JPH11161994A - 複合発光素子及び光学ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数種類の光源を有し複数種類の光ディスク
よりの信号読み出しを行う光学ピックアップ装置を構成
し得る複合発光素子を小型に構成する。 【解決手段】 複数のレーザダイオード２ａ，２ｂより
出射されたレーザ光を、反射型ホログラム素子３によっ
て反射させることにより、同一の軸線Ａ上の光路をとっ
てビームスプリッタ４に入射するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録形式の異なる
光ディスクより一つの光学系で情報信号の再生を行う光
学ピックアップ装置を構成するための複合発光素子及び
この複合発光素子を用いて構成された光学ピックアップ
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、いわゆる「ＣＤ」（コン
パクトディスク（商標名））用及び「ＤＶＤ」（デジタ
ルバーサタイルディスク（商標名））用の光ディスクの
如き種々の光ディスクより情報信号の再生を行う光ディ
スク再生装置においては、光学ピックアップ装置と呼ば
れる情報読取装置が内蔵されている。

【０００３】光学ピックアップ装置は、半導体レーザ素
子を有し、この半導体レーザ素子より出射されたレーザ
光束を対物レンズにより光ディスク上の信号記録面上に
集光させ、このレーザ光束の該信号記録面における反射
光束を光検出器により検出するように構成されたもので
ある。そして、この光学ピックアップ装置においては、
出射するレーザ光束の信号記録面における反射光束の変
化により、光ディスク上に記録されたデータを読取るこ
とができる。

【０００４】ところで、「ＣＤ」用の光ディスクと「Ｄ
ＶＤ」用の光ディスクとでは、外形は同じであるが、信
号の読取光の波長など、記録形式が異なる。したがっ
て、「ＣＤ」用光ディスクと「ＤＶＤ」用光ディスクと
を同じ光ディスク再生装置を用いて再生しようとする
と、波長の異なる２種類のレーザ光束を使用しなければ
ならない。

【０００５】従来、「ＣＤ」用の光ディスクと「ＤＶ
Ｄ」用の光ディスクとの双方について一つの光学系での
再生を可能とするため、図９に示すように、発振波長の
異なる第１及び第２の半導体レーザ素子１１２ａ、１１
２ｂ、ビームスプリッタ１０７、フォトディテクタ１０
８、ハーフミラー１０９、及び、切り替え可能な対物レ
ンズ１１０ａ，１１０ｂなどから構成された光学ピック
アップ装置が提案されている。

【０００６】この光学ピックアップ装置においては、第
１の半導体レーザ素子１１２ａから出射されたレーザ光
束は、ビームスプリッタ１０７を透過し、ハーフミラー
１０９に至る。このハーフミラー１０９で、レーザ光束
は、反射されて９０°屈曲される。その後、このレーザ
光束は、このレーザ光束の波長に合った対物レンズ１１
０ａにより、光ディスク１１１の信号記録面上に集光さ
れる。光ディスク１１１の信号記録面上に集光されたレ
ーザ光束は、この信号記録面により反射され、反射光束
として対物レンズ１１０ａを経て、ハーフミラー１０９
に至る。この反射光束は、ハーフミラー１０９を透過し
て、受光素子１０８により受光される。この受光素子１
０８より出力される光検出出力により、光ディスク１１
１に記録されたデータを読み取ることができる。

【０００７】一方、第２の半導体レーザ素子１１２ｂか
ら射出されたレーザ光束は、ビームスプリッタ１０７に
より反射されてハーフミラー１０９に至る。ハーフミラ
ー１０９に至ったレーザ光束は、上述の光路と同様に、
対物レンズ１１０ｂを経て光ディスク１１１の信号記録
面上に集光される。また、信号記録面よりの反射光束
は、ハーフミラー１０９を透過して、受光素子１０８に
より受光される。

【０００８】この光学ピックアップ装置において、対物
レンズ１１０ａ，１１０ｂは、発振している半導体レー
ザ素子１１２ａ，１１２ｂに合わせて、機械的に切り替
えられて使用される。すなわち、この光学ピックアップ
装置においては、発振波長の異なる２つの半導体レーザ
素子１１２ａ，１１２ｂを切り替え、また、半導体レー
ザ素子１１２ａ，１１２ｂの切り替えに合わせて対物レ
ンズ１１０ａ，１１０ｂを切り替えることにより、記録
形式が異なる光ディスクよりの情報信号の読み出しがで
きるようになっている。

【０００９】また、従来、「ＣＤ」用の光ディスクと
「ＤＶＤ」用の光ディスクとの双方についての再生を可
能とするため、図１０に示すように、全く別の光学系を
二つ組合わせた光学ピックアップ装置も提案されてい
る。この光学ピックアップ装置は、一方の対物レンズ１
１０ａに半導体レーザ素子１１２を組合わせるととも
に、他方の対物レンズ１１０ｂに受発光複合素子（レー
ザカプラ）１１３を組合わせることにより、「ＣＤ」用
の光学系と「ＤＶＤ」用の光学系とが互いに干渉しない
ように組み合わせて、これら二つの光学系を一つの光学
ピックアップ装置に組み込んだものである。

【００１０】この光学ピックアップ装置において「ＤＶ
Ｄ」用の半導体レーザ素子１１２から出射されたレーザ
光束は、ハーフミラー１０９により反射され、対物レン
ズ１１０ａによって「ＤＶＤ」用光ディスク１１１の信
号記録面上に集光される。「ＤＶＤ」用光ディスク１１
１の信号記録面上に集光されたレーザ光束は、信号記録
面により反射され、対物レンズ１１０ａを経て、ハーフ
ミラー１０９を透過し、受光素子１０８により受光され
る。

【００１１】一方、「ＣＤ」用の光学系においては、受
発光複合素子１１３内の発光素子より出射されたレーザ
光束が、対物レンズ１１０ｂにより、「ＣＤ」用光ディ
スクの信号記録面上に集光される。このレーザ光束は、
信号記録面により反射されて、対物レンズ１１０ｂを経
て、受発光複合素子１１３内の受光素子により受光され
る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な光学ピックアップ装置及び受発光複合素子において
は、構成部品の一つ一つの大きさが大きいため、物理的
な大きさを小さくすることができない。また、部品点数
が削減できないため、製造の容易性を実現することがで
きない。

【００１３】そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提
案されるものであって、記録形式が異なる複数の種類の
光ディスクよりの情報信号の再生が行えながら、構成部
品が小さくなされて装置構成全体が小型化され、光学ピ
ックアップ装置の小型化を可能とし、また、製造の容易
化が実現された複合発光素子を提供しようとするもので
ある。また、本発明は、このような複合発光素子を有す
ることにより、小型化を実現された光学ピックアップ装
置を提供しようとするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明に係る複合発光素子は、出射光束の光軸上に
配置された反射型ホログラム素子と、この反射型ホログ
ラム素子の斜方前方において上記光軸を挟んで配置され
た相異なる種類のレーザ発振を行う第１及び第２の半導
体レーザ素子とを備えており、反射型ホログラム素子
は、各半導体レーザ素子より射出されて相異なる入射角
でこの反射型ホログラム素子に入射するレーザ光束をそ
れぞれ反射して出射光束の光軸上を出射させることを特
徴とするものである。

【００１５】また、本発明に係る複合発光素子は、出射
光束の光軸上に配置された透過型ホログラム素子と、こ
の透過型ホログラム素子の斜方後方において上記光軸を
挟んで配置された相異なる種類のレーザ発振を行う第１
及び第２の半導体レーザ素子とを備えており、透過型ホ
ログラム素子は、各半導体レーザ素子より射出されて相
異なる入射角でこの反射型ホログラム素子に入射するレ
ーザ光束をそれぞれ透過させて上記出射光束の光軸上を
出射させることを特徴とするものである。

【００１６】そして、本発明に係る光学ピックアップ装
置は、出射光束の光軸上に配置されたホログラム素子と
該光軸を挟んで配置された相異なる種類のレーザ発振を
行う第１及び第２の半導体レーザ素子とを有しこれら半
導体レーザ素子より発せられたレーザ光束をホログラム
素子により同一の光軸上に出射させる複合発光素子と、
この複合発光素子より出射されたレーザ光束を光学記録
媒体の信号記録面上に集光させる対物レンズと、レーザ
光束の上記信号記録面による反射光束を検出する光検出
器とを備えたことを特徴とするものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。

【００１８】本発明に係る複合発光素子は、図１に示す
ように、表面部に複数の受光素子が組み込まれたシリコ
ン単結晶を切り出した基板であるＰＤＩＣ基板１を有
し、このＰＤＩＣ基板１上に、互いに種類の違う第１及
び第２の半導体レーザ素子（ＬＯＰ）２ａ，２ｂが設置
されて構成されている。第１の半導体レーザ素子２ａ
は、第１の光ディスク、例えば「ＣＤ」規格の光ディス
クに適合した種類のレーザ光束を出射する。また、第２
の半導体レーザ素子２ｂは、第２の光ディスク、例えば
「ＤＶＤ」規格の光ディスクに適合した種類のレーザ光
束を出射する。

【００１９】これら半導体レーザ素子２ａ，２ｂは、こ
れらの半導体レーザ素子２ａ，２ｂから出射された各レ
ーザ光束の光軸がＰＤＩＣ１の中心線上で交差するよう
な、所定の角度をなして、該ＰＤＩＣ１上に配設されて
いる。そして、これら半導体レーザ素子２ａ，２ｂから
出射された各レーザ光束の光軸が交差する位置には、反
射型ホログラム素子３が設置されている。

【００２０】各半導体レーザ素子２ａ，２ｂより出射さ
れた各レーザ光束は、反射型ホログラム素子３により一
定の方向に反射されることにより、どちらの半導体レー
ザ素子２ａ，２ｂから出射されたレーザ光束も、反射型
ホログラム素子３により反射された後は、光軸が同一の
軸線Ａ上において一致することとなる。

【００２１】そして、ＰＤＩＣ１上には、反射型ホログ
ラム素子３に対面した状態で、ビームスプリッタ付きプ
リズム４が設置されている。このビームスプリッタ付き
プリズム４は、ＰＤＩＣ１の表面部上において、受光素
子の上に位置して配設されている。また、このビームス
プリッタ付きプリズム４は、図２に示すように、半導体
レーザ素子２ａ，２ｂから出射され反射型ホログラム素
子３により反射された各レーザ光束が、ビームスプリッ
タ面４ａに入射されるように、このビームスプリッタ面
４ａを軸線Ａ上に位置させて配設されている。各半導体
レーザ素子２ａ，２ｂから出射されたレーザ光束は、所
定の拡散角をもって拡散しながら、ビームスプリッタ面
４ａに入射する。

【００２２】ビームスプリッタ面４ａは、入射されたレ
ーザ光束の一部を反射し、残部を透過させる。この複合
発光素子を用いて本発明に係る光学ピックアップ装置を
構成した場合において、ビームスプリッタ面４ａで反射
されたレーザ光束は、図４に示すように、光ディスク１
１の方向に、偏向される。光ディスク１１に向かったレ
ーザ光束は、第１の半導体レーザ素子２ａに対応した第
１の対物レンズ１０ａ、または、第２の半導体レーザ素
子２ｂに対応した第２の対物レンズ１０ｂにより、第１
の光ディスク、または、第２の光ディスク１１の信号記
録面上に集光される。第１及び第２の対物レンズ１０
ａ，１０ｂは、第１及び第２の半導体レーザ素子２ａ，
２ｂのいずれが発光しているかに応じて、機械的に交換
される。

【００２３】信号記録面上に集光されたレーザ光束は、
この信号記録面により反射されて、第１、または、第２
の対物レンズ１０ａ，１０ｂを経て、ビームスプリッタ
面４ａに戻る。このとき、ビームスプリッタ面４ａは、
光ディスク１１により戻ってきたレーザ光束の一定の割
合を透過させる。ビームスプリッ部４ａを透過したレー
ザ光束は、図５に示すように、ビームスプリッタ付きプ
リズム４内に入射して、このビームスプリッタ付きプリ
ズム４の底面部の下にある複数の受光素子５の受光面部
上に照射される。これら複数の受光素子５は、それぞれ
が複数の受光面を有して構成されている。これら受光素
子５の各受光面からの光検出出力に基づいて、光ディス
ク１１に記録された情報信号の読み取りを行うことがで
きる。

【００２４】例えば「ＣＤ」規格の光ディスクよりの情
報信号の読み取りを行う場合には、図６に示すように、
ビームスプリッタ面４ａに近い側の受光素子５を軸線Ａ
に平行に分割されたａ，ｂ，ｃ，ｄの４つの受光面を有
するものとし、ビームスプリッタ面４ａより遠い側の受
光素子５を軸線Ａに平行に分割されたｅ，ｆ，ｇ，ｈの
４つの受光面を有するものとして、各信号について、以
下のようにして求める。すなわち、ＲＦ信号をＲＦ、フ
ォーカスエラー信号をＦｅ、トラッキングエラー信号を
Ｔｅとすると、 ＲＦ＝ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈ Ｆｅ＝｛（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ）｝−｛（ｅ＋ｈ）−
（ｆ＋ｇ）｝ Ｔｅ＝｛（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）｝＋｛（ｇ＋ｈ）−
（ｅ＋ｆ）｝ そして、例えば「ＤＶＤ」規格の光ディスクの場合に
は、図７に示すように、ビームスプリッタ面４ａに近い
側の受光素子５を軸線Ａに直交る分割線によってさらに
分割して、図８に示すように、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，
ｆ，ｇ，ｈの８つの受光面を有するものとし、ビームス
プリッタ面４ａより遠い側の受光素子５を軸線Ａに平行
に分割されたｉ，ｊ，ｋ，ｌの４つの受光面を有するも
のとして、各信号について、以下のようにして求める。
すなわち、ＲＦ信号をＲＦ、フォーカスエラー信号をＦ
ｅとすると、 ＲＦ＝ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈ＋ｉ＋ｊ＋ｋ＋
ｌ Ｆｅ＝｛（ａ＋ｄ＋ｅ＋ｈ）−（ｂ＋ｃ＋ｆ＋ｇ）｝−
｛（ｉ＋ｌ）−（ｊ＋ｋ）｝ トラッキングエラー信号Ｔｅについては、まずＨＴＤ信
号を求め、このＨＴＤ信号とＲＦ信号との位相差をヘテ
ロダイン検波することにより得られる。

【００２５】 ＨＴＤ＝｛（ａ＋ｂ＋ｇ＋ｈ）−（ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ）｝ また、プッシュプル信号ＰＰは、以下のようにして求め
られる。

【００２６】ＰＰ＝｛（ａ＋ｂ＋ｅ＋ｆ）−（ｃ＋ｄ＋
ｇ＋ｈ）｝＋｛（ｋ＋ｌ）−（ｉ＋ｊ）｝ そして、本発明に係る複合発光素子は、図３に示すよう
に、上述の反射型ホログラム素子３に代えて、透過型ホ
ログラム素子６を用いて構成することもできる。この複
合発光素子においては、ＰＤＩＣ１上に配設された第１
及び第２の半導体レーザ素子２ａ，２ｂとビームスプリ
ッタ付きプリズム４との間に、透過型ホログラム素子６
が配設されている。

【００２７】この複合発光素子においては、各半導体レ
ーザ素子２ａ，２ｂは、これらの半導体レーザ素子２
ａ，２ｂから出射された各レーザ光束の光軸がＰＤＩＣ
１の中心線上で交差するような、所定の角度をなして、
該ＰＤＩＣ１上に配設されている。そして、これら半導
体レーザ素子２ａ，２ｂから出射された各レーザ光束の
光軸が交差する位置に、透過射型ホログラム素子６が設
置されている。

【００２８】各半導体レーザ素子２ａ，２ｂより出射さ
れた各レーザ光束は、透過型ホログラム素子６により一
定の方向に屈折されて偏向されることにより、どちらの
半導体レーザ素子２ａ，２ｂから出射されたレーザ光束
も、透過型ホログラム素子６を透過した後は、光軸が同
一の軸線Ａ上において一致することとなる。

【００２９】そして、ＰＤＩＣ１上のビームスプリッタ
付きプリズム４は、透過型ホログラム素子６に対面した
状態で設置されている。半導体レーザ素子２ａ，２ｂか
ら出射され透過型ホログラム素子６を透過した各レーザ
光束は、ビームスプリッタ付きプリズム４のビームスプ
リッタ面４ａに入射される。各半導体レーザ素子２ａ，
２ｂから出射されたレーザ光束は、所定の拡散角をもっ
て拡散しながら、ビームスプリッタ面４ａに入射する。

【００３０】

【発明の効果】上述のように、本発明に係る複合発光素
子においては、反射型ホログラム素子、または、透過型
ホログラム素子を有していることにより、異なる半導体
レーザ素子から出射された複数のレーザ光束の光軸を一
致させることができる。したがって、この複合発光素子
を用いて光学ピックアップ装置を構成すれば、複数のレ
ーザ光束について、光学系の主要な部分を共通化するこ
とができる。

【００３１】すなわち、本発明は、記録形式が異なる複
数の種類の光ディスクよりの情報信号の再生が行えなが
ら、構成部品が小さくなされて装置構成全体が小型化さ
れ、光学ピックアップ装置の小型化を可能とし、また、
製造の容易化が実現された複合発光素子を提供すること
ができるものである。

【００３２】また、本発明は、このような複合発光素子
を有することにより、小型化を実現された光学ピックア
ップ装置を提供することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る複合発光素子の構成を示す平面図
である。

【図２】上記複合発光素子におけるレーザ光束の光路を
示す平面図である。

【図３】本発明に係る複合発光素子の構成の他の形態を
示す平面図である。

【図４】本発明に係る光学ピックアップ装置の構成を示
す側面図である。

【図５】上記複合発光素子の構成を示す斜視図である。

【図６】上記複合発光素子における受光素子の構成を示
す平面図である。

【図７】上記複合発光素子の構成の他の形態を示す斜視
図である。

【図８】上記複合発光素子における受光素子の構成の他
の形態を示す平面図である。

【図９】従来の光学ピックアップ装置の構成を示す側面
図である。

【図１０】従来の光学ピックアップ装置の構成の他の形
態を示す側面図である。

【符号の説明】

１ ＰＤＩＣ、２ａ 第１の半導体レーザ素子、２ｂ
第２の半導体レーザ素子、３ 反射型ホログラム素子、
４ ビームスプリッタ付きプリズム、４ａ ビームスプ
リッタ面、５ 受光素子、６ 透過型ホログラム素子、
１０ａ 第１の対物レンズ、１０ｂ 第２の対物レン
ズ、１１ 光ディスク

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 出射光束の光軸上に配置された反射型ホ
   ログラム素子と、 上記反射型ホログラム素子の斜方前方において上記光軸
   を挟んで配置された相異なる種類のレーザ発振を行う第
   １及び第２の半導体レーザ素子とを備え、 上記反射型ホログラム素子は、上記各半導体レーザ素子
   より射出されて相異なる入射角でこの反射型ホログラム
   素子に入射するレーザ光束をそれぞれ反射して上記出射
   光束の光軸上を出射させることを特徴とする複合発光素
   子。
2. 【請求項２】 出射光束の光軸上に配置された透過型ホ
   ログラム素子と、 上記透過型ホログラム素子の斜方後方において上記光軸
   を挟んで配置された相異なる種類のレーザ発振を行う第
   １及び第２の半導体レーザ素子とを備え、 上記透過型ホログラム素子は、上記各半導体レーザ素子
   より射出されて相異なる入射角でこの反射型ホログラム
   素子に入射するレーザ光束をそれぞれ透過させて上記出
   射光束の光軸上を出射させることを特徴とする複合発光
   素子。
3. 【請求項３】 出射光束の光軸上に配置されたホログラ
   ム素子と、該光軸を挟んで配置された相異なる種類のレ
   ーザ発振を行う第１及び第２の半導体レーザ素子とを有
   し、これら半導体レーザ素子より発せられたレーザ光束
   をホログラム素子により同一の光軸上に出射させる複合
   発光素子と、 上記複合発光素子より出射されたレーザ光束を光学記録
   媒体の信号記録面上に集光させる対物レンズと、 上記レーザ光束の上記信号記録面による反射光束を検出
   する光検出器とを備えたことを特徴とする光学ピックア
   ップ装置。