JP2923371B2 - Optical head - Google Patents

Optical head

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JP2923371B2
JP2923371B2 JP3068574A JP6857491A JP2923371B2 JP 2923371 B2 JP2923371 B2 JP 2923371B2 JP 3068574 A JP3068574 A JP 3068574A JP 6857491 A JP6857491 A JP 6857491A JP 2923371 B2 JP2923371 B2 JP 2923371B2
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laser light
light
waveguide
optical head
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昭彦 吉沢
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光学ヘッドの改良に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in an optical head.

【0002】[0002]

【従来の技術】図16は、従来の導波型光ピックアップを
示す(従来技術1;「光集積ディスクピックアップヘッ
ド」、オプトロニクス(1989)No.2 ,p150)。図におい
て、61はSi基板、62はSi基板61と導波路63間に形成
されたバッファ層、64は光ディスク、65はフォ−カシン
ググレ−ティングカプラ(集光用回折格子;FGC)、
66はグレ−ティングビ−ムスプリッタ−、67はフォトダ
イオ−ド、68はレ−ザダイオ−ドである。こうした構成
の光ピックアップでは、レ−ザダイオ−ド68から発した
レ−ザ光は、導波路63を伝搬してグレ−ティングビ−ム
スプリッタ66を通り、FGC65において回折されて外部
の光ディスク64に集光される。次に、光ディスク64で反
射されたレ−ザ光はFGC65に入射し、グレ−ティング
ビ−ムスプリッタ66に至り、その光路を変更されてフォ
トダイオ−ド67に至る。
2. Description of the Related Art FIG. 16 shows a conventional waveguide type optical pickup (prior art 1: "optical integrated disk pickup head", Optronics (1989) No. 2, p150). In the figure, 61 is a Si substrate, 62 is a buffer layer formed between the Si substrate 61 and the waveguide 63, 64 is an optical disk, 65 is a focusing grating coupler (concentration diffraction grating; FGC),
66 is a grating beam splitter, 67 is a photo diode, and 68 is a laser diode. In the optical pickup having such a configuration, laser light emitted from the laser diode 68 propagates through the waveguide 63, passes through the grating beam splitter 66, is diffracted by the FGC 65, and is collected on the external optical disk 64. Be lighted. Next, the laser beam reflected by the optical disk 64 is incident on the FGC 65, reaches the grating beam splitter 66, and changes its optical path to reach the photodiode 67.

【0003】図17は、光学ヘッド装置の概略図を示す
(従来技術2;特願平1-508307号)。図中の1は、Si
基板である。この基板1上には低屈折率の透明層2が形
成され、その上に抗屈折率の透明層3(3a,3b)が
形成されている。前記透明層3a,3bの表面には、中
心軸Lに対して同心円もしくはスパイラル状のグレ−テ
ィングカプラ4a,4bが形成されている。前記透明層
3aの表面には低屈折率槽の透明層5aを挟んで高屈折
率の透明層3cが形成され、透明層3cは透明層3bと
そのグレ−ティングカプラ4bの内周側に面した領域で
接する。透明層3cの表面には中心軸Lに対して同心円
もしくはスパイラル状のグレ−ティングカプラ4cが中
心軸Lに同心した円形の領域上に形成されている。透明
層3bの表面にはグレ−ティングカプラ4bの領域を覆
う形で低屈折率の透明槽5bが形成されており、透明層
5bの屈折率は透明層5aに等しい。前記透明層3a,
3b間の断絶部に相当する位置には光検出器6a,6b
が形成され、それらの光検出器を覆う形で透明層5内に
反射膜7が形成されている。なお、図中の8は半導体レ
−ザ、9は集光レンズ、10a,10bは偏光子、11,13,
14,17a ,17bは光、12は導波光、16は反射面、18a,18
b は導波光を示す。
FIG. 17 shows a schematic view of an optical head device (prior art 2; Japanese Patent Application No. 1-508307). 1 in the figure is Si
It is a substrate. A transparent layer 2 having a low refractive index is formed on the substrate 1, and a transparent layer 3 (3a, 3b) having an anti-refractive index is formed thereon. On the surfaces of the transparent layers 3a and 3b, concentric or spiral grating couplers 4a and 4b are formed with respect to the central axis L. A transparent layer 3c having a high refractive index is formed on the surface of the transparent layer 3a with a transparent layer 5a of a low refractive index tank interposed therebetween, and the transparent layer 3c is formed on the inner peripheral side of the transparent layer 3b and its grating coupler 4b. Touch in the area where it was done. On the surface of the transparent layer 3c, a concentric or spiral grating coupler 4c is formed on a circular region concentric with the central axis L. A transparent tank 5b having a low refractive index is formed on the surface of the transparent layer 3b so as to cover the area of the grating coupler 4b, and the refractive index of the transparent layer 5b is equal to that of the transparent layer 5a. The transparent layer 3a,
3b, the photodetectors 6a, 6b
Are formed, and a reflective film 7 is formed in the transparent layer 5 so as to cover the photodetectors. In the figure, 8 is a semiconductor laser, 9 is a condenser lens, 10a and 10b are polarizers, 11, 13, and
14, 17a and 17b are light, 12 is guided light, 16 is a reflection surface, 18a and 18
b indicates guided light.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術1によれば、以下に述べる問題点を有する。 (1) レ−ザダイオ−ド(LD)68と導波層63を直接端面
結合しているため、非常に光の利用効率が低い。つま
り、ほとんどの光は導波せずに散乱で逃げてしまう。
However, the prior art 1 has the following problems. (1) Since the laser diode (LD) 68 and the waveguide layer 63 are directly end-face-coupled, the light use efficiency is extremely low. That is, most of the light escapes by scattering without being guided.

【0005】(2) FGC65の開口から放射される光の強
度分布が手前(LD68に近い側)が一番強く、その後指
数関数的に減少しているような分布をもつため、集光ス
ポットの強度分布が円形にならなかったり、偏ったサイ
ドロ−ブガ出る。
(2) Since the intensity distribution of light emitted from the opening of the FGC 65 is strongest in the front (on the side closer to the LD 68) and then decreases exponentially, the intensity of the condensed spot The intensity distribution does not become circular or side lobes appear on one side.

【0006】(3) 導波層自体は薄いが、FGC65から光
を出射させる時、導波層基板から垂直に出射させること
は大きな効率低下を招くため、15度程度傾いている、
このため、実際は薄型のメリットがいかされていない。
(3) The waveguide layer itself is thin, but when light is emitted from the FGC 65, it is inclined by about 15 degrees because emitting vertically from the waveguide layer substrate causes a large decrease in efficiency.
For this reason, the advantage of thinness is not actually used.

【0007】そこで、上記従来技術2は、上記問題点
(1) 〜(3) を改善し、かつ偏光方向がバラバラなことに
よる集光性の悪さの改善を目的としている。しかし、従
来技術2によれば、円周方向を向いている偏光方向を一
方向にそろえるための液晶や波長板は現在の技術では作
成が困難である。また、仮に実現できたとしても、相当
高額な部品となり光学ヘッドそのものの価格が高くな
る。このように、現在、安価で円周の接線方向または半
径方向に沿った偏光を一方向に揃える偏光素子は存在し
ない。また、従来技術2によれば、このような多層の導
波路構造で、かつ導波路内にPDを形成した透明基板は
作成が難しく、しかも作製に要する工程は複雑多岐にわ
たりとても量産性は望めない。本発明は上記事情を鑑み
てなされたもので、小型で、かつ作製が容易に実現し得
る光学ヘッドを提供することを目的とする。
Therefore, the above prior art 2 has the above problem.
The object of the present invention is to improve (1) to (3) and to improve poor light-collecting properties due to the different polarization directions. However, according to the prior art 2, it is difficult to create a liquid crystal or a wave plate for aligning the polarization direction in the circumferential direction in one direction with the current technology. Moreover, even if it can be realized, it becomes a considerably expensive component and the price of the optical head itself becomes high. Thus, at present, there is no inexpensive polarizing element that aligns polarized light along the circumferential tangential direction or radial direction in one direction. Further, according to the prior art 2, it is difficult to produce a transparent substrate having such a multilayered waveguide structure and having a PD formed in the waveguide, and the production process is complicated and diversified, so mass production cannot be expected. . The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide an optical head that is small and can be easily manufactured.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、レーザ光源
と、一主面に導波路が形成された透明基板と、前記透明
基板上に形成され、前記レーザ光源からのレーザ光を前
記導波路に導く、同心円状またはスパイラル状の第1グ
レーティングと、前記透明基板上における前記第1グレ
ーティングの外周部に形成され、前記導波路に導かれた
レーザ光を、前記第1グレーティングの中心軸方向に向
けて少なくとも直交する2方向から放射する、同心円状
またはスパイラル状の第2グレーティングと、前記透明
基板における前記レーザ光の放射側面と情報記録媒体の
記録面との間に設けられ、前記第2グレーティングより
放射されるレーザ光の偏向方向が一様に揃うように、前
記直交する2方向のレーザ光の内の一方向から放射され
るレーザ光に対して偏向方向を90度回転させる1/2
波長板と、前記レーザ光を前記情報記録媒体の記録面で
反射させた後,前記第2グレーティング,導波路,第1
のグレーティングを経た戻り光を受光する光検知手段と
を具備することを特徴とする光学ヘッドである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a laser light source, a transparent substrate having a waveguide formed on one principal surface, and a laser light from the laser light source formed on the transparent substrate. the guides, a first grating of concentric or spiral, the first grade of the transparent substrate
Formed on the outer periphery of the coating and guided to the waveguide
Directing the laser light in the direction of the central axis of the first grating;
Only by radiating from two directions at least orthogonal, and the second grating of concentric <br/> or spiral, the transparent
Between the radiation side of the laser light on the substrate and the information recording medium.
Provided between the second grating and the recording surface.
Make sure that the direction of deflection of the emitted laser light is uniform.
The laser beam is emitted from one of two orthogonal laser beams.
Of rotating the deflection direction by 90 degrees with respect to the laser beam
Wave plate, the laser light on the recording surface of the information recording medium
After being reflected, the second grating, the waveguide, the first
And an optical detecting means for receiving return light having passed through the grating .

【0009】さらに、前記1/2波長板を通過したレー
ザ光の偏向方向が90度回転するように、この1/2波
長板の光学軸と、前記第2グレーティングに対する接線
のなす角度が45°となるようにしたことを特徴とする
光学ヘッドである。また、前記第2グレーティングから
前記第1グレーティングの中心軸方向に向けて放射され
るレーザ光は、第1グレーティングの中心軸を挟んで対
向した2つの領域が互いに直交する2対の領域からなる
4つの領域から分割して放射されるものであることを特
徴とする光学ヘッドである。図1及び図2は本発明に係
る光学ヘッドの原理図を示し、図1は正面図、図2は斜
視図である。
Further, the laser beam passing through the half-wave plate
This half wave is used so that the polarization direction of the light is rotated by 90 degrees.
Optical axis of long plate and tangent to second grating
The optical head is characterized in that the angle formed by the optical head is 45 ° . Also, from the second grating
Radiated in the direction of the central axis of the first grating
Laser light is coupled across the central axis of the first grating.
Two facing regions consist of two pairs of regions that are orthogonal to each other
An optical head is characterized in that light is divided and emitted from four regions . 1 and 2 show the principle of an optical head according to the present invention. FIG. 1 is a front view, and FIG. 2 is a perspective view.

【0010】図1,2に示すように、レ−ザダイオ−ド
(LD)20から出た光を1/4波長板21を通して円偏光
とする。この先を円形に形成した第1グレ−ティング22
により、透明基板23上の導波路24内に導波し、外側の円
形状第2グレ−ティングにより放射集光する。本発明で
は、この集光用第2グレ−ティングを複数に分割して集
光グレ−ティングカプラ(FGC)25a,25b,25c,
25dとする。そして、そのうちいくつかのゾ−ン(例え
ば、FGC25a,25c)から放射される偏光の中心的な
偏光方向に光学軸を合わせるように1/2λ板26を設置
する。
As shown in FIGS. 1 and 2, light emitted from a laser diode (LD) 20 is converted into circularly polarized light through a quarter wavelength plate 21. A first grating 22 having a circular tip.
As a result, the light is guided into the waveguide 24 on the transparent substrate 23, and is radiated and focused by the outer circular second grating. In the present invention, the second condensing grating is divided into a plurality of condensing gratings (FGC) 25a, 25b, 25c,
25d. The 1 / 2λ plate 26 is set so that the optical axis is aligned with the central polarization direction of the polarized light radiated from some of the zones (for example, FGCs 25a and 25c).

【0011】図3(A),(B)は前記FGCを真上よ
り見た図で、各々のFGCにより放射される光の偏光方
向はFGCの方向、即ち円周の接線方向になる。図3
(A)中の角度θは小さければ小さい程、そのゾ−ン内
の偏光方向のバラツキは小さくなる。しかし、余り小さ
くなると、ゾ−ンとゾ−ンの間が大きくなり、光の利用
効率が低下する。従って、この両者のバランスで角度θ
が決まる。
FIGS. 3A and 3B are views of the FGC as viewed from directly above, and the polarization direction of light emitted by each FGC is the direction of the FGC, that is, the tangential direction of the circumference. FIG.
The smaller the angle θ in (A), the smaller the variation in the polarization direction in that zone. However, if the distance is too small, the space between the zones becomes large, and the light use efficiency decreases. Therefore, the angle θ is determined by the balance between the two.
Is determined.

【0012】図3(B)は、こうしたゾ−ンのうち2つ
について1/2λ板26を通した後の偏光状態を表わして
いる。各々の波長板の光学軸は、ゾ−ンの真中でのFG
Cに対する接線と45度の角度をなしており、FGCか
ら放射された偏光は波長板通過時に90度回転し、図の
ように全部のゾ−ンで略一様に揃うことになる。
FIG. 3B shows the state of polarization of two of these zones after passing through a 1 / 2.lambda. Plate 26. FIG. The optical axis of each wave plate is FG in the middle of the zone.
The angle of the tangent to C is 45 degrees, and the polarized light emitted from the FGC rotates 90 degrees when passing through the wave plate, and becomes substantially uniform in all the zones as shown in the figure.

【0013】図4,6は、夫々ド−ナツ型の開口から集
光された光の焦点位置での光強度分布を示す特性図であ
る。なお、図4は図5の直線偏光に対応し分布を、図6
は図7の偏光に対応した分布を示す。その時の偏光の状
態により、強度分布は大きく変化する。直線偏光(図5
参照)や位相のそろった円偏光(図8参照)に比べて偏
光接線方向を向いている場合(図7参照)は、光強度が
1/e2 になる半径が3μm以上になり、高密度な光記
録には使えない。なお、図5,図7,図8において、斜
線部分は光がひかっている白い部分を示す。ここで、F
GCの分割は、光の利用効率を考えればできるだけ多く
することが好ましいが、構造が複雑になるので、分割数
は制限される。
FIGS. 4 and 6 are characteristic diagrams showing the light intensity distribution at the focal position of the light condensed from the respective donut-shaped openings. FIG. 4 shows the distribution corresponding to the linearly polarized light in FIG.
Indicates a distribution corresponding to the polarized light in FIG. The intensity distribution changes greatly depending on the state of polarization at that time. Linearly polarized light (Fig. 5
(See FIG. 7) and circularly polarized light having the same phase (see FIG. 8), the light intensity is 1 / e 2. Becomes 3 μm or more, and cannot be used for high-density optical recording. In FIGS. 5, 7 and 8, hatched portions indicate white portions where light is cast. Where F
It is preferable to divide the GC as much as possible in consideration of light use efficiency. However, since the structure is complicated, the number of divisions is limited.

【0014】本発明において、量産性,コストを考え、
透明基板と導波路の2層構造あるいはクラッド層を入れ
た3層構造とグレ−ティング以外の段差は設けない。ま
た、同じ理由で、フォトディテクタ(PD)は導波路上
には形成しない。ディスクからの反射光は、後記する実
施例に示すように、逆戻りして中心の円形グレ−ティン
グから放射される。その光をホログラム素子で回折さ
せ、サ−ボ用のフォ−カス,トラッキングエラ−信号及
びRF信号を得ることが本発明を実現させるための一つ
の方法である。前記ホログラム素子は、1次回折光を2
つに分け夫々に非点収差をもたせることにより、フォ−
カスエラ−信号を得る。また、トラッキングエラ−信号
はpush-pull 法を用いる。
In the present invention, considering mass productivity and cost,
There is no step other than the grating and the two-layer structure of the transparent substrate and the waveguide or the three-layer structure including the clad layer. Also, for the same reason, the photodetector (PD) is not formed on the waveguide. The reflected light from the disk returns and is radiated from the central circular grating as shown in an embodiment described later. Diffracting the light by a hologram element to obtain a servo focus, a tracking error signal and an RF signal is one method for realizing the present invention. The hologram element converts the first-order diffracted light into two
By giving each one astigmatism,
Obtain a casellar signal. The tracking error signal uses a push-pull method.

【0015】[0015]

【作用】本発明において、図9を例にとれば、LDから
出た光はホログラム素子(光分離手段)を通り、1/4
波長板により円偏光となる。それが、透明基板に形成さ
れたFGCに入射,導波光となって基板中央から外側に
拡がるように伝播する。その導波光を90度の間隔で分
けられた4つのFGCに達して、そこから上方に放射さ
れる。その4のFGCのうち例えば向い合うFGC上に
偏向方向に対して45度に光学軸を合わせて1/2波長
板を設置することにより、偏向方向を90度回転させて
偏向面を揃えた状態にして集光させる。この光は、情報
記録用ディスクの記録面で反射し、逆の光路を戻り、ホ
ログラム素子に到達し、ここで回折を受け、0次光と1
次光にわかれる。このとき、右と左側の1次光の差がpu
sh−pull信号となる。右と左の1次光は各々三分割され
たPDで受光されるが、右と左で1次光の非点収差が逆
位相で与えられているので、図10にあるような受光量の
差をとるとフォ−カスエラ−信号が得られる。また、全
部の和をとったものがRF信号となる。
In the present invention, taking FIG. 9 as an example, the light emitted from the LD passes through the hologram element (light separating means) and becomes 1/4.
It becomes circularly polarized light by the wave plate. The light is incident on the FGC formed on the transparent substrate, becomes a guided light, and propagates so as to spread outward from the center of the substrate. The guided light reaches four FGCs separated by 90 degrees and is emitted upward therefrom. A state in which the deflection direction is rotated by 90 degrees and the deflection surfaces are aligned by, for example, setting the half-wave plate with the optical axis aligned at 45 degrees with respect to the deflection direction on the facing FGC among the four FGCs, for example. And focus. This light is reflected on the recording surface of the information recording disk, returns to the opposite optical path, reaches the hologram element, where it is diffracted, and the zero-order light and 1
Divided into the next light. At this time, the difference between the right and left primary lights is pu
It becomes a sh-pull signal. The right and left primary lights are received by the PD divided into three, respectively. However, since the astigmatism of the primary light is given in opposite phases at the right and left, the received light amount as shown in FIG. By taking the difference, a focus error signal is obtained. In addition, the sum of all becomes an RF signal.

【0016】[0016]

【実施例】【Example】

(実施例1) (Example 1)

【0017】図9は、本発明の実施例1に係る光学ヘッ
ドの説明図を示す。図中の31は、上部に導波路32を形成
した例えば石英からなる透明基板である。前記導波層32
は、例えばコ−ニング社製7059ガラスをRFスパッタ法
を用いて厚さ約0.9μmに形成した。前記導波路32上
には、図2に示すように4つに分割された集光グレ−テ
ィングカプラ(FGC)25a,25b,25c,25dが形成
されている。ここで、前記FGCは、窒化シリコン膜を
同じくRFスパッタリング法により厚さ25nmに形成
し、その上からレジストを塗布し、電子ビ−ムによりグ
レ−ティングのパタ−ンを描画し、エッチングすること
により形成する。前記透明基板31の下部には、1/4波
長板33が配置されている。前記FGCのうち例えばFG
C25a,25cの真上には、FGC25a,25cから放射さ
れる偏光の中心的な偏光方向に光学軸を合わせるように
1/2波長板34,35が設置されている。前記1/4波長
板33の真下には、光を分離するホログラム素子(光分離
手段)36が配置されている。また、前記ホログラム素子
の近くには、前記ホログラム素子36からの光を受光する
光検知器(フォトダイオ−ド;PD)37,38が配置され
ている。なお、図中の39は情報記録用ディスク、40はレ
−ザダイオ−ド(LD)を示す。
FIG. 9 is an explanatory diagram of the optical head according to the first embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 31 denotes a transparent substrate made of, for example, quartz and having a waveguide 32 formed thereon. The waveguide layer 32
For example, 7059 glass manufactured by Corning Incorporated was formed to a thickness of about 0.9 μm by RF sputtering. On the waveguide 32, there are formed four converging grating couplers (FGCs) 25a, 25b, 25c, and 25d, as shown in FIG. Here, the FGC is formed by forming a silicon nitride film to a thickness of 25 nm by the same RF sputtering method, applying a resist thereon, drawing a grating pattern by electron beam, and etching. Is formed. A 波長 wavelength plate 33 is arranged below the transparent substrate 31. Among the FGCs, for example, FG
Half-wave plates 34 and 35 are provided directly above the C25a and 25c so that the optical axes are aligned with the central polarization direction of the polarized light emitted from the FGCs 25a and 25c. A hologram element (light separating means) 36 for separating light is disposed immediately below the 波長 wavelength plate 33. Further, near the hologram element, photodetectors (photodiodes; PDs) 37 and 38 for receiving light from the hologram element 36 are arranged. In the drawing, reference numeral 39 denotes an information recording disk, and reference numeral 40 denotes a laser diode (LD).

【0018】こうした構成の光学ヘッドの作用は、以下
に述べる通りである。LD39から出た光はホログラム素
子36を通り、1/4波長板33により円偏光となる。それ
が、透明基板31に形成されたFGCに入射,導波光とな
って基板中央から外側に拡がるように伝播する。その導
波光を90度の間隔で分けられた4つのFGC25a,25
b,25c,25dに達して、そこから上方に放射される。
その4のFGCのうち例えば向い合うFGC25a,25c
上に偏向方向に対して45度に光学軸を合わせて1/2
波長板34,35を設置することにより、偏向方向を90度
回転させて偏向面を揃えた状態にして集光させる。この
光は、情報記録用ディスク39の記録面で反射し、逆の光
路を戻り、ホログラム素子36に到達し、ここで回折を受
け、0次光と1次光にわかれる。このとき、右と左側の
1次光の差がpush-pull 信号となる。右と左の1次光は
各々三分割されたPD37で受光されるが、右と左で1次
光の非点収差が逆位相で与えられているので、図10にあ
るような受光量の差をとるとフォ−カスエラ−信号が得
られる。また、全部の和をとったものがRF信号とな
る。
The operation of the optical head having such a configuration is as described below. The light emitted from the LD 39 passes through the hologram element 36 and is converted into circularly polarized light by the 波長 wavelength plate 33. The light is incident on the FGC formed on the transparent substrate 31, becomes a guided light, and propagates so as to spread outward from the center of the substrate. The guided light is divided into four FGCs 25a and 25 separated by 90 degrees.
b, 25c, 25d, from which it is emitted upwards.
Of the four FGCs, for example, facing FGCs 25a and 25c
Align the optical axis at 45 degrees to the deflection direction
By installing the wave plates 34 and 35, the light is condensed by rotating the deflection direction by 90 degrees and aligning the deflection surfaces. This light is reflected on the recording surface of the information recording disk 39, returns to the opposite optical path, reaches the hologram element 36, where it is diffracted and split into zero-order light and primary light. At this time, the difference between the right and left primary lights becomes a push-pull signal. The right and left primary lights are received by the PD 37 divided into three parts, respectively. However, since the astigmatism of the primary light is given in opposite phases to the right and left, the received light amount as shown in FIG. By taking the difference, a focus error signal is obtained. In addition, the sum of all becomes an RF signal.

【0019】図11は、フォ−カスエラ−信号が発生する
様子を示した図である。トラッキング用は、一般のpush
-pull 信号と同様に、ディスクの案内溝による回折によ
り得られる。また、図12(A)〜(F)は夫々図11のP
D37,38に対応したビ−ムの形状を示し、(A),
(B)は焦点が遠い場合、(C),(D)は焦点が一致
した場合、(E),(F)は焦点が近い場合を示す。
FIG. 11 is a diagram showing how a focus error signal is generated. For tracking, general push
As with the -pull signal, it is obtained by diffraction through the guide groove of the disk. 12 (A) to 12 (F) respectively show P in FIG.
The beam shape corresponding to D37, D37 is shown, (A),
(B) shows the case where the focal point is far, (C) and (D) show the case where the focal point matches, and (E) and (F) show the case where the focal point is close.

【0020】上記実施例に係る光学ヘッドによれば、上
面に導波路32が形成された透明基板31と、LD40からの
レ−ザ光を分離するホログラム素子36と、前記透明基板
31上に形成され前記ホログラム素子36を通過したレ−ザ
光を前記導波路32に導く円形状の第1グレ−ティング22
と、前記透明基板31上に形成され前記LD40から前記ホ
ログラム素子36を通過してレ−ザ光を前記導波層32に導
く複数に分割された円形状のFGC25a〜25dと、前記
グレ−ティングより放射される光の一部を、分割された
放射光の偏光方向が一様に揃うように分割された放射光
に対して適切な角度で光学軸が設定された1/2波長板
35と、情報記録用ディスク39の記録面で反射させた後
前記FGC,導波路32,第1グレ−ティング22,導波路
32を経た戻り光を受光するPD37,38とから構成されて
いる。従って、LD40からディスク39面までの光路長を
短くすることにより、より小型の光学ヘッドを実現でき
る。また、従来技術に比べて光学ヘッドを容易に作製で
きる。図13(A),(B)は上記実施例による効果を示
す図であり、ホログラム素子を使って光学ヘッドを小型
化する場合でも、同図(A)から同図(B)のように、
LD40からディスク39面までの光路長を短くすることに
より、より小型の光学ヘッドを実現できることが明らか
である。
According to the optical head according to the above embodiment, the transparent substrate 31 having the waveguide 32 formed on the upper surface, the hologram element 36 for separating the laser light from the LD 40, and the transparent substrate 31
First circular grating 22 formed on 31 and guiding laser light passing through hologram element 36 to waveguide 32
A plurality of divided circular FGCs 25a to 25d formed on the transparent substrate 31 and guiding the laser light from the LD 40 through the hologram element 36 to the waveguide layer 32; A half-wave plate in which an optical axis is set at an appropriate angle with respect to a part of the emitted light so that the polarized light of the divided emitted light is uniformly aligned in polarization direction.
35, after reflecting on the recording surface of the information recording disc 39 ,
FGC, waveguide 32, first grating 22, waveguide
And PDs 37 and 38 for receiving the return light passing through 32. Therefore, a smaller optical head can be realized by shortening the optical path length from the LD 40 to the surface of the disk 39. Further, an optical head can be easily manufactured as compared with the related art. FIGS. 13 (A) and 13 (B) are diagrams showing the effects of the above embodiment. Even when the size of the optical head is reduced by using the hologram element, as shown in FIGS.
It is clear that a smaller optical head can be realized by shortening the optical path length from the LD 40 to the surface of the disk 39.

【0021】図14は、実施例2に係る光学ヘッドの要部
の平面図である。実施例1の第2グレ−ティング(FG
C)は4つに分割されていたが、グレ−ティングとグレ
−ティングの間の光は何も使われずに捨てられる。そこ
で、実施例2では、同じ4つに分割する場合でも、図14
に示すように導波路内で集光作用をもつグレ−ティング
レンズ51を配置し、中心から全方向に導波してくる光を
もらすことなく4つに分割し、各々FGC25a〜25dよ
り放射させることができるという利点を有する。(実施
例3)
FIG. 14 is a plan view of a main part of the optical head according to the second embodiment. The second grating (FG) of the first embodiment
C) was divided into four, but the light between the gratings was discarded without any use. Therefore, in the second embodiment, even when the image is divided into the same four, FIG.
As shown in the figure, a grating lens 51 having a light condensing function is disposed in the waveguide, and the light guided from the center in all directions is divided into four without being emitted, and emitted from the FGCs 25a to 25d, respectively. It has the advantage of being able to. (Example 3)

【0022】図15は、実施例3に係る光学ヘッドの要部
の説明図である。この実施例3は、放射用のFGCを分
割せずに円形のFGC52とし、導波路の分割を所定の位
置に開口部53aを有したマスク53を配置した構成のもの
である。このように、放射用のFGC52を分割しなくて
も放射後に余分を遮蔽することによっても上記実施例1
と同様な効果が得られる。
FIG. 15 is an explanatory diagram of a main part of the optical head according to the third embodiment. In the third embodiment, the radiation FGC is not divided, but is formed into a circular FGC 52, and the waveguide is divided with a mask 53 having an opening 53a at a predetermined position. As described above, even if the FGC 52 for radiation is not divided and the extra portion is shielded after radiation, the first embodiment can be used.
The same effect can be obtained.

【0023】なお、上記実施例1,2ではFGCを4分
割を採用したが、前述しようにこの数に制限はなく、例
えば量産性を優先するのか、光の利用効率を優先するか
によって分割数は選択される。
In the first and second embodiments, the FGC is divided into four parts. However, as described above, the number is not limited. For example, the number of divisions depends on whether priority is given to mass productivity or light use efficiency. Is selected.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
集光性が向上し、小型で、かつ作製が容易に実現し得る
光学ヘッドを提供することができる。
As described in detail above , according to the present invention,
Improved light collection, compact size, and easy fabrication
An optical head can be provided .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例に係る光学ヘッドの原理を説
明するための略正面図。
FIG. 1 is a schematic front view for explaining the principle of an optical head according to an embodiment of the present invention.

【図2】図2の斜視図。FIG. 2 is a perspective view of FIG. 2;

【図3】集光される光を1/2波長板を使ってそろえる
原理図。
FIG. 3 is a principle diagram of aligning condensed light using a half-wave plate.

【図4】ド−ナツ型の開口から集光された光の焦点位置
での光強度分布図。
FIG. 4 is a light intensity distribution diagram at a focal position of light condensed from a donut-shaped opening.

【図5】直線偏光の説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram of linearly polarized light.

【図6】ド−ナツ型の開口から集光された光の焦点位置
での光強度分布図。
FIG. 6 is a light intensity distribution diagram at a focal position of light condensed from a donut-shaped opening.

【図7】円偏光の説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram of circularly polarized light.

【図8】偏光接線方向の説明図。FIG. 8 is an explanatory diagram of a polarization tangential direction.

【図9】本発明の実施例1に係る光学ヘッドの説明図。FIG. 9 is an explanatory diagram of the optical head according to the first embodiment of the invention.

【図10】ホトグラム素子からの受光量の差によりフォ
−カスエラ−信号を得る場合の原理説明図。
FIG. 10 is a view for explaining the principle in the case where a focus error signal is obtained based on a difference in the amount of light received from the photogram element.

【図11】フォ−カスエラ−信号が発生する様子を示す
説明図。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing how a focus error signal is generated.

【図12】ディスク面に焦点が一致する場合,遠い場合
及び近い場合のフォトダイオ−ドのパタ−ン図。
FIG. 12 is a pattern diagram of a photodiode when the focal point coincides with the disk surface, when the focal point is far, and when the focal point is close.

【図13】本発明により光学ヘッドを小型化する場合の
説明図。
FIG. 13 is an explanatory diagram when the optical head is reduced in size according to the present invention.

【図14】本発明の実施例2に係る光学ヘッドの要部の
説明図。
FIG. 14 is an explanatory diagram of a main part of an optical head according to a second embodiment of the invention.

【図15】本発明の実施例3に係る光学ヘッドの要部の
説明図。
FIG. 15 is an explanatory diagram of a main part of an optical head according to a third embodiment of the invention.

【図16】従来技術1の説明図。FIG. 16 is an explanatory diagram of Conventional Technique 1.

【図17】従来技術2の説明図。FIG. 17 is an explanatory diagram of Conventional Technique 2.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20,40…レ−ザダイオ−ド、21,34,35…1
/2λ板、22…第1グレ−ティング、23,31…透
明基板、24,32…導波路、25a〜25d,52…第
2グレ−ティング(FGC)、36…ホログラム素子、
37,38…フォトダイオ−ド、39…ディスク、51
…グレ−ティングレンズ、53…マスク。
20, 40 ... Laser diode, 21, 34, 35 ... 1
/ 2λ plate, 22: first grating, 23, 31: transparent substrate, 24, 32: waveguide, 25a to 25d, 52: second grating (FGC), 36: hologram element,
37, 38: Photo diode, 39: Disk, 51
... Grating lens, 53 ... Mask.

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 レーザ光源と、 一主面に導波路が形成された透明基板と、 前記透明基板上に形成され、前記レーザ光源からのレー
ザ光を前記導波路に導く、同心円状またはスパイラル状
の第1グレーティングと、 前記透明基板上における前記第1グレーティングの外周
部に形成され、前記導波路に導かれたレーザ光を、前記
第1グレーティングの中心軸方向に向けて少なくとも直
交する2方向から放射する、同心円状またはスパイラル
状の第2グレーティングと、前記透明基板における前記レーザ光の放射側面と情報記
録媒体の記録面との間に設けられ、前記第2グレーティ
ングより放射されるレーザ光の偏向方向が一様に揃うよ
うに、前記直交する2方向のレーザ光の内の一方向から
放射されるレーザ光に対して偏向方向を90度回転させ
1/2波長板と、前記レーザ光を前記情報記録媒体の記録面で反射させた
後,前記第2グレーティング,導波路,第1のグレーテ
ィング を経た戻り光を受光する光検知手段とを具備する
ことを特徴とする光学ヘッド。
A laser light source; a transparent substrate having a waveguide formed on one principal surface thereof; and a laser light formed on the transparent substrate and guiding laser light from the laser light source to the waveguide. A concentric or spiral first grating, and an outer periphery of the first grating on the transparent substrate
Formed in the portion, the laser light guided to the waveguide,
At least straightforward in the direction of the central axis of the first grating
Interlinks 2 radiated from a direction, concentric or a spiral second grating, radiation side and information recording of the laser light in the transparent substrate
A second recording medium provided between the recording medium and the recording surface of the recording medium;
The deflection direction of the laser light emitted from the ring is uniform
Thus, from one of the two orthogonal laser beams,
Rotate the deflection direction by 90 degrees with respect to the emitted laser light
A half-wave plate, and the laser light was reflected by the recording surface of the information recording medium.
Then, the second grating, the waveguide, and the first grating
The optical head is characterized by comprising an optical detection means for receiving the return light having passed through the Ingu.
【請求項2】 前記1/2波長板を通過したレーザ光の
偏向方向が90度回転するように、この1/2波長板の
光学軸と、前記第2グレーティングに対する接線のなす
角度が45°とな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。
2. The laser light passing through the half-wave plate
The half-wave plate is rotated so that the polarization direction is rotated by 90 degrees.
Between the optical axis and a tangent to the second grating
2. The optical head according to claim 1, wherein the angle is 45 [deg .].
【請求項3】 前記第2グレーティングから前記第1グ
レーティングの中心軸方向に向けて放射されるレーザ光
は、第1グレーティングの中心軸を挟んで対向した2つ
の領域が互いに直交する2対の領域からなる4つの領域
から分割して放射されるものであることを特徴とする請
求項1記載の光学ヘッド。
3. The first grating from the second grating .
Laser light emitted toward the center axis of the rating
Are the two opposing each other across the central axis of the first grating
Regions consisting of two pairs of regions where the regions are orthogonal to each other
2. The optical head according to claim 1, wherein the optical head is divided and radiated .
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