JP3569489B2

JP3569489B2 - Optical pickup device

Info

Publication number: JP3569489B2
Application number: JP2000325069A
Authority: JP
Inventors: 慎也吉田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-10-25
Filing date: 2000-10-25
Publication date: 2004-09-22
Anticipated expiration: 2020-10-25
Also published as: JP2002133702A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスク、特に光磁気ディスクの駆動装置に用いられる光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光ピックアップ装置の例として、特開平１０−１４３９３４号公報に開示された光磁気ディスク用の光磁気ピックアップ装置について、図５、図６を参照して説明する。
【０００３】
図５に示すように、樹脂または金属からなる筐体１０１の内部にシリコン基板１０２が設けられている。シリコン基板１０２の上面には、発光素子としてのレーザダイオード１０３と受光素子としての誤差信号検出用フォトダイオード１０４，１０５および上方信号検出用フォトダイオード１０６が設けられている。レーザダイオード１０３は、シリコン基板１０２の表面の一部にエッチングにより４５°の斜面を有する凹部を設け、その中に発光チップを搭載したものである。発光チップからの放射光がこの４５°の斜面に当たって反射することで、上方に光を放射するように面発光型としたもので、たとえば、Ｐ偏光の光を放射する。誤差信号検出用フォトダイオード１０４，１０５は、図６に示すようにそれぞれ６個ずつに分割された部分１０４ａ〜１０４ｆおよび１０５ａ〜１０５ｆから成っている。情報信号検出用フォトダイオード１０６は、誤差信号検出用フォトダイオード１０４，１０５の配列方向と同方向に分割された部分１０６ａ，１０６ｂから成っている。
【０００４】
さらに、図５に示すように、筐体１０１の開口部を塞ぐようにカバーガラス１０７が配置されており、カバーガラス１０７のうち、レーザダイオード１０３に対向する側の面とは反対側の面でレーザダイオード１０３からの放射光が通過する領域には、光分岐素子としてのホログラム素子１０８が設けられている。ホログラム素子１０８は、＋１次回折光の焦点距離と−１次回折光の焦点距離とが互いに異なるようなレンズ効果を有する。カバーガラス１０７は、ホログラム素子１０８で回折した±１次回折光が、それぞれ誤差信号検出用フォトダイオード１０４，１０５に導かれるように位置決めされ、接着などの方法により筐体１０１に対して固定されている。
【０００５】
筐体１０１とカバーガラス１０７とによって構成される箱型部分の上側には複合プリズム１１１が配置されている。複合プリズム１１１は、偏光プリズム１０９と、ウォラストンプリズム１１０とを光学接着したものから成る。
【０００６】
偏光プリズム１０９は、互いに実質的に平行な接合面１０９ａおよび面１０９ｂを有する。接合面１０９ａには、Ｐ偏光の光の透過率が７０％で反射率が３０％、Ｓ偏光の光の反射率が１００％となる偏光分離膜が設けられている。面１０９ｂは、光磁気ディスク１１３で反射して偏光プリズム１０９に入射した光のうち、接合面１０９ａで反射した光の進行方向を９０°曲げて筐体１０１内部に向かわせるように構成されている。
【０００７】
ウォラストンプリズム１１０は、水晶あるいはニオブ酸リチウムから成り、面１０９ｂで反射された光を互いに直交する偏光成分を有する２つの光に分割し、情報信号検出用フォトダイオード１０６の部分１０６ａ，１０６ｂにそれぞれ導くように構成されている。この複合プリズム１１１はカバーガラス１０７の上において、レーザダイオード１０３から放射され、ホログラム素子１０８を通過した光が接合面１０９ａに入射するような位置関係で固定されている。
【０００８】
対物レンズ１１２は、偏光プリズム１０９の上方に設けられている。対物レンズ１１２は、レーザダイオード１０３から放射され、カバーガラス１０７および偏光プリズム１０９を透過した光を光磁気ディスク１１３に集光させるとともに、光磁気ディスク１１３で反射された光を再び透過させて偏光プリズム１０９に戻す働きをする。
【０００９】
上述の構成を備える従来の光磁気ピックアップ装置では、レーザダイオード１０３から放射されたＰ偏光の光は、カバーガラス１０７上のホログラム素子１０８を透過して偏光プリズム１０９に入射する。偏光プリズム１０９の接合面１０９ａには偏光分離膜が設けられているので、７０％のＰ偏光の光が接合面１０９ａを透過して偏光プリズム１０９から出射し、対物レンズ１１２によって光磁気ディスク１１３に集光する。光磁気ディスク１１３上では、記録されている磁気信号によって光の偏光方向が回転され、光は、光磁気信号として若干のＳ偏光成分を含む形で反射する。反射した光は、再び対物レンズ１１２を透過して、偏光プリズム１０９に入射し、接合面１０９ａに戻る。接合面１０９ａには偏光分離膜が形成されているので、Ｐ偏光の光の７０％は透過し、Ｐ偏光の光のうち残り３０％と、光磁気信号として含まれていたＳ偏光成分の１００％とが反射する。このうち、接合面１０９ａの偏光分離膜で反射された方の光は、面１０９ｂで反射されることで再び光路を９０°曲げて偏光プリズム１０９を出射し、ウォラストンプリズム１１０に入射する。ウォラストンプリズム１１０に入射した光は、ウォラストンプリズム１１０によって互いに直交する偏光成分を持つ２つの光に分離されてウォラストンプリズム１１０を出射する。ウォラストンプリズム１１０によって分離されたこれら２つの光は、情報信号検出用フォトダイオード１０６の部分１０６ａ，１０６ｂにそれぞれ導かれる。したがって、部分１０６ａ，１０６ｂで得られる信号をそれぞれ同一符号で表すと、
ＲＦ＝１０６ａ−１０６ｂ
という差動検出によって情報信号ＲＦが得られる。
【００１０】
一方、接合面１０９ａの偏光分離膜を透過した７０％のＰ偏光の光は、偏光プリズム１０９を出射して、カバーガラス１０７のホログラム素子１０８に入射する。ここで光は回折し、＋１次回折光は誤差信号検出用フォトダイオード１０４に入射し、−１次回折光は誤差信号検出用フォトダイオード１０５に入射する。この際に、上述のホログラム素子１０８のレンズ効果により、たとえば、＋１次回折光は誤差信号検出用フォトダイオード１０４より上方で焦点を結び、−１次回折光は誤差信号検出用フォトダイオード１０５より下方で焦点を結ぶ。したがって、光磁気ピックアップ装置と光磁気ディスク１１３とが合焦状態にあるときに、誤差信号検出用フォトダイオード１０４，１０５上での光スポットの直径が同じになるように、カバーガラス１０７のホログラム素子１０８と、誤差信号検出用フォトダイオード１０４，１０５との位置関係を設定しておけば、光磁気ピックアップ装置と光磁気ディスク１１３との距離が変化したときに誤差信号検出用フォトダイオード１０４，１０５上での光スポットの直径がそれぞれ異なる大きさに変化する。したがって、
ＦＥ＝｛（１０４ａ＋１０４ｃ＋１０４ｄ＋１０４ｆ）＋（１０５ｂ＋１０５ｅ）｝−｛（１０４ｂ＋１０４ｅ）＋（１０５ａ＋１０５ｃ＋１０５ｄ＋１０５ｆ）｝
という差動検出によってフォーカス誤差信号ＦＥが得られる。
【００１１】
また、誤差信号検出用フォトダイオード１０４の部分１０４ａ〜１０４ｃと１０４ｄ〜１０４ｆとを分ける分割線１０４ｇと、光磁気ディスク１１３の情報トラックの方向が平行となるように光磁気ピックアップ装置を配置する。さらに光磁気ピックアップ装置に対して光磁気ディスク１１３の情報トラックの位置ずれがないときに、誤差信号検出用フォトダイオード１０４，１０５上の光スポットがそれぞれの分割線１０４ｇ，１０５ｇ上にくるように、カバーガラス１０７のホログラム素子１０８と誤差信号検出用フォトダイオード１０４，１０５との相対位置関係を設定しておく。このようにしておけば、光磁気ピックアップ装置に対して光磁気ディスク１１３の情報トラックの位置ずれが発生したときには、誤差信号検出用フォトダイオード１０４，１０５上のスポットが、光磁気ディスク１１３の情報トラックと直交する方向、すなわち分割線１０４ｇ，１０５ｇと直交する方向にそれぞれ逆方向に動く。したがって、
ＴＥ＝｛（１０４ａ＋１０４ｂ＋１０４ｃ）＋（１０５ａ＋１０５ｂ＋１０５ｃ）｝−｛（１０４ｄ＋１０４ｅ＋１０４ｆ）＋（１０５ｄ＋１０５ｅ＋１０５ｆ）｝
という差動検出によってトラッキング誤差信号ＴＥが得られる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特開平１０−１４３９３４号公報に開示された光磁気ピックアップ装置では、図５に示すように、対物レンズ１１２からレーザダイオード１０３に至る光路長より、対物レンズ１１２から情報信号検出用フォトダイオード１０６に至る光路長の方が長くなるため、光磁気ディスク１１３からの反射光は、情報信号検出用フォトダイオード１０６の手前で焦点を結び、再び広がって情報信号検出用フォトダイオード１０６に入射する。
【００１３】
上記光路差は、偏光分離膜を形成した接合面１０９ａと面１０９ｂとの間隔にほぼ等しい。接合面１０９ａと面１０９ｂとの間隔はプリズムの大きさにほぼ等しく、一般的なプリズムの大きさは製作上の制限から２ｍｍ以上であることと、、プリズムに使用されるガラスの屈折率が約１．５であることを考慮すると、実効的光路差は、２ｍｍ／１．５＝１．３ｍｍ以上となる。対物レンズ１１２の光源側の開口数は０．１以上が一般的であるから、情報信号検出用フォトダイオード１０６上で反射光は、１．３ｍｍ×０．１×２＝０．２６ｍｍ＝φ２６０μｍ以上の大きさに広がる。
【００１４】
一方、この光磁気ピックアップ装置に、プッシュ・プル法より安定な追従特性を有する３ビーム法を採用しようとすると、光磁気ディスク１１３上に約２０μｍ間隔で２つのトラッキング用ビームの光スポットと１つの信号記録再生用ビームの光スポットとを形成する必要がある。すると、対物レンズ１１２の倍率が通常１：５程度であることから、情報信号検出用フォトダイオード１０６上には約１００μｍの間隔でこれら３つの光ビームの反射光の光スポットが形成される。
【００１５】
ところが、上述のように、情報信号検出用フォトダイオード１０６上で反射光スポットはφ２６０μｍ以上に広がっているので、約１００μｍの間隔でこれら３つの光ビームの反射光の光スポットが並ぶと、信号記録再生用ビームの光スポットとトラッキング用ビームの光スポットとが重なり合い、分離して検出することができなくなり、再生信号品質が低下するという問題がある。また、情報信号をより高速で読み出すには情報信号検出用フォトダイオード１０６の面積を小さくし、接合容量を低減することが必要である。
【００１６】
この問題を解決するために、情報信号検出用フォトダイオード１０６を独立させてレーザダイオード１０３より上方に配置することが考えられる。しかし、この場合、カバーガラス１０７と情報信号検出用フォトダイオード１０６とが接触するため、上方への配置は事実上困難である。
【００１７】
逆に、レーザダイオード１０３を下方に配置することも考えられる。しかし、この場合、レーザダイオード１０３から放射される光が発散光であるため、レーザダイオード１０３からの光を偏光プリズム１０９で受光するためには、偏光プリズム１０９を大きくする必要が生じる。そうすると、接合面１０９ａと面１０９ｂとの間隔も広くなるので、光路長の差はあまり縮まらず、また、光磁気ピックアップ装置自体も大きくなってしまう。
【００１８】
また、ホログラム素子１０８がレーザダイオード１０３と光磁気ディスク１１３との間に配置されているため、回折により光磁気ディスク１１３に到達する光のパワーが減少する。光磁気ディスク１１３に十分なパワーで光を入射させるには、より出力の大きいレーザダイオードが必要となってしまう。
【００１９】
そこで、本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、安定した追従性を実現する３ビーム法が採用でき、かつ、コンパクトで光利用効率が高く、量産性および加工精度にも優れた光磁気ディスク用の光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に基づく光ピックアップ装置は、光源と、上記光源から放射される光を記録媒体上に集光するための集光手段と、上記記録媒体からの反射光である記録媒体反射光を検出するための光検出手段と、上記光源から上記集光手段に至る光路上において上記記録媒体反射光の一部を分離して上記光検出手段に導くための光分離手段とを備え、上記光分離手段は、上記光源からの光の少なくとも一部の光路を平行にずらして上記集光手段に導くための照射光誘導手段と、上記記録媒体反射光の少なくとも一部である検出用記録媒体反射光の光路を上記光源と反対側に平行にずらし、さらに必要に応じて上記検出用記録媒体反射光を分割し、上記光検出手段に導くための反射光誘導手段とを含んでいる。
【００２１】
上記構成を採用することにより、光源から記録媒体に向かう光も、記録媒体から光検出手段に向かう光も、それぞれ途中で光路を平行にずらされているので、光源から記録媒体に至る光路長と、記録媒体から光検出手段に至る光路長とを、略等しくすることが可能となる。したがって、記録媒体反射光は、光検出器上に焦点を結ばせることが可能となり、光検出器上にはφ５μｍ程度の微小な光スポットが形成されることとなる。その結果、トラッキング用ビームと信号記録再生用ビームとを十分分離して検出することができ、再生信号品質の劣化も生じることなく、安定したトラッキング特性を実現できる。また、光源から記録媒体に至る光路長と、記録媒体から光検出手段に至る光路長とが、略等しいということにより、光源と光検出器とを同一面に配置することが可能となり、光ピックアップ装置をコンパクトにすることが可能となる。
【００２２】
上記発明において好ましくは、上記光分離手段は、等方性材料からなる第１の部材と、異方性材料からなる第２の部材と、異方性材料からなる第３の部材と、等方性材料からなる第４の部材とを含み、上記照射光誘導手段は、上記光源からの光を反射させることで光路を平行にずらして上記集光手段に導くために、上記第１の部材に互いに平行に配置された２つの面を含み、上記反射光誘導手段は、上記第２の部材と上記第３の部材とが、互いに面接触する面を以って構成する、上記記録媒体反射光を分割するための反射光分割面と、偏光状態の違いによる透過率の差を利用して上記記録媒体反射光から上記検出用記録媒体反射光を抽出して反射させることで、上記検出用記録媒体反射光の光路を上記光源と反対側に平行にずらして上記反射光分割面に導くために、上記第４の部材に互いに平行に配置された２つの面とを含む。
【００２３】
上記構成を採用することにより、平行に配置された２つの面における反射を利用して光路をそれぞれ平行にずらすため、少ない数の部材の組合せにより、照射光誘導手段および反射光誘導手段を確実に実現でき、安定した動作を行なわせることができる。また、検出用記録媒体反射光の抽出は、偏光状態の違いによる透過率の差を利用しているため、記録媒体で変化した偏光状態を効率良く抽出することができる。
【００２４】
上記発明において好ましくは、上記光分離手段は、第１の光学ブロックと、第２の光学ブロックとを含み、上記第１の光学ブロックは、上記第１の部材と、上記第２の部材と、上記第３の部材とを含み、上記第２の光学ブロックは、上記第４の部材を含む。この構成を採用することにより、第１の光学ブロックと、第２の光学ブロックとに分けてそれぞれ各部材を組立ててから、第１の光学ブロックと、第２の光学ブロックとを組み合わせることができ、組立てや調整が容易になる。
【００２５】
上記発明において好ましくは、上記第１の光学ブロックと上記第２の光学ブロックとの間において、上記光源からの光が上記第１の部材を透過した後に上記集光手段に向かう光ビームである第１のビームの光路上に、上記第１のビームを回折させることで３つ以上のビームに分割するための第１の回折素子を備える。この構成を採用することにより、この光ピックアップ装置において３ビーム法を行なうことが可能となる。
【００２６】
上記発明において好ましくは、上記第１の光学ブロックと上記第２の光学ブロックとの間において、上記記録媒体反射光が上記第４の部材を透過した後に上記反射光分割面に向かう光ビームである第２のビームの光路上に、上記第２のビームを回折させることで分割し、上記光検出手段に導くための第２の回折素子を備える。この構成を採用することにより、光源から記録媒体に至る光路から外れた位置に検出用の第２の回折素子が配置されているため、光源から記録媒体に向かう光のパワーを低下させることなく、信号検出のために必要な光の分割を行なうことができる。したがって、出力の小さなレーザダイオードでも使用可能となる。
【００２７】
上記発明において好ましくは、上記第１の回折素子に加えてさらに、上記第１の光学ブロックと上記第２の光学ブロックとの間において、上記記録媒体反射光が上記第４の部材を透過した後に上記反射光分割面に向かう光のビームである第２のビームの光路上に、上記第２のビームを回折させることで分割し、上記光検出手段に導くための第２の回折素子を備える。この構成を採用することにより、第１の回折素子によって分割されたビームがそれぞれ記録媒体で反射して戻ってきたビームを、さらにそれぞれ分割することができ、３ビーム法によるトラッキング誤差検出と、プッシュ・プル法による信号検出とを同時に行なうことができる。
【００２８】
上記発明において好ましくは、上記第１の回折素子と上記第２の回折素子とは、同一基板上に配置されている。この構成を採用することにより、部品点数を低減することができる。また、第１の回折素子と第２の回折素子を同時に作製することができ、製造工程の効率化にもつながる。
【００２９】
上記発明において好ましくは、上記異方性材料が四ホウ酸化リチウムである。この構成を採用することにより、四ホウ酸化リチウムは近紫外領域で透過率が高く、かつ、複屈折性が高いので、高密度記録に適した集積化ユニットを構成することができる。
【００３０】
上記発明において好ましくは、上記記録媒体反射光が上記光分離手段に入射する光軸方向を、上記第１の光学ブロックおよび上記第２の光学ブロックの厚み方向と定義したとき、上記第１の光学ブロックが上記第２の光学ブロックより薄い。この構成を採用することにより、異方性材料の使用量を少なく抑えることができ、経済的である。また、光ピックアップ装置の大きさをより一層小型化することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
（構成）
図１を参照して、本発明の実施の形態１における光ピックアップ装置について説明する。この光ピックアップ装置は、光源としてのレーザダイオード１と、レーザダイオード１から放射される光を記録媒体である光磁気ディスク１３上に集光するための集光手段としてのコリメートレンズ１１および対物レンズ１２と、光磁気ディスク１３からの反射光を検出するための光検出手段としての光検出器７とを備えている。この光ピックアップ装置は、さらに、レーザダイオード１からコリメートレンズ１１に至る光路上において光磁気ディスク１３からの反射光の一部を分離して光検出器７に導くための光分離手段としてのビームスプリッタ１０を備えている。
【００３２】
ビームスプリッタ１０は、第１の光学ブロック２、第２の光学ブロック４および光透過性基板３を含む。光透過性基板３は、第１の光学ブロック２と第２の光学ブロック４との間に配置されている。光透過性基板３には、第１の回折素子としての第１の回折格子５と、第２の回折素子としての第２の回折格子６とが形成されている。第１の回折格子５および第２の回折格子６については後述する。
【００３３】
第１の光学ブロック２は、断面が平行四辺形で等方性材料からなる第１の部材２ａと、断面が平行四辺形で異方性材料からなる第２の部材２ｂと、異方性材料からなる第３の部材２ｃとを含む。第２の部材２ｂと第３の部材２ｃとは、結晶軸が直交するように組み合わせられている。また、第２の光学ブロック４は、断面が平行四辺形で等方性材料からなる第４の部材４ａと、等方性材料からなる第５の部材４ｂと、第６の部材４ｃとを含む。第１の光学ブロック２には、第７の部材２ｅも含まれる。
【００３４】
第１の部材２ａと第２の部材２ｂとの接合面２ｇと、第１の部材２ａと第７の部材２ｅとの接合面２ｆと、第４の部材４ａと第６の部材４ｃとの接合面４ｅには全反射膜が形成されている。また、第４の部材４ａと第５の部材４ｂとの接合面４ｄには、たとえばＰ偏光の光を７０％透過させ、Ｐ偏光の光の残り３０％とＳ偏光の光の１００％とを反射させるような偏光膜が形成されている。接合面２ｇと接合面２ｆとの距離は、接合面４ｄと接合面４ｅとの距離と略等しくなっている。
【００３５】
図１から明らかなように、この光ピックアップ装置では、コリメートレンズ１１から光検出器７に至る光路のうち横方向に延びる部分の長さと、レーザダイオード１からコリメートレンズ１１に至る光路のうち横方向に延びる部分の長さが略等しくなるので、レーザダイオード１と光検出器７とを同一平面上に配置した場合、レーザダイオード１から放射されて光磁気ディスク１３で反射された光が光検出器７上で焦点を結ぶ。光検出器７上で焦点を結ぶということは、光検出器７上での光スポット径がきわめて小さくなるため、トラッキング用ビームと信号記録再生用ビームとを十分分離して検出することができる。
【００３６】
この光ピックアップ装置においては、図１に示すように、接合面２ｇと接合面４ｄとが光軸に対してそれぞれ逆の向きに傾いていることが重要である。このことによって、レーザダイオード１と光検出器７とをコリメートレンズ１１の光軸を挟んで互いに異なる側に配置することが可能となる。このように異なる側に配置することによって、レーザダイオード１からコリメートレンズ１１までの光路長とコリメートレンズ１１から光検出器７までの光路長を等しくしても、レーザダイオード１と光検出器７とが重なることなく配置することが可能となる。仮に、接合面２ｇと接合面４ｄとが同じ側に傾くように各部材を配置すると、レーザダイオード１と光検出器７とは、コリメートレンズ１１の光軸に関して、同じ側に配置されることとなり、光路長が等しいことから、レーザダイオード１と光検出器７とは幾何学的に重なってしまい、配置不可能となる。
【００３７】
光透過性基板３の表面上に形成された第１の回折格子５は、レーザダイオード１からの光が第１の部材２ａから第５の部材４ｂに至る光路上に配置されている。第１の回折格子５は、図２に示すような一定間隔の直線格子である。レーザダイオード１からの光は、第１の回折格子５を透過することによって、３つの光ビームに分割される。これらの３つの光ビームのうち２つがトラッキング用ビームとして利用され、他の１つが信号記録再生用ビームとして利用される。
【００３８】
光透過性基板３の表面上に形成された第２の回折格子６は、光磁気ディスク１３からの反射光のうち接合面４ｄで曲げられた一部が第４の部材４ａから第２の部材２ｂに至る光路上に配置されている。第２の回折格子６は、図３に示すように３つの領域６ａ，６ｂ，６ｃを有し、各領域によって格子間隔がそれぞれ異なっており、回折効率が、たとえば０次回折効率８０％、１次回折効率８％に設定されている。第２の回折格子６に入射した光は、第２の回折格子６を透過することによって回折し、光検出器７に導かれる。第２の回折格子６による回折については、詳しくは後述する。
【００３９】
第１の回折格子５および第２の回折格子６は、必ずしも同一基板上に配置しなければならないわけではないが、図１に示すように同一基板上に並置するようにすれば、これらの回折格子の形成工程を簡素化することができて、好ましい。
【００４０】
レーザダイオード１と光検出器７とは、図１に示すように、ステム８の主表面上に配置され、ステム８の主表面を覆うようにキャップ９がかぶせられ、キャップ９の上にビームスプリッタ１０が接着固定されている。
【００４１】
光検出器７は、図４に示すように、８つの受光部７ａ〜７ｈを有する。これらの働きについては後述する。
【００４２】
（作用・効果）
次に、この構成による光ピックアップ装置における作用および効果について説明する。
【００４３】
レーザダイオード１は、上述のようにＰ偏光の光を出射する。レーザダイオード１から出射したＰ偏光の光は、ビームスプリッタ１０の第１の部材２ａに入射し、接合面２ｆ，２ｇで反射することで、光路を平行にずらされる。第１の部材２ａを出射した光は、光透過性基板３上に配置された第１の回折格子５により、２つのトラッキング用ビームと、１つの信号記録再生用ビームとの、合計３つのビームに分割される。これら３つのビームは、さらに第５の部材４ｂに入射し、接合面４ｄに形成された偏光膜において、その７０％が透過する。透過した光は、第４の部材４ａを透過した後、コリメートレンズ１１および対物レンズ１２により、光磁気ディスク１３上に集光される。
【００４４】
光磁気ディスク１３上に集光された光は、光磁気ディスク１３によって反射するが、この反射の際に、光磁気ディスク１３に記録された磁化の方向に応じて偏光面が回転する。この反射光は、再び、対物レンズ１２と、コリメートレンズ１１とを透過して、ビームスプリッタ１０の第４の部材４ａに入射する。第４の部材４ａに入射した光は、接合面４ｄに形成された偏光膜に入射する。この偏光膜は、上述のようにＰ偏光成分の３０％とＳ偏光成分の１００％とを反射させるので、反射した方の光は、接合面４ｅで再度反射し、第４の部材４ａから出射する。これは結果的に、コリメートレンズ１１から向かってきた光路を平行にずらしたことになる。
【００４５】
第４の部材４ａから出射した光は、第２の回折格子６に入射する。第２の回折格子６は、図３を参照して既に述べたように、３つの領域６ａ，６ｂ，６ｃを有し、各領域によって格子間隔がそれぞれ異なっており、回折効率が、たとえば０次回折効率８０％、１次回折効率８％に設定されているので、第２の回折格子６に入射したビームは、０次光と各領域６ａ，６ｂ，６ｃからの３つの１次回折光との合計４つのビームに分割される。第２の回折格子６に入射するビームとしては、第１の回折格子５で３つに分割されてできた、１つの信号記録再生用ビームと２つのトラッキング用ビームの合計３つのビームがあるが、第２の回折格子６はこのそれぞれを上述の４つのビームに分割する。したがって、３×４の合計１２本のビームが現れることとなる。
【００４６】
これらのビームは、第２の部材２ｂと第３の部材２ｃとを透過して光検出器７に到達する。ただし、異方性材料である第２の部材２ｂと、やはり異方性材料である第３の部材２ｃとは、結晶軸が直交するように組み合わせられているため、これらのビームが接合面２ｄを通過する際、偏光方向が直交する２つの偏光に分割される。これらを図１に示すように、Ｐ１，Ｐ２と表す。したがって、上述の１２本のビームがそれぞれ２つのビームに分割されることとなり、１２×２の合計２４本のビームが光検出器７に到達する。
【００４７】
光検出器７は、図４に示すように８つの受光部７ａ〜７ｈを有しているが、これらの受光部に対して、２４本のビームは、図４に示すように光スポットを形成する。図４では、第２の回折格子６との関係をわかりやすくするために、便宜上、半円形や１／４円形を用いて表示しているが、実際には、光検出器７はコリメートレンズ１１から向かってきた光の焦点面に位置するため、いずれの反射光もφ５μｍ程度の微小な円形の光スポットとなる。
【００４８】
いずれのビームがいずれの受光部に入射するかについて、以下、説明する。光磁気ディスク１３で反射された信号記録再生用ビームで、第２の回折格子６を０次回折光として透過したビームのうち、Ｐ１偏光成分は受光部７ｆに、Ｐ２偏光成分は受光部７ｅに入射する。光磁気ディスク１３で反射された信号記録再生用ビームで、第２の回折格子６の領域６ａで回折された光は、Ｐ１，Ｐ２とも受光部７ａに入射する。光磁気ディスク１３で反射された信号記録再生用ビームで、第２の回折格子６の領域６ｂで回折された光は、Ｐ１，Ｐ２とも受光部７ｂに入射する。光磁気ディスク１３で反射された信号記録再生用ビームで、第２の回折格子６の領域６ｃで回折された光は、Ｐ１，Ｐ２とも受光部７ｃと受光部７ｄとの境界線上に入射する。光磁気ディスク１３で反射された一方のトラッキング用ビームで、第２の回折格子６を０次回折光として透過したビームは、Ｐ１，Ｐ２とも受光部７ｇに入射する。光磁気ディスク１３で反射された他方のトラッキング用ビームで、第２の回折格子６を０次回折光として透過したビームは、Ｐ１，Ｐ２とも受光部７ｈに入射する。
【００４９】
したがって、受光部７ｃと受光部７ｄとの出力信号の差を演算することによって、フーコー法に基づくフォーカス信号が得られる。また、受光部７ｇと受光部７ｈとの出力信号の差を演算することにより３ビーム法に基づくラジアル誤差信号が得られる。また、受光部７ａと受光部７ｂとの出力信号の差を演算することにより、いわゆるプッシュ・プル信号が得られ、これは、たとえば、光磁気ディスク１３上に形成されたトラッキング溝を蛇行させて記録したアドレス信号の検出に用いられる。光磁気信号は、受光部７ｅと受光部７ｆとの出力信号の差を演算することにより得られる。
【００５０】
この光ピックアップ装置では、光磁気ディスク１３からの反射光は、光検出器７上にφ５μｍ程度の微小な光スポットを形成するのに大して、信号記録再生用ビームとトラッキング用ビームとの間は、約１００μｍ離れているので、両者を十分確実に分離して検出することができ、再生信号品質の劣化も生じない。
【００５１】
組立て誤差に起因するフォーカスオフセットについては、ビームスプリッタ１０に誤差信号生成機能を有する第２の回折格子６が含まれているので、ビームスプリッタ１０の位置を調整することにより、容易に解消できる。
【００５２】
なお、第２の部材２ｂおよび第３の部材２ｃに用いる異方性材料としては、複屈折性の大きい一軸性結晶が好ましく、ニオブ酸リチウム（ＬＮ）や四ホウ酸化リチウム（ＬＢＯ）を用いるのが好ましい。特にＬＢＯは、近紫外領域で光透過率が高く、短波長光源を用いた高密度光磁気ディスク用ピックアップに適している。
【００５３】
なお、図１に示されるように、第１の光学ブロック２を透過する光束の直径は、第２の光学ブロック４を透過する光束の直径より小さい。したがって、各光学ブロック中を透過する光束の最大径に略比例させて第１の光学ブロック２の厚さを第２の光学ブロック４の厚さよりも小さくすることが可能である。そのようにすれば、異方性材料の使用量を低減でき、経済的である。また、光ピックアップ装置全体の小型化にもつながる。
【００５４】
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によれば、光源から記録媒体に至る光路長と、記録媒体から光検出手段に至る光路長とを、略等しくすることが可能となるため、記録媒体からの反射光は、光検出器上に焦点を結ばせることが可能となる。その結果、光スポット径が微小となるため、トラッキング用ビームと信号記録再生用ビームとを十分分離して検出することができ、再生信号品質を劣化させることなく、３ビーム法を採用できる。また、光源と光検出器とを同一基板上に配置することにより、光ピックアップ装置をコンパクトにすることが可能となり、部品点数を低減することもできるため、量産性および加工精度にも優れた光ピックアップ装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく実施の形態１における光ピックアップ装置の概念図である。
【図２】本発明に基づく実施の形態１における光ピックアップ装置の第１の回折格子の模式平面図である。
【図３】本発明に基づく実施の形態１における光ピックアップ装置の第２の回折格子の模式平面図である。
【図４】本発明に基づく実施の形態１における光ピックアップ装置の光検出器の説明図である。
【図５】従来技術に基づく光ピックアップ装置の概念図である。
【図６】従来技術に基づく光ピックアップ装置におけるレーザダイオードなどを配置したシリコン基板の模式平面図である。
【符号の説明】
１レーザダイオード、２第１の光学ブロック、２ａ第１の部材、２ｂ第２の部材、２ｃ第３の部材、２ｅ第７の部材、２ｆ，２ｇ，４ｄ，４ｅ接合面、３光透過性基板、４第２の光学ブロック、４ａ第４の部材、４ｂ第５の部材、４ｃ第６の部材、５第１の回折格子、６第２の回折格子、６ａ，６ｂ，６ｃ（第２の回折格子の部分である）領域、７光検出器、７ａ〜７ｈ受光部、８ステム、９キャップ、１０ビームスプリッタ、１１コリメートレンズ、１２対物レンズ、１３光磁気ディスク、１０１筐体、１０２シリコン基板、１０３レーザダイオード、１０４，１０５誤差信号検出用フォトダイオード、１０４ａ〜１０４ｆ，１０５ａ〜１０５ｆ（誤差信号検出用フォトダイオードの）部分、１０６情報信号検出用フォトダイオード、１０６ａ，１０６ｂ（情報信号検出用フォトダイオードの）部分、１０７カバーガラス、１０８ホログラム素子、１０９偏光プリズム、１０９ａ接合面、１０９ｂ面、１１０ウォラストンプリズム、１１１複合プリズム、１１２対物レンズ、１１３光磁気ディスク。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical pickup device used for a drive of an optical disk, particularly a magneto-optical disk.
[0002]
[Prior art]
As an example of a conventional optical pickup device, a magneto-optical pickup device for a magneto-optical disk disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-143934 will be described with reference to FIGS.
[0003]
As shown in FIG. 5, a silicon substrate 102 is provided inside a housing 101 made of resin or metal. On an upper surface of the silicon substrate 102, a laser diode 103 as a light emitting element, photodiodes 104 and 105 for detecting error signals and a photodiode 106 for detecting an upper signal as light receiving elements are provided. The laser diode 103 has a concave portion having a 45-degree slope formed by etching on a part of the surface of the silicon substrate 102, and a light emitting chip is mounted therein. The light emitted from the light-emitting chip is of a surface-emitting type in which light is emitted upward by being reflected by hitting the 45 ° slope, and emits, for example, P-polarized light. The error signal detecting photodiodes 104 and 105 are made up of six portions 104a to 104f and 105a to 105f, respectively, as shown in FIG. The information signal detecting photodiode 106 is composed of portions 106a and 106b divided in the same direction as the arrangement direction of the error signal detecting photodiodes 104 and 105.
[0004]
Further, as shown in FIG. 5, a cover glass 107 is arranged so as to cover the opening of the housing 101, and a surface of the cover glass 107 opposite to the surface facing the laser diode 103 is provided. A hologram element 108 as a light splitting element is provided in a region through which light emitted from the laser diode 103 passes. The hologram element 108 has a lens effect such that the focal length of the + 1st-order diffracted light and the focal length of the -1st-order diffracted light are different from each other. The cover glass 107 is positioned so that ± first-order diffracted light diffracted by the hologram element 108 is guided to the error signal detecting photodiodes 104 and 105, respectively, and is fixed to the housing 101 by a method such as bonding. .
[0005]
A composite prism 111 is arranged above a box-shaped portion formed by the housing 101 and the cover glass 107. The composite prism 111 is formed by optically bonding a polarizing prism 109 and a Wollaston prism 110.
[0006]
The polarizing prism 109 has a joining surface 109a and a surface 109b that are substantially parallel to each other. The bonding surface 109a is provided with a polarization separating film that has a transmittance of P-polarized light of 70%, a reflectance of 30%, and a reflectance of S-polarized light of 100%. The surface 109b is configured to bend the traveling direction of the light reflected by the bonding surface 109a out of the light reflected by the magneto-optical disk 113 and incident on the polarizing prism 109 by 90 ° toward the inside of the housing 101. .
[0007]
The Wollaston prism 110 is made of quartz or lithium niobate, divides the light reflected by the surface 109b into two lights having polarization components orthogonal to each other, and respectively divides the two lights into portions 106a and 106b of the information signal detecting photodiode 106. It is configured to guide. The composite prism 111 is fixed on the cover glass 107 in a positional relationship such that light emitted from the laser diode 103 and passing through the hologram element 108 enters the bonding surface 109a.
[0008]
The objective lens 112 is provided above the polarizing prism 109. The objective lens 112 condenses the light emitted from the laser diode 103 and transmitted through the cover glass 107 and the polarizing prism 109 on the magneto-optical disk 113, and transmits the light reflected on the magneto-optical disk 113 again to form the polarizing prism. Works to return to 109.
[0009]
In the conventional magneto-optical pickup device having the above configuration, the P-polarized light emitted from the laser diode 103 passes through the hologram element 108 on the cover glass 107 and enters the polarizing prism 109. Since a polarization separation film is provided on the bonding surface 109a of the polarizing prism 109, 70% P-polarized light passes through the bonding surface 109a and exits from the polarizing prism 109, and is transmitted to the magneto-optical disk 113 by the objective lens 112. Collect light. On the magneto-optical disk 113, the polarization direction of the light is rotated by the recorded magnetic signal, and the light is reflected in a form including a slight S-polarized component as the magneto-optical signal. The reflected light passes through the objective lens 112 again, enters the polarizing prism 109, and returns to the bonding surface 109a. Since the polarization splitting film is formed on the bonding surface 109a, 70% of the P-polarized light is transmitted, and the remaining 30% of the P-polarized light and 100% of the S-polarized light component included as the magneto-optical signal. % Is reflected. Of these, the light reflected by the polarization splitting film on the bonding surface 109a is reflected by the surface 109b to bend the optical path again by 90 °, exits the polarizing prism 109, and enters the Wollaston prism 110. The light incident on the Wollaston prism 110 is separated into two lights having polarization components orthogonal to each other by the Wollaston prism 110 and exits the Wollaston prism 110. These two lights separated by the Wollaston prism 110 are guided to portions 106a and 106b of the information signal detecting photodiode 106, respectively. Therefore, when the signals obtained in the portions 106a and 106b are represented by the same reference numerals,
RF = 106a-106b
, An information signal RF is obtained.
[0010]
On the other hand, the 70% P-polarized light transmitted through the polarization splitting film on the bonding surface 109a exits the polarizing prism 109 and enters the hologram element 108 of the cover glass 107. Here, the light is diffracted, the + 1st-order diffracted light enters the error signal detecting photodiode 104, and the -1st-order diffracted light enters the error signal detecting photodiode 105. At this time, due to the lens effect of the hologram element 108, for example, the + 1st-order diffracted light is focused above the error signal detecting photodiode 104, and the -1st-order diffracted light is focused below the error signal detecting photodiode 105. Tie. Therefore, when the magneto-optical pickup device and the magneto-optical disk 113 are in focus, the hologram element of the cover glass 107 is so adjusted that the diameters of the light spots on the error signal detecting photodiodes 104 and 105 are the same. By setting the positional relationship between the error signal detection photodiodes 104 and 105 and the error signal detection photodiodes 104 and 105, when the distance between the magneto-optical pickup device and the magneto-optical disk 113 changes, the error signal detection photodiodes 104 and 105 can be changed. The diameters of the light spots change at different sizes. Therefore,
FE = {(104a + 104c + 104d + 104f) + (105b + 105e)}-{(104b + 104e) + (105a + 105c + 105d + 105f)}
, A focus error signal FE is obtained.
[0011]
The magneto-optical pickup device is arranged so that the direction of the information track of the magneto-optical disk 113 is parallel to the dividing line 104g separating the portions 104a to 104c and 104d to 104f of the error signal detecting photodiode 104. Further, when there is no positional deviation of the information track of the magneto-optical disk 113 with respect to the magneto-optical pickup device, the light spots on the error signal detecting photodiodes 104 and 105 are positioned on the respective dividing lines 104g and 105g. The relative positional relationship between the hologram element 108 of the cover glass 107 and the error signal detecting photodiodes 104 and 105 is set in advance. In this way, when the position of the information track on the magneto-optical disk 113 is shifted with respect to the magneto-optical pickup device, the spots on the error signal detecting photodiodes 104 and 105 are moved to the information track on the magneto-optical disk 113. , Ie, in the directions orthogonal to the dividing lines 104g, 105g, respectively. Therefore,
TE = {(104a + 104b + 104c) + (105a + 105b + 105c)}-{(104d + 104e + 104f) + (105d + 105e + 105f)}
, A tracking error signal TE is obtained.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
In the magneto-optical pickup device disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-143934, as shown in FIG. , The reflected light from the magneto-optical disk 113 is focused before the information signal detecting photodiode 106, spreads again, and enters the information signal detecting photodiode 106.
[0013]
The optical path difference is substantially equal to the distance between the bonding surface 109a on which the polarization splitting film is formed and the surface 109b. The distance between the joining surface 109a and the surface 109b is almost equal to the size of the prism. The size of a general prism is 2 mm or more due to manufacturing restrictions, and the refractive index of the glass used for the prism is approximately In consideration of 1.5, the effective optical path difference is 2 mm / 1.5 = 1.3 mm or more. Since the numerical aperture on the light source side of the objective lens 112 is generally 0.1 or more, the reflected light on the information signal detecting photodiode 106 is 1.3 mm × 0.1 × 2 = 0.26 mm = φ260 μm or more. Spread to the size of.
[0014]
On the other hand, if a three-beam method having a more stable tracking characteristic than the push-pull method is to be adopted in this magneto-optical pickup device, a light spot of two tracking beams and one light spot on the magneto-optical disk 113 at an interval of about 20 μm are used. It is necessary to form a light spot of the signal recording / reproducing beam. Then, since the magnification of the objective lens 112 is usually about 1: 5, reflected light spots of these three light beams are formed on the information signal detecting photodiode 106 at intervals of about 100 μm.
[0015]
However, as described above, the reflected light spot spreads over φ260 μm or more on the information signal detecting photodiode 106, so that if the reflected light spots of these three light beams are arranged at an interval of about 100 μm, signal recording will occur. There is a problem that the light spot of the reproducing beam and the light spot of the tracking beam overlap and cannot be separated and detected, and the reproduction signal quality is reduced. To read out an information signal at a higher speed, it is necessary to reduce the area of the information signal detecting photodiode 106 and reduce the junction capacitance.
[0016]
In order to solve this problem, it is conceivable that the information signal detecting photodiode 106 is independently disposed above the laser diode 103. However, in this case, since the cover glass 107 and the information signal detecting photodiode 106 are in contact with each other, it is practically difficult to dispose the cover glass 107 upward.
[0017]
Conversely, it is conceivable to arrange the laser diode 103 below. However, in this case, since the light emitted from the laser diode 103 is divergent light, it is necessary to increase the size of the polarizing prism 109 so that the light from the laser diode 103 is received by the polarizing prism 109. Then, the distance between the joining surface 109a and the surface 109b is also widened, so that the difference in optical path length is not so reduced, and the magneto-optical pickup device itself is also enlarged.
[0018]
Further, since the hologram element 108 is disposed between the laser diode 103 and the magneto-optical disk 113, the power of light reaching the magneto-optical disk 113 due to diffraction decreases. In order to make light incident on the magneto-optical disk 113 with sufficient power, a laser diode having a higher output is required.
[0019]
Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and can adopt a three-beam method for realizing a stable following property, and is compact, has high light use efficiency, and has high productivity and processing. It is an object of the present invention to provide an optical pickup device for a magneto-optical disk having excellent accuracy.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an optical pickup device according to the present invention includes a light source, a light condensing unit for condensing light emitted from the light source on a recording medium, and light reflected from the recording medium. A light detecting unit for detecting the recording medium reflected light, and a light separating unit for separating a part of the recording medium reflected light on the optical path from the light source to the light condensing unit and guiding the reflected light to the light detecting unit; Wherein the light separating means is irradiation light guiding means for guiding at least a part of the light path of the light from the light source in parallel to the light collecting means, and at least a part of the recording medium reflected light. The optical path of the reflected light of the recording medium for detection is shifted in parallel to the opposite side to the light source, and the reflected light guiding means for dividing the reflected light of the recording medium for detection as necessary and leading to the light detecting means is included. In.
[0021]
By adopting the above configuration, even the light traveling from the light source to the recording medium, and the light traveling from the recording medium to the light detecting means, the optical paths are shifted in parallel on the way, so that the optical path length from the light source to the recording medium is The optical path length from the recording medium to the light detecting means can be made substantially equal. Therefore, the recording medium reflected light can be focused on the photodetector, and a minute light spot of about φ5 μm is formed on the photodetector. As a result, the tracking beam and the signal recording / reproducing beam can be sufficiently separated and detected, and stable tracking characteristics can be realized without deterioration of the reproduced signal quality. Further, since the optical path length from the light source to the recording medium and the optical path length from the recording medium to the light detecting means are substantially equal, it is possible to arrange the light source and the photodetector on the same plane, The device can be made compact.
[0022]
In the above invention, preferably, the light separating means includes a first member made of an isotropic material, a second member made of an anisotropic material, a third member made of an anisotropic material, A fourth member made of a conductive material, wherein the irradiation light guiding means reflects the light from the light source to shift the optical path in parallel to guide the light to the light collecting means. The reflected light guiding means includes two surfaces arranged in parallel with each other, and the reflected light guiding means is configured to have a surface in which the second member and the third member are in surface contact with each other. The reflected light splitting surface for splitting, and the detection recording medium reflected light is extracted from the recording medium reflected light and reflected by utilizing the difference in transmittance due to the difference in the polarization state, whereby the detection recording is performed. The optical path of the medium reflected light is shifted in parallel to the opposite side of the light source and the reflection To guide the splitting surface, and two surfaces which are arranged parallel to each other on the fourth member.
[0023]
By adopting the above configuration, since the optical paths are respectively shifted in parallel by utilizing the reflections on the two surfaces arranged in parallel, the combination of a small number of members ensures that the irradiation light guiding means and the reflected light guiding means can be used. It can be realized and a stable operation can be performed. In addition, since the detection recording medium reflected light is extracted using the difference in transmittance due to the difference in polarization state, the polarization state changed in the recording medium can be efficiently extracted.
[0024]
In the above invention, preferably, the light separating means includes a first optical block and a second optical block, and the first optical block includes the first member, the second member, The third optical member includes the third member, and the second optical block includes the fourth member. By adopting this configuration, the first optical block and the second optical block can be combined with each other after assembling each member separately into the first optical block and the second optical block. , Making assembly and adjustment easy.
[0025]
In the above invention, preferably, between the first optical block and the second optical block, the light from the light source is a light beam that travels through the first member and then travels to the light collecting means. A first diffraction element is provided on the optical path of one beam for diffracting the first beam to split it into three or more beams. By employing this configuration, it is possible to perform a three-beam method in this optical pickup device.
[0026]
Preferably, in the above invention, the recording medium reflected light is a light beam traveling between the first optical block and the second optical block and then traveling toward the reflected light dividing surface after passing through the fourth member. A second diffraction element is provided on the optical path of the second beam for diffracting the second beam to divide the second beam and guiding the divided second beam to the photodetector. By adopting this configuration, since the second diffraction element for detection is arranged at a position deviated from the optical path from the light source to the recording medium, without lowering the power of light traveling from the light source to the recording medium, Light division necessary for signal detection can be performed. Therefore, a laser diode having a small output can be used.
[0027]
In the above invention, preferably, in addition to the first diffraction element, between the first optical block and the second optical block, after the recording medium reflected light passes through the fourth member, A second diffractive element is provided on an optical path of a second beam, which is a light beam directed to the reflected light splitting surface, for diffracting the second beam and splitting the diffracted beam, and guiding the split second beam to the photodetector. By adopting this configuration, the beams split by the first diffraction element and reflected by the recording medium, respectively, can be further split, and the tracking error detection by the three-beam method and the push -Signal detection by the pull method can be performed simultaneously.
[0028]
In the above invention, preferably, the first diffraction element and the second diffraction element are arranged on the same substrate. By employing this configuration, the number of components can be reduced. In addition, the first diffraction element and the second diffraction element can be manufactured at the same time, which leads to more efficient manufacturing steps.
[0029]
In the above invention, preferably, the anisotropic material is lithium tetraboride. By employing this configuration, lithium tetraborate has a high transmittance in the near ultraviolet region and a high birefringence, so that an integrated unit suitable for high-density recording can be formed.
[0030]
In the above invention, preferably, the optical axis direction in which the recording medium reflected light is incident on the light separating means is defined as the thickness direction of the first optical block and the second optical block. The block is thinner than the second optical block. By employing this configuration, the amount of the anisotropic material used can be reduced, which is economical. Further, the size of the optical pickup device can be further reduced.
[0031]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(Embodiment 1)
(Constitution)
An optical pickup device according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG. This optical pickup device includes a laser diode 1 as a light source, a collimating lens 11 and an objective lens 12 as light collecting means for condensing light emitted from the laser diode 1 on a magneto-optical disk 13 as a recording medium. And a photodetector 7 as light detection means for detecting reflected light from the magneto-optical disk 13. The optical pickup device further includes a beam splitter as a light separating means for separating a part of the reflected light from the magneto-optical disk 13 on the optical path from the laser diode 1 to the collimating lens 11 and guiding the reflected light to the photodetector 7. 10 is provided.
[0032]
The beam splitter 10 includes a first optical block 2, a second optical block 4, and a light-transmitting substrate 3. The light transmissive substrate 3 is disposed between the first optical block 2 and the second optical block 4. On the light-transmitting substrate 3, a first diffraction grating 5 as a first diffraction element and a second diffraction grating 6 as a second diffraction element are formed. The first diffraction grating 5 and the second diffraction grating 6 will be described later.
[0033]
The first optical block 2 includes a first member 2a having a parallelogram cross section made of an isotropic material, a second member 2b having a parallelogram cross section made of an anisotropic material, and an anisotropic material. And a third member 2c made of The second member 2b and the third member 2c are combined so that the crystal axes are orthogonal. The second optical block 4 includes a fourth member 4a having a parallelogram in cross section and made of an isotropic material, a fifth member 4b made of an isotropic material, and a sixth member 4c. . The first optical block 2 also includes a seventh member 2e.
[0034]
A joint surface 2g between the first member 2a and the second member 2b, a joint surface 2f between the first member 2a and the seventh member 2e, and a joint between the fourth member 4a and the sixth member 4c A total reflection film is formed on the surface 4e. For example, 70% of P-polarized light is transmitted through the bonding surface 4d between the fourth member 4a and the fifth member 4b, and the remaining 30% of P-polarized light and 100% of S-polarized light are transmitted. A polarizing film that reflects light is formed. The distance between the joining surface 2g and the joining surface 2f is substantially equal to the distance between the joining surface 4d and the joining surface 4e.
[0035]
As is apparent from FIG. 1, in this optical pickup device, the length of a portion of the optical path from the collimating lens 11 to the photodetector 7 extending in the lateral direction and the length of the optical path from the laser diode 1 to the collimating lens 11 in the lateral direction When the laser diode 1 and the photodetector 7 are arranged on the same plane, the light radiated from the laser diode 1 and reflected by the magneto-optical disk 13 is reflected by the photodetector. Focus on 7. Focusing on the photodetector 7 means that the diameter of the light spot on the photodetector 7 becomes extremely small, so that the tracking beam and the signal recording / reproducing beam can be sufficiently separated and detected.
[0036]
In this optical pickup device, as shown in FIG. 1, it is important that the bonding surface 2g and the bonding surface 4d are inclined in opposite directions with respect to the optical axis. This makes it possible to arrange the laser diode 1 and the photodetector 7 on different sides with respect to the optical axis of the collimator lens 11. By disposing them on different sides in this way, even if the optical path length from the laser diode 1 to the collimating lens 11 is equal to the optical path length from the collimating lens 11 to the photodetector 7, the laser diode 1 and the photodetector 7 Can be arranged without overlapping. If the members are arranged such that the joint surface 2g and the joint surface 4d are inclined to the same side, the laser diode 1 and the photodetector 7 are arranged on the same side with respect to the optical axis of the collimator lens 11. Since the optical path lengths are equal, the laser diode 1 and the photodetector 7 are geometrically overlapped and cannot be arranged.
[0037]
The first diffraction grating 5 formed on the surface of the light-transmitting substrate 3 is arranged on an optical path from which the light from the laser diode 1 reaches the first member 2a to the fifth member 4b. The first diffraction grating 5 is a linear grating with a constant interval as shown in FIG. The light from the laser diode 1 is split into three light beams by transmitting through the first diffraction grating 5. Two of these three light beams are used as tracking beams, and the other is used as a signal recording / reproducing beam.
[0038]
The second diffraction grating 6 formed on the surface of the light-transmitting substrate 3 is configured such that a part of the reflected light from the magneto-optical disk 13 that is bent at the bonding surface 4d is changed from the fourth member 4a to the second member. 2b is arranged on the optical path. As shown in FIG. 3, the second diffraction grating 6 has three regions 6a, 6b, and 6c, and each region has a different grating interval. The secondary diffraction efficiency is set to 8%. The light incident on the second diffraction grating 6 is diffracted by transmitting through the second diffraction grating 6 and guided to the photodetector 7. The diffraction by the second diffraction grating 6 will be described later in detail.
[0039]
The first diffraction grating 5 and the second diffraction grating 6 do not necessarily have to be arranged on the same substrate, but if they are juxtaposed on the same substrate as shown in FIG. This is preferable because the step of forming the lattice can be simplified.
[0040]
As shown in FIG. 1, the laser diode 1 and the photodetector 7 are arranged on a main surface of a stem 8, a cap 9 is covered so as to cover the main surface of the stem 8, and a beam splitter is placed on the cap 9. 10 is adhesively fixed.
[0041]
The photodetector 7 has eight light receiving sections 7a to 7h as shown in FIG. These functions will be described later.
[0042]
(Action / Effect)
Next, the operation and effect of the optical pickup device having this configuration will be described.
[0043]
The laser diode 1 emits P-polarized light as described above. The P-polarized light emitted from the laser diode 1 enters the first member 2a of the beam splitter 10, and is reflected by the bonding surfaces 2f and 2g, so that the optical path is shifted in parallel. The light emitted from the first member 2a is made up of three beams of two tracking beams and one signal recording / reproducing beam by the first diffraction grating 5 arranged on the light transmitting substrate 3. Is divided into These three beams further enter the fifth member 4b, and 70% of the three beams pass through the polarizing film formed on the bonding surface 4d. The transmitted light is transmitted through the fourth member 4a, and then condensed on the magneto-optical disk 13 by the collimator lens 11 and the objective lens 12.
[0044]
The light condensed on the magneto-optical disk 13 is reflected by the magneto-optical disk 13, and at the time of this reflection, the plane of polarization rotates according to the direction of magnetization recorded on the magneto-optical disk 13. The reflected light again passes through the objective lens 12 and the collimator lens 11 and enters the fourth member 4a of the beam splitter 10. The light incident on the fourth member 4a is incident on a polarizing film formed on the bonding surface 4d. As described above, this polarizing film reflects 30% of the P-polarized light component and 100% of the S-polarized light component, so that the reflected light is reflected again at the bonding surface 4e and emitted from the fourth member 4a. I do. As a result, the optical path coming from the collimating lens 11 is shifted in parallel.
[0045]
The light emitted from the fourth member 4a enters the second diffraction grating 6. As described above with reference to FIG. 3, the second diffraction grating 6 has three regions 6a, 6b, and 6c, and each region has a different grating interval. Since the folding efficiency is set to 80% and the first-order diffraction efficiency is set to 8%, the beam incident on the second diffraction grating 6 is composed of the zero-order light and the three first-order diffraction lights from the respective regions 6a, 6b, 6c. It is divided into a total of four beams. As the beams incident on the second diffraction grating 6, there are a total of three beams, one signal recording / reproducing beam and two tracking beams, which are divided into three beams by the first diffraction grating 5. , The second diffraction grating 6 splits each of these into the four beams described above. Therefore, a total of 12 beams of 3 × 4 appear.
[0046]
These beams pass through the second member 2b and the third member 2c and reach the photodetector 7. However, since the second member 2b, which is an anisotropic material, and the third member 2c, which is also an anisotropic material, are combined so that their crystal axes are orthogonal to each other, these beams form a bonding surface 2d. Is split into two polarized lights whose polarization directions are orthogonal to each other. These are represented as P1 and P2 as shown in FIG. Therefore, each of the above-mentioned 12 beams is split into two beams, and a total of 24 beams of 12 × 2 reach the photodetector 7.
[0047]
The photodetector 7 has eight light receiving portions 7a to 7h as shown in FIG. 4, and the 24 beams form a light spot as shown in FIG. I do. In FIG. 4, for the sake of simplicity, the relationship with the second diffraction grating 6 is shown using a semicircle or a 円形 circle, but in actuality, the photodetector 7 is a collimator lens 11. Since the light is located on the focal plane of light coming from the light source, any of the reflected light becomes a minute circular light spot of about φ5 μm.
[0048]
The following describes which beam is incident on which light receiving unit. Among the signal recording / reproducing beams reflected by the magneto-optical disk 13 and transmitted through the second diffraction grating 6 as the 0th-order diffracted light, the P1 polarized component enters the light receiving portion 7f and the P2 polarized component enters the light receiving portion 7e. I do. The light beam for signal recording / reproducing reflected by the magneto-optical disk 13 and diffracted in the region 6a of the second diffraction grating 6 enters the light receiving portion 7a in both P1 and P2. The signal recording / reproducing beam reflected by the magneto-optical disk 13 and diffracted by the region 6b of the second diffraction grating 6 both enter the light receiving portion 7b. The signal recording / reproducing beam reflected by the magneto-optical disk 13 and diffracted by the region 6c of the second diffraction grating 6 both enter P1 and P2 on the boundary between the light receiving portions 7c and 7d. One of the tracking beams reflected by the magneto-optical disk 13 and transmitted through the second diffraction grating 6 as the 0th-order diffracted light, both P1 and P2 enter the light receiving portion 7g. The other tracking beam reflected by the magneto-optical disk 13 and transmitted through the second diffraction grating 6 as the 0th-order diffracted light enters both the light receiving portion 7h and P1 and P2.
[0049]
Therefore, a focus signal based on the Foucault method is obtained by calculating the difference between the output signals of the light receiving sections 7c and 7d. Further, a radial error signal based on the three-beam method can be obtained by calculating the difference between the output signals of the light receiving sections 7g and 7h. By calculating the difference between the output signals of the light receiving sections 7a and 7b, a so-called push-pull signal is obtained, for example, by meandering a tracking groove formed on the magneto-optical disk 13. Used for detecting the recorded address signal. The magneto-optical signal is obtained by calculating the difference between the output signals of the light receiving sections 7e and 7f.
[0050]
In this optical pickup device, the reflected light from the magneto-optical disk 13 forms a very small light spot of about 5 μm on the photodetector 7, and the distance between the signal recording / reproducing beam and the tracking beam is large. Since they are separated from each other by about 100 μm, the two can be separated and detected sufficiently reliably, and the reproduction signal quality does not deteriorate.
[0051]
Focus offset due to an assembly error can be easily eliminated by adjusting the position of the beam splitter 10 because the beam splitter 10 includes the second diffraction grating 6 having an error signal generating function.
[0052]
As the anisotropic material used for the second member 2b and the third member 2c, a uniaxial crystal having large birefringence is preferable, and lithium niobate (LN) or lithium tetraborate (LBO) is used. Is preferred. In particular, LBO has a high light transmittance in the near ultraviolet region and is suitable for a high-density magneto-optical disk pickup using a short wavelength light source.
[0053]
In addition, as shown in FIG. 1, the diameter of the light beam transmitted through the first optical block 2 is smaller than the diameter of the light beam transmitted through the second optical block 4. Therefore, it is possible to make the thickness of the first optical block 2 smaller than the thickness of the second optical block 4 substantially in proportion to the maximum diameter of the light beam transmitted through each optical block. By doing so, the amount of use of the anisotropic material can be reduced, which is economical. In addition, it leads to downsizing of the entire optical pickup device.
[0054]
Note that the above-described embodiment disclosed this time is illustrative in all aspects and is not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and includes all modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
[0055]
【The invention's effect】
According to the present invention, the optical path length from the light source to the recording medium and the optical path length from the recording medium to the light detecting means can be made substantially equal. It is possible to focus on the top. As a result, the light spot diameter becomes very small, so that the tracking beam and the signal recording / reproducing beam can be sufficiently separated and detected, and the three-beam method can be adopted without deteriorating the reproduction signal quality. In addition, by arranging the light source and the photodetector on the same substrate, the optical pickup device can be made compact and the number of parts can be reduced. It can be a pickup device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram of an optical pickup device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic plan view of a first diffraction grating of the optical pickup device according to the first embodiment based on the present invention.
FIG. 3 is a schematic plan view of a second diffraction grating of the optical pickup device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a photodetector of the optical pickup device according to the first embodiment based on the present invention.
FIG. 5 is a conceptual diagram of an optical pickup device based on a conventional technology.
FIG. 6 is a schematic plan view of a silicon substrate on which a laser diode and the like are arranged in an optical pickup device based on a conventional technique.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 laser diode, 2 first optical block, 2a first member, 2b second member, 2c third member, 2e seventh member, 2f, 2g, 4d, 4e bonding surface, 3 light transmitting substrate 4 second optical block, 4a fourth member, 4b fifth member, 4c sixth member, 5 first diffraction grating, 6 second diffraction grating, 6a, 6b, 6c (second diffraction Area, 7 photodetectors, 7a to 7h light receiving sections, 8 stems, 9 caps, 10 beam splitters, 11 collimating lenses, 12 objective lenses, 13 magneto-optical disks, 101 housing, 102 silicon substrate, 103 Laser diode, 104, 105 Error signal detecting photodiode, 104a-104f, 105a-105f (of error signal detecting photodiode) portion, 106 Information signal detecting transistor Photodiodes, 106a, 106b (of information signal detecting photodiode), 107 cover glass, 108 hologram element, 109 polarizing prism, 109a bonding surface, 109b surface, 110 Wollaston prism, 111 compound prism, 112 objective lens, 113 Magneto-optical disk.

Claims

A light source,
Condensing means for condensing light emitted from the light source on a recording medium,
Light detection means for detecting the recording medium reflected light that is reflected light from the recording medium,
Light separating means for separating a part of the recording medium reflected light on an optical path from the light source to the light collecting means and guiding the reflected light to the light detecting means,
The light separating unit includes: an irradiation light guiding unit configured to shift an optical path of at least a part of light from the light source in parallel to guide the light to the light collecting unit; and a detection recording unit that is at least a part of the recording medium reflected light. The optical path of the medium reflected light is shifted in parallel to the opposite side to the light source, and further includes a reflected light guiding means for dividing the detection recording medium reflected light as necessary and guiding the light to the light detecting means. Optical pickup device.

The light separating means includes a first member made of an isotropic material, a second member made of an anisotropic material, a third member made of an anisotropic material, and a fourth member made of an isotropic material. And a member of
The irradiation light guiding means includes two surfaces arranged in parallel with each other on the first member to reflect the light from the light source to shift the optical path in parallel and guide the light path to the light collecting means,
The reflected light guiding means includes: a reflected light splitting surface for splitting the recording medium reflected light, wherein the second member and the third member have surfaces that are in surface contact with each other; By extracting and reflecting the detection recording medium reflection light from the recording medium reflection light using the difference in transmittance due to the difference in state, the optical path of the detection recording medium reflection light is on the opposite side to the light source. Two surfaces arranged in parallel with each other on the fourth member to shift the parallel light to the reflected light splitting surface,
The optical pickup device according to claim 1.

The light separating means includes a first optical block and a second optical block, and the first optical block includes the first member, the second member, and the third member. Wherein the second optical block includes the fourth member,
The optical pickup device according to claim 2.

Between the first optical block and the second optical block, on the optical path of a first beam, which is a light beam traveling from the light source to the light condensing unit after passing through the first member. The optical pickup device according to claim 3, further comprising: a first diffraction element for splitting the first beam into three or more beams by diffracting the first beam.

A light beam of a second beam, which is a light beam traveling between the first optical block and the second optical block and then traveling toward the reflected light dividing surface after the recording medium reflected light passes through the fourth member. 4. The optical pickup device according to claim 3, further comprising a second diffractive element on a road for diffracting the second beam by diffracting the light and guiding the divided light to the light detection unit. 5.

Between the first optical block and the second optical block, a second beam, which is a beam of light traveling toward the reflected light dividing surface after the recording medium reflected light passes through the fourth member, 5. The optical pickup device according to claim 4, further comprising a second diffraction element for diffracting the second beam on the optical path by diffracting the second beam and guiding the divided second beam to the photodetector.

The optical pickup device according to claim 6, wherein the first diffraction element and the second diffraction element are disposed on a same substrate.

The optical pickup device according to claim 2, wherein the anisotropic material is lithium tetraboride.

When an optical axis direction in which the recording medium reflected light is incident on the light separating means is defined as a thickness direction of the first optical block and the second optical block, the first optical block is the second optical block. The optical pickup device according to claim 3, wherein the optical pickup device is thinner than the optical block.