JP3412608B2 - 半導体レーザ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクへの情
報の記録・再生に用いられる回折素子及び光学式ピック
アップ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来例は、たとえば、公開特許公報 平
１−２３７９３５号に詳しく示されており、以下、図２
３，図２４及び図２５を参照して説明する。図２３は光
学式ピックアップ装置の光学系を示す概略斜視図、図２
４は同装置の側面断面図、図２５は同装置を下方から見
た底面図である。

【０００３】図２３において、光源１１より出射された
光１２は、互いに接触するように重ねて設けられた回折
格子１３とホログラム１６に通過する。

【０００４】レーザ光１２は回折格子１３を透過するこ
とにより、光ディスク４上のピット信号を読み、かつ、
フォーカスのずれを読むための０次光１５ａとトラッキ
ングのずれを読むための一対の１次光１５ｂ，１５ｃに
分けられる。

【０００５】これら３本のレーザ光１５ａ，１５ｂ，１
５ｃはホログラム１６を通過したのち、コリメートレン
ズ１７を通過することにより平行光とされ、対物レンズ
１８に入射する。そして、対物レンズ１８を通過するこ
とにより集束され、ディスク１４上に３つの光スポット
１９ａ，１９ｂ，１９ｃを形成する。このとき、光スポ
ット１９ｂ，１９ｃは１次光スポットとなっている。

【０００６】そして、レーザ光はディスク１４の情報記
録面で反射され、反射されたレーザ光は再び同じ経路を
戻り、コリメートレンズ１７を通過後、集束光となりな
がら、ホログラム１６に入射する。

【０００７】ホログラム１６に入射したレーザ光は回折
され、受光素子１０’に入射する。そして、受光素子１
０’において一種のウェッジプリズム法によるフォーカ
スエラー信号と３ビーム法によるトラッキングエラー信
号とディスク１４のビット信号であるＲＦ信号が検出さ
れるようになっている。

【０００８】以上が従来例にかかる光学式ピックアップ
装置の光学系である。次に、図２４及び図２５を用い
て、従来例の具体的構成を説明する。

【０００９】光源１１、受光素子１０’は円盤上の基板
２０上に適宜間隔を設けて固着されている。

【００１０】基板２０の下半部には鈎部２０ａが形成さ
れている。円筒形状のレンズ保持筒（円筒部材）２１
は、基板２０の鈎部２０ａ上にその下端が固着されてい
る。レンズ保持筒２１は上半部の内周側に肉厚のレンズ
保持部２１ａが形成されており、レンズ保持部２１ａに
回折格子１３とホログラム１６が互いに固着された状態
で固定されている。

【００１１】このとき、回折格子１３、ホログラム１６
の中心軸上に光源１１が位置するようになっている。

【００１２】そして、基板２０、レンズ保持筒２１、レ
ンズ保持筒２１上に保持された回折格子１３及びホログ
ラム１６により鏡筒２２が形成されている。

【００１３】円筒形状の鏡筒保持体（保持体）２３の上
端外周には鈎部２３ａが形成されると共に、下端にはね
じ穴２３ｂ1，２３ｂ2が穿設されている。

【００１４】また、鏡筒保持体２３の内周上端部にはレ
ンズ保持部２３ｃが形成されており、レンズ保持部２３
ｃにコリメートレンズ１７がレーザ光の光軸Ｌを中心軸
として固着されている。

【００１５】さらに、鏡筒保持体２３の内周の下半部に
は鏡筒２２の直径より大径の鏡筒収納部２３ｄが形成さ
れている。そして、鏡筒収納部２３ｄの下端には、基板
２０の鈎部２０ａの直径とほぼ同一の内径を有し、鏡筒
収納部２３ｄの内径より若干大きい内径を有する嵌合部
２３ｅが形成されている。

【００１６】板バネ２４は鏡筒２２の基板２０に嵌合す
る凹部２４ａと凹部２４ａの両端に形成され、小穴２４
ｃ1，２４ｃ2を有する取り付け部２４ｂを持つ。また、
凹部２４ａ中央には端子を出すための透穴２４ｄが穿設
されている。

【００１７】そして、板バネ２４はその凹部２４ａを基
板２０の下半部に嵌合すると共に、ねじ２６（左）、２
６（右）を小穴２４ｃ1，２４ｃ2を介してねじ２３ｂ
1，２３ｂ2にねじ込むことで、鏡筒保持体２３の下端に
取り付けられている。

【００１８】このとき、基板２０は嵌合部２３ｅの上面
部分２３ｅ1に当接した状態となっている。

【００１９】そして、鏡筒２２の基板２０の周縁をつか
んで鏡筒２２を回動させることにより、鏡筒２２は嵌合
部２３ｅの側面部分２３ｅ2をガイドとして鏡筒保持体
２３に対して回動し得るようになっている。

【００２０】このとき、光源１１は、鏡筒２２の回動中
心に位置しており、回動中心はレーザ光の光軸Ｌと一致
するようになっている。

【００２１】２５は対物レンズ駆動部であり、対物レン
ズ１８の中心軸が光軸Ｌと一致するように、鏡筒保持体
２３の上面に保持されている。

【００２２】対物レンズ駆動部２５は周知の駆動機構に
より、ディスク１４上にレーザ光の焦点を合わせるため
に、対物レンズ１８を駆動するものである。

【００２３】光源１１から出射されたレーザ光は光軸Ｌ
に沿って、上述の光学系の説明の通り回折格子１３、ホ
ログラム１６、コリメートレンズ１７を通り、対物レン
ズ１８でディスク上に３つの光スポット１９ａ，１９
ｂ，１９ｃを形成する。

【００２４】そして、ディスク１４で反射されたレーザ
光は再び光軸Ｌに沿って対物レンズ１８、コリメートレ
ンズ１７、ホログラム１６を通り、ホログラム１６で回
折され受光素子１０’に入射する。

【００２５】ここで、トラッキング信号を調整するとき
は、鏡筒２２の基板２０の周縁をつかんで鏡筒２２を回
動させればよい。

【００２６】すると、回折格子１３も鏡筒２２と一体的
に回動するため、トラッキングずれを読むための一対の
１次光１５ｂ，１５ｃ、すなわち、ディスク上の光スポ
ット１９ｂ，１９ｃを光スポット１９ａを中心に回転さ
せることができる。

【００２７】こうすることで、ディスク１４に照射され
ている光スポット１９ｂ，１９ｃの位置を調整すること
ができ、その結果、受光素子１０’で得られるトラッキ
ングエラー信号を調整することができる。

【００２８】

【発明が解決しようとする課題】従来例においては、ト
ラッキングエラー信号の調整を行う時に、光学部品の光
軸ずれが生じないよう、筒状部材に光源、受光素子、回
折格子を組付けている。

【００２９】しかし、光軸ずれを防止する為には、筒状
部材の中心軸に対して、各々の部材（光源、受光素子、
回折格子）を精度良く組込む必要がある。

【００３０】つまり、筒状部材の中心軸に対して光源の
発光位置を精度良く組付け、今度はこの発光位置に対し
て、受光素子、回折格子を精度良く組付けなければなら
ず、非常に複雑で大変な作業となってしまう。

【００３１】本発明はこの点に注目してなされたもので
あり、組み立てを複雑にすることなくトラッキングエラ
ー信号の調整を行っても、光学部品の光軸がずれること
のない回折素子及び本回折素子を用いた光学式ピックア
ップ装置を提供することを目的とする。

【００３２】

【課題を解決するための手段】本発明では前記課題を解
決するために、回折格子とホログラムをガラス又はプラ
スティックにより一体成形で製作し（回折素子Ａと呼
ぶ）、前記回折素子Ａの少なくとも一部に前記回折素子
Ａの光軸を中心軸とする円筒面との摺動（回転できる）
部を有するようにするか、または、前記回折素子Ａとプ
ラスティック製外枠とを別々に成形した後一体化し（回
折素子Ｂと呼ぶ）、前記回折素子Ｂの少なくとも一部に
前記回折素子Ａの光軸を中心軸とする円筒面との摺動部
を有するようにする。

【００３３】第１の発明では、回折格子、ホログラムの
一体成形回折素子Ａとプラスティック製外枠とを一体化
した回折素子Ｂとする。

【００３４】回折素子Ａと外枠との一体化の場合の位置
合わせ精度は、外枠がプラスティック製であるため回折
素子Ａを嵌合する部分の成形は金型精度により非常に精
度良くできる。

【００３５】このため、摺動部が回折素子Ａにある場合
はもちろんのこと、摺動部が外枠にあっても、摺動部、
回折格子、ホログラムとの位置関係は精度良くできる。
また、ガラス製の回折素子Ａを用いた場合でも、回折素
子Ａの外形を小さくできるのでコストを低減できる。

【００３６】第２の発明では、第１の発明の摺動部を凸
部または凹部または凹凸部形状の一部とする。利点は第
２の発明と同様である。

【００３７】第３の発明は、第１、第２の発明である回
折素子Ａ及び回折素子Ｂを用いた光学式ピックアップで
ある。

【００３８】このため、光源の発光位置に受光素子を位
置合わせしたものに、第１または第２の回折素子を位置
合わせするだけで組み立てが完了する（組上がりを光学
ユニットと呼ぶ）。

【００３９】対物レンズを保持する保持体に穴を設け、
回折素子の摺動部と嵌合させ、トラッキングエラー信号
の調整は前記嵌合部で光学ユニットを回転することで行
う。

【００４０】

【発明の実施の形態】図２に本発明の第１実施の形態を
示す。

【００４１】光源１０３、受光素子１０４は、ベース１
０５に固着され、前記ベース１０５は基板１０１に固着
されている。

【００４２】基板１０１には、前記光源１０３、受光素
子１０４、ベース１０５を覆うようにカバー１０２が固
着されており、このカバー１０２の上面に回折格子１０
６Ｂ、ホログラム１０６Ａを形成した回折素子１０６が
固着されている。

【００４３】回折素子１０６はガラス又はプラスティッ
クの一体成形品となっており、ホログラム１０６Ａ、回
折格子１０６Ｂの各々の中心は、回折素子１０６の外形
中心に金型上で合わせこまれている。

【００４４】そして、回折素子１０６をカバー１０２上
に固着する時に、光源１０３の光軸１０７に回折素子１
０６の中心が一致するように調整され（図３）、光学ユ
ニット１０８が完成する（図４）。

【００４５】図５に光学ユニット１０８を、記載されて
いない対物レンズ駆動装置等を保持する保持体１１１に
組込んだ状態を示す。

【００４６】光学ユニット１０８と保持体１１１とは、
回折素子外形１０６Ｃと保持体穴１１１Ａの嵌合により
位置決めされる。

【００４７】光学ユニット１０８と保持体１１１との固
定は、基板１０１を保持体１１１にあてつけて固定板１
０９とビス１１０によって行われる。

【００４８】次に図１を用いて光学系の説明を行う。光
源１０３から出射されたレーザ光は光軸１０７に沿って
回折素子１０６、対物レンズ１１２を通りディスク１１
３上に集光する。

【００４９】光源１０３から出射されたレーザ光は回折
格子１０６Ｂを通過することにより、ディスク１１３の
情報を読みかつフォーカスずれを検出する為の０次光
と、トラックずれを検出する為の±１次光に分けられ
る。

【００５０】これら３本のレーザ光はホログラム１０６
Ａを通過した後、対物レンズ１１２によってディスク１
１３上に３つのスポットを形成する。

【００５１】そしてレーザ光はディスク１１３で反射さ
れ、行きと同じ光路を戻り、ホログラム１０６Ａに入射
する。

【００５２】ホログラム１０６Ａに入射した光は回折さ
れ、受光素子１０４に入射する。エラー検出法は各種あ
るが、従来例と同様のウェッジプリズム法と３ビーム法
により各々フォーカスエラーとトラッキングエラーを検
出するようになっている。

【００５３】トラッキングエラー信号は、回折格子１０
６Ｂを通過することにより発生する±１次光のディスク
１１３上のスポットとピット列との位置関係の影響を受
ける。

【００５４】±１次光のスポットは０次光のスポットに
対して等距離で回転対称に位置する（図６）。従ってト
ラッキングエラー信号の調整は光軸１０７に対して回折
格子１０６Ｂを回転調整することにより行うこととな
る。

【００５５】本発明の構成においては、光学ユニット１
０８を保持体１１１に対して、回折素子外形１０６Ｃと
保持体穴１１１Ａの回動を使って回転調整することとな
る。

【００５６】この時光源１０３、ホログラム１０６Ａも
一緒に回転することになるが、これらの中心は回折素子
外形１０６Ｃの中心軸と一致しているので、光軸ずれを
生じることはない。

【００５７】本発明によれば、ホログラム１０６Ａと回
折格子１０６Ｂと回折素子外形１０６Ｃとは一体成形に
より各々の中心軸を精度よく合わせることができ、これ
を光源１０３の光軸に位置合わせするだけで光学ユニッ
トが完成する為、３ビーム法のトラッキング調整の可能
な光学ユニットを簡単・簡素な組み立てで製作すること
ができる。

【００５８】なお、本実施の形態の回折素子１０６にお
いては外形１０６Ｃを円筒形状として外形１０６Ｃを摺
動部としたが、図７に示したように回折素子１０６の形
状を凸型にし、凸部外形を摺動部としてもよい。

【００５９】また、回折素子１０６の外形１０６Ｃは本
実施の形態のような円筒形に限ったものではない。図８
のように、円に接するような突起部の集合体でもよい
し、図９のように円に内接する多角形でもよい。また図
１０のように、円筒形の一部があるだけでもよい。な
お、このことは以下の実施の形態においても同様であ
る。

【００６０】また、本実施の形態の光学ユニットにおい
ては、光源１０３と受光素子１０４が個別に実装されて
いるが、図１１に示すように光源１０３と受光素子１０
４がモノリシックに形成された素子や図１２に示すよう
に受光素子１０４上に光源１０３が実装されたものなど
を用いてもよい。

【００６１】この場合、受光素子１０４または光源１０
３に対する回折素子１０６の位置合わせが精度良く行う
ことができより効果的である。なお、このことは以下の
実施の形態においても同様である。

【００６２】図１３に本発明の第２実施の形態を示す。
ベース１０５に光源１０３と受光素子１０４が固着さ
れ、ベース１０５は基板１０１に固着されている。

【００６３】回折格子１０６Ｂ、ホログラム１０６Ａ
は、光源１０３、受光素子１０４を覆うカバー部１０６
Ｄ、保持体との取り付け用鍔部１０６Ｅと共に、ガラス
又はプラスティックの一体成形でつくられている。

【００６４】この時、ホログラム１０６Ａ、回折格子１
０６Ｂ各々の中心は、回折素子１０６の外形にある円筒
部１０６Ｃの中心に金型上で合わせこまれている。

【００６５】そして回折素子１０６を基板１０１上に固
着する時に、光源１０３の光軸１０７に回折素子１０６
の中心が一致するように調整されて、光学ユニット１０
８が完成する。

【００６６】光学ユニット１０８は、回折素子１０６の
円筒部１０６Ｃと保持体１１１の穴１１１Ａとが嵌合す
るようにして位置決め、組み込まれる。

【００６７】固定は回折素子１０６の鍔部１０６Ｅが保
持体１１１に当て付くようにして、固定板１０９とビス
１１０によって行われる。

【００６８】光学系の構成、トラッキングエラー信号の
調整は第１実施の形態と同じである。本実施の形態で
は、光源と受光素子を覆うカバーも回折素子と一体成形
により形成している為、部品点数の削減を行うことがで
きる。

【００６９】図１４に本発明の第３実施の形態を示す。
第２実施の形態との違いは、回折素子１０６の鍔部１０
６Ｅの外周にトラッキングエラー信号調整用の円筒部１
０６Ｃを設けたことである。

【００７０】本実施の形態では、回転調整・固定時に回
折素子に対して歪みが生じた場合、この歪みを鍔部のみ
で吸収できるので、回折格子・ホログラムに歪みが加わ
り収差を悪化させる、ということが起こらない。

【００７１】また、回転調整時に回折素子に歪みが入ら
ないようにするためには回折素子１０６の外周に円筒部
を設ける以外に回折素子部の周囲に凸部（図１５）また
は凹部（図１６）または凹凸部（図１７）を設けてこれ
を摺動部としてもよい。

【００７２】また、図１５〜図１７の構成を図１８〜図
２０に示したように凸部に回折素子が形成された構成と
してもよい。

【００７３】図２１に本発明の第４実施の形態を示す。
光源１０３、受光素子１０４は、ベース１０５に固着さ
れ、ベース１０５は基板１０１に固着されている。

【００７４】基板１０１には、光源１０３、受光素子１
０４、ベース１０５を覆うようにカバー１０２が固着さ
れており、このカバー１０２の上面に、回折格子１０６
Ｂ、ホログラム１０６Ａを形成した回折素子１０６と回
折素子本体２０６Ａの外形と同形の嵌合部を有する外枠
２０６Ｂとを一体化した回折素子１０６が固着されてい
る。

【００７５】回折素子本体２０６Ａはガラス又はプラス
ティックの一体成形品となっており、ホログラム１０６
Ａ、回折格子１０６Ｂの各々の中心は、回折素子本体２
０６Ａの外形中心に金型上で合わせこまれている。

【００７６】外枠２０６Ｂはプラスティックでできてい
るため回折素子本体２０６Ａを嵌合する部分の成形は金
型精度により非常に精度良くできるため、回折素子本体
２０６Ａの外形中心と外枠２０６Ｂの外形中心とは精度
良く一致させられる。

【００７７】本実施の形態では、回折素子本体２０６Ａ
と外枠２０６Ｂを別々に成形して一体化させる。

【００７８】そのため、回折素子本体２０６Ａの外形を
小さくすることができ、ガラス製回折素子本体２０６Ａ
を用いる場合にコストを低減させることができる。

【００７９】以後の記述は第１実施の形態と同じであ
る。なお、本実施の形態では外枠に摺動部があるが図２
２のように回折素子本体２０６Ａの外形を摺動部として
もよい。

【００８０】また、第２の実施の形態で示した光源と受
光素子を覆うカバーを外枠と一体成形で形成してもよ
い。

【００８１】さらに、第３の本実施の形態で示した歪み
を吸収する部分については本実施の形態でも有効であ
る。

【００８２】

【発明の効果】本発明では、回折格子・ホログラム・摺
動部（トラッキングエラー信号調整用回動部）を一体成
形で形成するか、または回折格子・ホログラムの一体成
形回折素子Ａと外枠とを別々に形成した後一体化し（回
折素子Ｂ）回折素子Ｂの少なくとも一部に摺動部を有す
る構成としている。

【００８３】このため、部品単品で各々の位置関係を精
度良くできる為、光学ユニットの組み立てが簡単・簡素
となり、トラッキングエラーの調整を行っても光軸ずれ
の生じない光学式ピックアップ装置を低コストで提供す
ることができる。

【００８４】また、部品点数を削減することができるた
め装置の小型化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施の形態における光学式ピック
アップ装置の光学系を示す概略図

【図２】本発明の第１実施の形態における回折素子、光
源、受光素子の位置関係を示す概略図

【図３】本発明の第１実施の形態における回折素子を光
源及び受光素子を覆うカバーに固着する場合の説明図

【図４】本発明の第１実施の形態における光学ユニット
の外形図

【図５】本発明の第１実施の形態における光学ユニット
を対物レンズ駆動装置等を保持する保持体に組込んだ場
合の概略断面図

【図６】本発明の第１実施の形態における光学式ピック
アップ装置を用いた場合のディスク上のスポットとピッ
ト列との位置関係を示す図

【図７】本発明の回折素子の外形の一例を示す図

【図８】本発明の回折素子における摺動部の一形状を示
す図

【図９】本発明の回折素子における摺動部の一形状を示
す図

【図１０】本発明の回折素子における摺動部の一形状を
示す図

【図１１】本発明の光学ユニットの一例を示す図

【図１２】本発明の光学ユニットの一例を示す図

【図１３】本発明の第２実施の形態における光学式ピッ
クアップ装置の概略図

【図１４】本発明の第３実施の形態における光学式ピッ
クアップ装置の概略図

【図１５】本発明の回折素子の外形の一例を示す図

【図１６】本発明の回折素子の外形の一例を示す図

【図１７】本発明の回折素子の外形の一例を示す図

【図１８】本発明の回折素子の外形の一例を示す図

【図１９】本発明の回折素子の外形の一例を示す図

【図２０】本発明の回折素子の外形の一例を示す図

【図２１】本発明の第４実施の形態における光学式ピッ
クアップ装置の概略図

【図２２】本発明の回折素子の外形の一例を示す図

【図２３】従来の光学式ピックアップ装置の光学系を示
す概略斜視図

【図２４】従来の光学式ピックアップ装置の側面断面図

【図２５】従来の光学式ピックアップ装置の下方から見
た底面図

【符号の説明】

１０１ 基板 １０２ カバー １０３ 光源 １０４ 受光素子 １０５ ベース １０６ 回折素子 １０６Ａ ホログラム １０６Ｂ 回折格子 １０７ 光軸 １０８ 光学ユニット １０９ 固定板 １１０ ビス １１１ 保持体 １１２ 対物レンズ １１３ ディスク ２０６Ａ 回折素子本体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉川 昭男 大阪府高槻市幸町１番１号 松下電子工 業株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−44602（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−237935（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−313988（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−193333（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−79231（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−112535（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−201004（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−55745（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−88926（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−36751（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−52327（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01S 5/00 - 5/50 G11B 7/135 G02B 5/18

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、前記光源が設けられた基板と、 前記基板の上に載置され前記光源を覆い上面の一部に開
   口部を有するカバーと、 前記開口部を覆うように前記カバー上面に載置された回
   折素子とを備え、 前記カバーに覆われていない前記基板の上面は対物レン
   ズを保持する保持体との当てつけ面をなし、 前記回折素子の外側面に摺動部を有する 半導体レーザ装
   置。
2. 【請求項２】 前記回折素子の上面または下面の一方に
   ホログラムが、他方に回折格子が形成されていることを
   特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。
3. 【請求項３】 前記基板にはさらに受光素子が設けられ
   ていることを特徴とする請求項１または２記載の半導体
   レーザ装置。