JP3172360B2 - Reflection grating for beam splitting and optical pickup using the same - Google Patents

Reflection grating for beam splitting and optical pickup using the same

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JP3172360B2 JP09472694A JP9472694A JP3172360B2 JP 3172360 B2 JP3172360 B2 JP 3172360B2 JP 09472694 A JP09472694 A JP 09472694A JP 9472694 A JP9472694 A JP 9472694A JP 3172360 B2 JP3172360 B2 JP 3172360B2
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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、発散レーザ光源の光軸
に対して傾斜させて用いられるビーム3分割用反射型回
折格子およびこれを用いた光ピックアップに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reflection type diffraction grating for dividing a beam into three beams which is used with an inclination with respect to the optical axis of a divergent laser light source, and an optical pickup using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】光ピックアップのトラッキングサーボの
方法の一つとして3ビーム法が知られているが、この3
ビーム法を用いる場合には、信号光が再び回折格子に入
射して損失が生じるという透過型のビーム3分割用回折
格子の欠点を回避するために、反射型のビーム3分割用
回折格子が用いられている。反射型の回折格子は、基板
表面にエッチングで凹凸を形成してAl或いはCrとA
uとを蒸着する等の製法により作製される。
2. Description of the Related Art A three-beam method is known as one of tracking servo methods for an optical pickup.
In the case of using the beam method, in order to avoid the disadvantage of the transmission type beam splitting diffraction grating that the signal light is incident on the diffraction grating again to cause a loss, a reflection type beam splitting diffraction grating is used. Have been. The reflection type diffraction grating forms irregularities on the substrate surface by etching to form Al or Cr and A.
It is manufactured by a manufacturing method such as evaporation of u.

【0003】図9は、ビーム3分割用反射型回折格子を
用いた光ピックアップを示す縦断側面図である。図中の
1は、n+ 型Si等からなる導電性半導体材料または銅
等の導電性金属からなる良熱伝導性基板である。良熱伝
導性基板1には、第1平面部1a、45°傾斜面部1
b、及び第2平面部1cが形成されている。第1平面部
1a上には、光量調整用PINフォトダイオード部を有
するサブマウント2を介して半導体レーザチップ4が設
けられている。45°傾斜面部1bには、ビーム3分割
用反射型回折格子6が設けられている。そして、第2平
面部1cには、信号検出用6分割PINフォトダイオー
ド5がマウントされている。
FIG. 9 is a vertical sectional side view showing an optical pickup using a reflection type diffraction grating for dividing a beam into three. Reference numeral 1 in the figure denotes a good heat conductive substrate made of a conductive semiconductor material such as n + -type Si or a conductive metal such as copper. The first heat-conductive substrate 1 has a first flat portion 1a, a 45 ° inclined surface portion 1
b, and the second plane portion 1c. A semiconductor laser chip 4 is provided on the first plane portion 1a via a submount 2 having a PIN photodiode portion for adjusting light quantity. The 45-degree inclined surface portion 1b is provided with a reflective diffraction grating 6 for dividing the beam into three. Then, a six-division PIN photodiode 5 for signal detection is mounted on the second plane part 1c.

【0004】また、これら素子配置面の上方側には、図
示しない支持手段にてホログラム素子7が配置され、さ
らにその上方には、図示しないアクチュエータに取り付
けられた集光用レンズ8が配置されている。半導体レー
ザチップ4から出射された光はビーム3分割用反射型回
折格子6によって反射される際、回折作用により3本の
ビームに分割される。そして、これら3本のビームは、
ホログラム素子7を透過(0次回折)したのち、集光レ
ンズ8により光ディスク9の信号記録面上に集光され
る。
A hologram element 7 is arranged above these element arrangement surfaces by support means (not shown), and a condensing lens 8 attached to an actuator (not shown) is arranged above the hologram element 7. I have. When the light emitted from the semiconductor laser chip 4 is reflected by the three-beam reflective diffraction grating 6, it is split into three beams by a diffraction effect. And these three beams
After passing through the hologram element 7 (zero-order diffraction), the light is condensed on the signal recording surface of the optical disk 9 by the condenser lens 8.

【0005】ピット信号(HF信号)、トラッキングエ
ラー信号、及びフォーカシングエラー信号が乗った3本
のビームの反射光は、再び集光レンズ8を通過したの
ち、ホログラム素子7によって1次回折(或いは−1次
回折)し、信号検出用PINフォトダイオード5に入射
される。なお、フォーカシングエラー信号は、ホログラ
ム素子7が回折光に非点収差を持たせる機能を有してい
るため、4分割PINフォトダイオードを用いて非点収
差法により検出することができる。
The reflected light of the three beams on which the pit signal (HF signal), the tracking error signal, and the focusing error signal have passed passes through the condenser lens 8 again, and is then subjected to first-order diffraction (or-) by the hologram element 7. (First-order diffraction) and is incident on the PIN photodiode 5 for signal detection. Note that the focusing error signal can be detected by the astigmatism method using a 4-division PIN photodiode because the hologram element 7 has a function of giving astigmatism to the diffracted light.

【0006】このようなビーム3分割用反射型回折格子
6を用いた光ピックアップにおいては、ホログラム素子
7を除いて各素子をほぼ同一面上に配置することがで
き、半導体レーザ4、フォトダイオード5等のワイヤボ
ンディングの引き出し等の作製が容易であり、低コスト
化が図れる。
In an optical pickup using such a three-beam reflective diffraction grating 6, the elements can be arranged on substantially the same plane except for the hologram element 7, and the semiconductor laser 4 and the photodiode 5 In such a case, it is easy to produce wire bonding and the like, and cost reduction can be achieved.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体レー
ザ光の集光スポット形状は、半導体レーザ出射面での近
視野像の形状を反映し楕円形状になり、ピット信号検出
のS/N比を考慮すると、3ビーム分割は、半導体レー
ザ素子接合面に垂直方向(図9においては紙面内で回
折:図10参照)に行う必要がある。
By the way, the shape of the condensed spot of the semiconductor laser light becomes an elliptical shape reflecting the shape of the near-field image on the emission surface of the semiconductor laser, and the S / N ratio for pit signal detection is taken into consideration. Then, it is necessary to perform the three-beam division in the direction perpendicular to the semiconductor laser element bonding surface (diffraction in the plane of FIG. 9; see FIG. 10).

【0008】図10は、半導体レーザ4から出射された
光ビームが、45°傾けて配置されたビーム3分割用反
射型回折格子6によって3分割回折されて反射される様
子を示すとともに、仮想光源が回折格子面を基準にして
半導体レーザ4と対称な位置に形成される様子を示した
説明図である。図中、32aが0次仮想光源、32bが
+1次仮想光源、32cが−1次仮想光源である。ま
た、図中のXは、ビーム3分割用反射型回折格子6の傾
斜方向であってレーザ光入射角が大きくなる方向を示し
ている。Oは、原点(光軸に一致する点)を示してい
る。x′は、仮想光源についての上記方向Xに対応する
方向での距離(0を原点とする)を示し、dは仮想光源
のx′上の位置を示している。
FIG. 10 shows how a light beam emitted from a semiconductor laser 4 is split and diffracted by a three-beam reflecting diffraction grating 6 arranged at an angle of 45 ° and reflected by a virtual light source. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state where is formed at a position symmetrical to the semiconductor laser 4 with respect to the diffraction grating surface. In the figure, 32a is a 0th-order virtual light source, 32b is a + 1st-order virtual light source, and 32c is a -1st-order virtual light source. In the drawing, X indicates the direction of inclination of the three-beam splitting reflection diffraction grating 6 and the direction in which the laser light incident angle becomes large. O indicates an origin (a point coinciding with the optical axis). x 'indicates the distance of the virtual light source in the direction corresponding to the direction X (0 is the origin), and d indicates the position of the virtual light source on x'.

【0009】上記従来のビーム3分割用反射型回折格子
6は、図11に示すように、格子ピッチ(Λ0 )が図中
X方向に全て等しくされた等周期回折格子から成る。そ
の±1次回折光の仮想発光点の光強度分布を計算する
と、図12に示すように、かなり広がった分布になる。
即ち、1点にはならず、回折限界の小さいスポットに集
光させることができない。なお、図12の110μmの
位置は、光ディスク上では20μm位置に対応する(2
0μm×レンズ倍率5.5=110μm)。
As shown in FIG. 11, the conventional reflection grating 6 for dividing a beam into three beams is composed of a regular-period grating in which the grating pitch (Λ 0 ) is all equal in the X direction in the figure. When the light intensity distribution of the virtual emission point of the ± 1st-order diffracted light is calculated, the distribution becomes considerably wide as shown in FIG.
That is, the light is not focused on one point and cannot be focused on a spot having a small diffraction limit. The position of 110 μm in FIG. 12 corresponds to the position of 20 μm on the optical disc (2
0 μm × lens magnification 5.5 = 110 μm).

【0010】また、図10に示しているように、半導体
レーザ光軸23を中心として回折格子の上側と下側での
入射角が非対称となるため、+1次仮想光源32bと−
1次仮想光源32cのスポット間隔も非対称となる。従
って、このようなビームを用いてトラッキングエラー信
号を検出する場合には、信号の振幅が小さくなったり、
光ディスクが傾斜したときに、信号にオフセットが生じ
たりするという欠点を有していた。
Further, as shown in FIG. 10, since the incident angles on the upper side and the lower side of the diffraction grating with respect to the optical axis 23 of the semiconductor laser are asymmetrical, the + 1st-order virtual light source 32b and-
The spot interval of the primary virtual light source 32c is also asymmetric. Therefore, when a tracking error signal is detected using such a beam, the amplitude of the signal becomes small,
When the optical disk is tilted, there is a disadvantage that an offset occurs in the signal.

【0011】本発明は、上記の事情に鑑み、ビーム3分
割用反射型回折格子を光源に対して傾けて配置する場合
に、3分割回折されたビームのスポット間隔を対称に且
つ小スポットに集光させることのできるビーム3分割用
反射型回折格子およびこれを用いた光ピックアップを提
供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and in the case where a reflection type diffraction grating for dividing a beam into three is arranged at an angle with respect to a light source, the spot intervals of the beam divided into three are symmetrically collected into small spots. It is an object of the present invention to provide a reflective diffraction grating for splitting a beam into three light beams and an optical pickup using the same.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】このため、この発明の第
1の構成は、発散レーザ光源の光軸に対して傾斜させて
用いられ、格子面上でのレーザ発光点からの距離または
レーザ光入射角が傾斜方向で異なることになるビーム3
分割用反射型回折格子において、その傾斜方向に回折す
る作用を有し、少なくとも有効な開口内で、前記レーザ
発光点からの距離が大きくなる程またはレーザ光入射角
が大きくなる程その格子面上での格子周期が長くなるよ
うに格子の周期変調がなされているとともに、前記発散
レーザ光 源の光軸が交わる付近の格子周期が略一定若し
くは他の部分よりも変化が緩やかになっていることを特
徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, the present invention is not limited to this .
The configuration 1 is inclined with respect to the optical axis of the divergent laser light source.
Distance from the laser emission point on the lattice plane
Beam 3 in which the incident angle of the laser beam is different in the inclination direction
Diffraction in the tilt direction
The laser, at least within the effective aperture
The greater the distance from the light emitting point or the angle of incidence of the laser beam
The larger the is, the longer the lattice period on that lattice plane
And the divergence
It is Wakashi substantially constant grating period in the vicinity of the optical axis of the laser beam source crosses
In other words, the change is more gradual than other parts .

【0013】第2乃至第3の構成のビーム3分割用反射
型回折格子は、格子周期Λ(x)が所定の式により変調
されている。
In each of the second and third structures, the reflection type diffraction grating for splitting the beam into three beams has a grating period Λ (x) modulated by a predetermined formula.

【0014】第の構成の光ピックアップは、上記第1
乃至第3の構成のいずれかのビーム3分割用反射型回折
格子を備えたことを特徴とする。
The optical pickup having the fourth configuration is the same as the first embodiment.
And a reflective diffraction grating for splitting the beam into three beams according to any one of the third to third configurations.

【0015】[0015]

【作用】第1乃至第3の構成によれば、格子面上でのレ
ーザ光入射角が傾斜方向で異なる場合でも、3分割回折
されたビームのスポット間隔を対称に且つ小スポットに
集光させることができるとともに、原点付近の周期変化
が緩やかになっているので、回折格子の取付位置の多少
のずれを許容することが可能であり、光ピックアップの
組み立て容易化が図れる。
According to the first to third configurations, the laser beam on the lattice plane is formed.
Even if the incident angle of the laser beam is different in the inclination direction, it is diffracted into three parts
Symmetrical and small spot spacing
Focusing is possible, and periodic changes near the origin
Is so loose that the diffraction grating
Of the optical pickup can be tolerated.
Easy assembly can be achieved.

【0016】第4の構成の光ピックアップによれば、ト
ラッキングエラー信号の振幅を大きくすることができ、
更に、光ディスクが傾斜したときでも信号にオフセット
が生じたりするのを回避できるので、トラッキングサー
ボの信頼性を向上させることができる。
According to the optical pickup of the fourth configuration, the amplitude of the tracking error signal can be increased,
Furthermore, even when the optical disk is inclined, it is possible to avoid occurrence of an offset in the signal, so that the reliability of the tracking servo can be improved.

【0017】[0017]

【実施例】(参考例1)まず 、本発明の参考例にかかるビーム3分割用反射型回
折格子を図1乃至図3に基づいて説明する。なお、その
製法や半導体レーザの光軸に対して傾斜させて用いられ
る点は従来と変わらない。即ち、本発明の参考例および
実施例にかかるビーム3分割用反射型回折格子は、従来
例で示した図10のごとく配置される。以下の説明では
必要に応じてこの図10を適宜参照する。
EXAMPLES (Example 1) First, the beam is divided into three reflection type diffraction according to the reference example of the present invention
The folded lattice will be described with reference to FIGS. It should be noted that the manufacturing method and the point that the semiconductor laser is used while being inclined with respect to the optical axis of the semiconductor laser are the same as those in the related art. That is, the reference example of the present invention and
The reflection diffraction grating for beam splitting according to the embodiment is arranged as shown in FIG. 10 shown in the conventional example. In the following description, FIG. 10 will be referred to as needed.

【0018】図1は、本参考例のビーム3分割用反射型
回折格子11を示す縦断側面図である。図中の方向X、
及び原点(光軸に一致する点)Oは、図10で示された
方向X及び原点Oに一致する。
FIG. 1 is a longitudinal sectional side view showing a reflection type diffraction grating 11 for beam splitting according to the present embodiment . The direction X in the figure,
The origin (the point coincident with the optical axis) O coincides with the direction X and the origin O shown in FIG.

【0019】上記のビーム3分割用反射型回折格子11
は、3分割回折作用により形成される±1次仮想光源3
1b,31cが、0次仮想光源31aを中心に対称で且
つ光強度分布の幅が狭くなるように格子の周期変調がな
されている。具体的には、原点Oを通るX方向上におい
て、レーザ光入射角が大きくなる程(別言すれば、レー
ザ発光点からの距離が遠い位置になる程)その格子面
(回折格子の凹凸が形成されている面)11a上での格
子周期Λ(x)が長くなるように格子の周期変調がなさ
れている。但し、xは格子面上のX方向の位置座標を示
す。
The above-described reflection diffraction grating for beam splitting 11
Are the ± first-order virtual light sources 3 formed by three-division diffraction
The periodic modulation of the grating is performed so that 1b and 31c are symmetric with respect to the 0th-order virtual light source 31a and the width of the light intensity distribution becomes narrow. Specifically, in the X direction passing through the origin O, as the incident angle of the laser beam increases (in other words, as the distance from the laser emission point increases), the lattice plane (the unevenness of the diffraction grating becomes larger) The grating is modulated so that the grating period Λ (x) on the formed surface 11a becomes longer. Here, x indicates position coordinates in the X direction on the lattice plane.

【0020】格子周期Λ(x)は、以下の式1(数1)
により決定している。
The lattice period Λ (x) is given by the following equation (1).
Is determined by

【0021】[0021]

【数1】 Λ(x)=(1/2)〔λ/h1(x) +λ/h2(x) 〕 ただし、 h1(x) =sin(tan -1((d-x)/(l+x))-π/4)+sin(tan -1(x/(l+x))+π/4) h2(x) =sin(tan -1(-x/(l+x))- π/4)+sin(tan -1((d+x)/(l+x))+π/4) λ:レーザ光の波長 l:レーザ発光点と原点Oとの距離 d:±1次回折光仮想光源のx′方向上での位置1 (x) = (1 /) [λ / h 1 (x) + λ / h 2 (x)] where h 1 (x) = sin (tan −1 ((dx) / (l + x)) - π / 4 ) + sin (tan -1 (x / (l + x)) + π / 4) h 2 (x) = sin (tan -1 (-x / (l + x)) -π / 4) + sin (tan -1 ((d + x) / (l + x)) + π / 4) λ: wavelength of laser light l: distance between laser emission point and origin O d: ± 1 Position of the virtual diffracted light source in the x 'direction

【0022】図2は、上記の式1において、λ=0.7
9μm、 l=2000μm、d=110μmとした場合
の格子周期Λ(x)の変化を示したグラフである。この
図では、レーザ光入射角(格子面法線とのなす角度)が
大きくなる側、別言すれば、レーザ光源からの距離が遠
い位置になる側はプラス側として表記され、その逆の側
はマイナス側として表記している。また、図中の点線
は、従来のビーム3分割用反射型回折格子の格子周期を
示している。以下の参考例及び実施例においても同様で
ある。
FIG. 2 shows that in equation (1) above, λ = 0.7
It is a graph which showed the change of lattice period (xi) when 9 micrometers, l = 2000 micrometers, and d = 110 micrometers. In this figure, the side where the laser beam incident angle (the angle made with the lattice plane normal) is large, in other words, the side where the distance from the laser light source is far away is denoted as the plus side, and the opposite side Is indicated as a minus side. The dotted line in the drawing indicates the grating period of the conventional beam-reflection reflective diffraction grating. The same applies to the following Reference Examples and Examples.

【0023】なお、図2のグラフにおける格子面上位置
のマイナス側で一部、グラフの傾きが逆転する部分があ
るが、この部分は回折格子の有効な開口内から外れるこ
とになる部分である。以下の参考例および実施例におい
ても同様である。
There is a portion on the minus side of the position on the grating plane in the graph of FIG. 2 where the inclination of the graph is reversed, but this portion is outside the effective aperture of the diffraction grating. . The same applies to the following Reference Examples and Examples .

【0024】図3は、上記のごとく周期変調された格子
面11aを有する場合の±1次回折光の仮想発光点の光
強度分布を示すグラフである。±1次仮想光源が0次仮
想光源を中心に対称で且つ光強度分布の幅が狭くなって
おり、図12に示した従来のビーム3分割用反射型回折
格子に比べてかなり改善されている。
FIG. 3 is a graph showing the light intensity distribution of the virtual light emitting point of the ± 1st-order diffracted light in the case where the grating surface 11a is periodically modulated as described above. The ± 1st-order virtual light source is symmetrical with respect to the 0th-order virtual light source and the width of the light intensity distribution is narrow, which is considerably improved as compared with the conventional diffraction grating for splitting a beam shown in FIG. .

【0025】(参考例2) 以下、本発明の他の参考例を図4に基づいて説明する。Embodiment 2 Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0026】本参考例のビーム3分割用反射型回折格子
は、参考例1の式1を2次関数で近似した以下に示す式
(数2)によって格子周期を変調している。
The beam is divided into three reflection type diffraction grating of the present embodiment is to modulate the grating period by Equation 2 (Equation 2) shown below which approximates the equation 1 of Example 1 by a quadratic function.

【0027】[0027]

【数2】Λ(x)=a(x−b)2 +c ただし、a,b,cは定数2 (x) = a (x−b) 2 + c where a, b and c are constants

【0028】図4は、上記の式2において、a=1.3
95×10-5、b=−720、c=12.75とした場
合の格子周期Λ(x)の変化を示したグラフである。図
2に示した結果とほぼ同様の結果を得ることができる。
FIG. 4 shows that in the above equation 2, a = 1.3.
It is the graph which showed the change of the grating period (x) when 95 * 10 < -5 >, b = -720 and c = 12.75. A result almost similar to the result shown in FIG. 2 can be obtained.

【0029】(参考例3) 以下、本発明の他の参考例を図5に基づいて説明する。[0029] (Reference Example 3) Hereinafter, another exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0030】本参考例のビーム3分割用反射型回折格子
は、波動光学的手法を用い、以下に示す式3(数3)
よって格子周期を変調している。
The reflection type diffraction grating for beam splitting of the present embodiment modulates the grating period by the following equation (3) using a wave optics method.

【0031】[0031]

【数3】Λ(x)=λh3 (x)/h4 (x) ただし、 h3 (x)=[{(x-x0)2+y0 2 }{(x-x1)2+y1 2 }]1/24 (x)=(x-x0)〔(x-x1)2+y1 21/2 -(x-x1)〔(x-x0)2+y0 21/2 x0=-y0 =-l/21/2 x1=(-l+d)/21/2 y1=(-l-d)/21/2 あるいは、 x1=(-l-d)/21/2 y1=(-l+d)/21/2 なお、λ, l, d, x は、参考例1と同様に定義され
る。
数 (x) = λh 3 (x) / h 4 (x) where h 3 (x) = [{(xx 0 ) 2 + y 0 2 } {(xx 1 ) 2 + y 1 2 }] 1/2 h 4 (x) = (xx 0) [(xx 1) 2 + y 1 2 ] 1/2 - (xx 1) [(xx 0) 2 + y 0 2 ] 1/2 x 0 = -Y 0 = -l / 2 1/2 x 1 = (-l + d) / 2 1/2 y 1 = (-ld) / 2 1/2 or x 1 = (-ld) / 2 1 / 2 y 1 = (− l + d) / 2 1/2 where λ, l, d, and x are defined in the same manner as in Reference Example 1 .

【0032】図5は、上記の式3において、λ=0.7
9μm、 l=2000μm、d=110μmとした場合
の格子周期Λ(x)の変化を示したグラフであり、この
場合も、原点Oを通るX方向上において、レーザ光入射
角が大きくなる程その格子面11a上での格子周期Λ
(x)が長くなる。なお、この波動光学的手法により得
られた格子周期を有するビーム3分割用反射型回折格子
11は、これら参考例を通じて最もよい結果を得ること
ができた。
FIG. 5 shows that in equation (3) above, λ = 0.7
9 is a graph showing a change in lattice period Λ (x) when 9 μm, l = 2000 μm, and d = 110 μm. In this case as well, in the X direction passing through the origin O, the larger the incident angle of the laser light, The grating period on the grating surface 11a a
(X) becomes longer. In addition, the reflection type diffraction grating 11 for splitting the beam having the grating period obtained by the wave optical method could obtain the best result through these reference examples.

【0033】(参考例4) 以下、本発明の他の参考例を図6を用いて説明する。Embodiment 4 Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0034】本参考例では、図6に示すように、格子周
期Λ(x)の変化を直線近似させている。同図は、傾き
を0.016とした場合である。この直線近似の場合、
仮想光源のスポット幅はやや広がるものの、格子面の設
計が容易であるという利点を有する。
In this embodiment , as shown in FIG. 6, the change of the grating period Λ (x) is linearly approximated. The figure shows a case where the inclination is set to 0.016. In the case of this linear approximation,
Although the spot width of the virtual light source is slightly widened, there is an advantage that the design of the lattice plane is easy.

【0035】(実施例1) 以下、本発明の実施例を図7を用いて説明する。[0035] (Example 1) Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0036】本実施例のビーム3分割用反射型回折格子
は、当該格子配置の位置精度を緩和し得るようになって
いる。即ち、参考例1乃至4では、回折格子の取付位置
がx方向にずれると、仮想光源の間隔が設計値からずれ
るという欠点を有するが、本実施例によれば、原点O付
近の周期変化が緩やかになっているので、回折格子の取
付位置の多少のずれを許容することが可能であり、光ピ
ックアップの組み立て容易化が図れる。
The reflective diffraction grating for beam splitting of the present embodiment can reduce the positional accuracy of the grating arrangement. That is, in Reference Examples 1 to 4, there is a disadvantage that if the mounting position of the diffraction grating is shifted in the x direction, the interval between the virtual light sources is shifted from the design value. Since it is gradual, it is possible to allow a slight shift of the mounting position of the diffraction grating, thereby facilitating the assembly of the optical pickup.

【0037】本実施例では、格子周期Λ(x)は、4次
関数である以下の式4(数4)により与えている。
In this embodiment, the grating period Λ (x) is given by the following equation (4), which is a quartic function.

【0038】[0038]

【数4】Λ(x)=a1 3 (b1 x−c1 )+f1 ただし、a1 ,b1 ,c1 ,f1 は定数4 (x) = a 1 x 3 (b 1 x−c 1 ) + f 1 where a 1 , b 1 , c 1 , and f 1 are constants

【0039】図6は、上記の式4において、a1 =2.
871×10-11 、b1 =3、c1=−2880、f1
=20.23とした場合の格子周期Λ(x)の変化を示
したグラフである。図から明らかなように、原点O付近
での周期変化が略一定になっている。
FIG. 6 shows that a 1 = 2.
871 × 10 −11 , b 1 = 3, c 1 = −2880, f 1
6 is a graph showing a change in lattice period Λ (x) when = 20.23. As is clear from the figure, the period change near the origin O is substantially constant.

【0040】(実施例2) 以下、本発明の他の実施例を図8を用いて説明する。 Embodiment 2 Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0041】本実施例のビーム3分割用反射型回折格子
は、実施例1と同様、格子配置の位置精度を緩和し得る
ものである。そして、格子周期Λ(x)は、以下の式5
(数5)により与えている。
The beam-reflection reflective diffraction grating of this embodiment can relax the positional accuracy of the grating arrangement, as in the first embodiment . Then, the lattice period Λ (x) is given by the following equation 5.
It is given by (Equation 5) .

【0042】[0042]

【数5】x≦0の領域で、 Λ(x)=a2 cos(xπ/b2 )+c2 x>0の領域で、 Λ(x)=f2 1.5 +g2 ただし、a2 ,b2 ,c2 ,f2 ,g2 は定数## EQU5 ## In the region where x ≦ 0, Λ (x) = a 2 cos (xπ / b 2 ) + c 2 x> 0, and in the region where Λ (x) = f 2 x 1.5 + g 2 where a 2 , b 2 , c 2 , f 2 and g 2 are constants

【0043】図8は、上記の式5において、a2 =3.
858、b2 =720、c2 =16.37、f2 =1.
230×10-10 、g2 =20.23とした場合の格子
周期Λ(x)の変化を示したグラフである。図から明ら
かなように、原点O付近での周期変化が略一定になって
いる。
FIG. 8 shows that a 2 = 3.
858, b 2 = 720, c 2 = 16.37, f 2 = 1.
It is the graph which showed the change of lattice period Λ (x) when 230 × 10 -10 and g 2 = 20.23. As is clear from the figure, the period change near the origin O is substantially constant.

【0044】なお、以上の説明で示された式1〜5は例
示であり、他の関数によって格子周期を表現するように
してもよい。勿論、これらとともに示した変数或いは定
数として他の数値を用いてもよいものである。
Expressions 1 to 5 shown in the above description are examples, and the grating period may be expressed by another function. Of course, other numerical values may be used as variables or constants shown together.

【0045】(実施例3) 次に、光ピックアップについて説明する。本発明の光ピ
ックアップは、以上に説明したビーム3分割用反射型回
折格子11を備えて成る。勿論、このビーム3分割用反
射型回折格子11は、発散レーザ光源の光軸に対して傾
斜させて用いられる。即ち、本発明のビーム3分割用反
射型回折格子は、従来例で示した図9のごとく配置され
るものであり、他の構成も、図9と同様に構成できる。
Third Embodiment Next, an optical pickup will be described. The optical pickup of the present invention is provided with the above-described reflective diffraction grating 11 for dividing the beam into three. Needless to say, the reflection grating 11 for dividing the beam into three beams is used while being inclined with respect to the optical axis of the divergent laser light source. That is, the reflection grating for three-beam splitting of the present invention is arranged as shown in FIG. 9 shown in the conventional example, and other configurations can be configured similarly to FIG.

【0046】かかる光ピックアップによれば、トラッキ
ングエラー信号の振幅を大きくすることができ、更に、
光ディスクが傾斜したときでも信号にオフセットが生じ
たりするのを回避できるので、トラッキングサーボの信
頼性を向上させることができる。
According to such an optical pickup, the amplitude of the tracking error signal can be increased, and furthermore,
It is possible to avoid occurrence of an offset in the signal even when the optical disk is tilted, so that the reliability of the tracking servo can be improved.

【0047】なお、以上の実施例では、原点Oを通る格
子面上での光入射点とレーザ発光点の距離の変化に対し
てのみ周期を変調し、X方向と直交する方向では周期が
変化しない(即ち、平行な直線状の格子パターン)とし
たが、原点Oを通らないX方向でのレーザ発光点と格子
面上の光入射点との距離の変化をも加味し、X方向と直
交する方向の各位置で格子周期が異なるよう(即ち、曲
線状の格子パターン)にしてもよいものである。
In the above embodiment, the period is modulated only with respect to the change in the distance between the light incident point and the laser emission point on the lattice plane passing through the origin O, and the period changes in the direction orthogonal to the X direction. Although it is not performed (that is, a parallel linear grid pattern), it is orthogonal to the X direction in consideration of the change in the distance between the laser emission point in the X direction that does not pass through the origin O and the light incident point on the grid surface. Alternatively, the grating period may be different at each position in the direction (ie, a curved grating pattern).

【0048】また、以上の実施例に限らず、入射ビーム
を反射すると共に分割するビーム3分割用反射型回折格
子において、3分割されたビームが形成するスポットが
一直線上に等間隔で且つその各スポットが小さくなるよ
うにした回折格子形状を有するように構成してもよく、
また、この構成において上記入射ビームが非平行ビーム
であってもよいものである。
In addition, the present invention is not limited to the above embodiment. In a three-beam reflecting diffraction grating for reflecting and splitting an incident beam, the spots formed by the three split beams are arranged at equal intervals on a straight line and at respective intervals. It may be configured to have a diffraction grating shape in which the spot is reduced,
In this configuration, the incident beam may be a non-parallel beam.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上のように、本発明のビーム3分割用
反射型回折格子によれば、3分割されたビームが形成す
るスポットが一直線上に等間隔で且つその各スポットが
小さくなり、また、3分割回折されたビームのスポット
間隔を対称に且つ小スポットに集光させることができ、
また、原点付近の周期変化が緩やかにすることにより
回折格子の取付位置の多少のずれを許容することが可能
であるため、光ピックアップの組み立て容易化が図れ
る。また、本発明の光ピックアップによれば、トラッキ
ングエラー信号の振幅は大きくなり、更に、光ディスク
が傾斜したときでも信号にオフセットが生じたりするの
を回避できるので、トラッキングサーボの信頼性を向上
させることができるという効果を奏する。
As described above, according to the reflection grating for beam splitting of the present invention, the spots formed by the beam split into three beams are equally spaced on a straight line and each spot is small. , It is possible to converge the spot interval of the beam divided into three parts symmetrically and to a small spot,
Further, by periodically changing near the origin is gentle,
Since it is possible to allow a slight shift in the mounting position of the diffraction grating, it is possible to easily assemble the optical pickup. Further, according to the optical pickup of the present invention, the amplitude of the tracking error signal is increased, and further, it is possible to avoid the occurrence of an offset in the signal even when the optical disk is tilted, thereby improving the reliability of the tracking servo. This has the effect that it can be performed.

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

【図1】本発明における参考例1のビーム3分割用反射
型回折格子の縦断側面図である。
1 is a vertical sectional side view of the beam is divided into three reflection type diffraction grating of Reference Example 1 in the onset bright.

【図2】本発明における参考例1のビーム3分割用反射
型回折格子の格子周期を示すグラフである。
2 is a graph showing the grating period of the beam is divided into three reflection type diffraction grating of Reference Example 1 in the onset bright.

【図3】図2の格子周期を有するビーム3分割用反射型
回折格子による仮想光源位置に対する光強度分布を示す
グラフである。
FIG. 3 is a graph showing a light intensity distribution with respect to a virtual light source position by a three-beam reflecting diffraction grating having the grating period shown in FIG. 2;

【図4】本発明の参考例2のビーム3分割用反射型回折
格子の格子周期を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a grating period of a reflective diffraction grating for beam splitting according to Reference Example 2 of the present invention.

【図5】本発明の参考例3のビーム3分割用反射型回折
格子の格子周期を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing a grating period of a reflective diffraction grating for beam splitting according to a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の参考例4のビーム3分割用反射型回折
格子の格子周期を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing a grating period of a reflection grating for three-beam splitting according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施例1のビーム3分割用反射型回折
格子の格子周期を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing a grating period of the reflection grating for beam splitting according to the first embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施例2のビーム3分割用反射型回折
格子の格子周期を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing a grating period of a reflective diffraction grating for beam splitting according to a second embodiment of the present invention.

【図9】光ピックアップの模式的断面図である。FIG. 9 is a schematic sectional view of an optical pickup.

【図10】半導体レーザから出射された光ビームが、4
5°傾けて配置されたビーム3分割用反射型回折格子に
よって3分割回折されて反射される様子を示すととも
に、仮想光源が回折格子面を基準にして半導体レーザ4
と対称な位置に形成される様子を示した説明図である。
FIG. 10 shows that the light beam emitted from the semiconductor laser is 4
The figure shows a state in which a beam is divided into three parts and reflected by a reflection grating for three divisions arranged at an angle of 5 °, and a virtual light source is used for a semiconductor laser 4 with reference to the diffraction grating surface.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state where the light emitting device is formed at a position symmetrical with FIG.

【図11】従来のビーム3分割用反射型回折格子を示す
縦断側面図である。
FIG. 11 is a vertical sectional side view showing a conventional reflection diffraction grating for dividing a beam into three.

【図12】従来のビーム3分割用反射型回折格子による
仮想光源位置に対する光強度分布を示すグラフである。
FIG. 12 is a graph showing a light intensity distribution with respect to a virtual light source position by a conventional three-beam reflective diffraction grating.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 良熱伝導性基板 4 半導体レーザチップ 5 信号検出用PINフォトダイオード 7 ホログラム素子 8 集光用レンズ 9 光ディスク9 11 ビーム3分割用反射型回折格子 11a格子面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Good thermal conductive substrate 4 Semiconductor laser chip 5 PIN photodiode for signal detection 7 Hologram element 8 Condensing lens 9 Optical disk 9 11 Reflection type diffraction grating for beam splitting 11a grating surface

───────────────────────────────────────────────────── 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 (72)発明者 新名 達彦 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 (56)参考文献 特開 昭63−39146(JP,A) 特開 昭63−76119(JP,A) 特開 昭63−58629(JP,A) 特開 昭61−265746(JP,A) 特開 平3−212828(JP,A) 特開 昭61−151844(JP,A) 実開 昭60−173134(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 7/12 - 7/22 G02B 5/18,5/30,5/32 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Takao Yamaguchi 2-5-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Tatsuhiko Niname 2-5-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka No. 5 Sanyo Electric Co., Ltd. (56) References JP-A-63-39146 (JP, A) JP-A-63-76119 (JP, A) JP-A-63-58629 (JP, A) JP-A-61 -265746 (JP, A) JP-A-3-212828 (JP, A) JP-A-61-151844 (JP, A) JP-A-60-173134 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. .7, DB name) G11B 7 /12-7/22 G02B 5 / 18,5 / 30,5 / 32

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 発散レーザ光源の光軸に対して傾斜させ
て用いられ、格子面上でのレーザ発光点からの距離また
はレーザ光入射角が傾斜方向で異なることになるビーム
3分割用反射型回折格子において、その傾斜方向に回折
する作用を有し、少なくとも有効な開口内で、前記レー
ザ発光点からの距離が大きくなる程またはレーザ光入射
角が大きくなる程その格子面上での格子周期が長くなる
ように格子の周期変調がなされているとともに、前記発
散レーザ光源の光軸が交わる付近の格子周期が略一定若
しくは他の部分よりも変化が緩やかになっていることを
特徴とするビーム3分割用反射型回折格子。
A diverging laser light source which is inclined with respect to an optical axis of the diverging laser light source;
The distance from the laser emission point on the lattice plane
Is a beam whose laser beam incident angle differs in the tilt direction
Diffraction in the inclination direction of the reflection grating for three divisions
At least within the effective aperture.
The greater the distance from the light emitting point or the more the laser beam
The larger the angle, the longer the lattice period on that lattice plane
The periodic modulation of the grating is
The grating period near the intersection of the optical axes of the scattered laser light source is almost constant.
Or a reflection diffraction grating for splitting a beam into three parts, the change of which is more gradual than other parts .
【請求項2】 格子周期Λ(x)が、 Λ(x)=a 1 3 (b 1 x−c 1 )+f 1 ただし、 1 ,b 1 ,c 1 ,f 1 は定数、xはレーザ光の光軸が
格子面に交わる点からの格子面上での傾斜方向上の距離
のように変調されていることを特徴とする請求項1 に記
載のビーム3分割用反射型回折格子。
The lattice period Λ (x) is expressed as follows: Λ (x) = a 1 x 3 (b 1 x−c 1 ) + f 1 where a 1 , b 1 , c 1 , and f 1 are constants and x is a constant. The optical axis of the laser beam
Distance in the direction of inclination on the grid plane from the point of intersection with the grid plane
The reflection grating for beam splitting according to claim 1 , wherein the reflection grating is modulated as follows .
【請求項3】 格子周期Λ(x)がx≦0の領域で、 Λ(x)=a 2 cos(xπ/b 2 )+c 2 x>0の領域で、 Λ(x)=f 2 1.5 +g 2 ただし、 2 ,b 2 ,c 2 ,f 2 ,g 2 は定数、xはレーザ光の
光軸が格子面に交わる点からの格子面上での傾斜方向上
の距離のように変調されていることを特徴とする請求項
に記載のビーム3分割用反射型回折格子。
3. In a region where the lattice period Λ (x) is x ≦ 0, in a region where Λ (x) = a 2 cos (xπ / b 2 ) + c 2 x> 0, Λ (x) = f 2 x 1.5 + g 2 where a 2 , b 2 , c 2 , f 2 and g 2 are constants and x is the laser light
In the direction of inclination on the lattice plane from the point where the optical axis intersects the lattice plane
Characterized by being modulated as the distance of
2. The reflective diffraction grating for beam splitting according to item 1 .
【請求項4】 請求項1乃至請求項3のいずれかのビー
ム3分割用反射型回折格子を備えたことを特徴とする光
ピックアップ。
4. An optical pickup comprising the reflection diffraction grating for splitting a beam into three beams according to claim 1 .
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