JP2001244574A - ２波長光源装置および光ヘッド装置 - Google Patents
２波長光源装置および光ヘッド装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】発光点位置の異なる２波長用半導体レーザから
の２つの光を一致させる２波長光源装置を得て、光ヘッ
ド装置に搭載して装置の小型化を図る。 【解決手段】２波長用半導体レーザ１の発光点１Ａから
の直進光は偏向させずに透過させ、発光点１Ｂからの傾
斜光は直進光と光軸を一致させることができる２波長用
偏向光学素子２を、２波長用半導体レーザ１と組み合わ
せて２波長光源装置を構成し、光ヘッド装置に搭載す
る。
の２つの光を一致させる２波長光源装置を得て、光ヘッ
ド装置に搭載して装置の小型化を図る。 【解決手段】２波長用半導体レーザ１の発光点１Ａから
の直進光は偏向させずに透過させ、発光点１Ｂからの傾
斜光は直進光と光軸を一致させることができる２波長用
偏向光学素子２を、２波長用半導体レーザ１と組み合わ
せて２波長光源装置を構成し、光ヘッド装置に搭載す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクなどの
光記録媒体の情報の記録・再生を行う２波長光源装置お
よび光ヘッド装置に関する。
光記録媒体の情報の記録・再生を行う２波長光源装置お
よび光ヘッド装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＣＤやＤＶＤなどの光ディスク、および
光磁気ディスクなど光記録媒体の情報の記録・再生を行
う光ヘッド装置において、半導体レーザからの出射光は
レンズにより光記録媒体上に集光され、集光された光は
光記録媒体に反射されて戻り光となる。そして、この戻
り光はビームスプリッタを用いて光検出器である受光素
子へ導かれ、光記録媒体上の情報が電気信号に変換され
る。
光磁気ディスクなど光記録媒体の情報の記録・再生を行
う光ヘッド装置において、半導体レーザからの出射光は
レンズにより光記録媒体上に集光され、集光された光は
光記録媒体に反射されて戻り光となる。そして、この戻
り光はビームスプリッタを用いて光検出器である受光素
子へ導かれ、光記録媒体上の情報が電気信号に変換され
る。
【０００３】また、同一の光ヘッド装置を用いて規格の
異なるＣＤおよびＤＶＤの光ディスクの情報を記録・再
生するため、ＣＤ／ＤＶＤ互換の光ヘッド装置が製品化
されている。特に、光記録媒体として波長依存性の高い
媒体を用いるＣＤ−Ｒなどの再生を前提とした場合、Ｃ
Ｄ用に波長７９０ｎｍの半導体レーザが用いられ、ＤＶ
Ｄ用に波長６５０ｎｍの半導体レーザが用いられてい
る。
異なるＣＤおよびＤＶＤの光ディスクの情報を記録・再
生するため、ＣＤ／ＤＶＤ互換の光ヘッド装置が製品化
されている。特に、光記録媒体として波長依存性の高い
媒体を用いるＣＤ−Ｒなどの再生を前提とした場合、Ｃ
Ｄ用に波長７９０ｎｍの半導体レーザが用いられ、ＤＶ
Ｄ用に波長６５０ｎｍの半導体レーザが用いられてい
る。
【０００４】さらに、波長７９０ｎｍの半導体レーザと
波長６５０ｎｍの半導体レーザをその発光点間隔を１０
０〜３００μｍ隔てて配置し構成した２波長用半導体レ
ーザを、１つの光源ユニット内に用いることにより、発
光点の位置精度が高く安定した光ヘッド装置が得られ
る。また、部品点数を削減して光ヘッド装置の小型化・
軽量化が図られ、光学系の設計を簡略化できるなどの利
点があるため、種々の光ヘッド装置の構成が提案されて
いる。
波長６５０ｎｍの半導体レーザをその発光点間隔を１０
０〜３００μｍ隔てて配置し構成した２波長用半導体レ
ーザを、１つの光源ユニット内に用いることにより、発
光点の位置精度が高く安定した光ヘッド装置が得られ
る。また、部品点数を削減して光ヘッド装置の小型化・
軽量化が図られ、光学系の設計を簡略化できるなどの利
点があるため、種々の光ヘッド装置の構成が提案されて
いる。
【０００５】例えば、図６（ａ）、（ｂ）において、２
波長半導体レーザ１における波長６６０ｎｍの発光点１
Ａまたは波長７９０ｎｍの発光点１Ｂからの出射光は、
ビームスプリッタ６を透過し、コリメートレンズ４によ
り平行光となり、対物レンズ３で光記録媒体であるＣＤ
やＤＶＤなどの光ディスク５の光記録面上に集光され
る。光ディスク５の光記録面で反射した光は、再び対物
レンズ３およびコリメートレンズ４により集光され、ビ
ームスプリッタ６で反射して、光検出器７Ａまたは７Ｂ
に到達する。
波長半導体レーザ１における波長６６０ｎｍの発光点１
Ａまたは波長７９０ｎｍの発光点１Ｂからの出射光は、
ビームスプリッタ６を透過し、コリメートレンズ４によ
り平行光となり、対物レンズ３で光記録媒体であるＣＤ
やＤＶＤなどの光ディスク５の光記録面上に集光され
る。光ディスク５の光記録面で反射した光は、再び対物
レンズ３およびコリメートレンズ４により集光され、ビ
ームスプリッタ６で反射して、光検出器７Ａまたは７Ｂ
に到達する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図６（ａ）に示すよう
に、波長６５０ｎｍの半導体レーザの発光点１Ａをコリ
メートレンズ４および対物レンズ３の回転対称軸上（光
軸上）に配置することにより、波面収差の少ない良好な
光学特性が得られる。
に、波長６５０ｎｍの半導体レーザの発光点１Ａをコリ
メートレンズ４および対物レンズ３の回転対称軸上（光
軸上）に配置することにより、波面収差の少ない良好な
光学特性が得られる。
【０００７】一方、波長７９０ｎｍの半導体レーザ（図
６（ｂ））は発光点１Ｂの位置が発光点１Ａとは異なり
光軸上にないため、コリメートレンズ４および対物レン
ズ３に対して入射光は斜入射となり、それに伴って非点
収差やコマ収差が発生し、光ディスク上への集光性が劣
化する。その結果、情報の記録・再生が不安定となる問
題があった。
６（ｂ））は発光点１Ｂの位置が発光点１Ａとは異なり
光軸上にないため、コリメートレンズ４および対物レン
ズ３に対して入射光は斜入射となり、それに伴って非点
収差やコマ収差が発生し、光ディスク上への集光性が劣
化する。その結果、情報の記録・再生が不安定となる問
題があった。
【０００８】また、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、
２波長半導体レーザ１上の波長６５０ｎｍの発光点１Ａ
と波長７９０ｎｍの発光点１Ｂとの位置が異なるため、
光検出器位置での集光する位置も異なり、波長６５０ｎ
ｍ用の光検出器７Ａと波長７９０ｎｍ用の光検出器７Ｂ
とがともに必要となり、構成が複雑で光ヘッド装置が大
型となった。２つの光検出器の受光部面積をカバーでき
る受光面積の大きい一個の光検出器（図示せず）を用い
て両方の波長帯の光を検出する方法もあるが、検出の応
答速度が遅く、さらに装置が大型化する問題があった。
２波長半導体レーザ１上の波長６５０ｎｍの発光点１Ａ
と波長７９０ｎｍの発光点１Ｂとの位置が異なるため、
光検出器位置での集光する位置も異なり、波長６５０ｎ
ｍ用の光検出器７Ａと波長７９０ｎｍ用の光検出器７Ｂ
とがともに必要となり、構成が複雑で光ヘッド装置が大
型となった。２つの光検出器の受光部面積をカバーでき
る受光面積の大きい一個の光検出器（図示せず）を用い
て両方の波長帯の光を検出する方法もあるが、検出の応
答速度が遅く、さらに装置が大型化する問題があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するためになされたものであり、波長λ1および波
長λ2（λ1≠λ2）の光をそれぞれ異なる発光点位置か
ら出射する２波長用半導体レーザと、λ1およびλ2の光
が透過する２波長用偏向光学素子とを備える２波長光源
装置であって、前記２波長用偏向光学素子はλ1の入射
光を偏向することなく透過するとともに、λ2の入射光
をλ1の透過光の光軸と一致するように偏向することを
特徴とする２波長光源装置を提供する。
解決するためになされたものであり、波長λ1および波
長λ2（λ1≠λ2）の光をそれぞれ異なる発光点位置か
ら出射する２波長用半導体レーザと、λ1およびλ2の光
が透過する２波長用偏向光学素子とを備える２波長光源
装置であって、前記２波長用偏向光学素子はλ1の入射
光を偏向することなく透過するとともに、λ2の入射光
をλ1の透過光の光軸と一致するように偏向することを
特徴とする２波長光源装置を提供する。
【００１０】また、上記の２波長光源装置と、前記２波
長光源装置からの出射光を光記録媒体に集光する対物レ
ンズとを備える、光記録媒体に情報の記録・再生を行う
光ヘッド装置であって、前記２波長光源装置からの出射
光の光軸が前記対物レンズの光軸と一致していることを
特徴とする光ヘッド装置を提供する。
長光源装置からの出射光を光記録媒体に集光する対物レ
ンズとを備える、光記録媒体に情報の記録・再生を行う
光ヘッド装置であって、前記２波長光源装置からの出射
光の光軸が前記対物レンズの光軸と一致していることを
特徴とする光ヘッド装置を提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１の２波長用半導体レーザ１に
おいては、ＤＶＤ系の波長λ1＝６５０ｎｍの光を出射
する発光点１ＡとＣＤ系の波長λ2＝７９０ｎｍの光を
出射する発光点１Ｂとが間隔ｗだけ離れており、発光点
１Ａから距離Ｌだけ離れた位置に２波長用偏向光学素子
２が設置されている。ここで、発光点１Ａが光学系の光
軸上にある場合、発光点１Ｂから２波長用偏向光学素子
２に入射する光は、発光点１Ａから入射する光に対して
角度θだけ傾く。
おいては、ＤＶＤ系の波長λ1＝６５０ｎｍの光を出射
する発光点１ＡとＣＤ系の波長λ2＝７９０ｎｍの光を
出射する発光点１Ｂとが間隔ｗだけ離れており、発光点
１Ａから距離Ｌだけ離れた位置に２波長用偏向光学素子
２が設置されている。ここで、発光点１Ａが光学系の光
軸上にある場合、発光点１Ｂから２波長用偏向光学素子
２に入射する光は、発光点１Ａから入射する光に対して
角度θだけ傾く。
【００１２】この波長λ1および波長λ2の入射光に対し
て、波長λ1の入射光を偏向することなく直進透過し、
波長λ2の入射光を光軸に対して角度θだけ偏向する
（傾ける）ことにより、波長λ1および波長λ2の光の大
半を同一の光学系の光軸上にそろえた２波長光源装置と
できる。
て、波長λ1の入射光を偏向することなく直進透過し、
波長λ2の入射光を光軸に対して角度θだけ偏向する
（傾ける）ことにより、波長λ1および波長λ2の光の大
半を同一の光学系の光軸上にそろえた２波長光源装置と
できる。
【００１３】このとき、波長λ1の直進透過光および波
長λ2の角度θ方向への偏向光の、入射光に対する割合
は大きいほど効率よく信号光が得られて好ましい。入射
光のうち大半を信号光とするために、波長λ1の直進透
過光および波長λ2の偏向光の、入射光に対する割合は
いずれも５０％以上であることが好ましく、６０％以上
であることがさらに好ましい。
長λ2の角度θ方向への偏向光の、入射光に対する割合
は大きいほど効率よく信号光が得られて好ましい。入射
光のうち大半を信号光とするために、波長λ1の直進透
過光および波長λ2の偏向光の、入射光に対する割合は
いずれも５０％以上であることが好ましく、６０％以上
であることがさらに好ましい。
【００１４】図２の２波長用偏向光学素子２は入射光に
対して屈折率ｎの媒質が複数段の階段状に加工され、ピ
ッチＰの周期的で直線的な格子の回折格子となってい
る。階段状に加工された回折格子の段差ｄ、屈折率ｎの
媒質と接する媒質（図２では空気）の屈折率をｎpとす
る。回折格子の段差ｄを波長λ1の光が通過したときに
生じる位相遅れは２π（ｎ−ｎp）ｄ／λ1であるため、
光路差（ｎ−ｎp）ｄがλ1の整数倍となるよう段差ｄを
設定することで、波長λ1の入射光の位相遅れは２πの
整数倍となり、位相変化がないときと同じである。した
がって、このような段差の階段状の回折格子に入射した
波長λ1の光は回折されることなく直進透過する。
対して屈折率ｎの媒質が複数段の階段状に加工され、ピ
ッチＰの周期的で直線的な格子の回折格子となってい
る。階段状に加工された回折格子の段差ｄ、屈折率ｎの
媒質と接する媒質（図２では空気）の屈折率をｎpとす
る。回折格子の段差ｄを波長λ1の光が通過したときに
生じる位相遅れは２π（ｎ−ｎp）ｄ／λ1であるため、
光路差（ｎ−ｎp）ｄがλ1の整数倍となるよう段差ｄを
設定することで、波長λ1の入射光の位相遅れは２πの
整数倍となり、位相変化がないときと同じである。した
がって、このような段差の階段状の回折格子に入射した
波長λ1の光は回折されることなく直進透過する。
【００１５】一方、回折格子の段差ｄを波長λ2の光が
透過したときに生じる位相遅れは２π（ｎ−ｎp）ｄ／
λ2であるため、位相遅れが２π（λ1／λ2）の整数倍
となる。λ1≠λ2であるため、実質的な位相差が生じ波
長λ2の入射光は回折格子により特定の角度で回折され
る。
透過したときに生じる位相遅れは２π（ｎ−ｎp）ｄ／
λ2であるため、位相遅れが２π（λ1／λ2）の整数倍
となる。λ1≠λ2であるため、実質的な位相差が生じ波
長λ2の入射光は回折格子により特定の角度で回折され
る。
【００１６】特に、図２に示すような各段差のｄがほぼ
等しい階段状で格子が直線的な回折格子の場合、＋１次
または−１次の回折光が高い回折効率となるため、２波
長用偏向素子として機能する。例えば、形状が階段状で
直線的な格子の回折格子の光路差（ｎ−ｎp）ｄがλ1お
よび２λ1である３ステップの回折格子の場合、特定の
入射波長の光に対して、＋１次または−１次の最大回折
効率が６０％以上となる。ステップ数の増加に伴い、格
子の形状がブレ−ズ回折格子に近づくため＋１次または
−１次の最大回折効率は理論上１００％に達する。
等しい階段状で格子が直線的な回折格子の場合、＋１次
または−１次の回折光が高い回折効率となるため、２波
長用偏向素子として機能する。例えば、形状が階段状で
直線的な格子の回折格子の光路差（ｎ−ｎp）ｄがλ1お
よび２λ1である３ステップの回折格子の場合、特定の
入射波長の光に対して、＋１次または−１次の最大回折
効率が６０％以上となる。ステップ数の増加に伴い、格
子の形状がブレ−ズ回折格子に近づくため＋１次または
−１次の最大回折効率は理論上１００％に達する。
【００１７】実際には、用いられる２波長用半導体レー
ザの出射波長λ1とλ2が固定され、２波長用偏向光学素
子の直進透過光の波長をλ1とすると、回折格子の段差
に基く光路差は波長λ1の整数倍に規定されるため、波
長λ2の光を＋１次または−１次の特定次数の高い効率
で回折するのに適した階段状のステップ数が存在する。
ザの出射波長λ1とλ2が固定され、２波長用偏向光学素
子の直進透過光の波長をλ1とすると、回折格子の段差
に基く光路差は波長λ1の整数倍に規定されるため、波
長λ2の光を＋１次または−１次の特定次数の高い効率
で回折するのに適した階段状のステップ数が存在する。
【００１８】具体的には、波長がλ1＝６５０ｎｍとλ2
＝７９０ｎｍのとき、２波長用偏向光学素子を形状が５
ステップから７ステップの階段状の回折格子とすること
により、波長λ1の入射光を直進透過するとともに波長
λ2の入射光の７０％以上を特定の方向に回折する２波
長用偏向光学素子となる。
＝７９０ｎｍのとき、２波長用偏向光学素子を形状が５
ステップから７ステップの階段状の回折格子とすること
により、波長λ1の入射光を直進透過するとともに波長
λ2の入射光の７０％以上を特定の方向に回折する２波
長用偏向光学素子となる。
【００１９】ここで、＋１次または−１次の回折光の回
折角θ1はｓｉｎ（θ1）＝λ2／Ｐで与えられる。図１
に示した、発光点１Ｂから２波長用偏向光学素子２に入
射する光と発光点１Ａから入射する光との傾斜角θと、
２波長用偏向光学素子２による回折角θ1とが一致する
ように回折格子の格子のピッチＰを決める。このように
決めることにより、２波長用偏向光学素子２を通過した
波長λ1の直進透過光と波長λ2の偏向光との光軸が一致
し、本発明の目的とする２波長光源装置を搭載した光ヘ
ッド装置の波面収差の改善を達成できる。
折角θ1はｓｉｎ（θ1）＝λ2／Ｐで与えられる。図１
に示した、発光点１Ｂから２波長用偏向光学素子２に入
射する光と発光点１Ａから入射する光との傾斜角θと、
２波長用偏向光学素子２による回折角θ1とが一致する
ように回折格子の格子のピッチＰを決める。このように
決めることにより、２波長用偏向光学素子２を通過した
波長λ1の直進透過光と波長λ2の偏向光との光軸が一致
し、本発明の目的とする２波長光源装置を搭載した光ヘ
ッド装置の波面収差の改善を達成できる。
【００２０】上記とは波長の関係が逆のλ1＝７９０ｎ
ｍとλ2＝６５０ｎｍのときは、２波長用偏向光学素子
を４ステップから６ステップの階段状の回折格子とする
ことにより、波長λ1の入射光を直進透過するとともに
波長λ2の入射光の７０％以上を特定の方向に回折する
２波長用偏向光学素子となる。
ｍとλ2＝６５０ｎｍのときは、２波長用偏向光学素子
を４ステップから６ステップの階段状の回折格子とする
ことにより、波長λ1の入射光を直進透過するとともに
波長λ2の入射光の７０％以上を特定の方向に回折する
２波長用偏向光学素子となる。
【００２１】なお、このような階段状の回折格子の加工
法には、例えば基板上に無機物膜または有機物膜を所定
の厚さにコ−トした後、エッチングにより段差を形成す
る工程を複数回繰り返す方法や、基板を直接エッチング
して掘る方法や、段差の形成された金型を用いて格子形
状を転写する方法などがある。
法には、例えば基板上に無機物膜または有機物膜を所定
の厚さにコ−トした後、エッチングにより段差を形成す
る工程を複数回繰り返す方法や、基板を直接エッチング
して掘る方法や、段差の形成された金型を用いて格子形
状を転写する方法などがある。
【００２２】また、階段状の回折格子に加工された屈折
率ｎの媒質と接する屈折率ｎpの媒質は、空気（ｎp＝
１）でもよいが屈折率がｎと異なる透明樹脂でもよい。
また、屈折率ｎの媒質または屈折率ｎpの媒質が入射光
の偏光方向によって屈折率の異なる複屈折性材料でもよ
い。いずれの場合も、波長λ1の入射光の６０％以上を
直進透過するとともに波長λ2の入射光の６０％以上を
特定の方向に偏向する２波長用偏向素子となる構成であ
れば、性能の低下が少なくて好ましい。
率ｎの媒質と接する屈折率ｎpの媒質は、空気（ｎp＝
１）でもよいが屈折率がｎと異なる透明樹脂でもよい。
また、屈折率ｎの媒質または屈折率ｎpの媒質が入射光
の偏光方向によって屈折率の異なる複屈折性材料でもよ
い。いずれの場合も、波長λ1の入射光の６０％以上を
直進透過するとともに波長λ2の入射光の６０％以上を
特定の方向に偏向する２波長用偏向素子となる構成であ
れば、性能の低下が少なくて好ましい。
【００２３】図３では２波長用偏向光学素子２を２波長
用半導体レーザ１とコリメートレンズ４との間に配置し
ている。発光点１Ａから出射された波長λ1の光は２波
長用偏向光学素子２を直進透過し、発光点１Ｂから出射
された波長λ2の光は２波長用偏向光学素子２により回
折されて、波長λ1の光と光軸が一致し、コリメートレ
ンズ４を経て対物レンズ３によって光記録媒体５上に集
光される。
用半導体レーザ１とコリメートレンズ４との間に配置し
ている。発光点１Ａから出射された波長λ1の光は２波
長用偏向光学素子２を直進透過し、発光点１Ｂから出射
された波長λ2の光は２波長用偏向光学素子２により回
折されて、波長λ1の光と光軸が一致し、コリメートレ
ンズ４を経て対物レンズ３によって光記録媒体５上に集
光される。
【００２４】波長λ1の光と波長λ2の光は同じ光軸上に
あるため、いずれの波長の光もレンズの波面収差が小さ
く維持され、光記録媒体上に絞られたビーム径で集光さ
れるため、発光点位置の異なる光源を用いても光記録媒
体の情報の記録・再生が高精度でかつ安定してできる。
あるため、いずれの波長の光もレンズの波面収差が小さ
く維持され、光記録媒体上に絞られたビーム径で集光さ
れるため、発光点位置の異なる光源を用いても光記録媒
体の情報の記録・再生が高精度でかつ安定してできる。
【００２５】また、光記録媒体５で反射した光は、再び
対物レンズ３およびコリメートレンズ４により集光さ
れ、ビームスプリッタ６で反射して、受光面積の小さな
単一の光検出器７に到達する。したがって、高速で情報
の記録・再生が実現するとともに装置の小型化につなが
る。光ヘッド装置において、対物レンズ３と光検出器７
との間に、２波長用偏向光学素子２を設置しても同様の
効果が得られる。
対物レンズ３およびコリメートレンズ４により集光さ
れ、ビームスプリッタ６で反射して、受光面積の小さな
単一の光検出器７に到達する。したがって、高速で情報
の記録・再生が実現するとともに装置の小型化につなが
る。光ヘッド装置において、対物レンズ３と光検出器７
との間に、２波長用偏向光学素子２を設置しても同様の
効果が得られる。
【００２６】また、２波長用偏向光学素子２を構成する
階段状の回折格子を単純な直線的な格子ではなく、面内
で格子ピッチが分布したホログラム回折格子とし、波長
λ2の回折光に空間的な位相分布を付与することで、偏
向光の位相差を調整し光記録媒体上への集光性をさらに
改善できる。図３ではコリメートレンズ４と対物レンズ
３を用いた構成を示したが、対物レンズ３のみを用い２
波長光源装置からの出射光を直接光記録媒体上に集光す
る構成でもよい。
階段状の回折格子を単純な直線的な格子ではなく、面内
で格子ピッチが分布したホログラム回折格子とし、波長
λ2の回折光に空間的な位相分布を付与することで、偏
向光の位相差を調整し光記録媒体上への集光性をさらに
改善できる。図３ではコリメートレンズ４と対物レンズ
３を用いた構成を示したが、対物レンズ３のみを用い２
波長光源装置からの出射光を直接光記録媒体上に集光す
る構成でもよい。
【００２７】さらに、図４に示すように、２波長用偏向
光学素子の階段状の回折格子２１が形成された面とは反
対側の面に３ビーム用の回折格子２２を形成して新たに
２波長用偏向光学素子２とすることにより、光記録媒体
上でのトラッキングエラー補正用に３ビームを発生でき
る。この場合、波長λ1と波長λ2のうち一方の波長の光
のみ回折するように格子深さｄgを選び、光路差（ｎ−
ｎp）ｄgがλ1またはλ 2に等しくすることが好ましい。
このとき波長λ1または波長λ2の光の透過率を高く維持
できる。
光学素子の階段状の回折格子２１が形成された面とは反
対側の面に３ビーム用の回折格子２２を形成して新たに
２波長用偏向光学素子２とすることにより、光記録媒体
上でのトラッキングエラー補正用に３ビームを発生でき
る。この場合、波長λ1と波長λ2のうち一方の波長の光
のみ回折するように格子深さｄgを選び、光路差（ｎ−
ｎp）ｄgがλ1またはλ 2に等しくすることが好ましい。
このとき波長λ1または波長λ2の光の透過率を高く維持
できる。
【００２８】さらに、図５に示すように、階段状の回折
格子２１が形成された２波長用偏向光学素子に波長板２
３を接合し一体化して、新たに２波長用偏向光学素子２
としてもよい。ここで波長板２３を、往復した入射光
（レーザ光）の偏光方向がほぼ９０゜回転する１／４波
長板とすることにより、光記録媒体から反射する同じ偏
光方向を有する戻り光がレーザ光の発光点に入射した場
合、レーザ発振が不安定になる。しかし、偏光方向が９
０゜回転した戻り光ではこの不安定になる問題が回避さ
れ、レーザ光強度の安定性が増すので好ましい。
格子２１が形成された２波長用偏向光学素子に波長板２
３を接合し一体化して、新たに２波長用偏向光学素子２
としてもよい。ここで波長板２３を、往復した入射光
（レーザ光）の偏光方向がほぼ９０゜回転する１／４波
長板とすることにより、光記録媒体から反射する同じ偏
光方向を有する戻り光がレーザ光の発光点に入射した場
合、レーザ発振が不安定になる。しかし、偏光方向が９
０゜回転した戻り光ではこの不安定になる問題が回避さ
れ、レーザ光強度の安定性が増すので好ましい。
【００２９】図５において、波長板２３と３ビーム用の
回折格子２２を一体化した２波長用偏向光学素子２を２
波長用半導体レーザに固定して光源ユニットとしてもよ
い。また、光検出器やその電気信号処理回路やアンプ回
路などを集積化して光電変換素子内蔵のユニットとする
ことにより、さらに小型・集積化できる。
回折格子２２を一体化した２波長用偏向光学素子２を２
波長用半導体レーザに固定して光源ユニットとしてもよ
い。また、光検出器やその電気信号処理回路やアンプ回
路などを集積化して光電変換素子内蔵のユニットとする
ことにより、さらに小型・集積化できる。
【００３０】この小型・集積化した場合、２波長用偏向
光学素子に光記録媒体からの反射戻り光を光検出器に導
くビームスプリッタ用ホログラムを積層して一体に形成
することにより、複数の機能が複合化されたユニットが
実現できるため、部品点数も削減できる。
光学素子に光記録媒体からの反射戻り光を光検出器に導
くビームスプリッタ用ホログラムを積層して一体に形成
することにより、複数の機能が複合化されたユニットが
実現できるため、部品点数も削減できる。
【００３１】図７の光源ユニットにおいて、波長λ1と
波長λ2の２つの光を発光点位置１Ａと１Ｂから出射す
る２波長用半導体レ−ザ１が同一の金属製のパッケ−ジ
１６内のヒ−トシンク用金属ブロック１８に固定され、
パッケ−ジ１６の光出射窓ガラス１７によって密封され
ている。２波長用半導体レ−ザ１へは電極１９を通して
電流が供給されて、２波長用半導体レ−ザ１が発光す
る。２波長用偏向光学素子２はパッケ−ジ１６の光出射
窓に固定され光源ユニットとしての２波長光源装置とな
っている。
波長λ2の２つの光を発光点位置１Ａと１Ｂから出射す
る２波長用半導体レ−ザ１が同一の金属製のパッケ−ジ
１６内のヒ−トシンク用金属ブロック１８に固定され、
パッケ−ジ１６の光出射窓ガラス１７によって密封され
ている。２波長用半導体レ−ザ１へは電極１９を通して
電流が供給されて、２波長用半導体レ−ザ１が発光す
る。２波長用偏向光学素子２はパッケ−ジ１６の光出射
窓に固定され光源ユニットとしての２波長光源装置とな
っている。
【００３２】このような構成の２波長光源装置を光ヘッ
ド装置に用いることにより、２波長用偏向光学素子２の
上表面の同一の発光点位置から波長λ1と波長λ2の２つ
の光を切り替えて出射すると２波長光源として利用でき
るため、従来の単一波長光源と同様に扱うことができ、
好ましい。すなわち、このような構成とすることによ
り、２波長用半導体レ−ザ１と２波長用偏向光学素子２
との位置合わせを、組み立て時にする必要のない２波長
光源とでき、好ましい。
ド装置に用いることにより、２波長用偏向光学素子２の
上表面の同一の発光点位置から波長λ1と波長λ2の２つ
の光を切り替えて出射すると２波長光源として利用でき
るため、従来の単一波長光源と同様に扱うことができ、
好ましい。すなわち、このような構成とすることによ
り、２波長用半導体レ−ザ１と２波長用偏向光学素子２
との位置合わせを、組み立て時にする必要のない２波長
光源とでき、好ましい。
【００３３】
【実施例】［例１］図１に示す本例の２波長光源装置
は、ＤＶＤ系の波長λ1＝６５０ｎｍとＣＤ系の波長λ2
＝７９０ｎｍの光を異なる発光点１Ａ、１Ｂから出射す
る２波長用半導体レーザ１、波長λ1の光を直進透過し
かつ波長λ2の光を偏向する２波長用偏向光学素子２か
ら構成されている。
は、ＤＶＤ系の波長λ1＝６５０ｎｍとＣＤ系の波長λ2
＝７９０ｎｍの光を異なる発光点１Ａ、１Ｂから出射す
る２波長用半導体レーザ１、波長λ1の光を直進透過し
かつ波長λ2の光を偏向する２波長用偏向光学素子２か
ら構成されている。
【００３４】２波長用偏向光学素子２はその断面が図２
に示されており、紙面に垂直な方向にはこの断面形状が
そのまま直線状に連続している、階段状で直線的な回折
格子となっている。屈折率ｎの媒質である格子材料と接
している媒質が空気の場合、形状は各段差ｄを（ｎ−
１）ｄ＝λ1とし、全体の高さが５λ1となる６ステップ
の階段状の回折格子となっている（図２では３ステップ
の構成を示す）。
に示されており、紙面に垂直な方向にはこの断面形状が
そのまま直線状に連続している、階段状で直線的な回折
格子となっている。屈折率ｎの媒質である格子材料と接
している媒質が空気の場合、形状は各段差ｄを（ｎ−
１）ｄ＝λ1とし、全体の高さが５λ1となる６ステップ
の階段状の回折格子となっている（図２では３ステップ
の構成を示す）。
【００３５】ここで、格子材料の屈折率ｎを１．５と
し、各段差は全て１．３μｍであるが基板面からの各階
段の高さをそれぞれ１．３、２．６、３．９、５．２、
６．５μｍとした。また、図１において、２波長用半導
体レーザ１の波長λ1と波長λ2との発光点位置の間隔ｗ
を２００μｍ、発光点位置と２波長用偏向光学素子２と
の距離Ｌを１０ｍｍとしたため、波長λ2の光は波長λ1
の光に対してθ＝ｓｉｎ -1（ｗ／Ｌ）＝１．１５゜だけ
傾斜して２波長用偏向光学素子２に入射した。
し、各段差は全て１．３μｍであるが基板面からの各階
段の高さをそれぞれ１．３、２．６、３．９、５．２、
６．５μｍとした。また、図１において、２波長用半導
体レーザ１の波長λ1と波長λ2との発光点位置の間隔ｗ
を２００μｍ、発光点位置と２波長用偏向光学素子２と
の距離Ｌを１０ｍｍとしたため、波長λ2の光は波長λ1
の光に対してθ＝ｓｉｎ -1（ｗ／Ｌ）＝１．１５゜だけ
傾斜して２波長用偏向光学素子２に入射した。
【００３６】ここで、２波長用偏向光学素子２の格子の
ピッチＰを３９．５μｍとすることにより、波長λ2の
入射光の＋１次回折光は入射方向に対してθ1＝ｓｉｎ
-1（λ 2／Ｐ）＝１．１５゜の回折角度で偏向されるた
め、傾斜角度θの波長λ2の光が波長λ1の光と光軸が一
致した。
ピッチＰを３９．５μｍとすることにより、波長λ2の
入射光の＋１次回折光は入射方向に対してθ1＝ｓｉｎ
-1（λ 2／Ｐ）＝１．１５゜の回折角度で偏向されるた
め、傾斜角度θの波長λ2の光が波長λ1の光と光軸が一
致した。
【００３７】このとき、波長λ1の入射光のうちほぼ８
０％が直進透過し、波長λ2の入射光のうちほぼ８０％
が＋１次回折光すなわち波長λ1の直進透過光と同一方
向に偏向された。この結果、波長λ1と波長λ2の光の光
軸が同軸上にある２波長光源装置が実現した。
０％が直進透過し、波長λ2の入射光のうちほぼ８０％
が＋１次回折光すなわち波長λ1の直進透過光と同一方
向に偏向された。この結果、波長λ1と波長λ2の光の光
軸が同軸上にある２波長光源装置が実現した。
【００３８】［例２］本例では図５に示すように、２波
長用偏向光学素子の階段状の回折格子２１が形成された
面とは反対側の面に、波長λ1と波長λ2との中間波長λ
に対し往復透過光の直線偏光方向が９０゜回転する１／
４波長板を波長板２３として接合した。さらに、波長λ
2の光のみ回折する格子深さｄgを（ｎ−１）ｄg＝λ2と
した３ビーム用の回折格子２２が形成された基板を、上
記λ／４波長板上の階段状の回折格子２１とは反対側に
さらに重ねて接合し、波長λ2の入射光に対してトラッ
キングエラー補正用の３ビームが発生する構成とした。
長用偏向光学素子の階段状の回折格子２１が形成された
面とは反対側の面に、波長λ1と波長λ2との中間波長λ
に対し往復透過光の直線偏光方向が９０゜回転する１／
４波長板を波長板２３として接合した。さらに、波長λ
2の光のみ回折する格子深さｄgを（ｎ−１）ｄg＝λ2と
した３ビーム用の回折格子２２が形成された基板を、上
記λ／４波長板上の階段状の回折格子２１とは反対側に
さらに重ねて接合し、波長λ2の入射光に対してトラッ
キングエラー補正用の３ビームが発生する構成とした。
【００３９】この２波長用偏向光学素子を用いた２波長
光源装置を光ヘッド装置に搭載した。その結果、波長λ
1および波長λ2のいずれの光も光記録媒体に回折限界に
相当するビーム径で集光され、使用波長が異なっても光
記録媒体の情報の記録・再生が高精度で安定してでき
た。
光源装置を光ヘッド装置に搭載した。その結果、波長λ
1および波長λ2のいずれの光も光記録媒体に回折限界に
相当するビーム径で集光され、使用波長が異なっても光
記録媒体の情報の記録・再生が高精度で安定してでき
た。
【００４０】また、波長λ2での光記録媒体の情報の再
生において、３ビーム用の回折格子が一体に形成されて
いるためトラッキング精度が向上し、さらに光ヘッド装
置の小型化が実現できた。さらに、λ／４波長板が用い
られており、２波長用半導体レーザへの同じ偏光方向の
戻り光が低減するため、レーザ発振強度が安定した。
生において、３ビーム用の回折格子が一体に形成されて
いるためトラッキング精度が向上し、さらに光ヘッド装
置の小型化が実現できた。さらに、λ／４波長板が用い
られており、２波長用半導体レーザへの同じ偏光方向の
戻り光が低減するため、レーザ発振強度が安定した。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の２波長光
源装置およびそれを用いた光ヘッド装置によれば、２波
長用偏向光学素子を用いて発光点位置の異なる２波長用
半導体レーザからの２種類の光の光軸を一致させること
ができるため、一方の波長の光が光学系の光軸に対し傾
斜して入射した場合に生じる光学系の波面収差を低減で
きる。また、ＤＶＤ系およびＣＤ系の光ディスクの情報
の記録・再生において受光面積の小さな同一の光検出器
を使用できる。
源装置およびそれを用いた光ヘッド装置によれば、２波
長用偏向光学素子を用いて発光点位置の異なる２波長用
半導体レーザからの２種類の光の光軸を一致させること
ができるため、一方の波長の光が光学系の光軸に対し傾
斜して入射した場合に生じる光学系の波面収差を低減で
きる。また、ＤＶＤ系およびＣＤ系の光ディスクの情報
の記録・再生において受光面積の小さな同一の光検出器
を使用できる。
【００４２】したがって、発光点位置の異なる２波長光
源装置を用いても光記録媒体の情報の記録・再生が高速
化できるとともに、精度よく安定する光ヘッド装置が提
供できる。また、部品点数の少ない小型・軽量の光ヘッ
ド装置が実現できる。
源装置を用いても光記録媒体の情報の記録・再生が高速
化できるとともに、精度よく安定する光ヘッド装置が提
供できる。また、部品点数の少ない小型・軽量の光ヘッ
ド装置が実現できる。
【図１】本発明の２波長光源装置を示す概略側面図。
【図２】本発明における２波長用偏向光学素子の１例を
示す側方断面図。
示す側方断面図。
【図３】本発明の２波長光源装置を用いた光ヘッド装置
の概略断面図。
の概略断面図。
【図４】本発明における２波長用偏向光学素子の他の例
を示す側方断面図。
を示す側方断面図。
【図５】本発明における２波長用偏向光学素子の別の例
を示す側方断面図。
を示す側方断面図。
【図６】従来の２波長光源装置を用いた光ヘッド装置の
概略断面図、（ａ）波長λ1の発光点からの出射光路を
示す側方断面図、（ｂ）波長λ2の発光点からの出射光
路を示す側方断面図。
概略断面図、（ａ）波長λ1の発光点からの出射光路を
示す側方断面図、（ｂ）波長λ2の発光点からの出射光
路を示す側方断面図。
【図７】本発明の２波長光源装置において、２波長用半
導体レーザと２波長用偏向光学素子が一つのパッケ−ジ
に固定された構成を示す側方断面図。
導体レーザと２波長用偏向光学素子が一つのパッケ−ジ
に固定された構成を示す側方断面図。
１：２波長用半導体レーザ １Ａ、１Ｂ：発光点 ２：２波長用偏向光学素子 ３：対物レンズ ４：コリメートレンズ ５：光記録媒体 ６：ビ−ムスプリッタ ７、７Ａ、７Ｂ：光検出器 １６：パッケ−ジ １７：光出射窓ガラス １８：ヒ−トシンク用金属ブロック １９：電極 ２１：階段状の回折格子 ２２：３ビーム用の回折格子 ２３：波長板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ１１Ｂ 7/135 Ｇ１１Ｂ 7/135 Ｚ Ｈ０１Ｓ 5/022 Ｈ０１Ｓ 5/022 Ｆターム(参考） 2H049 AA03 AA13 AA25 AA53 AA57 AA63 AA64 BA05 BA07 BA45 BB03 BB62 BC21 5D119 AA04 AA41 BA01 EC45 EC47 EC48 FA05 FA09 FA30 JA27 JA31 5F073 AB02 AB06 AB25 AB27 BA05 BA06 FA21
Claims (5)
- 【請求項１】波長λ1および波長λ2（λ1≠λ2）の光を
それぞれ異なる発光点位置から出射する２波長用半導体
レーザと、λ1およびλ2の光が透過する２波長用偏向光
学素子とを備える２波長光源装置であって、前記２波長
用偏向光学素子はλ1の入射光を偏向することなく透過
するとともに、λ2の入射光をλ1の透過光の光軸と一致
するように偏向することを特徴とする２波長光源装置。 - 【請求項２】前記２波長用半導体レーザが一つのパッケ
−ジ内に固定され、前記パッケ−ジに設けられた、前記
２波長用半導体レーザ用の光出射窓に前記２波長用偏向
光学素子が固定された請求項１に記載の２波長光源装
置。 - 【請求項３】前記２波長用偏向光学素子は、その表面に
透過光の位相を変化させる複数段の階段状の凸部が周期
的に並んで格子を形成し、前記凸部の各段差に基く光路
差がλ1の入射光に対しては波長の整数倍になるととも
に、λ2の入射光に対しては波長の整数倍にならない回
折格子である請求項１または２に記載の２波長光源装
置。 - 【請求項４】請求項１、２または３に記載の２波長光源
装置と、前記２波長光源装置からの出射光を光記録媒体
に集光する対物レンズとを備える、光記録媒体に情報の
記録・再生を行う光ヘッド装置であって、前記２波長光
源装置からの出射光の光軸が前記対物レンズの光軸と一
致していることを特徴とする光ヘッド装置。 - 【請求項５】前記２波長光源装置に備えられる２波長用
偏向光学素子は、さらに波長λ1または波長λ2の光のみ
を回折する回折格子を備える請求項４に記載の光ヘッド
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000185989A JP2001244574A (ja) | 1999-12-22 | 2000-06-21 | ２波長光源装置および光ヘッド装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11-364825 | 1999-12-22 | ||
| JP36482599 | 1999-12-22 | ||
| JP2000185989A JP2001244574A (ja) | 1999-12-22 | 2000-06-21 | ２波長光源装置および光ヘッド装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001244574A true JP2001244574A (ja) | 2001-09-07 |
Family
ID=26581616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000185989A Pending JP2001244574A (ja) | 1999-12-22 | 2000-06-21 | ２波長光源装置および光ヘッド装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001244574A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003071642A1 (en) * | 2002-02-21 | 2003-08-28 | Sony Corporation | Semiconductor light emitting device and optical disk unit using it |
| WO2003079506A1 (fr) * | 2002-03-20 | 2003-09-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Source de lumiere laser a longueurs d'onde multiples, dispositif a tete optique et processeur d'informations optique utilisant ce dispositif |
| KR100732102B1 (ko) * | 2004-08-30 | 2007-06-27 | 산요덴키가부시키가이샤 | 광픽업 장치 |
-
2000
- 2000-06-21 JP JP2000185989A patent/JP2001244574A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003071642A1 (en) * | 2002-02-21 | 2003-08-28 | Sony Corporation | Semiconductor light emitting device and optical disk unit using it |
| US6995399B2 (en) | 2002-02-21 | 2006-02-07 | Sony Corporation | Semiconductor light emitting device and optical disc apparatus using the same |
| US7141827B2 (en) | 2002-02-21 | 2006-11-28 | Sony Corporation | Semiconductor light emitting device and optical disc apparatus using the same |
| WO2003079506A1 (fr) * | 2002-03-20 | 2003-09-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Source de lumiere laser a longueurs d'onde multiples, dispositif a tete optique et processeur d'informations optique utilisant ce dispositif |
| KR100732102B1 (ko) * | 2004-08-30 | 2007-06-27 | 산요덴키가부시키가이샤 | 광픽업 장치 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040323 |