JPH07244868A

JPH07244868A - 光ピックアップ装置

Info

Publication number: JPH07244868A
Application number: JP6032290A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Tajiri; 敦志田尻; Kazushi Mori; 和思森; Keiichi Yoshitoshi; 慶一吉年; Takao Yamaguchi; 隆夫山口
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1994-03-02
Filing date: 1994-03-02
Publication date: 1995-09-19
Anticipated expiration: 2016-06-04
Also published as: JP3172355B2

Abstract

(57)【要約】【目的】光記録媒体に収束照射するレーザビームの出
力を一定に制御するためにこのレーザビームを直接検出
し、且つ小型化が可能なホログラム素子を用いた光ピッ
クアップ装置を提供することを目的とする。【構成】レーザビームを出力する半導体レーザ素子４
と、この半導体レーザ素子４に対向配置されレーザビー
ムを反射するホログラム面８を備えた半導体基体７から
なる反射型ホログラム素子６と、この反射型ホログラム
素子６からの反射光を光記録媒体１に収束する収束光学
系１４と、を備え、半導体基体７の表面部には、半導体
レーザ素子４からのレーザビームの出力を一定に制御す
るためにレーザビームをモニターするモニター用フォト
ダイオード１０及びホログラム面８が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、反射型ホログラム素子
を用いた光ピックアップ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光ピックアップ装置の小型軽量化
及び低価格化の要求にともなって、ホログラム素子を用
いた光ピックアップ装置の研究・開発が行われている。

【０００３】図９は特開平３−７６０３５号（Ｇ１１Ｂ
７／１３５）公報に記載された３ビーム法を用いてト
ラッキング・サーボを行うホログラム素子を有する光ピ
ックアップ装置の概略構成図である。

【０００４】図中、１０１は光記録媒体としてのディス
ク、１０２はレーザビーム（レーザ光）を上方に出力す
る半導体レーザ素子、１０３は前記レーザビームを３本
のビームに分割する第１のホログラム素子（透過型３分
割用回折格子）、１０４は前記３本のビームを透過し且
つディスク１０１からの帰還ビーム（反射光）を回折す
る第２のホログラム素子、１０５は前記第２のホログラ
ム素子１０４を透過した３本のビームをディスク１０１
上に集光して３個のスポットを形成するための対物レン
ズ、１０６は第２のホログラム素子１０４で回折された
ディスク１０１からの帰還ビームを検出するサーボ検出
用光検出素子である。

【０００５】しかし、この装置では薄型化を図ることは
困難であった。何故なら、光記録媒体にレーザビームを
収束するためには、半導体レーザ素子から光記録媒体ま
での距離はある程度以上必要であるためである。

【０００６】この問題を解決するものとして、特開平４
−６０９３１号（Ｇ１１Ｂ７／１３５）公報には、半
導体レーザ素子から出力されるレーザビームの方向を直
角に変換させて薄型化を図った光ピックアップ装置が開
示されている。

【０００７】上記例を含め、光ピックアップ装置では半
導体レーザ素子からの光出力が一定に制御される必要が
あるが、従来の装置では一般に半導体レーザ素子の後端
面から出力されたレーザビームをモニター用フォトダイ
オードにより検出し、このフォトダイオードの出力に基
づいて自動出力制御回路（以下、ＡＰＣ回路という）を
動作させてレーザビームの出力を一定に制御していた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た半導体レーザ素子の後端面からのレーザビームを検出
する方法では、後端面から一定強度以上のレーザビーム
を取り出す必要があり、この後端面の反射率を上げるこ
とが出来ない。このため、半導体レーザ素子の高出力
化、高効率化が困難であるといった問題があった。

【０００９】また、斯る方法では、長時間の使用で素子
が劣化した場合や光記録媒体からの帰還ビームがレーザ
素子内に入射する場合、光記録媒体に収束照射するため
の前端面からのレーザビームの出力変化と後端面からの
レーザビームの出力変化とが対応しなくなるので、後端
面からのレーザビーム出力の検出では、前端面からのレ
ーザビーム出力を正確に一定制御することができず、光
記録媒体の再生等においてＳ／Ｎが低下するといった問
題もあった。

【００１０】この後端面からのレーザビーム出力をモニ
ターする方法に対して、前端面からのレーザビーム出力
をモニターする方法も知られている。例えば、ビームス
プリッタ等を用いてレーザビームの一部を分割して、そ
の分割ビームをモニターする方法が知られているが、斯
る方法ではビームスプリッタを用いるため、装置の小型
化が図れないといった問題があった。

【００１１】本発明は上述の問題点を鑑み成されたもの
であり、光記録媒体に照射するレーザビームの出力を精
度よく一定に制御するために光記録媒体側へ照射するレ
ーザビームを直接検出し、且つ小型化が可能な反射型ホ
ログラム素子を用いた光ピックアップ装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の光ピックアップ
装置は、レーザビームを出力する半導体レーザ素子と、
該半導体レーザ素子に対向配置され、前記レーザビーム
を反射し該反射したレーザビームを光記録媒体に導くた
めのホログラム面を有する反射型ホログラム素子と、を
備え、前記反射型ホログラム素子は、前記半導体レーザ
素子からのレーザビームの出力を一定に制御するために
該レーザビームをモニターするモニター用フォトダイオ
ードを有することを特徴とする。

【００１３】特に、前記フォトダイオードは、前記ホロ
グラム面の周囲のうち少なくとも一部に設けられている
ことを特徴とする。

【００１４】また、前記ホログラム面は前記フォトダイ
オード上にあり、且つ該ホログラム面に入射したレーザ
ビームの一部を透過すると共に該レーザビームの他の一
部を反射することを特徴とし、更に、前記ホログラム面
の表面は導電性材料からなり、前記フォトダイオードの
電極を兼ねることを特徴とする。

【００１５】

【作用】本発明の構成によれば、反射型ホログラム素子
はモニター用フォトダイオード及びホログラム面を有す
るので、光記録媒体に照射する側のレーザビームの強度
をビームスプリッタ等の光学素子を用いることもなく直
接検出することができると共に、ホログラム面によって
半導体レーザ素子から光記録媒体までの光路が屈折され
る。従って、レーザビームの出力を精度よく一定に制御
できると共に、小型化及び薄型化が図れる。

【００１６】特に、前記フォトダイオードが前記ホログ
ラム面の周囲のうち少なくとも一部に設けられている場
合、光強度が弱いレーザビームの径周辺部をフォトダイ
オードで検出できると共に、光強度の強いレーザビーム
の径中心部はホログラム面で反射され、この強度の強い
反射光を光記録媒体に照射できる。即ち、半導体レーザ
素子から光記録媒体へのレーザビーム光路外にフォトダ
イオードを設けることができるため、フォトダイオード
を設けたことによる光記録媒体へのビーム強度の低下と
いった問題が起こらない。このように光記録媒体に照射
する必要部分以外の不要な部分を用いてレーザビームの
強度を検出できるので、光記録媒体へのレーザビーム強
度の低減を抑制した状態で光記録媒体に照射する側のレ
ーザビームの強度を直接検出することができる。

【００１７】更にこの場合、光記録媒体から反射型ホロ
グラム素子への戻り光は、ホログラム面に入射しフォト
ダイオードに入射しないので、戻り光によるフォトダイ
オードの感度低下が起こらない。

【００１８】また、前記ホログラム面が、フォトダイオ
ード上にあり、且つ該ホログラム面に入射したレーザビ
ームの一部を透過すると共に該レーザビームの他の一部
を反射する場合、光強度の強いレーザビームの径中心部
における光強度を検出できるので、各半導体レーザ素子
の個体差に基づくビーム強度分布の違いがあってもフォ
トダイオードの検出出力にバラツキが生じない。更に、
このホログラム面の表面が導電性材料からなり、フォト
ダイオードの電極を兼ねる場合、このフォトダイオード
にフォトンが入射して該フォトダイオード内部で電子正
孔対が発生してなる場所から電極までの距離が短いの
で、この電子及び正孔は散乱を受けることが少なくなる
（インピーダンスが小さくなる）。従って、斯るフォト
ダイオードは受光面の端に電極が設けられたフォトダイ
オードに比べて高速応答となる。加えて、フォトダイオ
ードと電極のオーミック接触の面積が大きくなるので、
低抵抗となって低消費電力化が図れる。

【００１９】

【実施例】本発明の第１実施例に係る光ピックアップ装
置を図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は本実施例
の３ビーム法を用いてトラッキング・サーボを行う光ピ
ックアップ装置の概略構成図、図２は本実施例装置の要
部概略斜視図、図３（ａ）は本実施例装置の反射型ホロ
グラム素子（反射型３分割用回折格子）の概略上面図、
図３（ｂ）は図３（ａ）の破線Ａ−Ａに沿った概略断面
図である。尚、図１及び図２おいて電極やボンディング
線等は図示しない。

【００２０】図１及び図２中、１はコンパクト・ディス
ク等の光ディスクからなる光記録媒体である。２はｎ⁺
型Ｓｉ（シリコン）等からなる導電性半導体材料又は銅
等の導電性金属からなる良熱伝導性基体であって、この
基体は上平面部２ａとこの上平面部２ａに対して４５度
の角度をなす傾斜部２ｂを有する。

【００２１】３は前記上平面部２ａ上にダイボンドされ
基体２と電気的に接続された半導体レーザ素子（レーザ
・ダイオード）載置用導電性ヒートシンクとしてのｎ⁺
型Ｓｉ半導体基板である。

【００２２】４は前記半導体基板３の一端側表面部上に
図示しない電極側とダイボンドされ該基板３と電気的に
接続された上面に図示しない他の電極を備えた半導体レ
ーザ素子であって、その前端面が前記傾斜部２ｂに対向
するように配置されている。この素子４は前記表面部と
平行に延在する図示しない活性領域でレーザビームが発
生し、素子４の前端面側から光記録媒体信号検出用のレ
ーザビーム（レーザ光）を出力する。

【００２３】５は光記録媒体１から戻ってきた帰還ビー
ム（反射光）を検出してトラッキング・サーボ、フォー
カシング・サーボ及び再生を行うためのＰＩＮ型フォト
ダイオード等からなる信号検出用光検出素子（信号検出
用光検出部）であって、前記帰還ビーム以外のビームが
検出素子５に入らない前記基体２の上平面部２ａ上に図
示しない電極側とダイボンドされ基板２と電気的に接続
されている。

【００２４】図３にも示すように、６は前記傾斜部２ｂ
に固定された反射型ホログラム素子（反射型３分割用回
折格子）である。この素子６は、ｎ⁺型Ｓｉからなる半
導体基板７ａと、該基板７ａ上に形成されたｎ^-型Ｓｉ
からなる半導体層７ｂと、から構成された半導体基体７
からなる。この半導体層７ｂの中央表面部には、該表面
部に設けられた等間隔のグレティング（凹凸）と、該グ
レーティング上に設けられた金又はアルミニウム等の図
示しない反射膜、望ましくは全反射膜で構成されるホロ
グラム面（反射型３分割用回折格子面）８が設けられて
いる。このホログラム面８の周囲の半導体層７ｂの表面
部にはｐ型Ｓｉからなる半導体層９が拡散により選択的
に形成されて、ｎ⁺型半導体基板７ａ、ｎ^-型半導体層７
ｂ及びｐ型半導体層９によりモニター用のＰＩＮ型フォ
トダイオード１０が構成されている。１１ａは前記フォ
トダイオード１０用の０．３〜２μｍ厚の金等からなる
表側電極であって、該フォトダイオード１０の周囲の半
導体層７ｂ上に形成された０．２μｍ厚のＳｉＯ₂から
なる絶縁膜１２上に亘って形成されている。１１ｂは基
板７ａの裏面に形成された前記フォトダイオード１０用
の０．３〜２μｍ厚の金等からなる裏側電極であって、
前記傾斜部２ｂに銀ペースト等の導電性接着材を介して
固着されている。

【００２５】前記半導体レーザ素子４の前端面から出力
されたレーザビームは、該半導体レーザ素子４に対向配
置された上記反射型ホログラム素子６に入射される。半
導体レーザ素子から出力されるレーザビームは広がり角
及び径中心の強度が強く周辺部に行くほど強度が弱い分
布（一般にはガウス分布強度）を持って進行するので、
レーザビームのうちその強度が強い径中心部を少なくと
も上記反射型ホログラム素子６のホログラム面８に入射
し、該レーザビームのうち強度の弱い径周辺部を前記フ
ォトダイオード１０に入射する。

【００２６】前記ホログラム面８は、入射した径中心部
のレーザビームを０次、±１次回折のビーム（以下、こ
の０次ビームを主ビーム、＋１次ビームを副ビームＸ、
−１次ビームを副ビームＹと呼ぶ）に分割すると共に上
方に反射する。

【００２７】一方、前記フォトダイオード１０は、入射
した径周辺部のレーザビームを光電変換し、該光電変換
された信号は図示しないＡＰＣ駆動回路に送られて、該
回路により前記半導体レーザ４の前端面から出力される
レーザビームが一定に制御される。

【００２８】１３は前記反射型ホログラム素子６の上方
に設けられた透過型（透光型）ホログラム素子であっ
て、本実施例ではガラス等からなる透光性基板と、該基
板上面に形成されたグレーティングのピッチが漸次的に
変化してなる曲線群からなる。この素子１３は前記０
次、±１次のビーム（主ビーム及び副ビームＸ、Ｙ）を
透過（０次回折）し、また光記録媒体１から反射して戻
ってきたこれら０次、±１次の帰還ビーム（主ビーム及
び副ビームＸ、Ｙ）を１次（又は−１次）で回折して前
記反射型ホログラム素子６の側方に位置する光検出素子
５の光検出部へ収束（集光）させる。

【００２９】尚、この透過型ホログラム素子１３は、こ
の素子１３で＋１次（又は−１次）で回折された帰還ビ
ームがその光軸を入射ビームの光軸に対して斜めに変換
すると共に、ビーム進行方向と直交する一方向とこの一
方向と直交する方向で焦点距離が異なるように集光する
（非点収差）作用を及ぼす。即ち、この透過型ホログラ
ム素子１３は、ビームスプリッタ、集光レンス及びシリ
ンドリカルレンズの機能を合わせもつ。

【００３０】１４は前記透過型ホログラム素子１３の上
方に設けられ該ホログラム素子１３を透過（０次回折）
した前記０次、±１次のビーム（主ビーム及び副ビーム
Ｘ、Ｙ）を光記録媒体１の表面に収束して、それぞれ主
ビームスポットと該主ビームスポットの両側に副ビーム
スポットＸ、副ビームスポットＹを形成するための収束
光学系としての対物レンズである。ここで、光ピックア
ップ装置の光学系は、主スポットが再生しようとするト
ラックを走査し、副スポットＸ、Ｙが主スポットの両側
を前記トラックに僅かにかかって走査するように調整配
置されている。

【００３１】前記図２に示すように、本実施例の光検出
素子５は、非点収差法を用いたフォーカシングサーボを
行うための中心部に４分割された光検出部５ａと、これ
らの両側に設けられた３ビーム法を用いたトラッキング
サーボを行うための光検出部５ｂ、５ｂからなり、この
４分割された光検出部５ａの中心にはホログラム素子１
３で１次（又は−１次）回折された主ビームが入射し、
光検出部５ｂ、５ｂにはそれぞれ同様に１次（又は−１
次）回折された副ビームＸ、Ｙが入射する従来周知の構
成である。これら検出部の検出信号は図示しない演算回
路に送られ、フォーカスエラー（ＦＥ）信号、トラッキ
ングエラー（ＴＥ）信号、及び再生信号が算出される。

【００３２】斯る光ピックアップ装置における再生、ト
ラッキング・サーボ及びフォーカシング・サーボ等は次
のように行われる。

【００３３】前記半導体レーザ素子４の前端面側から出
力されたレーザビームは、そのビームの強度の弱い径周
辺部がフォトダイオード１０で受光され、この受光量に
応じた信号に基づいて図示しないＡＰＣ回路にてレーザ
ビームが一定に制御される。一方、光強度の強い中心部
が反射型ホログラム面８で０次、±１次の回折ビーム
（主ビーム及び副ビームＸ、Ｙ）に分割されると共に、
直角上方に反射される。この上方に反射された主ビーム
及び副ビームＸ、Ｙは前記透過型ホログラム素子１３の
一方から入射する。その後、この素子１３で０次回折
（透過）した前記主ビーム及び副ビームＸ、Ｙは対物レ
ンズ１４により光記録媒体１上に前述した主ビームスポ
ット、副ビームスポットＸ、Ｙとして収束（集光）され
る。これら主スポット、副スポットＸ、Ｙからの情報信
号を含んだ帰還ビーム（主ビーム及び副ビームＸ、Ｙ）
は対物レンズ１４を通った後、透過型フォログラム素子
１３で１次（又は−１次）で回折され、主ビームは光検
出素子５の光検出部５ａに入射され、副ビームＸ、Ｙは
それぞれ光検出部５ｂ、５ｂに入射される。そして、光
検出素子５で得られた信号が図示しない上記演算回路で
演算処理され、再生信号、ＦＥ信号及びＴＥ信号を得ら
れる。このＦＥ信号及びＴＥ信号に基づいて対物レンズ
１４が図示しない駆動機構により駆動されてトラッキン
グ・サーボ、フォーカシング・サーボが行われる。

【００３４】斯る光ピックアップ装置では、反射型ホロ
グラム素子６がその半導体基体７の表面部に半導体レー
ザ素子４からのレーザビームの出力を一定に制御するた
めに該レーザビームをモニターするモニター用フォトダ
イオード１０及びホログラム面８が形成されているの
で、光記録媒体１に収束照射する側のレーザビームをビ
ームスプリッタ等の光学素子を用いることもなく直接検
出することができると共に、反射型ホログラム素子６に
よって半導体レーザ素子４から光記録媒体１までの光路
が屈折される。従って、レーザビームの出力を精度よく
一定に制御できると共に、小型化及び薄型化が図れる。

【００３５】特に、前記フォトダイオード１０は、ホロ
グラム面８の周囲に形成されているので、レーザビーム
の強度が弱い径周辺部がフォトダイオード１０で検出で
きると共に、光強度の強いレーザビームの径中心部はホ
ログラム面８で反射され、この強度の強い反射光を光記
録媒体１に収束できる。従って、光記録媒体１へのレー
ザビーム強度の低減を抑制した状態（Ｓ／Ｎが良好な状
態）で光記録媒体１に収束照射する側のレーザビームの
強度を直接検出することができる。

【００３６】更に、光記録媒体１から反射型ホログラム
素子６への戻り光は、ホログラム面８に入射してもフォ
トダイオード１０に入射しないので、戻り光によるフォ
トダイオード１０の感度低下が起こらない。

【００３７】また、半導体レーザ素子４と信号検出用光
検出素子５は、同一の上平面部２ａ上に設けられている
ので、これら素子へのワイヤボンディングが容易であ
る。

【００３８】次に、本発明の第２実施例に係る光ピック
アップ装置を図面を参照しつつ説明する。図４は本実施
例の３ビーム法によるトラッキング・サーボが行える光
ピックアップ装置の概略構成図、図５は本実施例装置の
反射型ホログラム素子（反射型３分割用回折格子）の概
略断面図である。なお、第１実施例と異なる点は、反射
型ホログラム素子がフォトダイオード上にホログラム面
を有し、このホログラム面はその表面に半反射膜（半透
過膜：所謂ハーフミラー膜で、入射光の一部を透過し、
一部を反射する膜）を備えた点であり、第１実施例と同
一部分又は対応する部分には同一符号を付してその説明
は割愛する。

【００３９】図４中、２６は傾斜部２ｂに固定された反
射型ホログラム素子（反射型３分割用回折格子）であ
る。図５に示すように、この素子２６は、ｎ⁺型Ｓｉか
らなる半導体基板２７ａと該基板２７ａ上に形成された
ｎ^-型Ｓｉからなる半導体層２７ｂからなる半導体基体
２７からなり、半導体層２７ｂの中央表面部にはｐ型Ｓ
ｉからなる半導体層２９が選択的に拡散により形成され
て、ｎ⁺型半導体基板２７ａ、ｎ^-型半導体層２７ｂ及び
ｐ型半導体層２９によりモニター用のＰＩＮ型フォトダ
イオード３０が構成されている。２８は前記フォトダイ
オード３０を構成するｐ型半導体層２９の表面部に形成
された等間隔のグレティング（凹凸）２８ａと該グレー
ティング２８ａ上に形成されてなる３００Å厚以下の金
等からなる導電性半反射膜（導電性ハーフミラー膜）２
８ｂとで構成されるホログラム面（反射型３分割用回折
格子面）である。前記導電性半反射膜２８ｂは前記フォ
トダイオード３０の表側電極を兼ねる。また、３１は前
記基板２７ａの裏面に形成された金等からなる前記フォ
トダイオード３０の裏側電極である。

【００４０】斯る光ピックアップ装置では、前記半導体
レーザ素子４の前端面側から出力されたレーザビームの
うち少なくとも光強度の強い径中心部が、反射型ホログ
ラム面２８を一部透過してフォトダイード３０で受光さ
れ、この受光量応じた信号に基づいて図示しないＡＰＣ
回路にてレーザビームが一定に制御されると共に、他の
一部が反射型ホログラム面２８で０次、±１次の回折ビ
ーム（主ビーム及び副ビームＸ、Ｙ）を含む複数のビー
ムに分割されると共に、直角上方に反射される。この上
方に反射された０次、±１次の回折ビーム（主ビーム及
び副ビームＸ、Ｙ）は第１実施例の装置と同様に機能す
るので、第１実施例と同様のトラッキングサーボ、フォ
ーカシングサーボ、及び再生が行われる。

【００４１】この装置では、ホログラム面２８はフォト
ダイオード３０上にあり、且つホログラム面２８に入射
したレーザビームの一部を透過するので、光強度の強い
レーザビームの径中心部を検出できる。従って、半導体
レーザ素子には個体差に基づくビーム強度分布の違いが
あり、強度の弱い径周辺部を用いる第１実施例では、半
導体レーザ素子によってはフォトダイオードの検出信号
強度にバラッキが生じる虞れがあるが、本実施例ではそ
のような問題は起こらない。

【００４２】また、上記ホログラム面２８の表面は導電
性材料からなり、フォトダイオード３０の電極を兼ね
る。従って、このフォトダイオード３０にフォトンが入
射して該フォトダイオード３０内部で電子正孔対が発生
した場所から表側電極としての半反射膜２８ｂまでの距
離が短いので、この電子及び正孔は散乱を受けることが
少なくなる（インピーダンスが小さくなる）。従って、
斯るフォトダイオード３０は受光面の端に電極が設けら
れたフォトダイオードに比べて高速応答となる。加え
て、フォトダイオード３０と電極としての半反射膜２８
ｂとのオーミック接触の面積が大きいので、低抵抗とな
る。

【００４３】しかしながら、本実施例の場合、光記録媒
体１から反射型ホログラム素子２６への戻り光がフォト
ダイオード３０に入射されるので、第１実施例の場合に
比べてフォトダイオードの感度が低下する。

【００４４】従って、本実施例の場合には、ＡＰＣ駆動
回路の応答速度（周波数特性）は、光記録媒体の情報検
出回路の応答速度よりも１桁程度遅くする必要がある。
このように、ＡＰＣ回路の応答速度を上述程度遅くして
もそれほどＳ／Ｎ等が低下することはない。

【００４５】または、前記フォトダイオード３０には斜
めに戻り光が入射するので、前記凹凸の凹部の底面を除
いた該凹凸上の半反射膜２８ｂ上にＡｕ等を更に被着し
この部分を全反射とすることにより、即ち、前記凹凸の
うち凹部の底面上には半反射膜を、その他の凹凸上は全
反射膜とすることにより、フォトダイオード３０に戻り
光が入らないようにする必要がある。

【００４６】次に、本発明の第３実施例に係る光ピック
アップ装置を図面を参照しつつ説明する。図６は本実施
例の３ビーム法によるトラッキング・サーボが行える光
ピックアップ装置の概略構成図である。第１及び第２実
施例と同一部分又は対応する部分には同一符号を付して
その説明は割愛する。

【００４７】図６中、３３は半導体レーザ素子４の前端
面に対向して設置された透過型ホログラム素子（透過型
３分割用回折格子）で、レーザ素子４から出力されたレ
ーザビームを０次、±１次の回折ビーム（主ビーム及び
副ビームＸ、Ｙ）に分割する。

【００４８】３６は前記分割した０次、±１次の回折ビ
ームを略直角に０次で反射し、この反射した０次、±１
次の回折ビームを第１、第２実施例と同様に対物レンズ
１４を介して光記録媒体１に主ビームスポット、副ビー
ムスポットＸ、Ｙとして集光し、この光記録媒体１から
の帰還する前記０次、±１次の回折ビームを１次（又は
−１次）で回折して検出素子５に入射するための反射型
ホログラム素子である。

【００４９】前記反射型ホログラム素子３６は、前述し
た第１実施例又は第２実施例で示した反射型ホログラム
素子６又は２６と同じ構成であって、第１実施例又は第
２実施例と同じ効果を有する。このように、フォトダイ
オードを内蔵する反射型フォログラム素子は、３分割用
回折格子に限るものではない。

【００５０】上述の各実施例では、レーザビームを出力
する半導体レーザ素子と、この半導体レーザ素子に対向
配置されレーザビームを反射するホログラム面を備えた
半導体基体からなる反射型ホログラム素子と、このホロ
グラム面からのレーザビームを光記録媒体に収束する収
束光学系と、を備え、半導体基体の表面部には、半導体
レーザ素子からのレーザビームの出力を一定に制御する
ためにレーザビームをモニターするモニター用フォトダ
イオード及びホログラム面が形成されているので、この
反射型ホログラム素子を有する光ピックアップ装置の構
成部品が少なく、またフォトダイオードとホログラム面
は従来周知の半導体技術等により高精度に配置できる。

【００５１】しかしながら、部品点数が増加し、配置も
困難になるが、モニター用フォトダイオードをホログラ
ム面の周囲に設ける反射型ホログラム素子として、通常
のＰＩＮ型等からなるモニター用フォトダイオードの受
光面のうち、光強度の強いレーザビームの径中心部が照
射される部分に、ホログラム面を有する反射型ホログラ
ム素子を固着し、該素子の周辺部に露出したフォトダイ
オードで光強度の弱いレーザビームの径周辺部をモニタ
ーする構成でもよい。

【００５２】更には、モニター用フォトダイオードをホ
ログラム面の周囲に設ける反射型ホログラム素子として
は、通常のＰＩＮ型等からなるモニター用フォトダイオ
ード上にホログラム面が作り付けられた透光性基板を固
着した構成としてもよい。斯るこれらの素子を図７を用
いて説明する。

【００５３】図７に示すように、この反射型ホログラム
素子は、ｎ⁺型Ｓｉからなる半導体基板３７ａと該基板
３７ａ上に形成されたｎ^-型Ｓｉからなる半導体層３７
ｂからなる半導体基体３７からなり、半導体層３７ｂの
中央表面部にはｐ型Ｓｉからなる半導体層３９が選択的
に拡散により形成されて、ｎ⁺型半導体基板３７ａ、ｎ^-
型半導体層３７ｂ及びｐ型半導体層３９によりモニター
用のＰＩＮ型フォトダイオード４０が構成されている。

【００５４】前記フォトダイオード４０上には、ガラス
等からなる透光性基板４１が固着されており、該基板４
１表面部にはグレティング（凹凸）４８ａと該グレーテ
ィング４８ａ上に形成されてなる金等からなる図示しな
い全反射膜とで構成されるホログラム面（反射型回折格
子面）４８が設けられている。

【００５５】４９はフォトダイオード４０の裏側電極で
あり、表側電極は図示しない。

【００５６】このフォトダイオード４０とホログラム面
４８を備えた透光性基板４１とから構成される反射型ホ
ログラム素子では、光強度の強いレーザビームの径中心
部はホログラム面４８に入射され、光強度の弱いレーザ
ビームの径周辺部はホログラム面４８が存在しない透光
性基板４１を透過してフォトダイオード４０に入射され
るので、第１実施例の反射型ホログラム素子と同様の効
果が得られる。

【００５７】更に、ホログラム面がモニター用フォトダ
イオード上に設けられ、且つ該ホログラム面に入射した
レーザビームの一部を透過すると共に該レーザビームの
他の一部を反射する反射型ホログラム素子としては、同
様に通常のＰＩＮ型等からなるモニター用フォトダイオ
ード上にホログラム面が作り付けられた透光性基板を固
着した構成としてもよい。斯るこれらの素子を図８を用
いて説明する。尚、図７と同じ部分または対応する部分
には同一符号を付してその説明は割愛する。

【００５８】図８に示すように、反射型ホログラム素子
は、モニター用のＰＩＮ型フォトダイオード４０と、こ
のフォトダイオード４０上に固着された透光性基板４１
で構成されており、該基板４１表面部にはグレティング
（凹凸）５８ａと該グレーティング５８ａ上に形成され
てなる金等からなる図示しない半反射膜とで構成される
ホログラム面５８が設けられている。

【００５９】この素子も少なくとも光強度の強い径中心
部の光をホログラム面５８で一部反射し、一部透過する
ので、第２実施例と同様の効果が得られる。尚、戻り光
がフォトダイオードに入射するのを防止するために、第
２実施例と同様の方法をとるのが望ましい。

【００６０】また、上述したモニター用フォトダイオー
ドをホログラム面の周囲に設ける反射型ホログラム素子
では、モニター用フォトダイオードが前記周囲に亘って
存在したが、該周囲の少なくとも一部にあればよい。

【００６１】尚、上述では詳細には述べなかったが、ホ
ログラム面のグレーティング等は使用条件等に対応して
適宜変更される。

【００６２】また、上記フォトダイオードは種々の構成
でもよく、例えばｎ^-型半導体層及びｐ型半導体層は共
に拡散層であってもよい。

【００６３】

【発明の効果】本発明によれば、反射型ホログラム素子
はモニター用フォトダイオード及びホログラム面を有す
るので、光記録媒体に照射する側のレーザビームをビー
ムスプリッタ等の光学素子を用いることもなく直接検出
することができると共に、ホログラム面によって半導体
レーザ素子から光記録媒体までの光路が屈折される。従
って、光記録媒体に照射する側のレーザビームの出力を
精度よく一定に制御できると共に、小型化及び薄型化が
図れる。

【００６４】特に、前記フォトダイオードが前記ホログ
ラム面の周囲のうち少なくとも一部に設けられている場
合、光強度が弱いレーザビームの径周辺部をフォトダイ
オードで検出できると共に、光強度の強いレーザビーム
の径中心部はホログラム面で反射され、この強度の強い
反射光を光記録媒体に照射できる。即ち、半導体レーザ
素子から光記録媒体へのレーザビーム光路外にフォトダ
イオードを設けることができるため、フォトダイオード
を設けたことによる光記録媒体へのビーム強度の低下と
いった問題が起こらない。このように光記録媒体に照射
する必要部分以外の不要な部分を用いてレーザビームの
強度を検出できるので、光記録媒体へのレーザビーム強
度の低減を抑制した状態で光記録媒体に照射する側のレ
ーザビームの強度を直接検出することができる。

【００６５】更にこの場合、光記録媒体から反射型ホロ
グラム素子への戻り光は、ホログラム面に入射しフォト
ダイオードに入射しないので、戻り光によるフォトダイ
オードの感度低下が起こらない。

【００６６】また、前記ホログラム面が、フォトダイオ
ード上にあり、且つ該ホログラム面に入射したレーザビ
ームの一部を透過すると共に該レーザビームの他の一部
を反射する場合、光強度の強いレーザビームの径中心部
における光強度を検出できるので、各半導体レーザ素子
の個体差に基づくビーム強度分布の違いがあってもフォ
トダイオードの検出出力にバラツキが生じない。更に、
このホログラム面の表面が導電性材料からなり、フォト
ダイオードの電極を兼ねる場合、このフォトダイオード
にフォトンが入射して該フォトダイオード内部で電子正
孔対が発生してなる場所から電極までの距離が短いの
で、この電子及び正孔は散乱を受けることが少なくなる
（インピーダンスが小さくなる）。従って、斯るフォト
ダイオードは受光面の端に電極が設けられたフォトダイ
オードに比べて高速応答となる。加えて、フォトダイオ
ードと電極のオーミック接触の面積が大きくなるので、
低抵抗となって低消費電力化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る光ピックアップ装置
の概略構成図である。

【図２】前記実施例装置の概略要部斜視図である。

【図３】前記実施例装置の反射型ホログラム素子を示す
図である。

【図４】本発明の第２実施例に係る光ピックアップ装置
の概略構成図である。

【図５】前記実施例装置の反射型ホログラム素子を示す
概略断面図である。

【図６】本発明の第３実施例に係る光ピックアップ装置
の概略構成図である。

【図７】本発明の他の実施例に係る反射型ホログラム素
子の概略断面図である。

【図８】本発明の更に他の実施例に係る反射型ホログラ
ム素子の概略断面図である。

【図９】従来の光ピックアップ装置の概略構成図であ
る。

【符号の説明】

１光記録媒体４半導体レーザ素子６反射型ホログラム素子８反射型ホログラム面１０モニター用フォトダイオード２６反射型ホログラム素子２８反射型ホログラム面３６反射型ホログラム素子４８反射型ホログラム面５８反射型ホログラム面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山口隆夫大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザビームを出力する半導体レーザ素
子と、該半導体レーザ素子に対向配置され、前記レーザ
ビームを反射し該反射したレーザビームを光記録媒体に
導くためのホログラム面を有する反射型ホログラム素子
と、を備え、前記反射型ホログラム素子は、前記半導体レーザ素子か
らのレーザビームの出力を一定に制御するために該レー
ザビームをモニターするモニター用フォトダイオードを
有することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】前記フォトダイオードは、前記ホログラ
ム面の周囲のうち少なくとも一部に設けられていること
を特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】前記ホログラム面は、前記フォトダイオ
ード上にあり、且つ該ホログラム面に入射したレーザビ
ームの一部を透過すると共に該レーザビームの他の一部
を反射することを特徴とする請求項１記載の光ピックア
ップ装置。
【請求項４】前記ホログラム面の表面は、導電性材料
からなり、前記フォトダイオードの電極を兼ねることを
特徴とする請求項３記載の光ピックアップ装置。