WO2007052419A1 - 光ピックアップ装置および光ディスク装置 - Google Patents

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WO2007052419A1
WO2007052419A1 PCT/JP2006/318511 JP2006318511W WO2007052419A1 WO 2007052419 A1 WO2007052419 A1 WO 2007052419A1 JP 2006318511 W JP2006318511 W JP 2006318511W WO 2007052419 A1 WO2007052419 A1 WO 2007052419A1
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WO
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light
wavelength
optical
pickup device
optical axis
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PCT/JP2006/318511
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English (en)
French (fr)
Inventor
Daisuke Matsubara
Masahisa Shinoda
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corporation
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Publication date
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    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
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    • G—PHYSICS
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    • G11B2007/0003—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier
    • G11B2007/0006—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier adapted for scanning different types of carrier, e.g. CD & DVD

Definitions

  • the present invention relates to an optical pickup device capable of recording / reproducing information with respect to a plurality of types of optical recording media, and an optical disk device including the optical pickup device, and more particularly.
  • the present invention relates to an optical pickup device and an optical disk device in which light of three different wavelengths is received by a common photodetector.
  • a DVD laser output device with an output wavelength of about 650 nm and an output wavelength of about 780 nm are used for recording and / or reproducing information on DVD (Digital Versatile Disc) and CD (COMPACT DISC).
  • a two-light source optical pickup device equipped with a CD laser output device is used.
  • a two-wavelength integrated laser output device capable of outputting two types of wavelengths with a single knock has been put into practical use.
  • the two-wavelength integrated laser output device includes a monolithic laser output device in which two laser diodes are formed on a monolithic semiconductor substrate, and a hybrid laser in which two semiconductor substrates each having a laser diode formed thereon are bonded together. Output devices are known.
  • the emission positions of the two laser diodes are slightly separated, and the distance is generally about 110 m.
  • the optical axis of one laser diode coincides with the system optical axis passing through the center of the collimating lens of the objective lens of the optical pickup device, the optical axis of the laser light emitted from the other laser diode is the system optical axial force. It will shift. In this state, the return light emitted from the DVD and CD laser diodes and reflected by the optical recording medium cannot be received by the common photodetector.
  • the optical axes of light of three different wavelengths with different output wavelengths are aligned with the system optical axis of the optical pickup device using a prism corresponding to each wavelength, and the light of each wavelength is guided to the optical recording medium.
  • Return light of three types of wavelengths reflected by the optical recording medium passes through each prism, is guided to a common photodetector, and is detected by this photodetector (see, for example, Non-Patent Document 1).
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-143312
  • Patent Document 2 JP 2001-256670 A
  • Non-patent document 1 “The Netherlands PHILIPS, CD and DVD, BLU—ray DISC develops optical head capable of recording and playback”, [ONLINE], July 16, 2004, Nikkei BP, [February 2005 20 Access], Internet (http: //ZZTECHON.nikkeibp.co.jpZmembers/NEWS/20040716/104521/>
  • Non-Patent Document 1 the return light reflected by the optical recording medium can be received by a common photodetector.
  • the optical axis of each laser output device is Many prisms are required to match the optical axis of the optical pickup device.
  • a member for attaching each laser output device to the optical pickup device is required. As a result, the number of components of the optical pickup device is increased, which makes it difficult to reduce the size and cost of the device.
  • the two-light source optical pickup device miniaturization and low cost are realized by using a two-wavelength integrated laser output device and a phase difference type diffraction grating (Patent Document) 2) 3 light source type optical pickup device It is required to use a phase difference type diffraction grating to realize miniaturization and low cost.
  • the light of two different wavelengths output from the two-wavelength integrated laser output device and the light of one wavelength output from the one-wavelength laser output device are used in the same optical path using a prism or the like. And receiving light with a common photodetector.
  • the present invention has been made to solve the above-described problem, and information on a plurality of types of optical recording media (for example, DVD, CD, blue-violet laser compatible optical disc) having different wavelengths of light used.
  • optical recording media for example, DVD, CD, blue-violet laser compatible optical disc
  • the purpose is to enable detection of the three types of return light reflected by the optical recording medium with a common photodetector.
  • An optical pickup device capable of recording or reproducing information with respect to an optical recording medium, the first light emitting unit outputting a first light having a first wavelength;
  • a second light emitting unit for outputting a second light having a second wavelength
  • a third light emitting unit for outputting third light having a third wavelength
  • An optical axis adjustment element capable of adjusting the optical axis of the return light output from the light emitting unit and reflected by the optical recording medium
  • a photodetector that receives the return light that has passed through the optical axis adjustment element
  • the first light emitting unit and the third light emitting unit are respectively arranged so that the optical axis of the first light and the optical axis of the third light substantially coincide with each other,
  • the optical axis adjustment element adjusts the optical axis of the return light of the second light
  • the one photodetector includes the return light of the first light, the return light of the second light, and the first light.
  • the three types of return light reflected by the optical recording medium can be detected by a common photodetector with a simple configuration and an easy adjustment method. It is possible to reduce the size and cost of the apparatus and the optical disk apparatus using the apparatus.
  • FIG. 1 is a diagram showing an optical system of an optical pickup device in Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a light emitting unit and a system optical axis in Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the optical axis adjusting element of the optical pickup device and the optical path of each wavelength in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining diffraction at the optical axis adjusting element of the optical pickup device in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of a binary blazed diffraction grating according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 6 is a graph showing the zero-order and first-order diffraction efficiencies of a two-level Neua reblazed diffraction grating according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 7 is a graph showing the zero-order and first-order diffraction efficiencies of a three-level Neua reblazed diffraction grating according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 8 is a graph showing 0th-order and 1st-order diffraction efficiencies of a four-level Neua Rebreed diffraction grating in Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 9 is a graph showing 0th-order and 1st-order diffraction efficiencies of a five-level Neua Rebreath diffraction grating in Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 10 is a graph showing the zero-order and first-order diffraction efficiencies of a six-level Neua Rebreed diffraction grating in Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 11 is a graph showing the zero-order and first-order diffraction efficiencies of a seven-level Neua Rebreed diffraction grating in Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 12 is a graph showing 0th-order and 1st-order diffraction efficiencies of a level 8 noina reblazed diffraction grating in Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 13 is a graph showing 0th-order and + 1st-order diffraction efficiencies of a level 3 noina reblazed diffraction grating in Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 14 is a graph showing the 0th-order and + 1st-order diffraction efficiencies of a four-level Neua reblazed diffraction grating according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 15 is a graph showing 0th-order and + 1st-order diffraction efficiencies of a five-level Neua Rebreed diffraction grating in Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 16 is a graph showing 0th-order and + 1st-order diffraction efficiencies of a six-level Neua Rebreath diffraction grating in Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 17 is a graph showing 0th-order and + 1st-order diffraction efficiencies of a 7-level, noisy blazed diffraction grating according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 18 is a graph showing 0th-order and + 1st-order diffraction efficiencies of a level 8 noina reblazed diffraction grating in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a graph showing the first-order diffraction efficiency of wavelength ⁇ 2 for each number of levels in Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 20 is a diagram showing the relationship between the light emitting unit and the system optical axis in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 is a diagram showing another example of the relationship between the light emitting unit and the system optical axis in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 is a diagram showing still another example of the relationship between the light emitting unit and the system optical axis in the second embodiment of the present invention.
  • ⁇ 23 This is a diagram showing a basic configuration of the optical disc device in the fifth embodiment of the present invention. Explanation of symbols
  • FIG. 1 is a diagram showing an optical system of an optical pickup device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the optical pickup device according to the first embodiment records and / or reproduces information with respect to a blue-violet laser compatible optical disc having a capacity several times larger than the conventional optical recording media DVD and CD. It is to do.
  • FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the optical axis of each light emitting section inside the laser output device used in the optical pickup according to Embodiment 1 of the present invention and the system optical axis. Here, the relationship between each light emitting section and the optical axis is shown, and the appearance and grating of the laser output device are not drawn.
  • FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the optical axis adjusting element of the optical pickup device and the optical path of each wavelength in the first embodiment of the present invention.
  • a laser output device 1 and a laser output device 2 are provided as light sources, and the laser output device 1 emits light having a wavelength ⁇ 1 (about 405 nm).
  • 1 includes a semiconductor substrate 18 on which 5 is formed
  • a laser output device 2 includes a semiconductor substrate 19 on which a light emitting portion 16 that emits light having a wavelength of 2 (approximately 650 ⁇ m) is formed, and a wavelength of 3 (approximately
  • a semiconductor substrate 20 having a light emitting portion 17 that emits a wavelength of 780 nm is included, and each light emitting portion 15, 16, 17 formed on the semiconductor substrate is applied with a voltage.
  • the semiconductor substrate 19 and the semiconductor substrate 20 are separate semiconductor substrates, but a so-called monolithic type semiconductor substrate formed by an integrated manufacturing process can be used.
  • the semiconductor substrate refers to a chip substrate obtained by cutting the semiconductor substrate by dicing or the like when the semiconductor substrate flowing in the manufacturing process includes a plurality of laser diodes. Below ⁇ ⁇ But the same is true.
  • the optical axis force of the light emitting unit 15 that emits light having a wavelength of ⁇ 1 the optical axis passing through the center of the collimating lens 8 and the objective lens 10 (system optical axis A of the optical pickup device) are arranged in the optical pickup device so as to match.
  • a semiconductor substrate 19 that emits a wavelength of ⁇ 2 and a semiconductor substrate 20 that emits a wavelength of 3 are arranged in parallel inside the laser output device, where Due to spatial constraints, the light emitting section 16 that emits light with a wavelength ⁇ 2 and the light emitting section 17 that emits light with a wavelength ⁇ 3 are arranged at slightly separated positions.
  • the distance between the light emitting unit 16 and the light emitting unit 17 is, for example, 1 10 m.
  • the laser output device 2 is arranged so that the light emitting portion 17 that emits light of wavelength 3 coincides with the system optical axis A of the optical pickup, and emits light of wavelength 2
  • the light emitting section 16 emits light of ⁇ 2 so as to be slightly away from the system optical axis A and parallel to the system optical axis A.
  • the light of ⁇ 1 emitted from the laser output device 1 passes through the grating 3 through the system optical axis ⁇ of the optical pickup device.
  • the grating 3 is for forming a sub beam necessary for tracking error signal detection (three beam method, differential push-pull method, etc.) generally performed in an optical pickup device.
  • the light beam 3 emitted from the laser output device 2 passes through the grating 4 through the system optical axis A of the optical pickup device.
  • the light of ⁇ 2 travels in parallel with the system optical axis A and passes through the grating 4 at a position slightly separated from the system optical axis repulsive force of the optical pickup device.
  • the light of ⁇ 1 that has passed through the grating 3 enters the dichroic mirror 5.
  • the dichroic mirror 5 switches between reflection and transmission according to the wavelength of incident light.
  • the dichroic mirror 5 is set such that light having a wavelength of ⁇ 1 is substantially transmitted and light having wavelengths of 2 and 3 are substantially reflected. Most of the light of wavelength 1 is transmitted through the dichroic mirror 5.
  • the light of ⁇ 3 that has passed through the grating 4 is reflected by the mirror surface of the dichroic mirror 5.
  • the light having the wavelength of ⁇ 3 reflected by the dichroic mirror 5 passes on the system optical axis ⁇ of the optical pickup device in the same manner as the light having the wavelength of ⁇ 1.
  • the light of ⁇ 2 that has passed through the grating 4 is reflected by the mirror surface of the dichroic mirror 5.
  • the light of wavelength 2 reflected by the dichroic mirror 5 is an optical pick. Advancing in parallel with system optical axis A at a position slightly away from system optical axis A
  • the polarizing prism 6 serves as a polarizing beam splitter that switches between reflection and transmission according to the polarization direction of incident light.
  • the crystal axis direction (polarization direction) of the polarizing prism 6 is set so as to transmit light having wavelengths ⁇ 1, ⁇ 2, and ⁇ 3 having linearly polarized light that has passed through the dichroic mirror 5.
  • the optical pickup device further includes a mirror 7 that reflects light that has passed through the prism 6, a collimator lens 8 on which light reflected by the mirror 7 is incident, and a wave plate on which light that has passed through the collimator lens 8 is incident. 9 and.
  • the collimating lens 8 converts incident light into parallel light.
  • the wave plate 9 is a so-called 4 ⁇ wavelength plate that has an action of converting linearly polarized light into circularly polarized light.
  • the light that has passed through the wave plate 9 becomes circularly polarized light, enters the objective lens 10, and is condensed on the signal recording surface of the optical disk 11 (DVD, CD, or blue-violet laser compatible optical disk).
  • each optical disk 11 The light condensed on the signal recording surface of each optical disk 11 is modulated and reflected according to the information signal recorded on the signal recording surface to be returned light, passes through the objective lens 10 and again It becomes parallel light and enters the wave plate 9.
  • the light after passing through the wave plate 9 changes from circularly polarized light to linearly polarized light, and the linearly polarized light direction at this time is a linearly polarized light direction different from the forward path by about 90 degrees.
  • the return light that has passed through the wave plate 9 passes through the collimator lens 8 to become a condensed light beam, is reflected by the mirror 7, and enters the polarizing prism 6.
  • the polarizing prism 6 reflects the return light whose polarization direction is different by about 90 degrees from the forward path due to its polarization dependence, thereby deflecting the return light by 90 degrees to obtain the sensor lens 1 Lead to 2.
  • the sensor lens 12 is used to give astigmatism necessary for the focus error signal detection generally performed in the optical pickup device to the return light.
  • the return light that has passed through the sensor lens 12 enters the optical axis adjusting element 13.
  • the optical axis adjusting element 13 has an action of changing the optical axis direction of the return light having at least one wavelength among the three different types of return light having the wavelengths ⁇ 1, 2 and ⁇ 3. Specifically, the optical axis The diffractive action of the diffractive element provided in the adjusting element 13 changes the direction of the optical axis of the return light having the wavelength 2 so that the return light having the wavelengths 1, ⁇ 2 and ⁇ 3 is received by the common photodetector. It is becoming.
  • the return light of wavelength ⁇ 1 and wavelength ⁇ 3 travels so that the respective optical axes substantially coincide with the system optical axis ⁇ of the optical pickup device passing through the centers of the collimating lens 8 and the objective lens 10, The light passes through the optical axis adjusting element 13 and enters the photodetector 14.
  • the light emitting portion 16 of the semiconductor substrate 19 that emits light having a wavelength of 2 is disposed at a position slightly away from the light emitting portion 17 of light having a wavelength of ⁇ 3.
  • the optical axis is incident on the optical axis adjustment element 13 with the optical axis being deviated from the system optical axis ⁇ , and is diffracted by a noisy blazed diffraction grating provided on the optical axis conditioner 13 and then incident on the photodetector 14. .
  • the photodetector 14 receives any of the return lights having the wavelengths 1, 1, 2, and 3 and can detect the signals of the respective lights.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the binary blazed diffraction grating 21 provided in the optical axis adjusting element 13 of the optical pickup device according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a noisy breezed type diffraction grating 21.
  • the binary blazed diffraction grating 21 has a blazed grating surface formed on the exit surface side in a step shape.
  • the stepped lattice surface 21a is formed in five steps (lattice bottom surface, second step, third step, fourth step, and fifth step).
  • the height (depth) per step of the diffraction grating 21 is defined as a step d.
  • the distance from the lattice plane forming the bottom of the lattice to the lattice plane forming the uppermost stage is the groove depth h.
  • the return lights of wavelengths 1 and ⁇ 3 pass through substantially the same optical path and enter from the entrance surface 21b of the binabrazed diffraction grating 21, and the 0th-order diffracted light is diffracted.
  • the light is emitted from the grating surface 21 a of the grating 21.
  • the 0th-order diffracted light of the return light having wavelengths ⁇ 1 and 3 is incident on the detection surface of the photodetector 14 perpendicularly and at the same position.
  • the return light having the wavelength ⁇ 2 enters the incident surface 21b of the diffraction grating 21 at a constant incident angle through an optical path shifted from the optical axis of the return light having the wavelengths ⁇ 1 and 3 and 1
  • Next-order diffracted light is It is emitted from the grating surface 21a.
  • the first-order diffracted light of the return light having the wavelength ⁇ 2 is incident on the photodetector 14 at a constant incident angle (an angle different from the incident angle on the diffraction grating 21).
  • the optical axis adjustment element 13 and the like are configured in this way, the optical axis adjustment element 13 or the optical detector 14 is moved in the optical axis direction of the incident light (the optical axis of the return light having the wavelength ⁇ 1, e3).
  • the position of the return light having the wavelength ⁇ 2 in the detection plane of the photodetector 14 (in the plane orthogonal to the optical axis of the incident light) can be adjusted. Since the 0th-order diffracted light is used for the return light having the wavelengths ⁇ 1 and 3, the light receiving position on the photodetector 14 can be obtained even if the optical axis adjusting element 13 and the photodetector 14 are moved in the optical axis direction. Will not change. As a result, the light receiving position of the return light having the wavelength ⁇ 2 can be matched with the light receiving position on the photodetector 14 of the return light having the wavelengths 1 and ⁇ 3.
  • the step d is approximately 1 from Equation (1). 53 m. Based on this, in the present embodiment, the step d of the diffraction grating 21 is set to 1.53 m.
  • the condition of Equation (1) is a condition that the 0th-order diffracted light of wavelength 3 is the strongest.
  • the optical path length difference due to the step d is an integral multiple of the wavelength, so the maximum 0 It is possible to obtain the next diffraction efficiency.
  • the refractive index of a material such as glass or plastic slightly increases as the wavelength decreases.
  • ⁇ 7 which is a general glass material
  • the step d of the diffraction grating 21 is set to an integer multiple of ⁇ 3 / ( ⁇ 3-1) so that the maximum zero-order diffraction efficiency of the wavelength ⁇ 3 can be obtained, the maximum 0 of the wavelength ⁇ 1 can be obtained.
  • the step where the next diffraction efficiency is obtained, that is, ⁇ l / (nl-l) also approaches an integral multiple. As a result, a high zero-order diffraction efficiency is obtained for both wavelengths ⁇ 1 and 3.
  • the step d of the diffraction grating 21 is a variable (number of levels 2
  • the maximum first-order diffraction efficiency obtained varies depending on the number of levels P at the step d where the maximum zero-order diffraction efficiency is obtained.
  • the first-order diffracted light is emitted in two directions.
  • the first-order diffracted light emitted in both directions has the same value, but when the number of levels P is 3 or more, the value of the first-order diffracted light emitted in both directions is different.
  • the number of levels P is a constant value of 3 or more and h is changed from 0, the maximum value is obtained first, that is, the maximum value is obtained at a shallow groove depth.
  • the first-order diffracted light that provides the maximum value at a deep groove depth is defined as + first-order diffracted light.
  • the primary light emitted along the staircase shape is the primary light.
  • Fig. 6 to Fig. 12 show the groove depth h when the Revenor number P of the diffraction grating 21 is changed to seven ways of 2, 3, 4, 5, 6, 7, and 8.
  • For 1st order diffracted light the value of 1st order diffracted light is shown.
  • the refractive index data of BK7 a common glass material, was used as the refractive index data.
  • the Mosore number 6 is 6, 4, 5, 6, 7, and 8;
  • the Revenore number ⁇ 2
  • the diffraction efficiencies of the + 1st order diffracted light and the 1st order diffracted light are the same, and both are shown in FIG. [0039]
  • the 0th-order diffracted light of wavelength 1 and ⁇ 3 is almost the maximum when the groove depth h is about 3.05 m. It is a value.
  • the 0th-order diffracted light of wavelength 1 and ⁇ 3 is almost the maximum when the groove depth h is about 4.58 m. It is a value.
  • the 0th-order diffracted light of wavelength 1 and ⁇ 3 is almost the maximum when the groove depth h is about 7.63 ⁇ m. It is the value of.
  • FIG. 19 is a graph showing the relationship between the number of levels P and the first-order diffraction efficiency at the wavelength ⁇ 2 when the zero-order diffracted light at the wavelengths ⁇ 1 and 3 is substantially maximum.
  • the large first-order diffraction is performed for the wavelength 2 Efficiency is gained. For this reason, not only the return light with the wavelengths ⁇ 1 and 3 but also the return light with the wavelength ⁇ 2 is increased in intensity, and good signal detection can be performed.
  • the optical axis of the return light having at least one wavelength among the return lights having the wavelengths ⁇ 1, 2 and ⁇ 3 reflected by the optical recording medium is used as the optical axis.
  • the adjustment element 13 By adjusting with the adjustment element 13, the return light of each wavelength can be detected by the common photodetector. As a result, it is possible to reduce the size and cost of the optical pickup device and the optical disk device using the same.
  • the photodetector of the return light having the wavelength ⁇ 1 and 3 By adjusting the position along the optical axis of the diffraction grating 13 or the light detector 14 without changing the light receiving position on the light 14, the light receiving position on the light detector 14 of the return light with the wavelength ⁇ 1, 3 is obtained.
  • the receiving position of the return light of wavelength 2 can be matched.
  • the optical axis can be adjusted to guide the return light having the wavelengths ⁇ 1, 2 and ⁇ 3 to the common photodetector 14 with a simple adjustment method.
  • the force using the 0th-order diffracted light of wavelengths ⁇ 1 and ⁇ 3 is used.
  • the groove depth h of the diffraction grating is made too deep. Even if it is not formed, it is possible to obtain the 0th-order diffraction efficiency of the wavelengths ⁇ 1 and 3 with high efficiency. Therefore, it is possible to easily create a diffraction grating in which the 0th-order diffraction efficiency of wavelengths ⁇ 1 and 3 can be obtained with high efficiency.
  • the step d is set so that the optical path length difference is an integral multiple of the wavelength ⁇ 3
  • the value is almost an integral multiple, and a high zero-order diffraction efficiency can be obtained at both wavelengths ⁇ 1 and 3.
  • good signal detection of the return light with wavelengths ⁇ 1 and 3 can be performed.
  • FIG. 20 is a diagram showing the relationship between the optical axis of the light emitted from each light emitting section inside the laser output device according to Embodiment 2 of the present invention and the system optical axis.
  • the relationship between each light emitting portion and the optical axis is shown, and the appearance and grating of the laser output device are not drawn.
  • the configuration of the semiconductor substrate included in each laser output device is different from that in the first embodiment.
  • the components after the prism 6 of the optical pickup device according to the present embodiment are configured in the same manner as in the first embodiment.
  • the laser output device la includes a semiconductor substrate 20 on which a light emitting portion 17 that emits a wavelength of wavelength ⁇ 3 (about 780 nm) is formed.
  • the laser output device 2a includes a semiconductor substrate 18 on which a light emitting portion 15 that emits light of wavelength ⁇ 1 (about 405 nm) is formed, and a light emitting portion 16 that emits light of wavelength 2 (about 650 nm).
  • the light-emitting portions 15, 16, and 17 formed on the semiconductor substrate 19 emit light having wavelengths of ⁇ , 22, and ⁇ 3 by applying a voltage to each. It comes to shoot.
  • the semiconductor substrate 18 and the semiconductor substrate 19 are separate semiconductor substrates, but may be a monolithic type semiconductor substrate formed integrally.
  • the light emitting unit 15 having the wavelength ⁇ 1 is arranged so that the optical axis is aligned with the system optical axis A of the optical pickup device.
  • the light emitting part 16 with the wavelength 2 is arranged at a position slightly away from the light emitting part 15 with the wavelength ⁇ 1 due to spatial restrictions.
  • the light emitting section 17 with the wavelength 3 is arranged so that the optical axis is aligned with the system optical axis ⁇ of the optical pick-up device.
  • the wavelength ⁇ 1 and the wavelength ⁇ 2 are reflected and used on the mirror surface of the dichroic mirror 5a, and the wavelength 3 is used for transmission on the mirror surface of the dichroic mirror 5a.
  • FIG. 21 is a diagram showing another example of the relationship between the optical axis of each light emitting unit and the system optical axis A inside the laser output device according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the relationship between each light emitting section and the optical axis is shown, and the appearance and grating of the laser output device are not drawn.
  • the configuration of the semiconductor substrate included in each laser output device is the same as in the first embodiment described above. Is different!
  • the constituent elements after the prism 6 of the optical pickup device according to the present embodiment are configured in the same manner as in the first embodiment.
  • the configuration of the laser output device in the present embodiment is that the laser output device lb includes a semiconductor substrate 18 on which a light emitting portion 15 that emits light of wavelength ⁇ 1 (about 405 nm) is formed, and a wavelength of 2
  • the light emitting units 15, 16, and 17 formed on the semiconductor substrate emit light having wavelengths of ⁇ ⁇ , 2 2 and ⁇ 3 by applying a voltage to each of them. It ’s like that.
  • the semiconductor substrate 18 and the semiconductor substrate 19 are separate semiconductor substrates, but may be a monolithic type semiconductor substrate formed integrally.
  • the light emitting unit 15 having the wavelength ⁇ 1 is arranged so that the optical axis is aligned with the system optical axis A of the optical pickup device.
  • the light emitting section 16 having the wavelength ⁇ 2 is disposed at a position slightly away from the light emitting section 15 having the wavelength ⁇ 3 due to spatial limitations.
  • the light emitting section 17 with the wavelength 3 is arranged so that the optical axis is aligned with the system optical axis ⁇ of the optical pick-up device.
  • the wavelengths ⁇ 1 and ⁇ 2 are used for transmission on the mirror surface of the dichroic mirror 5b
  • the wavelength 3 is used for reflection on the mirror surface of the dichroic mirror 5b.
  • FIG. 22 is a diagram showing another example of the relationship between the optical axis of each light emitting unit and the system optical axis A inside the laser output device according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the relationship between each light emitting section and the optical axis is shown, and the appearance and grating of the laser output device are not drawn.
  • the configuration of the semiconductor substrate included in each laser output device is different from that of the first embodiment described above.
  • the constituent elements after the prism 6 of the optical pickup device according to the present embodiment are configured in the same manner as in the first embodiment.
  • the laser output device lc includes a semiconductor substrate 19 on which a light emitting unit 16 that emits light having a wavelength ⁇ 2 (about 650 nm) is formed; A semiconductor substrate 20 on which a light emitting portion 17 that emits light (approximately 780 nm) is formed is included, and a light emitting portion 15 that emits a wavelength ⁇ 1 (approximately 405 nm) is formed in the laser output device 2c.
  • Each of the light emitting units 15, 16, 17 formed on the semiconductor substrate is contained in the semiconductor substrate 18. By applying a voltage to each, light of wavelengths ⁇ ⁇ , 2 and ⁇ 3 is emitted.
  • the semiconductor substrate 16 and the semiconductor substrate 17 are separate semiconductor substrates, but may be a monolithic type semiconductor substrate formed integrally.
  • the light emitting unit 15 having the wavelength ⁇ 1 is arranged so that the optical axis is aligned with the system optical axis A of the optical pickup device.
  • the light emitting unit 17 with the wavelength 3 is arranged so that the optical axis is aligned with the system optical axis A of the optical pickup device, and the light emitting unit 16 with the wavelength 2 is slightly different from the light emitting unit 17 with the wavelength ⁇ 3 due to spatial restrictions. It is arranged at a distant position.
  • the wavelength ⁇ 2 and the wavelength ⁇ 3 are used for transmission on the mirror surface of the dichroic mirror 5c
  • the wavelength ⁇ 1 is used for reflection on the mirror surface of the dichroic aperture mirror 5c.
  • the optical axis of the light emitted from the light emitting unit 15 having the wavelength ⁇ 1 and the light emitting unit 17 having the wavelength ⁇ 3 Since the laser output device is arranged so that the optical axes of the light emitted from the laser beam coincide with each other, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
  • the level number ⁇ of the diffraction grating 21 of the optical axis adjusting element is set to 5.
  • the level number ⁇ of the diffraction grating 21 is set in the range of 4-6. ing.
  • Other configurations of the optical pickup device according to the present embodiment are the same as those of the first embodiment described above.
  • the configuration of the diffraction grating 21 shown in FIG. 5 described above corresponds to the case where the level number is 5 in the present embodiment.
  • the groove depth h is changed in a diffraction grating having a level number 2 of 2 to 8, the zero-order diffraction efficiency and the first-order diffraction efficiency at each wavelength change as shown in FIGS.
  • the relationship shown in FIG. 19 exists between the number of levels P and the 1st-order diffracted light of wavelength 2 at the groove depth h when the 0th-order diffracted light of wavelength ⁇ 1, e3 is almost the maximum. is there.
  • the refractive index of the diffraction grating 21 is calculated using refractive index data corresponding to BK7, which is a general glass material.
  • the groove depth h when the 0th-order diffraction efficiency of the wavelengths ⁇ 1 and ⁇ 3 is maximum is obtained.
  • the first-order diffraction efficiency of wavelength ⁇ 2 is 0.
  • a high first-order diffraction efficiency is obtained.
  • signal detection becomes easier as the amount of light received by the photodetector increases. Therefore, if the number of levels P of the diffraction grating is 4 to 6, good signal detection can be performed at the photodetector. Become.
  • the wavelength is adjusted to 1 and the return light of ⁇ 3. Even with the return light having a wavelength of ⁇ 2, high diffraction efficiency can be obtained, and this enables the photodetector 14 to perform good signal detection.
  • the refractive index of the diffraction grating 21 of the optical axis adjusting element 13 is a force equivalent to the refractive index of ⁇ 7, which is a general glass material.
  • the material of the diffraction grating 21 is Those having a refractive index satisfying the following conditions are selected.
  • Other configurations of the optical pickup device according to the present embodiment are the same as those of the first embodiment described above.
  • the material of the diffraction grating 21 of the optical axis adjusting element 13 is nl as the refractive index for the wavelength ⁇ 1 of the material and ⁇ 3 as the refractive index for the wavelength ⁇ 3,
  • the wavelength ⁇ 1 is about 405 nm and the wavelength ⁇ 3 is about 780 nm.
  • the maximum zero-order diffraction efficiency is obtained when the step d of the diffraction grating 21 is an integral multiple of ⁇ / ( ⁇ -1).
  • the step d is an integer multiple of ⁇ 1 / (nl 1)
  • the optimum step d for the wavelength ⁇ 3 is an integer multiple of ⁇ 3 / ( ⁇ 3 1).
  • the value of ⁇ 3 1 ⁇ 1 is approximately 2.
  • the maximum zero-order diffraction efficiency can be obtained for wavelengths ⁇ 1 and 3 at the same time.
  • the above-described equation (2) is obtained. If the diffraction grating 21 is formed of a material satisfying the expression (2), the maximum zero-order diffraction efficiency can be obtained for both the wavelength 1 and 3 at the same step d. In this way, by selecting an appropriate material for the diffraction grating 21 according to the output wavelength of the laser output device to be used, a high zero-order diffraction efficiency can be obtained for the wavelengths ⁇ 1 and 3 at the same time.
  • the binary blazed diffraction grating 21 has 1.0 ⁇ (nl-l) / ( n3- l) ⁇ 1.08 can be selected from materials that match the output wavelength of the laser output device to obtain high zero-order diffraction efficiency at both wavelengths ⁇ 1 and 3 Thus, good signal detection can be performed in the photodetector 14.
  • FIG. 23 is a diagram showing a basic configuration of an optical disc apparatus according to Embodiment 5 of the present invention.
  • the optical disk device according to the present embodiment includes an optical pickup device 100.
  • the optical pickup device 100 any one of the optical pickup devices according to the first to fourth embodiments may be used.
  • the optical disk apparatus includes a rotary drive mechanism 102 that holds and rotates a DVD, a CD, or a blue-violet laser optical disk capable of several times the capacity thereof. I have.
  • the rotation drive mechanism 102 positions and rotates the optical disk 11 with reference to a chucking hole 1 la provided at the center of the optical disk 11.
  • the optical pickup device 100 is arranged with the objective lens facing the signal recording surface of the optical disk 11 that is rotationally driven by the rotational drive mechanism 102, and moves in the radial direction of the optical disk 11 by the feed mechanism 103. .
  • the optical pickup device 100, the rotation drive mechanism 102, and the feeding mechanism 103 are controlled by a control circuit 101.
  • the optical pickup device 100 is selected from the three types of wavelengths ⁇ 1, 2 and ⁇ 3 that can be emitted by the laser output device according to the type of the optical disc.
  • Information on the optical disk 11 is recorded and / or reproduced using light of the selected wavelength.
  • the signal from which the optical disk power is also read by the optical pickup device 100 is demodulated by the demodulation circuit 104.
  • the optical disk device can be reduced in size and cost.
  • the wavelengths ⁇ 1, 2, and ⁇ 3 are about 405 nm, about 650 nm, and about 780 nm, respectively.
  • other wavelengths are used.
  • a combination of may be used. For example, if the wavelength power of one of the three wavelengths 1, ⁇ 2, and ⁇ 3 is approximately an integer multiple of one of the other two wavelengths, the embodiments 1 to 4 Similar effects can be obtained with the same optical system configuration.
  • an optical pickup capable of switching light of four wavelengths ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3, and ⁇ 4, for example, the difference between (1717 22) and ( ⁇ 17 33) Is substantially a natural number, if all the optical axes of ⁇ 1, ⁇ 2, and 3 can be made to coincide with the system optical axis ⁇ , the configuration of the optical system similar to each embodiment of the present invention It is possible to obtain a similar effect. It is possible to make all the optical axes of ⁇ 1, E 2 and E 3 coincide with the system optical axis ⁇ by using two dichroic mirrors.
  • the binary blazed diffraction grating 21 is used.
  • the return light having a wavelength of 1, ⁇ 2, and ⁇ 3 is not limited to the neibralise type diffraction grating. If it is an optical axis adjustment element that can adjust the optical axis of the return light of at least one wavelength so that it can be received by the optical detector 14 of the optical detector.

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Abstract

課題　　　　複数種類の波長の光が使用可能な光媒体に対して記録、再生を行うため、光媒体で反射された複数の反射光を共通の光検出器で検出できるように構成する。 解決手段　　第１の波長を有する第１の光を出力する第１の発光部と、第２の波長を有する第２の光を出力する第２の発光部と、第３の波長を有する第３の光を出力する第３の発光部と、発光部から出力され、光記録媒体で反射された戻り光の光軸を調整可能な光軸調整素子と、光軸調整素子を通過した戻り光を受光する一の光検出器とを備え、第１の発光部、及び第３の発光部は、第１の光の光軸と第３の光の光軸とが略一致するようにそれぞれ配置され、光軸調整素子は第２の光の戻り光の光軸を調整し、一の光検出器は、第１の光の戻り光、第２の光の戻り光、及び第３の光の戻り光を受光する。

Description

明 細 書
光ピックアップ装置および光ディスク装置
技術分野
[0001] 本発明は、複数種類の光記録媒体に対する情報の記録再生等が可能な光ピック アップ装置及びこの光ピックアップ装置を備えた光ディスク装置に関し、より詳細には
、異なる 3種類の波長の光を共通の光検出器で受光するようにした光ピックアップ装 置および光ディスク装置に関するものである。
背景技術
[0002] 従来、 DVD (Digital Versatile Disc)及び CD (COMPACT DISC)に対する 情報の記録、再生、または、その両方を行うため、出力波長が約 650nmの DVD用 レーザ出力器と出力波長が約 780nmの CD用レーザ出力器とを備えた 2光源型の 光ピックアップ装置が用いられている。さらに、各光源の小型化を図るために、単一 ノ ッケージで 2種類の波長を出力可能な 2波長一体型レーザ出力器も実用化されて いる。 2波長一体型レーザ出力器としては、モノリシック型の半導体基板に 2つのレー ザダイオードを形成したモノリシック型レーザ出力器や、それぞれにレーザダイオード が形成された 2つの半導体基板を貼り合わせたハイブリッド型レーザ出力器等が知ら れている。
[0003] 2波長一体型レーザ出力器の場合には、 2つのレーザダイオード (DVD用、 CD用） の各出射位置は僅かではあるが離れており、その距離は一般に 110 m程度である 。そのため、一方のレーザダイオードの光軸を光ピックアップ装置の対物レンズゃコリ メートレンズの中心を通るシステム光軸と一致させると、他方のレーザダイオードから 出射されたレーザ光の光軸がシステム光軸力 ずれてしまう。このままの状態では、 DVD用、 CD用のレーザダイオードから出射されて光記録媒体で反射されたそれぞ れの戻り光を共通の光検出器で受光することはできない。そこで、 DVD用、 CD用の レーザダイオードの出射光の戻り光の一方、または、両方を回折格子等で回折させ ることにより、両方の戻り光を共通の光検出器に導くことが提案されている（例えば、 特許文献 1、 2参照)。 [0004] また、近年、光記録媒体の大容量化が求められており、 DVDや CDの数倍の容量 を有する青紫色レーザ対応の光記録ディスク等の光記録媒体が実用化されている。 これに伴い、装置の小型化及び低コストの観点から、 1つの光ピックアップ装置で DV D、 CD及び青紫色レーザ対応等の光記録媒体に対する情報の記録再生等を行うこ とが求められている。そこで、 DVD用、 CD用のレーザダイオードに加えて、青紫色レ 一ザダイオードを備えた 3光源型のピックアップ装置の開発が進められている。
[0005] 3光源型光ピックアップ装置の例としては、以下の構成が提案されている。出力波 長の異なる 3種類の波長の光の光軸を、各波長に対応したプリズムを用いて光ピック アップ装置のシステム光軸に一致させ、各波長の光を光記録媒体に導いている。光 記録媒体で反射された 3種類の波長の戻り光は、各プリズムを透過して共通の光検 出器に導かれ、この光検出器で検出される (例えば、非特許文献 1参照)。
[0006] 特許文献 1 :特開 2001— 143312号公報
特許文献 2：特開 2001— 256670号公報
非特許文献 1： "オランダ PHILIPS社、 CDと DVD、 BLU—ray DISCに記録再生 可能な光ヘッドを開発"、 [ONLINE], 2004年 7月 16日、日経 BP社、 [2005年 2月 20日アクセス]、インターネットく http : ZZTECHON.nikkeibp.co.jpZmembers /NEWS/20040716/104521/>
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] しかしながら、上述した第 1の構成 (非特許文献 1)では、光記録媒体で反射された 戻り光を共通の光検出器で受光することはできる力 それぞれのレーザ出力器の光 軸を光ピックアップ装置のシステム光軸に一致させるためのプリズム等が多く必要に なる。また、各レーザ出力器を光ピックアップ装置に取り付けるための部材等も必要 になる。その結果、光ピックアップ装置の構成部品が多くなり、装置の小型化及び低 コストィ匕が難し 、と 、う問題があった。
[0008] ここで、 2光源型光ピックアップ装置では、 2波長一体型レーザ出力器と位相差型の 回折格子等を利用することで小型化及び低コストィ匕が実現されていることから (特許 文献 2)、 3光源型光ピックアップ装置でも同様に、 2波長一体型レーザ出力器と 位相差型の回折格子を利用し、小型化及び低コストィ匕を実現することが求められる。 この場合、 2波長一体型レーザ出力器から出力される異なる 2つの波長の光と、 1波 長型レーザ出力器から出力される 1つの波長の光とをプリズム等を利用して、同一の 光路に導き、共通の光検出器で受光することが考えられる。しかしながら、位相差型 の回折格子では、入射光の波長 λと、入射光の入射角 Θと、入射側の媒質の屈折 率 ηと、出射光の出射角 Θ bと、出射側の媒質の屈折率 nbと、回折光の次数 mと、回 折格子ピッチ pとの間に、 nsin Θ— nbsin Θ b=m Ζρの関係が成立するため、並 行して回折格子に入射した 3つの異なる波長の 1次以上の回折光の回折角はいずれ も異なり、従って、 3波長の戻り光を共通の光検出器に導くことが難しいという問題が ある。
[0009] 本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、使用される光の波長の 異なる複数種類の光記録媒体 (例えば、 DVD、 CD、青紫色レーザ対応光ディスク） に対する情報の記録再生等を行うため、光記録媒体で反射された 3種類の戻り光を 共通の光検出器で検出できるようにすることを目的とする。
[0010] また、本発明は、上述のような光ピックアップ装置を備えて構成された光ディスク装 置を提供しょうとすることを目的とする。
課題を解決するための手段
[0011] 本発明に係る光ピックアップ装置は
光記録媒体に対し情報の記録または、再生が可能な光ピックアップ装置であって、 第 1の波長を有する第 1の光を出力する第 1の発光部と、
第 2の波長を有する第 2の光を出力する第 2の発光部と、
第 3の波長を有する第 3の光を出力する第 3の発光部と、
前記発光部から出力され、前記光記録媒体で反射された戻り光の光軸を調整可能 な光軸調整素子と、
前記光軸調整素子を通過した前記戻り光を受光する一の光検出器と
を備え、
前記第 1の発光部、及び前記第 3の発光部は、前記第 1の光の光軸と前記第 3の光 の光軸とが略一致するようにそれぞれ配置され、 前記光軸調整素子は、前記第 2の光の戻り光の光軸を調整し、
前記一の光検出器は、前記第 1の光の戻り光、前記第 2の光の戻り光、及び前記第
3の光の戻り光を受光すること
としたものである。
発明の効果
[0012] 本発明に係る光ピックアップ装置では、簡単な構成で且つ容易な調整方法でもつ て、光記録媒体で反射された 3種類の戻り光を共通の光検出器で検出できるため、 光ピックアップ装置およびそれを用いた光ディスク装置の小型化及び低コスト化を実 現することができる。
図面の簡単な説明
[0013] [図 1]本発明の実施の形態 1における光ピックアップ装置の光学系を示す図である。
[図 2]本発明の実施の形態 1における発光部とシステム光軸の関係を示す図である。
[図 3]本発明の実施の形態 1における光ピックアップ装置の光軸調整素子と各波長の 光路の関係を示す図である。
[図 4]本発明の実施の形態 1における光ピックアップ装置の光軸調整素子での回折を 説明するための図である。
[図 5]本発明の実施の形態 1におけるバイナリブレーズ型の回折格子の説明図である
[図 6]本発明の実施の形態 1におけるレベル数 2のノイナリブレーズ型回折格子の 0 次と 1次の回折効率を示すグラフである。
[図 7]本発明の実施の形態 1におけるレベル数 3のノイナリブレーズ型回折格子の 0 次と 1次の回折効率を示すグラフである。
[図 8]本発明の実施の形態 1におけるレベル数 4のノイナリブレーズ型回折格子の 0 次と 1次の回折効率を示すグラフである。
[図 9]本発明の実施の形態 1におけるレベル数 5のノイナリブレーズ型回折格子の 0 次と 1次の回折効率を示すグラフである。
[図 10]本発明の実施の形態 1におけるレベル数 6のノイナリブレーズ型回折格子の 0 次と 1次の回折効率を示すグラフである。 [図 11]本発明の実施の形態 1におけるレベル数 7のノイナリブレーズ型回折格子の 0 次と 1次の回折効率を示すグラフである。
[図 12]本発明の実施の形態 1におけるレベル数 8のノイナリブレーズ型回折格子の 0 次と 1次の回折効率を示すグラフである。
[図 13]本発明の実施の形態 1におけるレベル数 3のノイナリブレーズ型回折格子の 0 次と + 1次の回折効率を示すグラフである。
[図 14]本発明の実施の形態 1におけるレベル数 4のノイナリブレーズ型回折格子の 0 次と + 1次の回折効率を示すグラフである。
[図 15]本発明の実施の形態 1におけるレベル数 5のノイナリブレーズ型回折格子の 0 次と + 1次の回折効率を示すグラフである。
[図 16]本発明の実施の形態 1におけるレベル数 6のノイナリブレーズ型回折格子の 0 次と + 1次の回折効率を示すグラフである。
[図 17]本発明の実施の形態 1におけるレベル数 7のノイナリブレーズ型回折格子の 0 次と + 1次の回折効率を示すグラフである。
[図 18]本発明の実施の形態 1におけるレベル数 8のノイナリブレーズ型回折格子の 0 次と + 1次の回折効率を示すグラフである。
[図 19]本発明の実施の形態 1における各レベル数における波長 λ 2の 1次回折効率 を示すグラフである。
圆 20]本発明の実施の形態 2における発光部とシステム光軸の関係を示す図である
[図 21]本発明の実施の形態 2における発光部とシステム光軸の関係の他の例を示す 図である。
[図 22]本発明の実施の形態 2における発光部とシステム光軸の関係のさらに他の例 を示す図である。
圆 23]本発明の実施の形態 5における光ディスク装置の基本構成を示す図である。 符号の説明
1, 2, la, 2a, lb, 2b, lc, 2c レーザ出力器、 3, 4 グレーティング、 5, 5a, 5b, 5c ダイクロイツクミラー、 6 偏光プリズム、 7 打ち上げミラー、 8 コリメートレンズ、 9 波長板、 10 対物レンズ、 11 光ディスク、 12 セン サーレンズ、 13 光軸調整素子、 14 光検出器、 15, 16, 17 発光部、
18, 19, 20 半導体基板、 21 回折格子、 21a バイナリブレーズ型の回折 格子、 21b バイナリブレーズ型の回折格子の入射面、 100 光ピックアップ装 置、 101 制御機構、 102 回転駆動機構、 103 送り機構、 104 復調 回路。
発明を実施するための最良の形態
[0015] 実施の形態 1.
図 1は、本発明の実施の形態 1に係る光ピックアップ装置の光学系を示す図である 。この実施の形態 1に係る光ピックアップ装置は、従来からの光記録媒体である DVD 、 CDに加え、それらの数倍の容量を有する青紫色レーザ対応の光ディスクに対する 情報の記録、再生、またはその両方をおこなうものである。図 2は、本発明の実施の 形態 1に係る光ピックアップに使用されるレーザ出力器の内部の各発光部の光軸と システム光軸の関係を示す図である。ここでは、各発光部と光軸の関係を示しており 、レーザ出力器の外観やグレーティングは、描かれていない。図 3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光軸調整素子と各波長の光路の関係を示す 図である。
[0016] 光ピックアップ装置の光学系としては、光源として、レーザ出力器 1とレーザ出力器 2を備えており、レーザ出力器 1には、波長 λ 1 (約 405nm)の光を出射する発光部 1 5が形成された半導体基板 18が内包され、レーザ出力器 2には、波長え 2 (約 650η m)の光を出射する発光部 16が形成された半導体基板 19と、波長え 3 (約 780nm) の波長を出射する発光部 17が形成された半導体基板 20が内包されており、半導体 基板上に形成された各発光部 15、 16、 17は、それぞれに電圧を印加することによつ て、 λ ΐ、え 2、 λ 3の波長の光を出射するようになっている。図 2では、半導体基板 1 9と半導体基板 20は、別々の半導体基板であるが、一体の製造工程で形成された、 いわゆるモノリシックタイプの半導体基板でも力まわない。なお、ここで半導体基板と は、製造工程で流動する半導体基板が複数のレーザダイオードを含む場合、その半 導体基板をダイシング等により切断したチップ基板をも指すものとする。以下にぉ ヽ ても同様である。
[0017] レーザ出力器 1においては、 λ 1の波長の光を出射する発光部 15の光軸力 コリメ 一トレンズ 8や対物レンズ 10の中心を通る光軸（光ピックアップ装置のシステム光軸 A )に一致するように光ピックアップ装置内にぉ 、て配置されて 、る。
[0018] また、レーザ出力器 2においては、その内部に、 λ 2の波長を出射する半導体基板 19とえ 3の波長を出射する半導体基板 20とが並列して配置されており、ここで、空間 的制約上、波長 λ 2の光を出射する発光部 16と、波長 λ 3の光を出射する発光部 17 とは、若干離れた位置に配置されている。発光部 16と発光部 17の距離は、例えば 1 10 mである。ここで、レーザ出力器 2は、光ピックアップ装置内においては、波長え 3の光を出射する発光部 17が光ピックアップのシステム光軸 Aに一致するように配置 され、波長え 2の光を出射する発光部 16からは、システム光軸 Aから若干離れてシス テム光軸 Aに並行するように λ 2の光が出射される。
[0019] レーザ出力器 1から出射された λ 1の光は、光ピックアップ装置のシステム光軸 Α上 を通って、グレーティング 3を通過する。グレーティング 3は、光ピックアップ装置で一 般的に行われているトラッキングエラー信号検出（3ビーム法、差動プッシュプル法な ど）に必要なサブビームを形成するためのものである。レーザ出力器 2から出射され たえ 3の光は、光ピックアップ装置のシステム光軸 A上を通って、グレーティング 4を 通過する。 λ 2の光については、光ピックアップ装置のシステム光軸 Α力 若干離れ た位置で、システム光軸 Aと並行して進み、グレーティング 4を通過する。
[0020] グレーティング 3を通過した λ 1の光は、ダイクロイツクミラー 5に入射する。ダイクロイ ックミラー 5は、入射する光の波長に応じて反射及び透過を切り替える。実施の形態 1 においては、ダイクロイツクミラー 5のミラー面を、 λ 1の波長の光はほぼ透過し、 2 およびえ 3の波長の光はほぼ反射するように設定されており、ここでは、 λ 1の波長の 光の大部分はダイクロイツクミラー 5を透過する。グレーティング 4を通過した λ 3の光 は、ダイクロイツクミラー 5のミラー面によって反射される。ダイクロイツクミラー 5で反射 された λ 3の波長の光は、 λ 1の波長の光と同じく光ピックアップ装置のシステム光軸 Α上を通る。グレーティング 4を通過した λ 2の光は、ダイクロイツクミラー 5のミラー面 によって反射される。ダイクロイツクミラー 5で反射されたえ 2の波長の光は、光ピック アップ装置のシステム光軸 Aから若干離れた位置で、システム光軸 Aに並行して進む
[0021] ダイクロイツクミラー 5を透過した λ 1の波長の光、またはダイクロイツクミラー 5で反 射された λ 2または λ 3の波長の光は、偏光プリズム 6に入射する。偏光プリズム 6は 、入射光の偏光方向に応じて、反射および透過を切り替える偏光ビームスプリツター の役割を担うものである。ダイクロイツクミラー 5を通過した直線偏光を有する λ 1、 λ 2、 λ 3の波長の光を透過させるように、偏光プリズム 6の結晶軸方向（偏光方向）が 設定されている。
[0022] 光ピックアップ装置は、さらに、プリズム 6を通過した光を反射するミラー 7と、ミラー 7 により反射された光が入射するコリメートレンズ 8と、コリメートレンズ 8を通過した光が 入射する波長板 9とを有する。コリメートレンズ 8は、入射光を平行光に変換するもの である。波長板 9は、直線偏光を円偏光に変換する作用を有する、いわゆる ΐΖ4 λ 波長板である。波長板 9を通過した光は、円偏光となり、対物レンズ 10に入射し、光 ディスク 11 (DVD、 CD又は青紫色レーザ対応光ディスク）の信号記録面に集光され る。
[0023] 各光ディスク 11の信号記録面に集光された光は、その信号記録面に記録された情 報信号に応じて変調されて反射して戻り光となり、対物レンズ 10を透過して再び平行 光となって波長板 9に入射する。波長板 9を通過後の光は、円偏光から直線偏光に なるが、この際の直線偏光方向は、往路とは約 90度異なる直線偏光方向となってい る。波長板 9を通過した戻り光は、コリメートレンズ 8を透過して集光光束となり、ミラー 7で反射されて偏光プリズム 6に入射する。
[0024] 図 3に示すように、偏光プリズム 6では、その偏光依存性により、偏光方向が往路と 約 90度異なる戻り光を反射することにより、戻り光を 90度偏向して、センサーレンズ 1 2に導く。センサーレンズ 12は、光ピックアップ装置で一般的に行われているフォー カスエラー信号検出に必要な非点収差を戻り光に与えるためのものである。センサー レンズ 12を通過した戻り光は、光軸調整素子 13に入射する。
[0025] 光軸調整素子 13は、異なる 3種類の波長 λ 1、え 2、 λ 3の戻り光のうち、少なくとも 1つの波長の戻り光の光軸方向を変化させる作用を有している。具体的には、光軸 調整素子 13に設けられた回折素子の回折作用により、波長え 2の戻り光の光軸方向 を変化させ、これにより波長え 1、 λ 2、 λ 3の戻り光が共通の光検出器によって受光 されるようになつている。
[0026] 波長 λ 1及び波長 λ 3の戻り光は、それぞれの光軸が、コリメートレンズ 8や対物レ ンズ 10の中心を通る光ピックアップ装置のシステム光軸 Αとほぼ一致するように進行 し、光軸調整素子 13を通過して光検出器 14に入射する。一方、波長え 2の光を出射 する半導体基板 19の発光部 16は、波長 λ 3の光の発光部 17から僅かに離れた位 置に配置されているため、波長え 2の戻り光は、その光軸がシステム光軸 Αからずれ た状態で光軸調整素子 13に入射し、光軸調子素子 13に設けられたノイナリブレー ズ型の回折格子により回折されたのち、光検出器 14に入射する。すなわち、波長え 1、 λ 2、 λ 3の戻り光のいずれについても、光検出器 14が受光し、それぞれの光の 信号検出を行うことができる。
[0027] 次に、光軸調整素子のバイナリブレーズ型の回折格子の作用及び構成について説 明する。図 4は、実施の形態 1に係る光ピックアップ装置の光軸調整素子 13に設けら れたバイナリブレーズ型の回折格子 21の作用を説明するための図である。図 5は、 ノイナリブレーズ型の回折格子 21の構成を示す図である。
[0028] 図 5に示すようにバイナリブレーズ型の回折格子 21は、出射面側に形成したブレー ズ格子面を階段状にしたものである。階段状の格子面 21aは、ここでは、 5段 (格子底 面、 2段目、 3段目、 4段目および 5段目）に形成されている。回折格子 21の一段あた りの高さ (深さ)を、段差 dとする。また、回折格子 21の階段状の段数 (格子底面を含 む）を、レベル数 Pとする。図 5においては、 P = 5である。さらに、格子底面をなす格 子面から最上段 (符号 Pで示す)をなす格子面までの距離を溝深さ hとする。
[0029] 図 4に示すように、波長え 1、 λ 3の戻り光は、互いに略同一の光路を通って、バイ ナリブレーズ型の回折格子 21の入射面 21bから入射し、 0次回折光が回折格子 21 の格子面 21aから出射される。波長 λ 1、え 3の戻り光の 0次回折光は、光検出器 14 の検出面に対して垂直に、且つ互いに同位置に入射する。
[0030] 一方、波長 λ 2の戻り光は、波長 λ 1、え 3の戻り光の光軸からずれた光路を通って 、一定の入射角で回折格子 21の入射面 21bに入射し、 1次回折光が回折格子 21の 格子面 21aから出射される。波長 λ 2の戻り光の 1次回折光は、一定の入射角（回折 格子 21への入射角度とは異なる角）で光検出器 14に入射する。
[0031] このように光軸調整素子 13等が構成されているため、光軸調整素子 13または光検 出器 14を入射光の光軸方向（波長 λ 1、え 3の戻り光の光軸方向）に沿って移動させ ることで、光検出器 14の検出面内（入射光の光軸に直交する面内）における波長 λ 2の戻り光の受光位置を調整することができる。波長 λ 1、え 3の戻り光については、 0 次回折光が利用されているので、光軸調整素子 13及び光検出器 14を光軸方向に 移動させても、光検出器 14上の受光位置が変化することがない。その結果、波長え 1、 λ 3の戻り光の光検出器 14上の受光位置に、波長 λ 2の戻り光の受光位置を一 致させることができる。
[0032] ここで、回折格子 21を形成する素材の波長 λ 3に対する屈折率を η3とし、 mを 1以 上の整数とすると、図 5に示した回折格子 21の段差 dは、
d=m l 3/ (n3- l) (1)
で表される。波長え 3を 780nm、次数 mを 1とし、さらに回折格子 21の屈折率を一般 的な硝子素材である BK7相当の屈折率データに基づいて決定すると、式（1)から、 段差 dは約 1. 53 mとなる。これに基づき、本実施の形態では、回折格子 21の段差 dは、 1. 53 mに設定されている。式（1)の条件は、波長え 3の光の 0次回折光が最 も強くなる条件である。
[0033] ノイナリブレーズ型の回折格子 21では、その段差 dが λ / (η- 1)の整数倍であれ ば、段差 dによる光路長差が波長えの整数倍になるため、最大の 0次回折効率を得 ること力できる。波長 λ 1を 405nmとし、波長 λ 3を 780nmとすると、波長の itは約 1 . 92であり、ほぼ 2に近い。そのため、光路長差が波長え 3の整数倍となるように段差 dを設定すると、 nl =n3を仮定した場合、波長 λ 1に対してもほぼ整数倍の値となり 、波長 λ 1、え 3のどちらにおいても高い 0次回折効率を得ることができる。
[0034] また、一般的に硝子やプラスチックのような素材の屈折率は、波長が短くなるにつ れて若干大きくなる。例えば、一般的な硝子素材である ΒΚ7の場合では、波長 405η mに対しては、 η= 1. 53である力 波長 780nmに対しては η= 1. 51である。回折格 子 21の素材として、一般的な硝子素材である ΒΚ7相当の屈折率データを使用して 計算した場合には、ぇ / ^！ ー！^とぇ！^！！：！ー：！；！の匕の値は、 1. 99になり、 nl = n3を仮定した場合よりも、さらに整数倍に近くなる。このため、回折格子 21の段差 dを 、波長 λ 3の最大の 0次回折効率が得られるように、 λ 3/ (η3- 1)の整数倍に設定 すれば、波長 λ 1の最大の 0次回折効率が得られる段差、すなわち、 λ l/ (nl - l) も整数倍に近づく。その結果、波長 λ 1、え 3のいずれに対しても、高い 0次回折効 率が得られる。
[0035] 一般的な硝子素材である ΒΚ7相当の屈折率データを使用して、レベル数 Ρを最も 構造が簡単な Ρ = 2とした場合に、回折格子 21の段差 dを変数 (レベル数 2の場合は 、 d=h)として、各戻り光の回折効率を計算すると、各戻り光の回折効率は、 d= l . 5 において、波長え 1、 λ 3ともにほぼ最大の 0次回折効率が得られる。
[0036] 上述したように、回折格子 21のレベル数 Ρは、回折格子 21の階段状の段数 (格子 底面も含む)であり、図 5に示した例では Ρ = 5である。回折格子 21では、最大の 0次 回折効率が得られる段差 dにおいて、レベル数 Pに応じて、得られる最大の 1次回折 効率が異なる。
[0037] また、図 5に示すように、 1次回折光は、 2方向に出射される。レベル数 P = 2では、 両方向に出射される 1次回折光は同じ値であるが、レベル数 Pが 3以上では、両方向 に出射される 1次回折光の値は異なる。ここで、レベル数 Pを 3以上の一定の値として 、 hを 0から変化させていったときに、先に最大値が得られる、すなわち、浅い溝深さ で最大値が得られる 1次回折光を、 1次光と定義し、深い溝深さで最大値が得られ る 1次回折光を + 1次回折光と定義する。本実施例においては、図 5において、階段 状に沿って出射される 1次光が 1次光である。
[0038] 図 6〜図 12に、回折格子 21のレべノレ数 Pを 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8の 7通りに変ィ匕させ た場合の、溝深さ hと各戻り光の各次数の回折効率 7?の計算値との関係を示す。 1次 回折光については、 1次回折光の値を示す。計算では、屈折率データとして、一般 的な硝子素材である BK7の屈折率データを使用した。また、 + 1次回折光の値につ ヽて ίま、レべノレ数 Ρを 3、 4、 5、 6、 7、 8の 6通り【こつ!ヽて、図 13〜18【こ示す。レべノレ 数 Ρを 2とした場合は、 +1次回折光と 1次回折光の回折効率は同じであり、いずれ も図 6に示してある。 [0039] 図 6に示すように、レベル数 P = 2の場合には、溝深さ hが約 1. 53 mのときに波 長 λ 1、え 3の 0次回折光がほぼ最大の値となっている。このとき波長 λ 2の一次回折 効率 7?は、 1次光の回折効率 r? =0. 154、 + 1次光の回折効率 7? =0. 154であ る。
[0040] 図 7および図 13に示すように、レベル数 Ρ = 3の場合には、溝深さ hが約 3. 05 m のときに波長え 1、 λ 3の 0次回折光がほぼ最大の値となっている。このとき波長え 2 の一次回折効率 7?は、 1次光の回折効率 r? =0. 439、 + 1次光の回折効率 7? = 0. 067である。
[0041] 図 8および図 14に示すように、レベル数 Ρ=4の場合には、溝深さ hが約 4. 58 m のときに波長え 1、 λ 3の 0次回折光がほぼ最大の値となっている。このとき波長え 2 の一次回折効率 7?は、 1次光の回折効率 r? =0. 744、 + 1次光の回折効率 7? = 0. 013である。
[0042] 図 9および図 15に示すように、レベル数 Ρ = 5の場合には、溝深さ hが約 6. 10 のときに波長え 1、 λ 3の 0次回折光がほぼ最大の値となっている。このとき波長え 2 の一次回折効率 7?は、 1次光の回折効率 r? =0. 872、 + 1次光の回折効率 7? = 0である。
[0043] 図 10および図 16に示すように、レベル数 Ρ = 6の場合には、溝深さ hが約 7. 63 μ mのときに波長え 1、 λ 3の 0次回折光がほぼ最大の値となっている。このとき波長え 2の一次回折効率 7?は、 1次光の回折効率 7? =0. 746、 + 1次光の回折効率 7? =0. 015である。
[0044] 図 11および図 17に示すように、レベル数 Ρ = 7の場合には、溝深さ hが約 9. 16 μ mのときに波長え 1、 λ 3の 0次回折光がほぼ最大の値となっている。このとき波長え 2の一次回折効率 7?は、 1次光の回折効率 7? =0. 448、 + 1次光の回折効率 7? =0. 024である。
[0045] 図 12および図 18に示すように、レベル数 Ρ = 8の場合には、溝深さ hが約 10. 68 mのときに波長え 1、 λ 3の 0次回折光がほぼ最大の値となっている。このとき波長 λ 2の一次回折効率 7?は、—1次光の回折効率 7? =0. 172、 + 1次光の回折効率 7? =0. 015である。 [0046] 図 19は、レベル数 Pと、波長 λ 1、 え 3の 0次回折光がほぼ最大のときの波長 λ 2の 1次回折効率との関係を示すグラフである。
[0047] 一般に、光検出器 14で受光する光量が多いほど信号の検出が容易になる。本実 施の形態では、レベル数 Ρを 5に設定することにより、波長 λ 1、 え 3の 0次回折効率 が最大になるときの溝深さ hにおいて、波長え 2に関し、大きな 1次回折効率を得てい る。このため、波長 λ 1、 え 3の戻り光のみならず、波長 λ 2の戻り光についても強度 が大きくなり、良好な信号検出を行うことができる。
[0048] 以上説明したように、本実施の形態では、光記録媒体で反射された波長 λ 1、え 2 、 λ 3の戻り光のうち、少なくとも 1つの波長の戻り光の光軸を光軸調整素子 13により 調整することにより、各波長の戻り光を共通の光検出器 14で検出することが可能にな る。これにより、光ピックアップ装置及びそれを用いた光ディスク装置の小型化及び低 コストィ匕を実現することができる。
[0049] また、本実施の形態では、波長 λ 1、 え 3の戻り光の 0次回折光を光検出器 14に導 くようにしたので、波長 λ 1、 え 3の戻り光の光検出器 14上での受光位置を変化させ ずに、回折格子 13または光検出器 14の光軸に沿った位置調節により、波長 λ 1、え 3の戻り光の光検出器 14上の受光位置に、波長え 2の戻り光の受光位置を一致させ ることができる。これにより、簡単な調整方法で、波長 λ 1、 え 2、 λ 3の戻り光を共通 の光検出器 14に導くための光軸調整を行うことができる。
[0050] さらに、本実施の形態では、波長 λ 1および、波長 λ 3の 0次回折光を利用している 力 図 6から図 18に示したように、回折格子の溝深さ hをあまり深く形成しなくても、波 長 λ 1、 え 3の 0次回折効率を高効率で得ることができる。そのため、波長 λ 1、 え 3の 0次回折効率が高効率で得られる回折格子を、容易に作成することができる。
[0051] また、バイナリブレーズ型の回折格子では、段差 dが λ Ζ (η— 1)の整数倍のときに 、段差 dによる光路長差が波長えの整数倍となり、最大の 0次回折効率が得られる。 本実施の形態では、回折格子の段差 dは、 d=m l 3/ (n3- l)に設定されており、 波長え 3において最大の 0次回折効率が得られるようになつている。波長 λ 1を 405η m、波長え 3を 780nmとすると、波長の比は^ 1. 92であり、ほぼ 2に近い。そのため 、光路長差が波長 λ 3の整数倍となるように段差 dを設定すると、波長 λ 1に対しても ほぼ整数倍の値となり、波長 λ 1、え 3のどちらにおいても高い 0次回折効率を得るこ とができる。その結果、波長 λ 1、え 3の戻り光の良好な信号検出を行うことができる。
[0052] 実施の形態 2.
図 20は、本発明の実施の形態 2に係るレーザ出力器の内部の各発光部から出射さ れる光の光軸とシステム光軸 Αの関係を示す図である。ここでは、各発光部と光軸の 関係を示しており、レーザ出力器の外観やグレーティングは、描かれていない。本実 施の形態では、各レーザ出力器に内包される半導体基板の構成が上述した実施の 形態 1とは異なって 、る。本実施の形態に係る光ピックアップ装置のプリズム 6以降の 構成要素は、上述した実施の形態 1と同様に構成されている。
[0053] 本実施の形態におけるレーザ出力器の構成としては、レーザ出力器 laには、波長 λ 3 (約 780nm)の波長を出射する発光部 17が形成された半導体基板 20が内包さ れており、レーザ出力器 2aには、波長 λ 1 (約 405nm)の光を出射する発光部 15が 形成された半導体基板 18と、波長え 2 (約 650nm)の光を出射する発光部 16が形 成された半導体基板 19が内包され、半導体基板上に形成された各発光部 15、 16、 17は、それぞれに電圧を印加することによって、 λ ΐ、え 2、 λ 3の波長の光を出射す るようになっている。図 20では、半導体基板 18と半導体基板 19は、別々の半導体基 板であるが、一体で形成された 、わゆるモノリシックタイプの半導体基板でもかまわな い。
[0054] 本実施の形態では、波長 λ 1の発光部 15は、光ピックアップ装置のシステム光軸 A に光軸が合うように配置される。波長え 2の発光部 16は空間的制約から、波長 λ 1の 発光部 15から若干離れた位置に配置される。波長え 3の発光部 17は、光ピックアツ プ装置のシステム光軸 Αに光軸が合うように配置される。ここで、波長 λ 1と波長 λ 2 は、ダイクロイツクミラー 5aのミラー面において反射されて使用され、波長え 3は、ダイ クロイツクミラー 5aのミラー面において透過で使用される。
[0055] 図 21は、本発明の実施の形態 2に係るレーザ出力器の内部の各発光部の光軸と システム光軸 Aの関係の他の例を示す図である。ここでは、各発光部と光軸の関係を 示しており、レーザ出力器の外観やグレーティングは、描かれていない。本実施の形 態では、各レーザ出力器に内包される半導体基板の構成が上述した実施の形態 1と は異なって!/、る。本実施の形態に係る光ピックアップ装置のプリズム 6以降の構成要 素は、上述した実施の形態 1と同様に構成されている。
[0056] 本実施の形態におけるレーザ出力器の構成としては、レーザ出力器 lbには、波長 λ 1 (約 405nm)の光を出射する発光部 15が形成された半導体基板 18と、波長え 2 (約 650nm)の光を出射する発光部 16が形成された半導体基板 19が内包されてお り、レーザ出力器 2bには、波長え 3 (約 780nm)の波長を出射する発光部 17が形成 された半導体基板 20が内包され、半導体基板上に形成された各発光部 15、 16、 17 は、それぞれに電圧を印加することによって、 λ ΐ、え 2、 λ 3の波長の光を出射する ようになつている。図 21では、半導体基板 18と半導体基板 19は、別々の半導体基 板であるが、一体で形成された 、わゆるモノリシックタイプの半導体基板でもかまわな い。
[0057] 本実施の形態では、波長 λ 1の発光部 15は、光ピックアップ装置のシステム光軸 A に光軸が合うように配置される。波長 λ 2の発光部 16は空間的制約から、波長 λ 3の 発光部 15から若干離れた位置に配置される。波長え 3の発光部 17は、光ピックアツ プ装置のシステム光軸 Αに光軸が合うように配置される。ここで、波長 λ 1と波長 λ 2 は、ダイクロイツクミラー 5bのミラー面において透過で使用され、波長え 3は、ダイク口 イツクミラー 5bのミラー面において反射で使用される。
[0058] 図 22は、本発明の実施の形態 2に係るレーザ出力器の内部の各発光部の光軸と システム光軸 Aの関係の他の例を示す図である。ここでは、各発光部と光軸の関係を 示しており、レーザ出力器の外観やグレーティングは、描かれていない。本実施の形 態では、各レーザ出力器に内包される半導体基板の構成が上述した実施の形態 1と は異なって!/、る。本実施の形態に係る光ピックアップ装置のプリズム 6以降の構成要 素は、上述した実施の形態 1と同様に構成されている。
[0059] 本実施の形態におけるレーザ出力器の構成としては、レーザ出力器 lcには、波長 λ 2 (約 650nm)の光を出射する発光部 16が形成された半導体基板 19と、波長え 3 (約 780nm)の光を出射する発光部 17が形成された半導体基板 20が内包されてお り、レーザ出力器 2cには、波長 λ 1 (約 405nm)の波長を出射する発光部 15が形成 された半導体基板 18が内包され、半導体基板上に形成された各発光部 15、 16、 17 は、それぞれに電圧を印加することによって、 λ ΐ、え 2、 λ 3の波長の光を出射する ようになつている。図 22では、半導体基板 16と半導体基板 17は、別々の半導体基 板であるが、一体で形成された 、わゆるモノリシックタイプの半導体基板でもかまわな い。
[0060] 本実施の形態では、波長 λ 1の発光部 15は、光ピックアップ装置のシステム光軸 A に光軸が合うように配置される。波長え 3の発光部 17は、光ピックアップ装置のシス テム光軸 Aに光軸が合うように配置され、波長え 2の発光部 16は空間的制約から、 波長 λ 3の発光部 17から若干離れた位置に配置される。ここで、波長 λ 2と波長 λ 3 は、ダイクロイツクミラー 5cのミラー面において透過で使用され、波長 λ 1は、ダイク口 イツクミラー 5cのミラー面において反射で使用される。
[0061] 本実施の形態（図 20、図 21、図 22)では、各レーザ出力器内において、波長 λ 1 の発光部 15から出射される光の光軸と、波長 λ 3の発光部 17から出射される光の光 軸が一致するように、レーザ出力器が配置されているため、上述した実施の形態 1と 同様の効果を得ることができる。
[0062] 実施の形態 3.
上述した実施の形態 1では、光軸調整素子の回折格子 21のレベル数 Ρが 5に設定 されている力 本実施の形態では、回折格子 21のレベル数 Ρを 4〜6の範囲に設定 している。本実施の形態に係る光ピックアップ装置の他の構成は、上述した実施の形 態 1と同様に構成されている。
[0063] 上述した図 5に示した回折格子 21の構成は、本実施の形態においてレベル数 Ρを 5とした場合に相当する。レベル数 Ρが 2〜8の回折格子において溝深さ hを変化させ た場合、各波長における 0次回折効率および 1次回折効率は、図 6〜図 18に示した ように変化する。また、レベル数 Pと、波長 λ 1、え 3の 0次回折光がほぼ最大となると きの溝深さ hでの波長え 2の 1次回折光との間には、図 19に示した関係がある。なお 、実施の形態 1でも説明したように、回折格子 21の屈折率は、一般的な硝子素材で ある BK7相当の屈折率データを使用して計算して 、る。
[0064] 図 19に示したように、回折格子 21のレベル数 P力 〜6の範囲内であれば、波長 λ 1、 λ 3の 0次回折効率が最大となるときの溝深さ hでの波長 λ 2の 1次回折効率が 0. 7以上であり、高い 1次回折効率が得られる。一般的に、光検出器に受光する光量が 多いほど信号検出が容易となる為、回折格子のレベル数 Pが 4〜6であれば、光検出 器において良好な信号検出を行うことが可能になる。
[0065] 以上説明したように、本実施の形態では、レベル数 Pが 4〜6のバイナリブレーズ型 の回折格子を用いることにより、波長え 1、および λ 3の戻り光にカ卩え、波長 λ 2の波 長の戻り光にっ 、ても高い回折効率を得ることができ、これにより光検出器 14にお ヽ て良好な信号検出を行うことが可能になる。
[0066] 特に、レベル数 Ρを 4とした場合には、レベル数 Ρを 5、 6とした倍よりも段数が少なく 構造が簡単であるため、回折格子 21の作成が容易になるという利点もある。
[0067] 実施の形態 4.
上述した実施の形態 1では、光軸調整素子 13の回折格子 21の屈折率を、一般的 な硝子素材である ΒΚ7の屈折率相当とした力 本実施の形態では、回折格子 21の 素材として、以下の条件を満足する屈折率を有するものを選択する。本実施の形態 に係る光ピックアップ装置の他の構成は、上述した実施の形態 1と同様に構成されて いる。
[0068] 本実施の形態では、光軸調整素子 13の回折格子 21の素材を、その素材の波長 λ 1に対する屈折率を nlとし、波長 λ 3に対する屈折率を η3としたときに、
1. 0≤(nl - l) / (n3- l)≤l. 08 (2)
を満足するものの中力 選択して 、る。
[0069] 上述した実施の形態 1では、波長 λ 1を約 405nm、波長 λ 3を約 780nmと説明し たが、一般に、青紫色の半導体レーザ出力器や CD用のレーザ出力器の出力波長 は、 l =405±8nm、 λ 3 = 780± 15nmとある程度の幅を持って、ばらついてお り、必ずしも λ l =405nm、 λ 3 = 780nmで ίまな!/ヽ。
[0070] 実施の形態 1でも説明したように、回折格子 21の段差 dが λ / (η— 1)の整数倍の ときに最大の 0次回折効率が得られるため、波長 λ 1についての最適な段差 dは λ 1 / (nl 1)の整数倍であり、波長 λ 3につ 、ての最適な段差 dは λ 3/ (η3 1)の 整数倍である。 λ 3Ζ λ 1の値は約 2である力 屈折率 nl、 η3の違いを考慮すると、 2 λ 1/ (η1 - 1) = λ 3/ (η3- 1) (3) が成立するときに、波長 λ 1、え 3について同時に最大の 0次回折効率が得られるこ とになる。上の式（3)を変形すると、以下の式 (4)が得られる。
(η1 - 1) / (η3- 1) = 2 λ 1/ λ 3 (4)
[0071] 式 (4)に、上述した出力波長の範囲を適用すると、上述した式（2)が得られる。回 折格子 21を、式 (2)を満足する素材により形成すれば、同じ段差 dで、波長え 1、 3 ともに最大の 0次回折効率を得ることができる。このように、使用するレーザ出力器の 出力波長に応じて適切な回折格子 21の素材を選択することにより、波長 λ 1、え 3に ついて同時に高い 0次回折効率を得ることができる。
[0072] 以上説明したように、本実施の形態では、出力波長に幅があるレーザ出力器を使 用した場合でも、バイナリブレーズ型の回折格子 21が 1. 0≤ (nl - l) / (n3- l)≤ 1. 08を満足する素材から、レーザ出力器の出力波長に合わせた素材を選択するこ とにより、波長 λ 1、え 3の両方波長で高い 0次回折効率を得ることができ、光検出器 14において良好な信号検出を行うことが可能になる。
[0073] 実施の形態 5.
図 23は、本発明の実施の形態 5に係る光ディスク装置の基本構成を示す図である 。本実施の形態に係る光ディスク装置は、光ピックアップ装置 100を備えたものであり 、この光ピックアップ装置 100としては、実施の形態 1〜4のいずれの光ピックアップ 装置を用いてもよい。
[0074] 本実施の形態に係る光ディスク装置は、 DVD, CD、又はこれらの数倍の容量を有 することが可能な青紫色レーザ用の光ディスクを保持して回転駆動する回転駆動機 構 102を備えている。この回転駆動機構 102は、光ディスク 11の中心部に設けられ たチヤッキング孔 1 laを基準として光ディスク 11を位置決めし、回転駆動するもので ある。
[0075] 光ピックアップ装置 100は、回転駆動機構 102により回転駆動される光ディスク 11 の信号記録面に対物レンズを対向させた状態で配置され、送り機構 103により光ディ スク 11の半径方向に移動する。光ピックアップ装置 100、回転駆動機構 102及び送 り機構 103は、制御回路 101により制御される。光ピックアップ装置 100は、レーザ出 力器が出射可能な 3種対の波長 λ 1、え 2、 λ 3のうち、光ディスクの種類に応じて選 択された波長の光を用いて、光ディスク 11に対する情報の記録、再生、又はその両 方を行う。光ピックアップ装置 100により光ディスク力も読み出された信号は、復調回 路 104により復調される。
[0076] 本実施の形態によれば、実施の形態 1〜4で説明した光ピックアップ装置を用いる ことにより、光ディスク装置の小型化及び低コストィ匕を実現することができる。
[0077] なお、上述した各実施の形態では、波長 λ 1、 え 2、 λ 3を、それぞれ約 405nm、 約 650nm、約 780nmとした力 使用する光記録媒体の種類に応じて、他の波長の 組み合わせを用いてもよい。たとえば、 3つの波長え 1、 λ 2、 λ 3のうちのひとつの波 長力 他の二つの波長のうちのひとつの波長の略整数倍である場合には、実施の形 態 1から 4と同様の光学系の構成で同様の効果が得られる。
[0078] さらに、 4つの波長 λ 1、え 2、 λ 3、 λ 4の光を切り替え可能な光ピックアップであつ て、たとえば、（ぇ17ぇ2)と（ぇ17ぇ3)のぃずれもが略自然数となる場合には、 λ 1、 λ 2およびえ 3のすベての光軸をシステム光軸 Αと一致させることができれば、本 発明の各実施の形態と同様な光学系の構成で同様の効果を得ることが可能である。 λ 1、 え 2およびえ 3のすベての光軸をシステム光軸 Αと一致させることは、 2つのダイ クロイツクミラーを用いる等の方法で可能である。
[0079] また、上述した各実施の形態では、バイナリブレーズ型の回折格子 21を用いたが、 ノイナリブレーズ型の回折格子に限らず、波長え 1、 λ 2、 λ 3の戻り光を共通の光検 出器 14で受光できるように、少なくとも 1つの波長の戻り光の光軸を調整することが可 能な光軸調整素子であればょ 、。

Claims

請求の範囲
[1] 光記録媒体に対し情報の記録または、再生が可能な光ピックアップ装置であって、 第 1の波長を有する第 1の光を出力する第 1の発光部と、
第 2の波長を有する第 2の光を出力する第 2の発光部と、
第 3の波長を有する第 3の光を出力する第 3の発光部と、
前記発光部から出力され、前記光記録媒体で反射された戻り光の光軸を調整可能 な光軸調整素子と、
前記光軸調整素子を通過した前記戻り光を受光する一の光検出器と
を備え、
前記第 1の発光部、及び前記第 3の発光部は、前記第 1の光の光軸と前記第 3の光 の光軸とが略一致するようにそれぞれ配置され、
前記光軸調整素子は、前記第 2の光の戻り光の光軸を調整し、
前記一の光検出器は、前記第 1の光の戻り光、前記第 2の光の戻り光、及び前記第 3の光の戻り光を受光すること
を特徴とする光ピックアップ装置。
[2] 前記光軸調整素子が、位相差型の回折格子であること
を特徴とする請求項 1に記載の光ピックアップ装置。
[3] 前記第 1の波長が約 405nmであり、
前記第 2の波長が約 650nmであり、
前記第 3の波長が約 780nmであること
を特徴とする請求項 1または 2に記載の光ピックアップ装置。
[4] 前記第 2の発光部は、前記第 1の発光部、または前記第 3の発光部のいずれか一 方の発光部に隣接して設けられ、
前記第 2の発光部から出力される光、および前記第 2の発光部に隣接する発光部 カゝら出力される光は、略平行であること
を特徴とする請求項 3に記載の光ピックアップ装置。
[5] 前記一の光検出器が受光する前記第 1の光の戻り光、前記第 3の光の戻り光は、そ れぞれ 0次回折光であることを 特徴とする請求項 2から 4のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
[6] 前記光軸調整素子が、バイナリブレーズ型の回折格子であること
を特徴とする請求項 2に記載の光ピックアップ装置。
[7] 前記ノイナリブレーズ型の回折格子の段差 dは、前記第 3の光の波長をえ 3、前記 第 3の光に対する前記回折格子の屈折率を n3、mを 1以上の整数とすると、 d=m l 3/ (n3- l)
となることを
特徴とする請求項 6に記載の光ピックアップ装置。
[8] 前記バイナリブレーズ型の回折格子の段数が、 4以上 6以下であること
を特徴とする請求項 7に記載の光ピックアップ装置。
[9] 前記第 1の光の波長を λ 1前記第 1の光に対する前記回折格子の屈折率を nl、前 記第 3の光の波長を λ 3、前記第 3の光に対する前記回折格子の屈折率を η3とする と、
1. 0≤(nl - l) / (n3- l)≤l. 08
となること
を特徴とする請求項 2に記載の光ピックアップ装置。
[10] 光記録媒体としての光ディスクを回転駆動する回転駆動機構と、
前記回転駆動機構により回転駆動される前記光ディスクに対して、情報の記録、再 生のいずれか一方、またはその両方を行う請求項 1に記載の光ピックアップ装置と を備えたことを特徴とする光ディスク装置。
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