JP2744479B2 - 光ピックアップ装置 - Google Patents

光ピックアップ装置

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JP2744479B2 JP1236718A JP23671889A JP2744479B2 JP 2744479 B2 JP2744479 B2 JP 2744479B2 JP 1236718 A JP1236718 A JP 1236718A JP 23671889 A JP23671889 A JP 23671889A JP 2744479 B2 JP2744479 B2 JP 2744479B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光磁気ディスク等の光情報記録媒体を用い
て、情報の記録や再生、フォーカスエラー信号、トラッ
クエラー信号等の検出を行う光ピックアップ装置に関す
る。
従来の技術 従来における光ピックアップ装置の一例を第5図に基
づいて説明する。半導体レーザ1から出射された光はコ
リメートレンズ2により平行化され、2個のビーム整形
プリズム3によりビーム整形された後、ビームスプリッ
タ4により反射され、対物レンズ5により集光されて光
ディスク6面上に照射され、これにより情報の記録等が
行われる。また、光ディスク6からの反射光は、前記ビ
ームスプリッタ4を透過して集光レンズ7により集光さ
れ、デュアルグレーティング8の回折格子8aに入射す
る。その入射した光は反対側の面に形成された回折格子
8bから出射することにより、透過光Tと回折光Kとに分
離される。
そして、透過光Tは4分割受光素子9aに受光されるこ
とによって非点収差法を用いてフォーカスエラー信号を
検出することができ、回折光Kは2分割受光素子9bに受
光させることによってプシュプル法を用いてトラックエ
ラー信号を検出することができる。また、回折光Kと透
過光Tとの強度差を求めることによって光磁気信号をも
再生することができる。
発明が解決しようとする課題 上述したような従来の装置においては、半導体レーザ
1から出射された光が光ディスク6に照射されるまでの
照射光学系10と、光ディスク6からの反射光がビームス
プリッタ4を通過し信号検出が行われるまでの信号検出
光学系11とが別個に分離して設けられている。このため
これら2つの光学系が占める面積の割合が大きくなり、
装置の小型化を図ることができず、また、光磁気ヘッド
を搭載したものでは、そのヘッドの小型化の妨げとなっ
てしまうという問題がある。
課題を解決するための手段 そこで、このような問題点を解決するために、本発明
は、レーザ光源より出射された光をコリメートレンズに
より平行化し、その平行光を対物レンズにより集光して
光情報記録媒体に照射し情報の記録を行うと共に、その
光情報記録媒体からの反射光を用いて情報の再生やフォ
ーカスエラー信号、トラックエラー信号の検出を行う光
ピックアップ装置において、前記レーザ光源から出射さ
れた光が前記光情報記録媒体に向かう前記コリメートレ
ンズと前記対物レンズとの間の光路上に、前記レーザ光
源側に位置する面に光が略直角に入射した時に回折光が
生じない高密度ピッチを有する偏光分離回折格子が形成
され前記光情報記録媒体側に位置する面に前記偏光分離
回折格子とは異なるピッチを有して回折光を生ずるビー
ム分割回折格子の形成されたデュアルグレーティングを
設け、このデュアルグレーティングを通過し偏光分離さ
れた光を検出する前記光検知器を前記半導体レーザ側の
光路上に配設した。
作用 これにより、半導体レーザから出射された光は、コリ
メートレンズを介して、デュアルグレーティングの偏光
分離回折格子及びビーム分割回折格子を通過することに
より回折され、対物レンズにより集光されて光情報記録
媒体に導かれることにより情報の記録等が行われると共
に、光情報記録媒体からの反射光は、再びビーム分割回
折格子を通過することにより回折光となり、さらに、そ
の回折光は偏光分離回折格子を通過することにより偏光
分離され、これら偏光分離された光は光検知器に検出さ
れ、これにより情報の再生やフォーカスエラー信号、ト
ラックエラー信号を検出することができる。
実施例 本発明の一実施例を第1図ないし第4図に基づいて説
明する。レーザ光源としての半導体レーザ12から出射さ
れた光の光路上には、コリメートレンズ13を介して、デ
ュアルグレーティング14が配設されている。このデュア
ルグレーティング14は、前記半導体レーザ12側に位置す
る面に高密度ピッチを有する偏光分離回折格子14aが形
成され、これと反対側の面には前記偏光分離回折格子14
aとは異なるピッチを有するビーム分割回折格子14bが形
成されている。このデュアルグレーティング14の後方の
光路上には、対物レンズ15を介して、光情報記録媒体と
しての光磁気ディスク16が配設されている。また、前記
半導体レーザ12の周辺部には、光検知器としての受光素
子17a〜17dが設けられている。第4図はそれらの受光素
子17a〜17dの配設状態を前記半導体レーザ12の光軸A側
からみたものであり、その半導体レーザ12の両側には4
分割受光素子17b,17cが配設され、さらに、その外側に
は2分割受光素子17a,17dが配設されている。従って、
本実施例では、前記半導体レーザ12と光磁気ディスク16
との間の一直線上の光路上に、前記コリメートレンズ1
3、デュアルグレーティング14、対物レンズ15が配設さ
れた形となっている。
このような構成において、まず、デュアルグレーティ
ング14の働きを第2図及び第3図に基づいて説明する。
偏光分離回折格子14aは、高密度ピッチ(ピッチが波長
と同程度若しくは波長以下)をなしている。このため、
第2図に示すように、デュアルグレーティング14の偏光
分離回折格子14aに光が略直角に入射すると、高密度ピ
ッチであるため回折光は生じない。今、この理由を第3
図に基づいて説明する。高密度ピッチの場合、回折機構
はブラック回折であるので、入射光伝搬ベクトルVaと出
射光伝搬ベクトルVbと格子ベクトルVcは、閉じた二等辺
三角形を形成する。このため、入射角が小さくなると、
Z方向(格子ベクトルと平行な方向)の位相整合条件
((1)式参照)が満たされるように回折角は大きくな
る。
θi:入射角 θo:出射角 λ:波長 Λ1:偏光分離回折格子のピッチ この場合、入射角がさらに小さくなることにより、Z
方向の位相整合は満たされなくなり、回折は起こらな
い。従って、この場合、光Pを第2図に示すように、垂
直に入射させることにより、偏光分離回折格子14aへの
入射光はほとんど回折されず、反対側の面のビーム分割
回折格子14bに到達する。
そのビーム分割回折格子14bでは、回折が生じるよう
にピッチが形成されており、そのピッチは偏光分離回折
格子14aのピッチよりも粗に設定されている。この場
合、回折角θは次式のようになる。
Λ2:ビーム割回折格子のピッチ ただし、θは略30゜〜50゜になるようにΛを設定
する(この理由は後述する)。
そして、今、ビーム分割回折格子14bを通過した光
は、光磁気ディスク16上に照射され、これにより反射さ
れた光は、再びビーム分割回折格子14b入射する。その
ビーム分割回折格子14bにおいて、信号検出として用い
られる光の利用効率(P2)は、光磁気ディスク16により
反射された光の回折光をすべて利用し、光磁気ディスク
16での反射率は考えないとすると、 P2=2(1−2η)η …(3) と表される。この場合、ηはビーム分割回折格子14b
での回折効率であり、η=0.25の時、P2は最大値0.25
を得る。なお、ηの値は、回折格子の深さを適切に設
定することにより得られる。
このようにして、光磁気ディスク16により反射され、
ビーム分割回折格子14bを通過することにより生じた±
1次回折光は、各々偏光分離回折格子14aに入射する。
今、その偏光分離回折格子14aに入射する入射角θ
は、θとの間に次のような関係がある。
sinθ=nsinθ …(4) n:基板の屈折率 ここで、前述したθ=30゜〜50゜に設定した(45゜
が最良点である)理由としては、偏光分離回折格子14a
の偏光分離性能、すなわち、入射S偏光波の光を回折さ
れ、入射P偏光波の光を透過させる性能を高める角度
(ただし、その角度はブラック角となるように設定す
る)だからである。従って、このようにして、ビーム回
折格子14bから偏光分離回折格子14aに入射した±1次光
はブラック回折され、S,Pの偏光波に偏光分離されるこ
とになるわけである。
次に、上述したような機能をもつデュアルグレーティ
ング14を用いて、本実施例の全体構成の流れを第1図に
基づいて説明する。まず、半導体レーザ12から出射され
た光は、コリメートレンズ13により平行化(ビーム整形
とコリメートは同時に行われる)された後、デュアルグ
レーティング14の偏光分離回折格子14aにほぼ垂直な状
態で入射し、ビーム分割回折格子14bを通過することに
より回折され、対物レンズ15により集光され光磁気ディ
スク16面上に照射され、これにより情報の記録等が行わ
れる。また、その光磁気ディスク16からの反射光は、再
び、デュアルグレーティング14に導かれることにより、
そのビーム分割回折格子14bにより1次光と−1次光と
に分離され、さらに、これら分離された光は偏光分離回
折格子14aによりS偏光、P偏光に分離される(この
時、1次P偏光a、1次S偏光b、−1次S偏光c、−
1次P偏光d)。このようにして、4種類に分離された
光は、第4図に示すような4分割受光素子17b,17c、2
分割受光素子17a,17dにそれぞれ受光される。
そして、半導体レーザ12の出射偏光を偏光分離回折格
子14aの格子方向に対して45゜程度に傾けておくと、S
偏光とP偏光の強度比はほぼ同じになり、これらの強度
差から光磁気信号を検出することができる。なお、1次
P偏光a、1次S偏光b、−1次S偏光c、−1次P偏
光dのどの偏光波を用いて光磁気信号を検出するように
してもよいし、すべての偏光波を用いて検出するように
してもよい。また、フォーカスエラー信号は、回折光を
用いて、1次S偏光又は−1次S偏光から検出すること
ができる。この場合、非点収差法を適用できるように、
回折光が非点収差を生じさせる。その方法は、偏光分離
回折格子14a、ビーム分割回折格子14b、又は、それら両
方の回折格子を変調ピッチ化することである。さらに、
トラックエラー信号は、上述した4つの光のどれかにプ
シュプル法を適用することにより得ることができる。
このような信号検出を行う信号検出光学系の様子を第
4図(a)(b)に示す。2つの回折光b,cを4分割受
光素子17b,17cに導きフォーカスエラー信号の検出を行
い、偏光分離回折格子14aの透過光a,dに2分割受光素子
17a,17dを用いてトラックエラー信号の検出を行い、そ
れら回折光b,cと透過光a,dとの光量の差から光磁気信号
を検出するようにしたものである。また、トラックエラ
ー信号検出は第4図(b)のような受光素子でもよい。
なお、本実施例においては、受光素子は、4分割受光
素子17b,17cを2個、2分割受光素子17a,17dを2個、合
計4個用いているが、この他の例として、例えば、4分
割受光素子及び2分割受光素子をそれぞれ1個ずつ用い
て信号検出を行うようにしてもよい。また、前述したプ
シュプル法により検出する他に、サンプルサーボ法を用
いて検出する場合、2分割受光素子は無分割受光素子と
して構成してもよい。
発明の効果 本発明は、偏光分離機能を有する偏光分離回折格子と
回折機能を有するビーム分割回折格子とを備えたデュア
ルグレーティングを、単に半導体レーザと光情報記録媒
体との間の光路上に配設するだけで信号検出を容易に行
うことができるため、従来のように出射光学系と信号検
出光学系との区別をなくし単に一つの光学系のみで信号
検出を行うことが可能となり、しかも、光学系の部品点
数を大幅に削減することができるため、安価で小型、軽
量な装置を得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2図はデュ
アルグレーティングの構成を示す側面図、第3図は受光
素子の構成を半導体レーザの出射光軸側からみた構成
図、第4図はデュアルグレーティングにより回折される
光の進行経路の様子を示す説明図、第5図は従来例を示
す構成図である。 12……レーザ光源、13……コリメートレンズ、14……デ
ュアルグレーティング、14a……偏光分離回折格子、14b
……ビーム分割回折格子、15……対物レンズ、16……光
情報記録媒体、17a〜17d……光検知器
フロントページの続き (72)発明者 北林 淳一 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株 式会社リコー内 (56)参考文献 特開 平2−292733(JP,A) 特開 平1−307926(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】レーザ光源より出射された光をコリメート
    レンズにより平行化し、その平行光を対物レンズにより
    集光して光情報記録媒体に照射し情報の記録を行うと共
    に、その光情報記録媒体からの反射光を光検知器により
    検出することによって情報の再生やフォーカスエラー信
    号、トラックエラー信号の検出を行う光ピックアップ装
    置において、前記レーザ光源から出射された光が前記光
    情報記録媒体に向かう前記コリメートレンズと前記対物
    レンズとの間の光路上に、前記レーザ光源側に位置する
    面に光が略直角に入射した時に回折光が生じない高密度
    ピッチを有する偏光分離回折格子が形成され前記光情報
    記録媒体側に位置する面に前記偏光分離回折格子とは異
    なるピッチを有して回折光を生ずるビーム分割回折格子
    の形成されたデュアルグレーティングを設け、このデュ
    アルグレーティングを通過し偏光分離された光を検出す
    る前記光検知器を前記半導体レーザ側の光路上に配設し
    たことを特徴とする光ビックアップ装置。
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KR100255308B1 (ko) * 1996-10-21 2000-05-01 김덕중 광 픽업
JP3430048B2 (ja) 1998-12-24 2003-07-28 日本電気株式会社 光学的情報記録再生装置

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