＤＢ上に接合配置する。

２波長受発光集積素子３Ａは、図３に概略斜視図を示すように、半導体基板９上に２波長光受光部ＰＤＡが形成される。
この２波長光受光部ＰＤＡは、図４に示すように、それぞれ第１の波長光対応の４分割素子ａ1〜ｄ1、ｉ1〜l1に分割されたフォトダイオードＰＤ１１及びＰＤ１２が上述したタンジェンシャル方向に配列され、これらＰＤ１１及びＰＤ１２とそれぞれ並置して第２の波長光対応の８分割素子ａ2〜ｈ2と、４分割素子ｉ2〜ｌ2に分割されたフォトダイオードＰＤ２１及びＰＤ２２とが形成されて成る。

そして、例えば２波長レーザ素子が一体に単一チップとして形成されたいわゆる２波長半導体レーザチップＬＤＡから出射された第１の波長（７８０ｎｍ）光及び第２の波長（６５０ｎｍ）光の各レーザ光Ｌ1及びＬ2をプリズムＰＲＳＡの立ち上げミラー面によって反射立ち上げて光軸１１Ａ及びこれに近接する光軸に一致させて出射させ、１／４波長板７Ａ、コリメートレンズ８Ａ及び対物レンズ４Ａを通じて光情報記録媒体Ｍに照射させる。

これら第１及び第２の波長光の光情報記録媒体Ｍからの戻り光は、対物レンズ４Ａ、コリメートレンズ８Ａ、１／４波長板７Ａを通過して２波長受発光集積素子３Ａに戻る。この戻り光は、１／４波長板７Ａを往復したことによってその偏光が９０°回転しプリズムＰＲＳＡの立ち上げミラー面を透過してプリズムＰＲＳＡ内に導入される。
そして、図３で示すように、２波長光受光部ＰＤＡにおけるそれぞれ対応する各フォトダイオードに入射される。
すなわち、第１の波長光が、プリズムＰＲＳＡの相対向する面で反射されて順次フォトダイオードＰＤ１１及びＰＤ１２に導入される。
また、第２の波長光の戻り光についても、プリズムＰＲＳＡに導入され、その相対向する面で反射されて順次フォトダイオードＰＤ２１及びＰＤ２２に導入される。

そして、第１の波長のレーザ光がＣＤ上において、オントラック状態にあるとき、図４に示すように、各受光素子としてのフォトダイオードＰＤ１１及びＰＤ１２の分割素子中央部に戻り光のスポットＳＰ１１及びＳＰ１２が位置し、第２の波長のレーザ光がＤＶＤ上においてオントラック状態にあるとき、フォトダイオードＰＤ２１及びＰＤ２２の分割素子中央部に戻り光のスポットＳＰ２１及びＳＰ２２が位置するようになされている。

１波長受発光集積素子３Ｂは、図５に概略斜視図を示すように、半導体基板９上に１波長光受光部ＰＤＢが形成される。
この２波長光受光部ＰＤＢは、図６に示すように、それぞれ４分割素子ａ1〜ｄ1、ｉ1〜l1に分割されたフォトダイオードＰＤ３１及びＰＤ３２と、これら間に、ＲＦ検出専用の分割を必要としない例えば単一構成のフォトダイオードＰＤ３３が形成されて成る。

そして、１波長光源部３ＳＢの、例えば４０５ｎｍの波長のレーザ光を発光する半導体レーザチップＬＤＢから出射された第３の波長（４０５ｎｍ）のレーザ光Ｌ３は、プリズムＰＲＳＢの立ち上げミラー面によって反射立ち上げられて、光軸１１Ｂに一致させて出射し、１／４波長板７Ｂ、コリメートレンズ８Ｂ、収差補正素子６及び対物レンズ４Ｂを通じて光情報記録媒体Ｍに照射させる。

この第３の波長光の光情報記録媒体Ｍからの戻り光は、対物レンズ４Ｂ、収差補正素子６、コリメートレンズ８Ｂ、１／４波長板７Ｂを通過して１波長受発光集積素子３Ａに戻る。この戻り光は、１／４波長板７Ｂを往復したことによってその偏光が９０°回転してプリズムＰＲＳＢの立ち上げミラー面を透過してプリズムＰＲＳＢ内に導入される。そして、図５で示すように、１波長光受光部ＰＤＢにおけるそれぞれ対応する各フォトダイオードに入射される。
すなわち、第３の波長光が、プリズムＰＲＳＢの相対向する面で反射されて順次フォトダイオードＰＤ３１、ＰＤ３３及びＰＤ３２に導入される。
そして、第３の波長のレーザ光がＢＤ上において、オントラック状態にあるとき、図６４に示すように、各受光素子としてのフォトダイオードＰＤ３１、ＰＤ３３及びＰＤ３２の中央部に位置するようになされている。

この構成において、光学集積装置３からそれぞれ出射される短波長の第３の波長光の出射光軸と、次に短波長の第２の波長光の出射光軸とは、それぞれ上述したように、光軸１１Ａと１１Ｂに一致させる。
すなわち、この場合、図２に示すように、第２の波長の光源部３ＳＡ２とこれに係わる戻り光の受光がなされる各フォトダイオードＰＤ２１、ＰＤ２２、更に第３の波長の光源部３ＳＢとこれに係わる戻り光の受光がなされるフォトダイオードＰＤ３１、ＰＤ３３、ＰＤ３２とが、上述した光軸１１Ａ及び１１Ｂが並置するタンジェンシャル方向と一致するタンジェンシャル方向に配列される。図２において、Ｒｃ及びＴｃは、光軸１１Ａ及び１１Ｂと交叉するラジアル方向に関するセンター及びタンジェンシャル方向に関するセンターを示すものである。

上述した構成において、光情報記録媒体ＭとしてＣＤが用いられるときは、１波長光源部３ＳＢと、２波長光源部３ＳＡの６５０ｎｍのレーザ光源３ＳＡ２とをオフし、７８０ｎｍの波長のレーザ光減３ＳＡ１を動作させ、記録もしくは再生がなされる。
そして、例えば再生においてその戻り光を、図４で示したフォトダイオードＰＤ１１及びＰＤ１２によって検出し、図７Ａ，Ｂ及びＣでその演算方法を示すように、記録情報の再生信号（ＲＦsignal）を得、例えば差動スポットサイズ法によってフォーカスエラー信号（Focus Error）を得、例えばプッシュプル法によってトラッキングエラー（Tracking Error）信号を得る。図７において、ａ１〜ｄ１、ｉ１〜ｌ１の記号は、図４のフォトダイオードＰＤ１１及びＰＤ１２の各分割素子ａ１〜ｄ１、ｉ１〜ｌ１による検出出力を示すものである。

また、上述した構成において、光情報記録媒体ＭとしてＤＶＤが用いられるときは、１波長光源部３ＳＢと、２波長光源部３ＳＡの７８０ｎｍのレーザ光源３ＳＡ１とをオフし、６５０ｎｍの波長のレーザ光減３ＳＡ２を動作させ、記録もしくは再生がなされる。
そして、例えば再生においては、その戻り光を、図４で示したフォトダイオードＰＤ２１及びＰＤ２２によって検出し、図８Ａ，Ｂ及びＣでその演算方法を示すように、記録情報の再生信号（ＲＦsignal）を得、例えば作動スポットサイズ法によってフォーカスエラー信号（Focus Error）を得、例えばＤＰＤ（Differential Phase Detector）法によってトラッキングエラー（Tracking Error）信号を得る。図８において、ａ２〜ｄ２、ｉ２〜ｌ２の記号は、図４のフォトダイオードＰＤ２１及びＰＤ２２の各分割素子ａ２〜ｄ２、ｉ２〜ｌ２による検出出力を示すものである。

また、上述した構成において、光情報記録媒体ＭとしてBlu-rayディスクが用いられるときは、例えば１波長光源部３ＳＢのみを動作させて、記録もしくは再生がなされる。
そして、その戻り光を、図６で示したフォトダイオードＰＤ３１、ＰＤ３２、ＰＤ３３によって検出し、ＲＦ信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号を取り出す。
そして、このBlu-rayディスクの再生においては、ＲＦ信号は、ＲＦ信号再生専用のＰＤ３３から、なんら演算することなくこのＰＤ３３による検出出力を、ＲＦ信号とすることができる。
そして、フォーカスエラー信号は、図７Ｂで示したと同様に例えば差動スポットサイズ法によって、フォトダイオードＰＤ３１及びＰＤ３２の各分割素子による演算によって得る。

そして、トラッキングエラー信号に関しては、ＤＰＤ法によることもできるが、図７Ｃで示したプッシュプル法によることができる。しかしながら、このプッシュプル法によるときは、図１の紙面と直交する方向すなわちラジアル方向に視野振りがなされるものであり、これによる対物レンズのシフトによるプッシュプルのＤＣオフセット補正が必要となる。このオフセット補正は、前述したように、１波長光源部３ＳＢによる４０５ｎｍとともに、２波長受発光集積素子３Ｂの２波長光源部３ＳＡの特にＣＤ用の光源部３ＳＡ１を動作させて、Blu-rayディスク対応の波長４０５ｎｍに比して充分波長が長い、ＣＤ対応の７８０ｎｍの光照射を行って、プッシュプルのオフセット成分の検出を、例えば図４のＰＤ１１及びＰＤ１２において、例えばａ１＋ｂ１＋ｋ１＋ｌ１によるＥ信号とｃ１＋ｄ１＋ｉ１＋ｊ１によるＦ信号のバランスによってトラッキング制御することによってＤＣオフセットを補正することができる。

［実施の形態２］
上述した実施の形態においては、２波長受発光集積素子３ＳＡと１波長受光集積素子３ＳＢとを共通の半導体基板９に組み込み形成した場合であるが、この実施の形態２における本発明による光情報記録再生装置１０においては、図９にその構成図を示し、図１０にその光学集積装置３のパッケージを取り除いた状態の概略平面図を示すように、２波長受発光集積素子３ＳＡと１波長受光集積素子３ＳＢとをそれぞれ独立した半導体基板９Ａ及び９Ｂによって構成し、これらを所定の位置関係にパッケージ化した構成とした場合である。
この場合の図９及び図１０において、図１及び図２と対応する部分には、同一符号を付して重複説明を省略する。

［実施の形態３］
上述した実施の形態１及び２においては、第１及び第２の波長光の光路、すなわち２波長対応対物レンズ４Ａと、１波長対応対物レンズ４Ｂの各基準位置での光軸１１Ａ及び１１Ｂの配列と、２波長受発光集積素子３Ａ及び１波長受発光集積素子３Ｂの配列とを、光情報記録媒体Ｍのディスクのタンジェンシャル方向とした場合であるが、この実施の形態３においては、図１１にその構成図を示し、図１２にその本発明による光学集積装置３におけるパッケージを排除した状態の平面図を示すように、これらをラジアル方向に並置した構成とした場合である。
図１１及び図１２において、図１及び図２と対応する部分には、同一符号を付して重複説明を省略する。

上述した各実施の形態におけるように、本発明構成によれば、３種のＣＤ，ＤＶＤ、Blu-rayディスクに対して記録または／および再生を可能にする３波長対応の光学集積装置、光ピックアップ装置、及び光情報記録再生装置において、ＣＤ及びＤＶＤに対する２波長受発光集積素子３ＡとBlu-rayディスクに対する１波長受発光集積素子３Ｂとによる光学集積装置３を構成したことにより、その２波長受発光集積素子３Ａは、従来の市販されているＣＤ及びＤＶＤの両者に対しての記録再生装置で、充分に研究、開発が充分なされている技術を適用することができることから、実際の製造において有利となるものである。
そして、このことは、実施の形態２及び３におけるように、２波長受発光集積素子３Ａと１波長受発光集積素子３Ｂとが、それぞれの半導体基板９Ａ及び９Ｂに形成される構成とするときは、より有利となる。

また、本発明においては、２波長発光集積素子３Ａと、１波長受発光集積素子３Ｂとによって光学集積装置３を構成するものであるが、これらが１パッケージ化されて一体化された構成によることから、光ピックアップ装置、及び光情報記録再生装置を組立て製造するにあたり、構造の簡潔化、組立て工数の低減化、精度の向上を図ることができ、ひいてはコストの低減化、信頼性の向上が図られる。
特に、実施の形態１におけるように、共通の半導体基板９に、３波長受発光集積素子３Ａと１波長受発光集積素子３Ｂとを形成するときは、各受光部のフォトダイオード、そのほかの回路を同時に形成することができることから、より構造の簡潔化、組立て工数の低減化、精度の向上を図ることができ、ひいてはコストの低減化、信頼性の向上が図られる。

また、本発明構成によれば、例えばBlu-rayディスクに対する記録または／および再生を行う場合において、同時にＣＤ対応の波長光を用いることによって、プッシュプル法におけるオフセット補正を簡便に行うことができるという利点を有する。

更に、２波長対応の対物レンズ４Ａと、１波長対応の対物レンズ４Ｂとを、一体化した対物レンズ構体４として構成することによって、冒頭に述べた、複数の独立した受発光素子によって構成する場合に比し、組立てにおける各部との位置関係、軸合わせ等の簡易化、小型軽量化を図り、量産性の向上、価格の低廉化等を図ることができる

そして、上述したように、ＢＤ対応の１波長受発光集積部３Ｂにおいて、ＲＦ専用のフォトダイオードＰＤ３３を設けた構成とすることによって、フォトダイオードが短波長光に対して光電変換効率が低いこと、分割フォトダイオードの複数の分割素子による検出信号の総和としてＲＦ信号を得る場合の、ノイズの増大を回避でき、ＢＤに関してもＲＦ情報信号検出のＳ／Ｎの向上が図られる。

尚、本発明による光学集積装置、光ピックアップ装置、及び光情報記録再生装置は上述した実施の形態例に限られるものではないことはいうもでもなく、例えばBlu-rayディスクによるフォーマットによる短波長ディスクを対象とするものにかぎらす、他の青色光対応のＢＤと、ＣＤ，ＤＶＤ等に対する光学集積装置、光ピックアップ装置、及び光情報記録再生装置とすることもできる。
また、各２波長受発光集積素子３Ａ及び１波長受発光集積素子３ＢにおいてマイクロプリズムＰＲＳＡ及びＰＲＳＢを用いた場合であるが、例えばホログラムを用いた集積光学系構成、ラミネート光学部品を用いた集積光学素子構成とすることもできるなど、本発明構成にあって種々の構成とすることができる。

本発明による光情報記録再生装置の一例の構成図である。 本発明による光学集積装置の一例の、パッケージを排除した状態の平面図である。 本発明による光学集積装置の２波長受発光集積素子の一例の模式的斜視図である。 本発明による光学集積装置の２波長受発光集積素子の一例の２波長光受光部の一例のパターン図である。 本発明による光学集積装置の１波長受発光集積素子の一例の模式的斜視図である。 本発明による光学集積装置の１波長受発光集積素子の一例の１波長光受光部の一例のパターン図である。 Ａ，Ｂ及びＣは、それぞれ本発明による光情報記録再生装置の一動作状態での一例の高周波記録情報信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号の導出演算方法を示す図である。 Ａ，Ｂ及びＣは、それぞれ本発明による光情報記録再生装置の他の動作状態での一例の高周波記録情報信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号の導出演算方法を示す図である。 本発明による光情報記録再生装置の他の例の構成図である。 本発明による光学集積装置の他の例の、パッケージを排除した状態の平面図である。 本発明による光情報記録再生装置の更に他の例の構成図である。 本発明による光学集積装置の更に他の例の、パッケージを排除した状態の平面図である。

符号の説明

１……光情報記録媒体の回転駆動部、２……光ピックアップ装置、３……光学集積装置、３Ａ……２波長受発光集積素子，３Ｂ……１波長受発光集積素子、３ＳＡ……２波長光源部、３ＳＢ……１波長光源部、４……対物レンズ構体、４Ａ……２波長対応対物レンズ、４Ｂ……１波長対応対物レンズ、５……パッケージ、６……収差補正素子、７Ａ，７Ｂ……１／４波長板、８Ａ，８Ｂ……コリメートレンズ、９，９Ａ，９Ｂ……半導体基板、１０……光情報記録媒体、１２Ａ，１１Ｂ……サブマウント、１１Ａ……２波長光光路の基準軸、１１Ｂ……１波長光光路軸、ＰＲＳＡ，ＰＲＳＢ……プリズム、ＬＤＡ……２波長半導体レーザチップ、ＬＤＢ……１波長半導体レーザチップ、ＰＤＡ……２波長光受光部、ＰＤＢ……１波長光受光部

Claims (18)

1. ２波長受発光集積素子と１波長受発光集積素子とを有し、
   上記２波長受発光集積素子は、第１の光情報記録媒体対応の第１の波長光の光源と第２の光情報記録媒体対応の上記第１の波長光に比し短波長の第２の波長光の光源とを有する２波長光源部と、上記第１及び第２の光情報記録媒体からの上記第１及び第２の波長光の戻り光を受光検出する２波長光受光部とを有して成り、
   上記１波長受発光集積素子は、上記第１及び第２の波長に比し短波長の、上記第３の光情報記録媒体対応の第３の波長光の光源による１波長光源部と、上記第３の光情報記録媒体からの上記第３の波長の戻り光を受光検出する１波長光受光部とを有して成り、
   上記２波長受発光集積素子と上記１波長受発光集積素子とが１パッケージ化されて成ることを特徴とする光学集積装置。
2. 上記第１の光情報記録媒体がＣＤ（Compact Disc）であり、
   上記第２の光情報記録媒体がＤＶＤ（Digital Versatile Disc）であり、
   上記第３の光情報記録媒体が青色レーザ光対応の光ディスクであることを特徴とする請求項１に記載の光学集積装置。
3. 上記２波長受発光集積素子と上記１波長受発光集積素子とが、共通の半導体基板に組み込まれて成ることを特徴とする請求項１または２に記載の光学集積装置。
4. 上記１波長光受光部が、サーボ信号取り出し用の受光素子と、該受光素子とは別に、高周波記録情報検出専用の受光素子とを有して成ることを特徴とする請求項１または２に記載の光学集積装置。
5. 上記第１、第２及び第３の光情報記録媒体が光ディスクであり、
   上記２波長受発光集積素子と上記１波長受発光集積素子とが、上記各ディスクのタンジェンシャル方向に配列されて成ることを特徴とする請求項１または３に記載の光学集積装置。
6. 上記第１、第２及び第３の光情報記録媒体が光ディスクであり、
   上記２波長受発光集積素子と上記１波長受発光集積素子とが上記各ディスクのラジアル方向に配列されて成ることを特徴とする請求項１に記載の光学集積装置。
7. 対物レンズ構体と、光学集積装置とを有し、
   上記対物レンズ構体は、各第１の光情報記録媒体及び第２の光情報記録媒体対応の第１の波長及び第２の波長の２波長に対する２波長対応対物レンズと、第３の光情報記録媒体対応の上記第１及び第２の波長に比して短波長の第３の波長に対する１波長対応対物レンズとが所定の位置関係をもって機械的に結合一体化されて成り、
   上記光学集積装置は、２波長受発光集積素子と１波長受発光集積素子とを有し、
   上記２波長受発光集積素子は、第１の光情報記録媒体対応の第１の波長光の光源と第２の光情報記録媒体対応の上記第１の波長光に比し短波長の第２の波長光の光源とを有する２波長光源部と、上記第１及び第２の光情報記録媒体からの上記第１及び第２の波長光の戻り光を受光検出する２波長光受光部とを有して成り、
   上記１波長受発光集積素子は、上記第１及び第２の波長に比し短波長の、上記第３の光情報記録媒体対応の第３の波長光の光源による１波長光源部と、上記第３の光情報記録媒体からの上記第３の波長の戻り光を受光検出する１波長光受光部とを有して成り、
   上記２波長受発光集積素子と上記１波長受発光集積素子とが１パッケージ化されて成ることを特徴とする光ピックアップ装置。
8. 上記第１の光情報記録媒体がＣＤ（Compact Disc）であり、
   上記第２の光情報記録媒体がＤＶＤ（Digital Versatile Disc）であり、
   上記第３の光情報記録媒体が青色レーザ光対応の光ディスクであることを特徴とする請求項７に記載の光ピックアップ装置。
9. 上記２波長受発光集積素子と上記１波長受発光集積素子とが、共通の半導体基板に組み込まれて成ることを特徴とする請求項７または８に記載の光ピックアップ装置。
10. 上記１波長光受光部が、サーボ信号取り出し用の受光素子と、該受光素子とは別に、高周波記録情報検出専用の受光素子とを有して成ることを特徴とする請求項７または８に記載の光ピックアップ装置。
11. 上記第１、第２及び第３の光情報記録媒体が光ディスクであり、
    上記２波長受発光集積素子と上記１波長受発光集積素子とが、上記各ディスクのタンジェンシャル方向に配列されて成ることを特徴とする請求項７または９に記載の光ピックアップ装置。
12. 上記第１、第２及び第３の光情報記録媒体が光ディスクであり、
    上記２波長受発光集積素子と上記１波長受発光集積素子とが上記各ディスクのラジアル方向に配列されて成ることを特徴とする請求項７に記載の光ピックアップ装置。
13. 第１の光情報記録媒体と第２の光情報記録媒体と第３の光情報記録媒体とが交換着脱されて回転駆動する回転駆動装置と、光ピックアップ装置とを有して成り、
    上記光ピックアップ装置は、対物レンズ構体と、光学集積装置とを有し、
    上記対物レンズ構体は、各第１の光情報記録媒体及び第２の光情報記録媒体対応の第１の波長及び第２の波長に対する２波長対応対物レンズと、第３の光情報記録媒体対応の上記第１及び第２の波長に比して短波長の第３の波長に対する１波長対応対物レンズとが所定の位置関係をもって機械的に結合一体化されて成り、
    上記光学集積装置は、２波長受発光集積素子と１波長受発光集積素子とを有し、
    上記２波長受発光集積素子は、第１の光情報記録媒体対応の第１の波長光の光源と第２の光情報記録媒体対応の上記第１の波長光に比し短波長の第２の波長光の光源とを有する２波長光源部と、上記第１及び第２の光情報記録媒体からの上記第１及び第２の波長光の戻り光を受光検出する２波長光受光部とを有して成り、
    上記１波長受発光集積素子は、上記第１及び第２の波長に比し短波長の、上記第３の光情報記録媒体対応の第３の波長光の光源による１波長光源部と、上記第３の光情報記録媒体からの上記第３の波長の戻り光を受光検出する１波長光受光部とを有して成り、
    上記２波長受発光集積素子と上記１波長受発光集積素子とが１パッケージ化されて成り、
    上記各光情報記録媒体に対する記録または／及び再生を行うことを特徴とする光情報記録再生装置。
14. 上記第１の光情報記録媒体がＣＤ（Compact Disc）であり、
    上記第２の光情報記録媒体がＤＶＤ（Digital Versatile Disc）であり、
    上記第３の光情報記録媒体が青色レーザ光対応の光ディスクであることを特徴とする請求項１３に記載の光情報記録再生装置。
15. 上記２波長受発光集積素子と上記１波長受発光集積素子とが、共通の半導体基板に組み込まれて成ることを特徴とする請求項１３に記載の光情報記録再生装置。
16. 上記１波長光受光部が、サーボ信号取り出し用の受光素子と、該受光素子とは別に、高周波記録情報検出専用の受光素子とを有して成ることを特徴とする請求項１３または１４に記載の光情報記録再生装置。
17. 上記第１、第２及び第３の光情報記録媒体が光ディスクであり、
    上記２波長受発光集積素子と上記１波長受発光集積素子とが、上記各ディスクのタンジェンシャル方向に配列されて成ることを特徴とする請求項１３または１５に記載の光情報記録再生装置。
18. 上記第１、第２及び第３の光情報記録媒体が光ディスクであり、
    上記２波長受発光集積素子と上記１波長受発光集積素子とが上記各ディスクのラジアル方向に配列されて成ることを特徴とする請求項１３に記載の光情報記録再生装置。

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