JP2002288868A

JP2002288868A - 光学装置、光ピックアップおよびディスクドライブ

Info

Publication number: JP2002288868A
Application number: JP2001083607A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Ogata; 哲也小形
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-03-22
Filing date: 2001-03-22
Publication date: 2002-10-04

Abstract

(57)【要約】【課題】回折格子を用いた光学装置において、安定し
た光源を得る。【解決手段】回折格子２を傾斜させることにより、回
折格子反射光が、光源１から回折溝方向（Ｘ軸方向）に
ずれる。回折格子２の反射０次光は、光源１からＸ軸方
向にずれ、回折された反射ｎ次光（ｎ≠０）は、回折溝
方向に対して直交方向（Ｙ軸方向）にあるため、回折格
子反射光は光源１に戻らない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回折格子を用いた
光学装置に関し、特に、戻り光を低減した光学装置に関
する技術であり、例えば光ディスク、光磁気ディスク、
磁気ディスク等のドライブに応用される。

【０００２】

【従来の技術】回折格子を用いた従来の光学装置を、光
ピックアップを例に図１で説明する。光源であるレーザ
ー１から出射した光は、回折格子２を透過し、複数のビ
ームに分けられ、コリメートレンズ３、ビームスプリッ
ター４を透過し、対物レンズ５で情報記録媒体６に集光
される。以上が集光光学系である。情報記録媒体６から
反射（回折）された信号光は、対物レンズ５を通り、ビ
ームスプリッター４で反射され、検出レンズ７で受光素
子８に集光される。以上が検出光学系である。回折格子
で分けられた光は、情報記録媒体に集光するスポット位
置を制御するために使用し、複数に分割された受光素子
で検出される。

【０００３】このような光学装置では、途中の光学素子
の光路と直交する面からの反射光が、光源部に戻ってし
まい、レーザーの発振が不安定になる。その結果、再生
・記録信号のＳ／Ｎが劣化するという不具合がある。こ
のような不具合を解決するために、光路と直交する面を
傾斜させ、戻り光を光源部から外す方法がよく用いられ
ている（例えば、特開平４−３４７４１号公報、特開平
９−６３１０１号公報を参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図２に示すように、回
折格子を透過した光は、回折溝方向に対して直交方向
（Ｘ軸方向）に、光が回折する。回折格子の反射光も同
様に、回折溝方向に対して直交方向（ｘ軸方向）に回折
する。この時、光の回折方向に回折格子を傾けても、回
折格子反射光のｎ次光（ｎ≠０）が光源に戻ってしま
い、光源光が不安定になる。

【０００５】本発明の目的は、回折格子を用いた光学装
置において、安定した光源を得ることができる光学装置
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明では、光ビームを
放射する光源と、ビームを複数に分けるための回折格子
を有し、回折格子反射光が、光源から回折溝方向（図３
のＸ軸方向）にずれるように、回折格子を傾斜してい
る。

【０００７】本発明の光ピックアップは、光ビームを放
射する光源と、回折格子でビームを複数に分け、ビーム
を微小スポットに収束する集光光学系と、情報記録媒体
で反射した光を信号光として検出するための検出光学系
と、前記回折格子により回折した光を受光するための複
数の領域からなる光受光素子から構成される。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面を
用いて具体的に説明する。

【０００９】図３は、本発明の光学装置の構成を示し、
光源に回折格子反射光の回折光が入らない配置を示す。
本発明では、回折格子反射光が、光源１から回折溝方向
（図３のＸ軸方向）にずれるように、回折格子２を傾斜
している。この時、回折格子２の反射０次光は、光源１
からＸ軸方向にずれ、それに対して回折された反射ｎ次
光（ｎ≠０）は、回折溝方向に対して直交方向（Ｙ軸方
向）にあるため、回折格子反射光は光源１に戻らない。

【００１０】図４は、回折格子傾斜角と反射光の戻り位
置の関係を示す図である。図４において、回折格子２の
傾斜角をα、光源部１と回折格子２の距離をＬ、光源部
１の中心から光源部隅までの距離をｘとすると、ｘ＜Ｌ
×ｔａｎ２αを満たすように回折格子２を傾斜する。

【００１１】上記した式を満たす限り、光源部１に反射
光が戻ることがないので、回折格子２の傾斜角αを極限
まで小さくすることができる。光源出射光が非平行なビ
ームを出射するような発散光では、平行平板に対して斜
め入射すると、非点収差が生じるが、上記式を満たす限
り、回折格子傾斜角αを小さくできるため、傾斜させた
回折格子で発生する非点収差を極限まで抑制することが
できる。

【００１２】図５は、例えば半導体レーザー１のよう
に、発光部が光軸に直交する面上で、縦ｙＬＤと横ｘＬ
Ｄで、寸法が異なる（ｙＬＤ＞ｘＬＤ）光源を用いるた
ときに、傾斜した回折格子反射光がｘＬＤ方向に戻らな
いように光源を設置する。これにより、上記した式で、
光源部の中心から光源部隅までの距離ｘ＝ｘＬＤが短く
なるので、回折格子傾斜角αを小さく、かつ光源部と回
折格子の距離Ｌを短くすることができる。

【００１３】また、本発明では、上記した式を満たす範
囲で、光源部と回折格子の距離Ｌと、回折格子傾斜角α
を調整する。平行平板である回折格子を傾斜させること
で、非点収差を発生させ、光源の持つ非点収差を、キャ
ンセルさせることができる。

【００１４】図６は、回折格子反射光をモニター光とし
て利用する光学装置を示す。図６に示すように、傾斜し
た回折格子２からの反射光を受光する位置に、受光素子
９を設置する。回折格子反射光強度は、光源光の強度変
動と等しい割合で変化するため、その光（モニター光）
を用いて、光源光を安定制御することができる。

【００１５】図７は、回折格子反射光の回折光までモニ
ター光として利用するモニター光受光素子を示す。図６
の受光素子の形状を、図７のように、回折格子反射光の
ｎ次光が入射するように、ｙＦＳＰＤを長くする。この
ような形状をとることにより、回折光のｎ次（｜ｎ｜＞
１）光まで拾うことで、モニター光量が増えることが可
能となり、反射光が小さくてもモニター光として利用で
きる。また、発散光内で、ビームが大きく広がっても、
無駄なスペースを必要としないので、最低限の大きさで
モニター光を受光することが可能となる。

【００１６】また、本発明では、回折格子に対して、反
射膜を塗布することで、任意の反射率を指定することが
できる。これにより、所望のモニター光量を反射するこ
とができるので、光源光の検出精度が向上する。

【００１７】また、本発明では、光源と回折格子とモニ
ター光受光素子を一体化することにより、部品点数が削
減され、組付けが容易となる。また、光源部とモニター
光受光素子の間隔を近づけることが可能であるので、上
記式により、回折格子傾斜角αを小さくすることができ
る。従って、傾斜させた回折格子で発生する非点収差を
抑制することができる。また、光源部と回折格子の距離
Ｌを短くできるので、一体化ユニットも小型化すること
が可能となる。

【００１８】さらに本発明では、光源と回折格子とモニ
ター光受光素子と分割受光素子を一体化することによ
り、部品点数が削減され、組付けが容易となる。図８
は、分割受光素子と一体になったユニットを示す。図８
において、８は分割受光素子、９はモニター光受光素子
である。また、モニター光受光素子と分割受光素子を、
光源を挟んで対称に設置することで、傾斜した回折格子
により反射してくる光を分割受光素子から遠ざけること
ができので、迷光を小さくすることができ、良質な信号
を得ることが可能となる。

【００１９】光源光が発散している場合、回折格子反射
光も発散するので、光源発散角を考慮して、光源部と回
折格子の距離Ｌ、回折格子傾斜角αを設定しなくてはな
らない。本発明では、図９に示すように、光源１と回折
格子２の間にコリメートレンズ３を配置している。従っ
て、コリメートレンズ３の焦点距離をｆとすると、上記
した式は、ｘ＜ｆ×ｔａｎ２α と置き換わり、設計の自由度が増す。また、回折格子反
射光は、コリメートレンズ３によって再び絞られるの
で、光学装置におけるモニター光受光素子の面積を小さ
くすることができる。

【００２０】図１０は、回折格子を傾斜した光ピックア
ップを示す。すなわち、光ビームを放射する光源１と、
回折格子２でビームを複数に分け、ビームを微小スポッ
トに収束する集光光学系４、５、６と、情報記録媒体６
で反射した光を信号光として検出するための検出光学系
４、５、７、８と、回折格子により回折した光を受光す
るための複数の光受光素子からなる光ピックアップにお
いて、回折格子反射光が、光源１から回折溝方向（前述
した図３のＸ軸方向）にずれるように、回折格子を傾斜
させることによって、反射ｎ次光が光源１に戻るのが低
減されるので、光源光が安定した光ピックアップを構成
できる。

【００２１】図１１は、回折格子を傾斜した光ピックア
ップを搭載したディスクドライブを示す。図１０に示す
光ピックアップの光源１とモニター光受光素子９には、
光源供給電源・光源光出力制御回路１０が接続され、受
光素子８には、サーボ信号演算回路・記録再生信号処理
回路１１が接続され、ディスクドライブを構成してい
る。図１０の光ピックアップを用いることにより、光源
光が安定するため、サーボ信号・再生記録信号が安定し
たドライブとなる。

【００２２】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、以下のような効果が得られる。（１）反射光の回折光が光源部に戻らないので、安定し
た光源光を得ることができる。（２）光源出射光が非平行でも、回折格子での非点収差
は小さくなるので、集光光学系で形成されるスポット
を、より微小にすることができる。（３）光源部と回折格子の距離を短くすれば、光学系の
小型化が可能となる。（４）光源出射光が非平行な場合、集光光学系で発生す
る非点収差を補正できるので、集光光学系で形成される
スポットを、より微小にすることができる。（５）回折格子反射光をモニター光として得ることがで
きるので、集光光学系での光利用効率を上げることがで
きる。（６）回折光のｎ次（｜ｎ｜＞１）光まで拾うことがで
きるので、モニター光量が増え、安定したパワーコント
ロール制御をすることができる。（７）回折格子反射光の反射率を指定できるので、モニ
ター光受光素子のゲイン設定の自由度が増す。（８）光源と回折格子とモニター光受光素子を一体化す
ることにより、光学装置の組付け簡易化、小型化が可能
となる。また、光源部と回折格子の距離が短くなるの
で、さらに装置の小型化が可能となる。また、回折格子
傾斜角も小さくできるので、光源出射光が非平行な場
合、集光光学系で発生する非点収差を補正でき、集光光
学系で形成されるスポットを、より微小にすることがで
きる。また、光源や、モニター光受光素子の配線を共有
化することも可能となる。（９）検出光を受光するための分割受光素子も一体化す
ることで、小型化を図ることができる。このとき、分割
受光素子とは反対側にモニター光受光素子があるので、
回折格子からの反射光（回折光含む）が分割受光素子に
入らず、安定した検出信号を得ることができる。（１０）発散した光源で、光源発散角を考慮することな
く、光源部と回折格子の距離、回折格子傾斜角を設定す
ることができるので、設計の自由度を増すことができ
る。また、モニター光受光素子の面積を小さくすること
ができるので、光学装置の小型化が可能となる。（１１）回折格子を回折溝方向に傾斜させることにより
光源に戻る光を低減するので、光源光が安定したピック
アップを提供することができる。（１２）回折格子を回折溝方向に傾斜させることにより
光源に戻る光を低減するので、光源光が安定し、サーボ
信号・再生記録信号が安定したドライブを提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の光学装置を示す。

【図２】光源に回折格子反射光の回折光が戻る従来の配
置を示す。

【図３】光源に回折格子反射光の回折光が入らない本発
明の配置を示す。

【図４】回折格子傾斜角と反射光の戻り位置の関係を示
す。

【図５】光源の光学軸に対して垂直面の短い辺を回折格
子回折溝と平行にした場合を示す。

【図６】回折格子反射光をモニター光として利用する光
学装置を示す。

【図７】回折格子反射光の回折光までモニター光として
利用するモニター光受光素子を示す。

【図８】分割受光素子と一体になったユニットを示す。

【図９】光源と回折格子の間にコリメーターレンズを配
置した図である。

【図１０】回折格子を傾斜した光ピックアップを示す。

【図１１】回折格子を傾斜した光ピックアップを搭載し
たディスクドライブを示す。

【符号の説明】

１光源２回折格子３コリメーターレンズ４ビームスプリッター５対物レンズ６情報記録媒体７検出レンズ８分割受光素子９モニター光受光素子１０光源供給電源・光源光出力制御回路１１サーボ信号演算回路・記録再生信号処理回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ビームを放射する光源部と、前記ビー
ムを複数に分けるための回折格子を備え、前記回折格子
からの反射光が、前記光源部から回折溝方向にずれるよ
うに、前記回折格子を傾斜したことを特徴とする光学装
置。
【請求項２】前記回折格子の傾斜角をα、前記光源部
と前記回折格子との距離をＬ、前記光源部の中心から光
源部の隅までの距離をｘとしたとき、ｘ＜Ｌ×ｔａｎ２α の関係を満たすことを特徴とする請求項１記載の光学装
置。
【請求項３】前記回折格子の傾斜により反射光が戻る
方向に、前記光源部の寸法の短辺をとることを特徴とす
る請求項２記載の光学装置。
【請求項４】前記光源部と回折格子との距離Ｌと、回
折格子傾斜角αを調整することにより、前記光源部が持
つ非点収差を補正することを特徴とする請求項２記載の
光学装置。
【請求項５】前記回折格子からの反射光をモニター光
として受光することを特徴とする請求項１記載の光学装
置。
【請求項６】前記回折格子からの反射光の回折方向
に、前記モニター光を受光する素子の長辺をとることを
特徴とする請求項５記載の光学装置。
【請求項７】前記回折格子に反射膜を塗布したことを
特徴とする請求項５または６記載の光学装置。
【請求項８】光ビームを放射する光源部と、回折格子
からの反射光が、前記光源部から回折溝方向にずれるよ
うに傾斜して配置された回折格子と、前記回折格子から
の反射光をモニター光として受光するモニター光受光素
子とを一体化したユニットで構成したことを特徴とする
光学装置。
【請求項９】さらに検出光を受光するための分割受光
素子を一体化し、前記光源を挟んで、前記モニター光受
光素子と前記分割受光素子を対称に配置したことを特徴
とする請求項８記載の光学装置。
【請求項１０】前記光源部の光源光は発散していて、
前記光源部と前記回折格子との間にコリメートレンズを
配置したことを特徴とする請求項１記載の光学装置。
【請求項１１】光ビームを放射する光源部と、回折格
子で前記ビームを複数に分け、前記ビームを微小スポッ
トに収束する集光光学系と、情報記録媒体で反射した光
を信号光として検出するための検出光学系と、前記回折
格子からの反射光を受光するための複数の光受光素子を
備え、前記回折格子からの反射光が、前記光源部から回
折溝方向にずれるように、前記回折格子を傾斜させたこ
とを特徴とする光ピックアップ。
【請求項１２】請求項１１記載の光ピックアップを搭
載したことを特徴とするディスクドライブ。