JPH09265652A

JPH09265652A - 光ピックアップ

Info

Publication number: JPH09265652A
Application number: JP8069657A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Kitaoka; 康夫北岡; Kazuhisa Yamamoto; 和久山本; Makoto Kato; 誠加藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-03-26
Filing date: 1996-03-26
Publication date: 1997-10-07

Abstract

(57)【要約】【課題】数ｍＷ程度の短波長光源を用いて、記録再生
可能な高密度・高転送レートの光ディスクシステムに必
要な光ピックアップを実現する。【解決手段】ＳＨＧブルーレーザ１から出射されたブ
ルー光は、コリメートレンズ２により平行光に変換され
る。平行化されたブルー光は、偏光ビームスプリッタ３
及びλ／４板４を透過後、対物レンズ５により光ディス
ク６上に導かれる。光ディスク６上での反射した信号光
は、偏光ビームスプリッタ３で９０度曲げられ、検出レ
ンズ７とシリンドリカルレンズ８を透過し、アバランシ
ェ・フォト・ダイオード（ＡＰＤ）から構成される受光
素子９に導かれる。受光素子９は４分割構造になってい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、情報を記録再生す
る高密度光ディスクシステムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】波長780nm帯の近赤外半導体レーザを用
いた相変化型光ディスクシステム（以下、ＰＣ光ディス
クと記す）や光磁気ディスクシステム（以下、ＭＯ光デ
ィスクと記す）が広く普及している。また最近では、波
長670nmの赤色半導体レーザを用いたディジタルビデオ
ディスクシステム（以下、ＤＶＤと記す）の開発も活発
であり、５Ｇバイトの記録容量を有するＲＯＭ（読み出
し専用）システムが今後普及すると思われる。

【０００３】今後のマルチメディア時代に対して要望さ
れていることは、光ディスクの高転送レート化及び高密
度化である。高密度化を実現するためには、さらなる光
源の短波長化が必要となる。短波長化技術として、近赤
外半導体レーザーと擬位相整合（以下、ＱＰＭと記す）
方式の分極反転型導波路（山本他、Optics Letters Vo
l.16, No.15, 1156(1991)）デバイスを用いた第２高調
波発生（以下、ＳＨＧと記す）がある。

【０００４】分極反転型導波路デバイスを用いたブルー
光源の概略構成図をそれぞれ図８に示す。概略構成図８
において１５は0.85μm帯の100mW級AlGaAs系ＤＢＲ（分
布ブラッグ反射型）半導体レーザー、１６はN.A.=0.5の
コリメートレンズ、１７はλ／２板、１８はN.A.=0.5の
フォーカシングレンズである。LiTaO₃基板１９上には光
導波路２０と周期的に分極反転領域２１が形成されてい
る。コリメートレンズ１６で平行になったレーザー光
は、λ／２板１７で偏向方向を回転され、フォーカシン
グレンズ１８で分極反転型導波路デバイス２２の光導波
路２０の端面に集光され、分極反転領域２１をもつ光導
波路２０を伝パンし、光導波路２０の出射端面より高調
波と変換されなかった基本波が出射される。ＤＢＲ半導
体レーザ１５のＤＢＲ部を制御し、半導体レーザ１５の
波長は分極反転型導波路デバイス２２の位相整合波長許
容度内に固定される。半導体レーザー１５の光導波路６
内への入射光強度70mWに対し、波長425nmのブルー光が3
mW程度得られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】現在、普及しているし
ている５インチのＰＣやＭＯ光ディスクの記録容量は６
４０Ｍバイト程度で、今後マルチメディア時代を迎える
にあたり、大容量の記録密度、高い転送レートを有する
記録再生装置が必要不可欠になると思われる。記録密度
を向上させる手段として、光源の短波長化、集光レンズ
の高ＮＡ（開口数）化などがある。高ＮＡの集光レンズ
は量産化が難しく、またシステムの安定性の面において
も不利である。それに対し、波長400nm帯の短波長ブル
ー光源を用いると、波長だけで現行の４倍の記録密度を
達成できる。今後、さらなる高密度化が期待される。

【０００６】波長400nm帯のブルー光源を実現できる手
段として、半導体レーザを用いたＳＨＧ技術がある。現
在のところ、出力数mWの波長430nmのブルー光が得られ
ている。ＳＨＧ技術の課題は、ブルー光への変換効率が
数％程度と小さいことである。再生専用（ＲＯＭ）光デ
ィスクの再生では、光ディスク上で数百μＷ必要であ
り、１mW程度の光源出力で十分再生可能である。しかし
ながら、ＰＣ及びＭＯ光ディスクの再生や、さらに高転
送レートでの再生を行うためには、数mW〜10mW程度のブ
ルー光出力が必要となる。また、受光素子の感度は量子
効率の関係から、波長に比例して短波長光に対する感度
は悪くなる。そのため、ＳＨＧ光源において、基本波で
ある半導体レーザの高出力動作や、波長変換素子の高効
率化が必要となる。一方、光ディスクシステムの低コス
ト化や高い信頼性を図るためには、半導体レーザの出力
をできるだけ低くすることが望まれる。

【０００７】本発明は以上示した、高密度で高転送レー
トで作動する記録再生システムの課題を克服し、高密度
・高転送レートの光ディスクシステムを提供するもので
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、（１）少なくとも光源と、光ディスクに光源からの光を
導くための集光光学系と、光ディスクからの再生信号光
を検出するための受光素子を有し、受光素子がアバラン
シェ・フォトダイオード（ＡＰＤ）から構成された光ピ
ックアップを提供するものである。

【０００９】また、本発明は（２）少なくとも光源と、光ディスクに光源からの光を
導くための集光光学系と、光ディスクからの再生信号光
を検出するためのＡＰＤから構成される受光素子を有す
る光ピックアップにおいて、受光素子が多分割されてい
て、受光素子の印加電圧が異なる光ピックアップを提供
するものである。

【００１０】また、本発明は（３）少なくとも光源と、光ディスクに光源からの光を
導くための集光光学系と、光ディスクからの再生信号光
を検出するための受光素子を有し、受光素子の受光面積
が再生信号光の受光素子上集光ビーム径よりも小さい光
ピックアップを提供するものである。

【００１１】また、本発明は（４）少なくとも光源と、光ディスクに光源からの光を
導くための集光光学系と、光ディスクからの再生信号光
を検出するための受光素子を有し、受光素子が１６分割
以上に多分割された光ピックアップを提供するものであ
る。

【００１２】また、本発明は（５）少なくとも光源と、光ディスクに光源からの光を
導くための集光光学系と、光ディスクからの再生信号光
を検出するための受光素子を有し、受光素子の出力感度
特性が受光する再生信号光の強度に対して非線形を示す
光ピックアップを提供するものである。

【００１３】さらに、本発明は（６）少なくとも光源と、光ディスクに光源からの光を
導くための集光光学系と、光ディスクからの再生信号光
を検出するための受光素子を有し、受光素子の感度特性
が受光場所により異なることにより、超解像を起こす光
ピックアップを提供するものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】

（実施の形態１）本実施例では、光ディスクからの再生
信号光を検出するための受光素子が、アバランシェ・フ
ォトダイオード（ＡＰＤ）から構成されている光ピック
アップについて説明する。概略構成図を図１に示す。

【００１５】概略構成図１では、光源としてＳＨＧブル
ーレーザ、光ディスクとしてＰＣ光ディスクが用いられ
た。ＳＨＧブルーレーザ１は、50mW級の半導体レーザ
と、LiTaO₃基板上に作製した擬似位相整合方式の分極反
転型導波路デバイスから構成される。ブルー出力0.3mW
のＳＨＧブルーレーザ１から出射されたブルー光は、コ
リメートレンズ２により平行光に変換される。平行化さ
れたブルー光は、偏光ビームスプリッタ３及びλ／４板
４を透過後、NA=0.6の対物レンズ５により光ディスク６
上に導かれる。光ディスク６上でのブルー出力は0.1mW
であった。光ディスク６上での反射した信号光は、偏光
ビームスプリッタ３で９０度曲げられ、検出レンズ７と
シリンドリカルレンズ８を透過し、受光素子９に導かれ
る。受光素子９は４分割構造になっており、光ディスク
６からのフォーカスおよびトラッキング信号をサーボ検
出し、制御を行っている。本実施例では、受光素子９と
して、アバランシェ・フォト・ダイオード（ＡＰＤ）か
ら構成されている。ＡＰＤは、ＰＮ接合に逆バイアスを
加え、空乏層内に高電界を形成したものであり、これに
より光キャリアが加速され、物質内の原子に次々と衝突
し、２次キャリア生成を利用するものである。そのた
め、内部増幅機能と同時にＰＩＮフォトダイオードの高
速性を有する受光素子である。

【００１６】ＡＰＤの逆印加電圧に対する出力感度特性
を図２に示す。印加電圧１００Ｖに対して、増倍率は１
０であり、受光感度として5A/Wが得られる。ＰＩＮフォ
ト・ダイオードの受光感度に対して（波長430nmに対し
て0.3A/W）、約１桁以上向上することができる。そのた
め、本実施例のように、光ディスク上のパワーが0.1mW
程度の光ピックアップで、ＰＣ光ディスクを再生するこ
とができる。

【００１７】本実施例では、光ディスク６として再生専
用のディスクが用いられたが、記録・再生可能なＰＣ光
ディスクを用いても同様の効果が得られる。特に、ＰＣ
光ディスクでは、記録層であるGeSbFeの組成比を変化さ
せることで、ディスクの受光感度が異なる。しかしなが
ら、ブルー光に対する記録感度を向上させると、低パワ
ーの光で記録マークが消去されるため、再生パワーも低
くする必要がある。例えば、光ディスク上のパワーが２
ｍＷ程度の光に対し、記録マークが形成される場合、0.
2mW程度の光で再生することが要求される。本実施例の
ように、受光素子としてＡＰＤを用いた場合、再生専用
ディスクを0.1mW程度の光ディスク上パワーで再生でき
るため、２ｍＷ程度のＳＨＧブルーレーザによりＰＣ光
ディスクを用いた記録・再生システムを実現することが
できる。

【００１８】また、本実施例のようにＡＰＤを受光素子
として用いた光ピックアップの場合、図２に示すように
印加電圧により増倍率すなわち受光感度を調整すること
ができるので、ＳＨＧブルーレーザの出力変化に対し
て、感度調整を行うことが可能であり、半導体レーザ自
身のオート・パワー・コントロール（ＡＰＣ）などを必
要とせず、光ピックアップを簡素化することができる。

【００１９】本実施例のように、ＡＰＤを受光素子とし
て用いた場合、ＡＰＤの印加電圧を高くすることで、受
光感度をさらに向上することができる。この場合、ブル
ー出力をもう少し小さくすることができる。ＳＨＧブル
ー光源において、分極反転型導波路デバイスを用いた場
合、半導体レーザ光を導波路に導くための光学調整が困
難である。分極反転型導波路デバイスの代わりに、分極
反転型のバルク型デバイスを用いた場合、得られるブル
ー光出力は数十μＷであるが、光学調整は極端に簡便化
される。本実施例のように受光素子としてＡＰＤを用い
た光ピックアップにおいては、印加電圧により受光感度
を調整できるため、バルク型デバイスにより構成される
ブルー光源を用いても、容易に光ディスクを再生するこ
とができる。

【００２０】（実施の形態２）本実施例では、光ディス
クからの再生信号光を検出するための受光素子が、ＡＰ
Ｄから構成されていて、ＡＰＤが電子冷却素子上に固定
されている光ピックアップについて説明する。

【００２１】光ピックアップの温度は、使用環境の違い
により、０℃〜６０℃まで変化する。ＡＰＤの受光感度
は、１桁程度大きく変化する。本実施例では、環境温度
が変化しても受光素子であるＡＰＤの温度が一定である
ため、感度も一定に保たれている。概略構成図３に示す
ように、受光素子であるＡＰＤ１０が電子冷却素子１１
上に固定されている。ＡＰＤ１０にはサーミスタ１２が
取り付けられていて、ＡＰＤ１０の温度が常にモニター
されている。電子冷却素子１１に電気的にフィードバッ
クし、ＡＰＤ１０の温度が一定に保持される。これによ
り、環境温度変化に対しても、一定の受光感度を維持で
きる。

【００２２】概略構成図３では、ＡＰＤのみを電子冷却
素子上に固定したが、光ピックアップを電子冷却素子上
に固定して、温度コントロールしても同様の効果が得ら
れる。この場合、冷却容量の大きな電子冷却素子が必要
となるが、光ピックアップ全体が温度一定であるため、
環境温度変化による光学軸のずれなども生じないため、
その効果は大きい。

【００２３】また、概略構成図９に示すように、ＳＨＧ
ブルーレーザとＡＰＤを一体モジュール化し、そのモジ
ュールを電子冷却素子により温度コントロールすること
により、電子冷却素子の容量の低減および光学調整の簡
素化を行うことができる。概略構成図９では、半導体レ
ーザチップ２３と分極反転型導波路デバイス２４が直接
結合されている。分極反転型導波路デバイス２４から得
られたブルー光は、Ｓｉサブマウント２６をエッチング
して得られたミラーにより反射する。Ｓｉサブマウント
上には、ＡＰＤ２５も一体化されている。Ｓｉサブマウ
ント２６は電子冷却素子２７上に固定されている。概略
構成図９に示すモジュールを用いた光ピックアップによ
り、環境温度変化に対しても一定の受光感度が維持さ
れ、安定な再生特性が得られる。またこの場合、ＳＨＧ
ブルーレーザの温度コントロールも同時に行えるため、
さらに安定した再生特性を得ることが可能となる。

【００２４】（実施の形態３）実施例２では、電子冷却
素子によりＡＰＤの温度が一定に保持され、その受光感
度が環境温度変化に対して一定であった。本実施例で
は、ＳＨＧブルーレーザより得られるブルー出力に対し
て、ＡＰＤの受光感度を変化させ、一定の再生信号強度
が得られる光ピックアップについて説明する。

【００２５】ＳＨＧブルーレーザは、基本波となるＤＢ
Ｒ半導体レーザ光と波長変換素子である分極反転型導波
路デバイスから構成される。半導体レーザの波長は、Ｄ
ＢＲ部により分極反転型導波路デバイスの位相整合波長
内に常にコントロールされているため、ＳＨＧブルーレ
ーザからは常にピークのブルー出力が得られる。しかし
ながら、基本波であるＤＢＲ半導体レーザの出力は、環
境温度変化に対して変化する。環境温度が高くなると、
ＤＢＲ半導体レーザの出力は低下し、これの２乗に比例
してブルー出力も低下する。このとき、ＤＢＲ半導体レ
ーザの出力が一定になるように、ＤＢＲ半導体レーザに
電気的フィードバックを行うとＤＢＲ半導体レーザの波
長が変化するため、安定な制御が困難となる。本実施例
では、ＳＨＧブルーレーザから得られるピークのブルー
出力を検出し、ＡＰＤにフィードバックし、その印加電
圧または温度をコントロールすることで、一定の再生信
号強度が得られるようになっている。

【００２６】概略構成図４は、概略構成図１とほぼ同じ
構成になっている。コリメートレンズ２により平行光に
変換されたブルー光は、反射率５％程度のミラー１３に
より分離され、検出器１４に導かれる。検出器１４は、
ＳＨＧブルーレーザのブルー光出力をモニターするもの
であり、ＰＩＮフォトダイオードからなる。このブルー
出力がピークになるように、ＳＨＧブルーレーザの半導
体レーザのＤＢＲ部を制御する。次に、ブルー光のピー
ク出力の変化に対して、一定の信号強度が得られるよう
にＡＰＤ１０の出力感度を電子冷却素子１１により制御
する。

【００２７】本実施例のように受光素子の受光感度を制
御することにより、ＳＨＧブルーレーザの出力安定化も
半導体レーザの発振波長を制御するだけで行えるため、
より安定な光ピックアップを実現することができる。

【００２８】（実施の形態４）本実施例では、受光素子
の受光面積を検出レンズにより集光された再生信号光の
集光スポットサイズよりも小さくすることで、より高密
度に記録された信号を再生できる光ピックアップについ
て説明する。

【００２９】従来、色素を受光素子上に付加し、光強度
に対する透過率の非線形性を利用した超解像による光デ
ィスクを高密度化は提案されていた（１９９４年、秋期
応用物理学会、１９ａ−Ｓ−７）。この現象は、受光素
子の受光面積を小さくしても同等の現象が得られる。こ
の構成の課題は、受光面積が小さくなることによる信号
強度の低下と、色素の信頼性である。実施例１のよう
に、受光素子としてＡＰＤを用いることにより、この課
題は解決できる。

【００３０】実施例１の光ピックアップにおいて、受光
素子上での再生信号光のスポットは半値全幅で20μm程
度である。本実施例では、４分割されたＡＰＤの受光面
積を図５に示すように、10μm角とした。

【００３１】動作原理について説明する。光ピックアッ
プにおいて、光ディスク面と受光素子面は共焦点になっ
ているため、光ディスク面上の強度分布が対物レンズと
検出レンズの焦点距離の比だけ拡大されて、受光素子上
に結像される。概略構成図１では、対物レンズにNA=0.6
を用いていて、光ディスク上の集光スポットサイズは半
値全幅で0.4μmである。この光ピックアップを用いた場
合、通常ではビット長0.25μm程度の記録マークを再生
することは可能である。しかしながら、0.2μm以下の記
録マークを再生する場合、レーザ光のスポット径よりも
記録マークが小さいため、再生信号の振幅が小さくな
る。本実施例のような10μm角の４分割フォトディテク
ターを用いると、記録マークのある部分のレーザ光だけ
（図５(a)）が、図５に示す受光素子上に結像するた
め、大きな振幅を得ることができる。このように、受光
素子上での再生信号光のスポットサイズよりも小さな受
光素子を用いることにより、より高密度の光ディスクを
再生することが可能な光ピックアップを実現できる。受
光素子に受光素子としてＡＰＤを用いているため、感度
的にも問題はなく、実用的な再生信号を得ることができ
る。

【００３２】（実施の形態５）本実施例では、１６分割
以上に多分割された受光素子を用いた光ピックアップに
ついて説明する。

【００３３】本実施例で用いられた受光素子を図６に示
す。一つの受光素子の大きさは2μm角であり、縦横100
個ずつ並んでいて、各受光素子の印加電圧は独立してい
る。始めに調整方法について説明する。各受光素子の電
圧を同じにしておき、再生信号光を受光する。このと
き、信号強度がピークを示す受光素子の位置が、検出レ
ンズにより集光された再生信号光のピークである。ここ
で、図６の受光素子ａが最大の信号強度を示したとする
と、ａ点が境界となるようにＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４つの領
域に分割し、４分割の受光素子が形成できるように結線
すればよいことになる。本実施例では、受光素子を機械
的に調整するのではなく、電気的に調整できるため、調
整時間が大幅に短縮でき、量産性の高い光ピックアップ
が実現できる。

【００３４】（実施の形態６）受光素子としてＡＰＤを
用いた場合、実施例１で説明したように、ＡＰＤは印加
電圧により受光感度が異なる。また、ＳｉのＰＩＮフォ
トダイオードにおいても、印加電圧により受光感度が多
少変化する。そのため、実施例５で説明した各受光素子
の印加電圧を調整することで、実施例４のように超解像
により、高密度光ディスクを再生することができる。

【００３５】本実施例においても、実施例５と同様の受
光素子が用いられた。一つの受光素子の大きさは2μm角
であり、縦横100個ずつ並んでいて、各受光素子の印加
電圧は独立している。信号強度がピークを示す受光素子
の位置が、検出レンズにより集光された再生信号光のピ
ークである。図６の受光素子ａが最大の信号強度を示し
たとすると、ａ点が境界となるようにＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの
４つの領域に分割し、４分割の受光素子が形成できるよ
うに結線する。本実施例では、受光素子の大きさを再生
信号光のスポットサイズよりも小さくするため、Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄの各領域は４つの素子から構成され、全部で
１６の受光素子から４分割の受光素子が構成され、大き
さは10μm角である。それ以外の受光素子には電圧が印
加されていないので、受光感度が小さい。実施例４と同
様に、0.2μm程度の記録マークを再生することができ、
より高密度の光ディスクを再生できる光ピックアップを
実現できた。

【００３６】（実施の形態７）本実施例では、光強度に
対して、非線形な出力感度を有する受光素子を用いた光
ピックアップについて説明する。

【００３７】Ｓｉのバンドギャップ（1.3μm）に対し
て、不純物レベル（0.65μm)を作ることにより、ある光
強度までは受光感度をもたず、ある強度以上の光に対し
て受光感度を有するフォトディテクタを作製する。Ｎ型
Ｓｉ基板にＧｅを注入し、Ｐ層を作製する。次に、Ｐ
（リン）をＰ層とＮ型基板の間の空乏層に注入し、Ｐの
不純物レベルを形成さする。光が照射されると電子が伝
導体に励起される。通常のフォトダイオードでは、励起
された電子はＮ型基板の方向に移動するため、電圧が発
生する。本実施例のフォトダイオードでは、空乏層内の
不純物レベルに電子がトラップされる。光の強度が増加
し、励起される電子の数が多くなると、不純物レベルが
いっぱいになるため、電子がＮ型基板の方向に移動する
ようになる。図７に、受光する光の強度とフォトダイオ
ードで発生する電圧の関係を示す。ある光強度までは発
生する電圧が小さいが、不純物レベルがいっぱいになる
光強度以上では、光強度に比例して発生する電圧も増加
する。本実施例のフォトダイオードを光ピックアップに
用いることにより超解像特性を得ることができ、さらに
高密度の光ディスクを再生できる。ガウス分布の光が、
フォトディテクタに受光されると、光の中央部分は光強
度が強いため光を受光することができるが、周辺部分の
光は光強度が弱いため受光感度がほとんどない。そのた
め、実施例４と同様の効果により、小さなピットを再生
しても、隣のピットの再生信号と重なることなく良好な
再生特性を得ることができる。

【００３８】なお、実施例１から８において、ＳＨＧブ
ルーレーザを用いた光ピックアップについて説明した
が、GaN系の半導体レーザを用いた光ピックアップにお
いても発振波長が450nm以下であり、受光素子感度が低
下しているため、本実施例のようにＡＰＤを受光素子と
して用いることにより同様の効果が得られ、実用的な高
密度光ディスクシステムが実現できる。

【００３９】光ディスクシステムにおいて、現状では波
長450nm以下において受光感度が小さいため、短波長光
源を用いた高密度・高転送レートなシステムを実現する
ことは困難である。しかしながら、本実施例のように、
受光素子としてＡＰＤを用いることにより、ＰＩＮフォ
トダイオードよりも１桁以上の感度向上を図ることがで
き、現状の赤色半導体レーザ用の受光素子よりも高い受
光感度を達成できる。これにより、数ｍＷの短波長光源
を用いて高密度・高転送レートの記録再生システムが実
現できる。特に、波長変換素子を用いたブルー光源で
は、変換効率が小さいため、現状数ｍＷ程度の出力が限
界である。そのため、ＡＰＤを用いた光ピックアップ
は、特に実用的効果が大きい。また、波長変換素子を用
いたブルー光源において、導波路型の波長変換素子より
もバルク型の波長変換素子は、光学調整などにおいて有
利である。しかしながら、変換効率が小さいため、数十
μＷしか得ることができない。受光素子としてＡＰＤを
用いることにより、バルク型の波長変換素子を用いたブ
ルー光源でも、光ディスクを再生することができる。

【００４０】また、波長450nm以下ののレーザ光を用い
た光ディスクシステムをさらに高密度化するためには、
超解像による高密度化が有利である。本実施例のよう
に、受光素子上の再生信号光のスポットサイズよりも受
光面積を小さくすることで、より高密度の光ディスクを
再生できる光ピックアップを実現できる。

【００４１】また、今後高密度だけでなく、さらに低コ
ストの光ピックアップを実現するためには、簡便な調整
方法が必要となる。本実施例のように、電気的に受光素
子の調整を行うことで、短時間の調整が可能であり、低
コストの光ピックアップを実現できる。

【００４２】

【発明の効果】以上のように、本発明は少なくとも光源
と、光ディスクに光源からの光を導くための集光光学系
と、光ディスクからの再生信号光を検出するための受光
素子を有し、受光素子がアバランシェ・フォトダイオー
ド（ＡＰＤ）から構成されることにより、高密度・高転
送レートの光ディスク再生に必要な光ピックアップを実
現するものである。

【００４３】また、本発明は少なくとも光源と、光ディ
スクに光源からの光を導くための集光光学系と、光ディ
スクからの再生信号光を検出するためのＡＰＤから構成
される受光素子を有する光ピックアップにおいて、受光
素子が多分割されていて、受光素子の印加電圧が異なる
ことで、高密度の光ディスク再生に必要な光ピックアッ
プを提供するものである。

【００４４】また、本発明は少なくとも光源と、光ディ
スクに光源からの光を導くための集光光学系と、光ディ
スクからの再生信号光を検出するための受光素子を有
し、受光素子の受光面積を再生信号光の受光素子上集光
ビーム径よりも小さくすることで、高密度の光ディスク
再生に必要な光ピックアップを提供するものである。

【００４５】また、本発明は少なくとも光源と、光ディ
スクに光源からの光を導くための集光光学系と、光ディ
スクからの再生信号光を検出するための受光素子を有
し、受光素子を１００分割以上に多分割することで、調
整の簡便な光ピックアップを実現するものである。

【００４６】また、本発明は少なくとも光源と、光ディ
スクに光源からの光を導くための集光光学系と、光ディ
スクからの再生信号光を検出するための受光素子を有
し、受光素子の感度特性が受光する再生信号光の強度に
対して非線形を有することで、高密度の光ディスクシス
テムに必要な光ピックアップを実現するものである。

【００４７】さらに、本発明は少なくとも光源と、光デ
ィスクに光源からの光を導くための集光光学系と、光デ
ィスクからの再生信号光を検出するための受光素子を有
し、受光素子の感度特性が受光場所により異なることに
より超解像を起こし、高密度の光ディスク再生に必要な
光ピックアップを実現するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ピックアップの概略図を表す図

【図２】アバランシェ・フォトダイオードの印加電圧に
対する感度を表す図

【図３】本発明の光ピックアップの概略図を表す図

【図４】本発明の光ピックアップの概略図を表す図

【図５】本発明の受光素子の概略図を表す図

【図６】本発明の多分割された受光素子の概略図を表す
図

【図７】本発明の非線形な感度特性を示す受光素子の感
度特性を表す図

【図８】分極反転型導波路デバイスを用いたブルー光源
の概略構成図を表す図

【図９】本発明の光ピックアップの概略図を表す図

【符号の説明】

１ＳＨＧブルーレーザ２コリメートレンズ３偏光ビームスプリッタ４ λ／４板５対物レンズ６光ディスク７検出レンズ８シリンドリカルレンズ９受光素子１０ＡＰＤ１１電子冷却素子１２サーミスタ１３フィン１４検出器１５ＤＢＲ半導体レーザ１６コリメートレンズ１７ λ／２板１８フォーカシングレンズ１９ LiTaO3基板２０光導波路２１分極反転領域２２分極反転型導波路デバイス２３半導体レーザチップ２４分極反転型導波路デバイス２５ＡＰＤ２６Ｓｉサブマウント２７電子冷却素子２８フィン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも光源と、光ディスクに前記光源
からの光を導くための集光光学系と、前記光ディスクか
らの再生信号光を検出するための受光素子を有し、前記
受光素子がアバランシェ・フォト・ダイオード（ＡＰ
Ｄ）から構成されることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】前記受光素子が一定温度に保持されている
ことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
【請求項３】前記受光素子が電子冷却素子上に固定され
ていることを特徴とする請求項１記載の光ピックアッ
プ。
【請求項４】少なくとも光源と、光ディスクに前記光源
からの光を導くための集光光学系と、前記光ディスクか
らの再生信号光を検出するためのアバランシェ・フォト
ダイオードから構成される受光素子を有する光ピックア
ップにおいて、前記受光素子が多分割されていて、前記
受光素子の印加電圧が異なることを特徴とする光ピック
アップ。
【請求項５】分割された前記受光素子に異なる抵抗値の
抵抗を接続することにより、前記受光素子の印加電圧が
異なることを特徴とする請求項４記載の光ピックアッ
プ。
【請求項６】少なくとも光源と、光ディスクに前記光源
からの光を導くための集光光学系と、前記光ディスクか
らの再生信号光を検出するための受光素子を有し、前記
受光素子の受光面積が前記再生信号光の前記受光素子上
集光ビーム径よりも小さいことを特徴とする光ピックア
ップ。
【請求項７】少なくとも光源と、光ディスクに前記光源
からの光を導くための集光光学系と、前記光ディスクか
らの再生信号光を検出するための受光素子を有し、前記
受光素子が１６分割以上に多分割されていることを特徴
とする光ピックアップ。
【請求項８】分割された前記受光素子を結線し４分割構
造の検出系を構成する際、前記再生信号光が４分割構造
の前記受光素子の中央になるように結線することによ
り、前記受光素子の光学調整を行うことを特徴とする請
求項７記載の光ピックアップ。
【請求項９】分割された前記受光素子の感度がそれぞれ
異なることを特徴とする請求項７記載の光ピックアッ
プ。
【請求項１０】少なくとも光源と、光ディスクに前記光
源からの光を導くための集光光学系と、前記光ディスク
からの再生信号光を検出するための受光素子を有し、前
記受光素子の出力感度特性が受光する前記再生信号光の
強度に対して非線形を示すことを特徴とする光ピックア
ップ。
【請求項１１】少なくとも光源と、光ディスクに前記光
源からの光を導くための集光光学系と、前記光ディスク
からの再生信号光を検出するための受光素子を有し、前
記受光素子の感度特性が受光場所により異なることによ
り、超解像を起こすことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項１２】光源から得られる光の波長が450nm以下
であることを特徴とする請求項１、４、６、１０または
１１記載の光ピックアップ。
【請求項１３】光源が半導体レーザと波長変換素子から
構成されることを特徴とする請求項１、４、６、１０ま
たは１１記載の光ピックアップ。
【請求項１４】波長変換素子が擬似位相整合方式のバル
ク型であることを特徴とする請求項１３記載の光ピック
アップ。