JP2002342967A - Optical head device - Google Patents
Optical head deviceInfo
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- JP2002342967A JP2002342967A JP2001143324A JP2001143324A JP2002342967A JP 2002342967 A JP2002342967 A JP 2002342967A JP 2001143324 A JP2001143324 A JP 2001143324A JP 2001143324 A JP2001143324 A JP 2001143324A JP 2002342967 A JP2002342967 A JP 2002342967A
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- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Optical Head (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザーか
ら出射されたレーザービームを回折格子により回折して
回折光ビームを形成する光学ヘッド装置に関し、特に、
その回折格子がレーザービームの拡散光路上に配置され
る光学ヘッド装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical head device for forming a diffracted light beam by diffracting a laser beam emitted from a semiconductor laser by a diffraction grating.
The present invention relates to an optical head device in which the diffraction grating is disposed on a diffusion optical path of a laser beam.
【0002】[0002]
【従来の技術】ディスク等の信号記録媒体に対して光学
的に信号の読み取り、あるいは書き込みを行う光学ヘッ
ド装置としては、半導体レーザーから出射されるレーザ
ービームを回折格子により回折して回折光ビームを形成
し、0次光ビームの他に±1次回折光ビームを使用し、
3ビーム法や差動プッシュプル法によるトラッキング制
御に対応するものが主流となっている。2. Description of the Related Art An optical head device for optically reading or writing a signal on or from a signal recording medium such as a disk, diffracts a laser beam emitted from a semiconductor laser by a diffraction grating and converts the diffracted light beam. Forming, using ± 1st-order diffracted light beam in addition to 0th-order light beam,
What corresponds to the tracking control by the three-beam method or the differential push-pull method has become mainstream.
【0003】このような回折格子を備える光学ヘッド装
置においては、小型化のため、あるいは半導体レーザー
に近接させるため、回折格子が半導体レーザーから出射
されるレーザービームを対物レンズに入射する入射光路
上で、かつレーザービームが拡散されている拡散光路上
に配置される場合が多々ある。In an optical head device provided with such a diffraction grating, in order to reduce the size or to approach a semiconductor laser, the diffraction grating causes a laser beam emitted from the semiconductor laser to enter an objective optical path incident on an objective lens. In many cases, the laser beam is arranged on a diffusion optical path in which a laser beam is diffused.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、回折格子を
レーザービームの拡散光路上に配置すると、レーザービ
ームが回折格子に入射する角度が外周になるほど垂直か
ら外れ、また、光学ヘッド装置に備えられるコリメータ
レンズや対物レンズ等のパワーレンズに拡散光が入射さ
れることになり、この結果、回折光ビームに収差が発生
する。By the way, when the diffraction grating is arranged on the diffusion optical path of the laser beam, the angle of incidence of the laser beam on the diffraction grating is deviated from the vertical as the outer circumference is reached, and the collimator provided in the optical head device is provided. The diffused light is incident on a power lens such as a lens or an objective lens, and as a result, aberration occurs in the diffracted light beam.
【0005】その為、ディスクに収束される回折光ビー
ムの光スポット形状がいびつとなり、光検出器における
回折光ビームの反射光を受光するサブ受光領域から得ら
れる受光出力に悪影響を与える。[0005] Therefore, the light spot shape of the diffracted light beam converged on the disk is distorted, which adversely affects the light receiving output obtained from the sub-light receiving area for receiving the reflected light of the diffracted light beam in the photodetector.
【0006】すなわち、トラッキング制御に差動プッシ
ュプル法を採用している場合、光検出器のサブ受光領域
が2分割されており、その2分割された各領域への受光
分布が重要であるので、サブ受光領域に受光される光ス
ポット形状がいびつであると、2分割の各領域の受光分
布がアンバランスとなり、トラッキング制御に用いるト
ラッキングエラー信号の演算結果が正しくなくなってし
まうという問題が発生した。That is, when the differential push-pull method is used for the tracking control, the sub-light receiving area of the photodetector is divided into two parts, and the distribution of light received in each of the two divided areas is important. However, if the shape of the light spot received by the sub light receiving area is irregular, the light receiving distribution in each of the two divided areas becomes unbalanced, and the calculation result of the tracking error signal used for tracking control becomes incorrect. .
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体レーザ
ーから出射されるレーザービームを対物レンズに導く光
路のうち、レーザービームの拡散光路上に回折格子を配
置すると共に、この回折格子にレーザービームのビーム
有効径に対して小径の中央部分に限定して有効回折パタ
ーンを形成している。これにより回折格子の有効回折パ
ターンに入射されるレーザービームの拡散度を狭くし、
回折光ビームに発生する収差を抑制する。According to the present invention, a diffraction grating is arranged on a diffusion optical path of a laser beam among optical paths for guiding a laser beam emitted from a semiconductor laser to an objective lens. The effective diffraction pattern is formed limited to the central portion having a smaller diameter than the effective beam diameter. This narrows the diffusivity of the laser beam incident on the effective diffraction pattern of the diffraction grating,
Aberrations generated in the diffracted light beam are suppressed.
【0008】[0008]
【実施例】図1は本発明に係る光学ヘッド装置の光学配
置を示す配置図であり、図1は光磁気記録方式のディス
ク記録再生装置に用いる光学ヘッド装置の一例を示して
いる。FIG. 1 is an arrangement diagram showing an optical arrangement of an optical head device according to the present invention. FIG. 1 shows an example of an optical head device used in a disk recording / reproducing apparatus of a magneto-optical recording system.
【0009】1はレーザービームを出射する半導体レー
ザー、2は半導体レーザー1から出射されるレーザービ
ームをトラッキング制御に用いられる±1次回折光ビー
ムを形成するべく回折する回折格子、3はレーザービー
ムを平行光にするコリメータレンズ、4はコリメータレ
ンズ3を介して得られる平行光のレーザービームを整形
するビーム整形プリズム、5はビーム整形プリズム4を
介して得られるレーザービームの光軸方向を折曲する立
ち上げミラー、6は立ち上げミラー5により立ち上げら
れたレーザービームが入射され、ディスク7に照射する
レーザービームを収束する対物レンズである。Reference numeral 1 denotes a semiconductor laser that emits a laser beam, 2 denotes a diffraction grating that diffracts the laser beam emitted from the semiconductor laser 1 to form ± first-order diffracted light beams used for tracking control, and 3 denotes a parallel laser beam. A collimator lens 4 for turning light into light, a beam shaping prism 4 for shaping a parallel light laser beam obtained through the collimator lens 3, and a standing beam 5 for bending the optical axis direction of the laser beam obtained through the beam shaping prism 4. Raising mirrors 6 are objective lenses that receive the laser beam raised by the raising mirror 5 and converge the laser beam irradiating the disk 7.
【0010】前記対物レンズ6は、対物レンズ駆動機構
(図示せず)によりディスク7の信号面に直交するフォ
ーカス方向及びディスク7の信号トラックに直交するト
ラッキング方向に駆動可能に支持されている。The objective lens 6 is supported by an objective lens driving mechanism (not shown) so as to be drivable in a focus direction orthogonal to a signal surface of the disk 7 and a tracking direction orthogonal to a signal track of the disk 7.
【0011】半導体レーザー1から対物レンズ6までの
光路は、レーザービームをディスク7に導く入射光路を
形成している。The optical path from the semiconductor laser 1 to the objective lens 6 forms an incident optical path for guiding the laser beam to the disk 7.
【0012】尚、図1において、同一図面上に前記対物
レンズ6を明示するために対物レンズ6を他の光学部品
と異なる方向から示しており、また、それが分かるよう
に立ち上げミラー5を分割して示している。In FIG. 1, in order to clearly show the objective lens 6 on the same drawing, the objective lens 6 is shown from a direction different from that of other optical parts. It is shown separately.
【0013】8はディスク7により反射されて対物レン
ズ6及び立ち上げミラー5を介した反射ビームを入射光
路から分離するビームスプリッタ面9が前記ビーム整形
プリズム4と接合される接合面に形成され、前記ビーム
スプリッタ面9により入射光路から分離された反射ビー
ムの光軸を内面反射により折曲する反射面8aを有する
反射プリズム、10は反射プリズム8の出射面に接合さ
れ、反射ビームを偏光方向によって分離するウォラスト
ンプリズムである。ビーム整形プリズム4、反射プリズ
ム8及びウォラストンプリズム10は、接合されて一体
化されている。Reference numeral 8 denotes a beam splitter surface 9 for separating a reflected beam reflected by the disk 7 and passing through the objective lens 6 and the rising mirror 5 from an incident optical path, on a joint surface to be joined to the beam shaping prism 4. A reflecting prism 8 having a reflecting surface 8a that bends the optical axis of the reflected beam separated from the incident optical path by the beam splitter surface 9 by internal reflection, is joined to the exit surface of the reflecting prism 8, and reflects the reflected beam according to the polarization direction. It is a Wollaston prism that separates. The beam shaping prism 4, the reflecting prism 8, and the Wollaston prism 10 are joined and integrated.
【0014】11はウォラストンプリズム10を介した
反射ビームを平行光から収束光に変換するコリメータレ
ンズ、12はフォーカス制御に用いられる非点収差を発
生させるシリンドリカルレンズ作用、及び反射ビームの
焦点位置を調整するパワーレンズ作用の両方を兼ね備え
るアナモフィックレンズ、13はアナモフィックレンズ
12を介した反射ビームを受光する受光素子14を有す
る光検出器である。Reference numeral 11 denotes a collimator lens for converting the reflected beam via the Wollaston prism 10 from parallel light to convergent light. Reference numeral 12 denotes a cylindrical lens function for generating astigmatism used for focus control, and a focal position of the reflected beam. An anamorphic lens 13 having both functions of a power lens to be adjusted, and a photodetector 13 having a light receiving element 14 for receiving a reflected beam through the anamorphic lens 12.
【0015】図1に示す光学ヘッド装置において、回折
格子2は半導体レーザー1に隣接して配置され、レーザ
ービームを対物レンズ6に導く入射光路のうち、レーザ
ービームの拡散光路上に配置されている。In the optical head device shown in FIG. 1, the diffraction grating 2 is arranged adjacent to the semiconductor laser 1, and is arranged on the diffusion optical path of the laser beam among the incident optical paths for guiding the laser beam to the objective lens 6. .
【0016】前記回折格子2には、図2に示す如く、中
央部分に回折光ビームを形成するのに有効に作用する有
効回折パターン15が円形に形成され、この有効回折パ
ターン15の周囲に回折光ビームを形成するのに有効で
ないダミー回折パターン16が形成されている。As shown in FIG. 2, the diffraction grating 2 has a circular effective diffraction pattern 15 which effectively acts to form a diffracted light beam at the center thereof. A dummy diffraction pattern 16 that is not effective for forming a light beam is formed.
【0017】ダミー回折パターン16は、有効回折パタ
ーン15を通過した部分とでレーザービームの位相差が
生じないように位相差解消のために設けられていると共
に、有効回折パターン15の格子方向に対して45度の
角度を有する格子により構成されており、回折光ビーム
を形成するのに有効に作用されないようになっている。The dummy diffraction pattern 16 is provided to eliminate a phase difference between the laser beam and the portion that has passed the effective diffraction pattern 15 so as to eliminate the phase difference. And a grating having an angle of 45 degrees, so that it is not effectively used to form a diffracted light beam.
【0018】ところで、有効回折パターン15はレーザ
ービームのビーム有効径に対して小径となっており、回
折格子2の全面が有効回折パターンの場合にコリメータ
レンズ3の開口数NAが0.2相当あるものが、有効回
折パターン15により光束が制限されたレーザービーム
に対して0.1相当になるように有効回折パターン15
の範囲が設定されている。The effective diffraction pattern 15 has a smaller diameter than the effective beam diameter of the laser beam. When the entire surface of the diffraction grating 2 is an effective diffraction pattern, the numerical aperture NA of the collimator lens 3 is equivalent to 0.2. The effective diffraction pattern 15 so that the laser beam whose light flux is restricted by the effective diffraction pattern 15 is equivalent to 0.1.
Is set.
【0019】その為、回折格子2の有効回折パターン1
5に入射されるレーザービームの拡散度が狭くなり、レ
ーザービームの有効回折パターン15の最外周部分にお
ける入射角が垂直から外れる角度を抑制することが出来
ると共に、コリメータレンズ3に入射されるレーザービ
ームの拡散度が狭くなり、コリメータレンズ3をNAを
小さくして使用することが出来る。Therefore, the effective diffraction pattern 1 of the diffraction grating 2
5, the degree of diffusion of the laser beam incident on the collimator lens 3 is reduced, and the angle of incidence of the laser beam at the outermost peripheral portion of the effective diffraction pattern 15 is deviated from vertical. , The collimator lens 3 can be used with a smaller NA.
【0020】したがって、回折格子2の有効回折パター
ン15により回折される回折光ビームに発生する収差が
抑制される。Therefore, aberrations generated in the diffracted light beam diffracted by the effective diffraction pattern 15 of the diffraction grating 2 are suppressed.
【0021】一方、回折格子2により回折されずに通過
される0次光ビームに関しては、有効回折パターン15
を通過した部分とダミー回折パターン16を通過した部
分とでレーザービームの位相差が生じない。On the other hand, with respect to the zero-order light beam that is passed through the diffraction grating 2 without being diffracted, the effective diffraction pattern 15
There is no laser beam phase difference between the portion that has passed through and the portion that has passed through the dummy diffraction pattern 16.
【0022】したがって、回折格子2の中央部分にのみ
に有効回折パターン15を形成することによる位相差の
影響が防止され、0次光ビームの品質劣化が防止され
る。Therefore, the effect of the phase difference due to the formation of the effective diffraction pattern 15 only at the central portion of the diffraction grating 2 is prevented, and the quality of the zero-order light beam is prevented from deteriorating.
【0023】[0023]
【発明の効果】以上の如く、本発明に依れば、回折格子
の有効回折パターンをレーザービームのビーム有効径に
対して小径としているので、有効回折パターンにより回
折される回折光ビームに発生する収差を抑制することが
出来る。As described above, according to the present invention, since the effective diffraction pattern of the diffraction grating is made smaller in diameter than the effective beam diameter of the laser beam, a diffraction light beam diffracted by the effective diffraction pattern is generated. Aberration can be suppressed.
【0024】また、有効回折パターンの周囲にダミー回
折パターンを形成しているので、回折格子により回折さ
れずに通過される0次光ビームに関しては、有効回折パ
ターンとダミー回折パターンとを通過した部分とでレー
ザービームの位相差が生じず、品質劣化が防止出来る。Further, since the dummy diffraction pattern is formed around the effective diffraction pattern, the zero-order light beam that is passed without being diffracted by the diffraction grating is a portion that has passed through the effective diffraction pattern and the dummy diffraction pattern. Thus, a phase difference between the laser beams does not occur, and quality deterioration can be prevented.
【図1】本発明に係る光学ヘッド装置の光学配置を示す
配置図である。FIG. 1 is an arrangement diagram showing an optical arrangement of an optical head device according to the present invention.
【図2】図1に使用される回折格子2を説明するための
説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a diffraction grating 2 used in FIG.
1 半導体レーザー 2 回折格子 3 コリメータレンズ 6 対物レンズ 15 有効回折パターン 16 ダミー回折パターン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor laser 2 Diffraction grating 3 Collimator lens 6 Objective lens 15 Effective diffraction pattern 16 Dummy diffraction pattern
Claims (2)
ビームを回折する回折格子を備える光学ヘッド装置であ
って、前記回折格子は半導体レーザーから出射されるレ
ーザービームを対物レンズに導く光路のうち、レーザー
ビームの拡散光路上に配置されると共に、レーザービー
ムのビーム有効径に対して小径の中央部分に限定してレ
ーザービームに有効に作用する有効回折パターンが形成
されたことを特徴とする光学ヘッド装置。1. An optical head device comprising a diffraction grating for diffracting a laser beam emitted from a semiconductor laser, wherein the diffraction grating comprises a laser beam in an optical path for guiding the laser beam emitted from the semiconductor laser to an objective lens. An optical head device, wherein an effective diffraction pattern is formed on the diffused optical path, and has an effective diffraction pattern limited to a central portion having a smaller diameter than the effective beam diameter of the laser beam.
に回折光ビームを形成するのに有効でないダミー回折パ
ターンを形成し、このダミー回折パターンにより有効回
折パターンを通過する部分とのレーザービームの位相差
を解消するようにしたことを特徴とする請求項1記載の
光学ヘッド装置。2. A dummy diffraction pattern, which is not effective for forming a diffracted light beam, is formed around the effective diffraction pattern of the diffraction grating, and a position of a laser beam between a portion passing through the effective diffraction pattern by the dummy diffraction pattern. 2. The optical head device according to claim 1, wherein the phase difference is eliminated.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001143324A JP2002342967A (en) | 2001-05-14 | 2001-05-14 | Optical head device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001143324A JP2002342967A (en) | 2001-05-14 | 2001-05-14 | Optical head device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002342967A true JP2002342967A (en) | 2002-11-29 |
Family
ID=18989493
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001143324A Pending JP2002342967A (en) | 2001-05-14 | 2001-05-14 | Optical head device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002342967A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2017212522A1 (en) * | 2016-06-06 | 2019-01-17 | 株式会社島津製作所 | Diffraction grating and spectroscopic device |
-
2001
- 2001-05-14 JP JP2001143324A patent/JP2002342967A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2017212522A1 (en) * | 2016-06-06 | 2019-01-17 | 株式会社島津製作所 | Diffraction grating and spectroscopic device |
US10900832B2 (en) | 2016-06-06 | 2021-01-26 | Shimadzu Corporation | Diffraction grating and spectral device |
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