JP4309019B2 - 光ヘッド装置 - Google Patents
光ヘッド装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4309019B2 JP4309019B2 JP2000121233A JP2000121233A JP4309019B2 JP 4309019 B2 JP4309019 B2 JP 4309019B2 JP 2000121233 A JP2000121233 A JP 2000121233A JP 2000121233 A JP2000121233 A JP 2000121233A JP 4309019 B2 JP4309019 B2 JP 4309019B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- semiconductor laser
- optical head
- photodetector
- reflecting element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/125—Optical beam sources therefor, e.g. laser control circuitry specially adapted for optical storage devices; Modulators, e.g. means for controlling the size or intensity of optical spots or optical traces
- G11B7/126—Circuits, methods or arrangements for laser control or stabilisation
- G11B7/1263—Power control during transducing, e.g. by monitoring
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
- G11B7/1362—Mirrors
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
- G11B7/1372—Lenses
- G11B7/1378—Separate aberration correction lenses; Cylindrical lenses to generate astigmatism; Beam expanders
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
- G11B7/1398—Means for shaping the cross-section of the beam, e.g. into circular or elliptical cross-section
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
- G11B7/1372—Lenses
- G11B2007/13725—Catadioptric lenses, i.e. having at least one internal reflective surface
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Head (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学式情報記録媒体の記録または再生を行う光ヘッド装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に書き換え型の光ディスクにおいて信号の記録品質を確保するためには、ディスク記録面への入射光量のモニターを高精度に行わなくてはならない。そのため、再生専用の光ヘッドで用いるようなレーザチップ後端面から出射する光で光量モニターする方式では精度が良くないため、レーザ前端面より出射した光（以降これを前光とよぶ）で光量モニターする必要がある。
【０００３】
他方、大容量情報メモリとして光ディスクが注目を集めている中で、光ディスクの記録再生に対する高速化の要望に光ヘッド装置が対処する必要が生じてきた。そのためには半導体レーザ光源の変調を高速化する必要があり、それに伴い、前記前光モニターの応答性も良くする必要がでてきた。
【０００４】
以下に従来の光ピックアップについて図面を参照しながら説明する。図１４は従来の形態における光ヘッド装置の構成概略図の一例を示している。半導体レーザ光源８０１より出射された発散光８０２は、光軸に対して斜めに設置された平行平板８０３を透過しコリメートレンズ８０４により平行光８０５に変換される。
【０００５】
この平行光８０５は、偏光ビームスプリッタ８０６により一部は反射され、光検出器８０９に入射する。また平行光８０５の大部分の光８１０は、偏光ビームスプリッタ８０６を透過し、１／４波長板８１１により円偏光の光に変換された後、アクチュエータ８１２に搭載された対物レンズ８１３により光ディスク８１４に集光される。
【０００６】
光ディスク８１４を反射した光は対物レンズ８１３を経て、１／４波長板８１１により半導体レーザ光源８０１の出射光の偏波面と直交する直線偏光の光に変換され、偏光ビームスプリッタ８０６に入射される。
【０００７】
偏光ビームスプリッタ８０６に入射した光は往路と偏波面が直交するため偏光ビームスプリッタ８０６で反射され、ホログラム素子８１５によって回折され、入射光軸を対称軸とする＋１次回折光８１７，−１次回折光８１８に分岐された後、検出レンズ８１７によって集光させられ、それぞれ信号検出器８２０，８２１に入射しフォーカス、トラッキングなどの制御信号およびＲＦ信号などの検出をおこなう。
【０００８】
一方、偏光ビームスプリッタ８０６で反射された光を検出する光検出器８０９は、半導体レーザ光源８０１の出力光量モニタ−として作用する。
【０００９】
ここで半導体レーザ光源８０１とコリメートレンズ８０４の間に、平行平板８０３を入射光軸に対して斜めに設置する理由について説明する。一般に光ヘッド装置の光源に用いられる半導体レーザは、光学特性の観点から見ると、図１５に示すように、半導体レーザ素子９０１の発振光のモードウエストが、半導体の接合面（Ｘ−Ｚ軸面）内とこれに垂直な面（Ｙ−Ｚ面）内とでは異なっている。
【００１０】
すなわち、垂直面（Ｙ−Ｚ軸面）内では鏡面９０２に一致する点であるのに対して、接合面（Ｘ−Ｚ軸面）内では、半導体レーザ素子９０１の活性層９０３、すなわち鏡面９０２より内方の共振器内に入った点となる。
【００１１】
したがって、接合面（Ｘ−Ｚ軸面）内とこれに垂直な面（Ｙ−Ｚ軸面）内とでは発振光の収束点で異なり、光学上でいわれる非点隔差９０４が発生する。
【００１２】
非点隔差が生じるとビームスポットが歪み、扁平な縦長もしくは横長なスポットとなる。そのため、ビームスポットが光ディスクの互いに隣接する記録トラック間にかかるようになり、信号特性が劣化するという問題点が生じる。
【００１３】
そこで図１４において、半導体レーザ８０１から出射された光ビームが有する非点収差を補正するために、平行平板８０３を所定角度傾斜して逆方向に設置する。
【００１４】
また、このような光ビームが有する非点収差を補正する他の方法として、同じくレーザ光の光路にシリンドリカルレンズを挿入して光スポットの非点収差を相殺することも提案されている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の光ヘッド装置において次の問題点があった。
【００１６】
一般に書き換え型の光ディスクに信号を記録する場合、ディスク上での光パワーを十分に確保する必要があり、したがって光ヘッドの光利用効率を確保する必要がある。
【００１７】
しかし、上記のような従来例の構成ではビーム整形を行っていないため、対物レンズの設計の都合上外周側の光を捨てている分、光量損失がある。
【００１８】
さらに、有効開口内のビームの一部を反射して光検出器８０９で光量モニターを行っているため、さらに損失が大きくなってしまう。これを防ぐために光量モニターに導く光の光量を下げ、有効開口内の光量を高めるとモニター信号のＳ／Ｎが悪くなってしまう。
【００１９】
また、レーザの変調を高速にするためには前光モニター自体の応答性を上げる必要がある。このため、光検出の応答周波数特性を上げるために光検出器の受光面積を小さくしてビームを集光入力するのが望ましい。
【００２０】
しかし、一般に光検出器上に過度に集光した光を当てると、検出器面の単位面積あたりの光強度が高くなるため、検出器の受光面のキャリア密度が上がり、これが飽和することでキャリアの移動速度が遅くなってしまう恐れがある。すなわち、検出器上にビームを集光しすぎると、光検出の応答周波数特性が悪くなるという問題があった。
【００２１】
さらに、上記した半導体レーザ素子の非点隔差に起因して生じる光ビームの非点収差を補正するいずれもの方法が、透明な平行平板やシリンドリカルレンズ等の補正用の専用部品を別途設けなければならず、そのために、部品点数が増加しコストアップを余儀なくされるという新たな問題点が発生していた。
【００２２】
さらに、ＲＦ信号やフォーカス、トラッキング制御信号を行うための光検出器と、レーザ光量モニター用の光検出器とが別々であるため部品点数も多くなり、光学系も複雑化するので光ヘッドの小型化が困難であった。
【００２３】
本発明は、このような従来の光ヘッド装置の各種課題を考慮し、光利用効率の高い光ヘッド装置を提供することを目的とする。
【００２４】
また、本発明は、コンパクトな光ヘッド装置を提供することを目的とする。
【００２５】
また、本発明は、光検出の応答周波数特性がよい光ヘッド装置を提供することを目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、第１の本発明（請求項１に対応）は、半導体レーザ光源と、
前記半導体レーザ光源からの光の少なくとも一部を受光する光検出器と、
前記半導体レーザ光源からの光の周辺の光を反射させ、前記光検出器に集光させる周辺部分（２０３）、及び、前記半導体レーザ光源からの光の中央の光を透過する中央部分（２０２）を有する光反射素子（１０７）と、
前記光反射素子を透過した光を光ディスク上に集光する集光レンズとを備えた光ヘッド装置であって、
前記光反射素子の中央部分のそれぞれの面は平面の形状をし、
前記光反射素子の周辺部分の少なくとも一面が球面もしくは非球面の形状をし、
前記光反射素子の中央部分の両面は平行であり、それらの面は、前記半導体レーザ光源からの光の光軸と直交する方向に対して、所定の角度だけ傾斜して配置されており、前記光反射素子の中央部分の傾斜配置によって生ずる非点収差により、前記半導体レーザ光源の持つ非点隔差が補正されていることを特徴とする光ヘッド装置である。
第２の本発明（請求項２に対応）は、前記光反射素子の周辺部分の集光機能に非点隔差を持たせたことを特徴とする第１の本発明の光ヘッド装置である。
第３の本発明（請求項３に対応）は、前記光反射素子の周辺部分の集光機能に球面収差を持たせたことを特徴とする第１または第２の本発明の光ヘッド装置である。
第４の本発明（請求項４に対応）は、前記光反射素子の周辺部分からの反射光の光軸は、前記半導体レーザ光源からの光の光軸に対して傾いていることを特徴とする第１から第３のいずれかの本発明の光ヘッド装置である。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、従来例と同じ働きをするものについては詳細な説明は省略する。
【００４７】
図１は本発明の実施の形態における光ヘッド装置の概略構成を示し、図２はその構成として用いられている光反射素子およびレーザと光検出器の配置を示す図である。図１の構成において用いられている光反射素子１０７はガラスで作られており、図２に示すようにレーザ光軸２０１を中心に中心部（本発明の中央部分に対応する）は平面に形成された透過面２０２があり、その外周側の輪帯状領域（本発明の周辺部分に対応する）に非球面に形成されたアルミ蒸着面２０３がある。
【００４８】
図１の半導体レーザ光源１０１を出射した光のうち、光の周辺部の光は光反射素子１０７によって反射集光され、半導体レーザ光源１０１の近傍に形成された前光モニター用光検出器１０３に集光される。また、半導体レーザ光源１０１と前光モニター用光検出器１０３は、光集積モジュール１０９に集積化され、小型軽量化を行っている。
【００４９】
一方、光の中央部の光についてはコリメートレンズ１０４により平行光になり、偏光ビームスプリッタ１０６を透過したのちアクチュエータ１１２に搭載された対物レンズ１１３により光ディスク面１１４上に集光される。
【００５０】
光ディスク面１１４で反射した光は対物レンズ１１３を経て１／４波長板１１１により半導体レーザ出射光の偏波面と直交する直線偏光の光に変換され偏光ビームスプリッタ１０６に入射される。
【００５１】
偏光ビームスプリッタ１０６に入射した光は往路と偏波面が直交するため偏光ビームスプリッタ１０６で反射され、ホログラム素子１１５によって回折される。その回折光は、入射光軸を対称軸とする＋１次回折光１１７，−１次回折光１１８に分岐され、検出レンズ１１６によって集光され、それぞれ信号検出器１１９，１２０に入射され、フォーカス、トラッキングなどの制御信号およびＲＦ信号などに利用される。
【００５２】
また、半導体レーザ１０１から出射された光ビームが有する非点収差は、光反射素子１０７を所定角度傾斜することにより補正する。
【００５３】
また、図１に示すように、光反射素子１０７の傾きによって、反射光１０８の光軸は、半導体レーザ光源からの光の光軸に対して傾斜している。そして、その反射光１０８の方向に光検出器１０３が設置されている。ところで、製造時には、光検出器１０３に反射光１０８が入射するように調整する必要がある。そのために、光反射素子１０８の反射球面の中心軸を図１の矢印方向に適宜平行移動して調整する必要があるが、上記光検出器１０３の傾斜によって、この平行移動量を、傾斜しない場合に比べて少なくできる。
【００５４】
また、このように調整のための平行移動量を少なくできるということは、光反射素子１０７の中央平面部の面積を小さくすることができ、より周辺部の光反射面を大きく形成し、より多くの反射光量を取り込めることができる。つまり、調整の際の平行移動量が大きいと、光反射素子１０７の中央平面部は前もって余裕をもって大きく設計しておく必要があるからである。
【００５５】
また、傾斜によって、反射球面の反射角をより小さく設計することができるため、光反射素子１０７の反射面は曲率の小さい球面となり、より成型しやすくなる。
【００５６】
さらに、光反射素子１０７の周辺部分を、アナモフィックな非球面に形成した場合は、図２に示すように、光反射素子１０７によって反射集光される焦点が、図２のｘ−ｚ軸面とこれに垂直な面であるｙ−ｚ軸面では異なっている。すなわち、光検出器１０３の表面上ではスポットの焦点は図３に示すように非点隔差をもつことになる。そこで、各光学部品の取り付け誤差によりデフォーカスを生じても、このことにより、検出器面の単位面積あたりの光強度が強くなく、キャリアが集中することによって生じる周波数応答性の劣化を防ぐことができる。
【００５７】
図４は図１の実施形態において、反射収束光に非点隔差を持たした光反射素子１０７の代わりに、反射収束光に球面収差を持たした光反射素子４０７を用いた形態である。この場合、光検出器１０３の表面上ではスポットの焦点は図５に示すように球面収差をもつことになる。このことにより、各光学部品の取り付け誤差によりデフォーカスを生じても、検出器面の単位面積あたりの光強度が球面収差のないスポットと比較して弱い状態を保ち、キャリアが集中することによって生じる周波数応答性の劣化をなくすことができる。
【００５８】
図６は本発明に関連する発明の実施の形態における概略図を示している。図６の構成において用いられている反射型ホログラム素子６０７は図７に示すようにレーザ光軸７０１を中心とする周辺部の輪帯状領域（周辺部分）に反射ホログラム面７０３が形成されており、レーザ光軸７０１の近傍（中央部分）に円形状に光透過領域７０２がある。
【００５９】
図６において半導体レーザ光源１０１を出射した光のうち、光の外周側の光は反射ホログラム６０７により反射回折されるが、この反射型ホログラムはレーザ光の入射光、入射位置に応じてそのピッチ、溝方向が異なっており、反射回折光６０８は半導体レーザ光源１０１の近傍に配置された光検出器１０３に集光入射する。
【００６０】
さらにこの反射型ホログラム素子６０７は前記光反射素子１０７と同様に、非点隔差を持つように形成されていることから、スポットでは焦点とならず焦線となる。これにより、各光学部品の取り付け誤差等によりデフォーカスを生じても、検出器面の単位面積あたりの光強度が非点隔差のないスポットと比較して弱い状態を保ち、キャリアが集中することによって生じる周波数応答性の劣化をなくすことができる。
【００６１】
さらに、図６において反射型ホログラム素子６０７は、製造時調整のため、図中の矢印の方向に平行移動することによって光検出器にその反射収束光を入射させる必要がある。その際、図６に示すように、傾斜させた反射型ホログラム素子６０７によって光が反射してくる方向に光検出器１０３を設置しておくことで、反射型ホログラム素子６０７の調整のための平行移動量を軽減することができる。
【００６２】
このことにより、反射型ホログラム素子６０７を傾斜させない場合に比べて、反射型ホログラム素子６０７の回折角を小さく押さえることができ、反射型ホログラム素子４０７のピッチが、広く設計することができるため、ホログラムの加工ピッチ限界に対して優度を確保できる。
【００６３】
なお、図６の実施の形態において、反射回折光に非点隔差を持たした反射ホログラム素子６０７の代わりに、反射回折光に球面収差を持たした光反射素子を用いた場合も図４の実施例の場合と同様な効果が得られることはいうまでもない。
【００６４】
図８（ａ）は本発明に関連する発明の別の実施の形態における光ヘッド装置の概略構成を示し、図８（ｂ）はその構成として用いられている反射型ホログラム素子およびレーザと光検出器の配置を示す図である。
【００６５】
図８（ａ）の構成において用いられている反射型ホログラム素子２には、図８（ｂ）に示すようにレーザ光軸１５を中心とする外周側の輪帯状領域に、反射型ホログラム１０が形成されており、レーザ光軸１５の近傍に円形状に光透過領域１１がある。
【００６６】
図８（ａ）の半導体レーザー光源１を出射した光のうち、光の外周側の光２２は反射型ホログラム１０により反射回折されるが、この反射ホログラムはレーザ光の入射角、入射位置に応じてそのピッチ、溝方向が異なっており、反射回折光２３は半導体レーザ光源１の近傍に形成された前光モニター用光検出器６に集光入射する。
【００６７】
一方、半導体レーザ光源からの光のうち、光の内周側の光については反射型ホログラム素子２を開口制限されつつ透過し、偏光性ホログラム素子５，１／４波長板２０を経てコリメートレンズ３により平行光になり、アクチュエータ９に搭載された対物レンズ４により光ディスク面８上に集光される。
【００６８】
光ディスク面８を反射した光は対物レンズ４，コリメートレンズ３、１／４波長板２０、偏光性ホログラム素子５を経て光が回折され、それぞれ、半導体レーザ光源１に隣接して形成された、ＲＦ信号やフォーカス、トラッキング制御信号などの信号検出用光検出器７に入力され、信号検出を行う。
【００６９】
以上のような構成により元々使用していない外周側の光を前光モニター用に使用するため光ヘッドの光利用効率を高めることができ、かつ半導体レーザ光源１と信号検出用検出器７、前光モニター用検出器６をすべて集積ユニット化することができ、光ヘッド装置の部品点数を少なくすることができる。
【００７０】
さらに反射型ホログラム１０が集光作用を有するためレンズなどの別の集光手段を用いずに光を小さい面積の光検出器に集光入力でき、前光モニターの高速応答性を確保しつつ光ヘッド装置の小型化、簡素化が実現できる。
【００７１】
ここで図８（ｂ）に示すように、半導体レーザ光源１、前光モニター用光検出器６、信号検出用光検出器７は以下のように配置されている。
【００７２】
すなわち、図８（ｂ）において破線で示すようなレーザ出射ファーフィールドパターン１２に対し、その楕円長軸方向１３に近い方向に前光モニター用光検出器６を配置し、楕円短軸方向１４に近い方向に光ディスクからの信号検出用光検出器７を配置している。
【００７３】
すなわち、前光モニター用光検出器６は、半導体レーザ光源からの光の光軸を基準として、楕円長軸方向と楕円短軸方向とのうち、楕円長軸方向により近い方向に配置されている。また、信号検出用光検出器７は、楕円短軸方向により近い方向に配置されている。たとえば、それぞれ楕円長軸方向上、短軸方向上に配置されていることが望ましい。
【００７４】
すなわち、そのように配置することによって次のような効果がある。反射ホログラム１０により、前光モニター用光検出器６の方向に回折する次数の光と、その反対側に回折する次数の光と、０次回折光とが発生するが、前光モニター用光検出器６の方向に回折する次数の光以外の不要な光の方向が、ファーフィールドパターンの楕円長軸方向に進むため、光ディスクからの信号検出用光検出器７にこれらの光が迷光として入射してしまうことがない。
【００７５】
また、それぞれの光検出器をレーザチップの近傍に近接して配置できるため反射ホログラム１０や偏光ホログラム素子５による回折角が小さくて済むのでホログラムピッチが大きくでき、ホログラムの加工ピッチ限界に対して祐度を確保できる。
【００７６】
図９は本発明に関連する発明の別の実施の形態に於ける反射型ホログラム素子２の平面図を示しており、半導体レーザ光源の出射ファーフィールドパターン１２の楕円長軸方向１４の光を多く反射回折するように、レーザ光源の拡がり角とホログラムの領域および光源とホログラムの相対距離関係を設定している。
【００７７】
一般に半導体レーザの強度分布はその短軸方向の方が長軸方向より温度などの変化に対する変化が大きい。この変化は前光モニター光量と反射ホログラム素子２を透過する光との光量のリニアリティに影響する。したがって、非常に高い精度の光量制御が要求されるシステムにおいては、本実施形態のように長軸方向の光のみを前光モニター用の光として利用することが望ましい。つまり、反射型ホログラム素子２のホログラム１０形成領域が、前記半導体レーザの楕円状ファーフィールドパターン軸中心に対して楕円長軸方向へより広く形成されている。
【００７８】
図１０は、本発明に関連する発明の別の実施形態における反射型ホログラムの平面図および光検出器の配置を示す。本実施形態では反射型ホログラム１０の領域が、レーザ光軸１５を中心として非点対称に形成されている。すなわちレーザ光軸１５とずれた位置にある前光モニター用光検出器６にレーザ光を反射回折させて集光入射させる場合、その入射角と位置とでホログラムのピッチが連続的に異なるわけであるがこのピッチにも加工限界があるため、この限界点に従って領域が制限される。
【００７９】
しかしながら方位によってはピッチの加工限界までの光軸からの距離が大きく取れるため図１０のような点非対称な領域で示される加工ピッチ限界の境界１７まで反射型ホログラム１０を形成することで、前光モニター用反射回折光の光量をできる限り高めることができる。
【００８０】
図１１（ａ）は、本発明に関連する発明の別の実施形態に於ける光ヘッド装置、図１１（ｂ）はその構成に用いられる反射型ホログラム素子の平面図を示している。
【００８１】
図１１（ｂ）に示すように反射型ホログラム素子２はその中央の光透過領域１１が楕円状ないしは長穴状になっている。図１１（ａ）において、光ディスクからの反射光を回折させフォーカス、トラッキング等の信号検出用光検出器７に光を導くための偏光性ホログラム素子５および１／４波長板２０が、対物レンズ４と共に対物レンズアクチュエータ９の可動子に搭載されている。
【００８２】
したがって対物レンズ４が光ディスクの偏芯によるトラッキング誤差に追従するためにトラック直交方向に移動する際、偏光ホログラム素子５で回折した光２５も一緒に移動する（実線矢印２５→破線矢印２５’）。
【００８３】
図１１（ｂ）の反射型ホログラム素子２によれば、この移動方向に反射ホログラム１０の光透過領域１１が広い形状になっているため前光モニター用の反射回折光量をできるだけ減らさずにかつ信号検出用の光が遮光されない構造が実現できる。なお、図１１（ａ）と（ｂ）では、トラッキング動作方向が縦横反対に描かれている。
【００８４】
図１２は、本発明に関連する発明の別の実施形態における光ヘッド装置の一部を示しており、図１２において２枚のガラス板に偏光ホログラム層２６および１／４波長フィルム１９を挟持して偏光ホログラム素子が形成されている。また片側のガラス基板には反射型ホログラム１０が形成されている。
【００８５】
これにより素子が一体化されて光ヘッドの構成がより簡素化されると共に、反射型ホログラム１０の反射回折光のスポットをモニター用光検出器に位置決めする際、同時に信号検出用ホログラムの位置決めが行えるため、光ヘッドの製造工程における調整を簡素化できる。
【００８６】
図１３は、本発明に関連する発明の別の実施の形態の光ヘッド装置における、反射型ホログラム素子２と前光モニター用光検出器６、および反射型ホログラムによる回折光を示している。
【００８７】
図１３のように反射型ホログラム素子２による反射回折光の集光点は、温度変化などによりレーザ光源の波長が変動するために、光検出器６前後でディフォーカスする。
【００８８】
このようなディフォーカスにより光が前光モニター用光検出器６からはみださないようにするため、光ヘッドの使用温度範囲の最低温度でのフォーカス点３１と、最高温度でのフォーカス点３０の中間点３２で光検出器面と集光点が一致するように設計することがのぞましい。これによって、レーザの波長変動があってもモニター光量の変動が少なく、安定した光量制御が製品の保証温度範囲で可能となる。
なお、上述した本発明に関連する発明の各実施の形態の構成によれば、反射型ホログラム自身が高い集光作用を有するため、光検出器上の光スポットを小さくできるのに伴い、光検出面積も小さくできるため高速応答性を有する前光モニタを実現でき、ＤＶＤ−ＲＡＭなどの記録型光ヘッドによる記録品質を安定にできる。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光ヘッド装置によれば、光検出器上で所定の大きさにビームを集光することで高速応答性を有す前光モニタを実現することができ、この光反射素子で半導体レーザのもつ非点隔差を補正することができ、半導体レーザと光検出器を集積化することが可能なので、光ヘッドの小型化、簡素化も実現することができる。
【００９０】
また、本発明の構成によれば、開口外の光を有効利用してレーザ出射光の光量モニターを行うため、光量損失をより低減できる上、反射回折格子の領域や配置を最適にすることでモニター光量も大きくできるため、モニター信号のＳ／Ｎも良い。
【００９２】
さらに前光モニター用光検出器、レーザチップ、信号検出用光検出器などを集積化して、構成している光ヘッドの小型化、簡素化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態における光ヘッドの概略構成図
【図２】 本発明の一実施の形態で用いる素子の構成を表す図
【図３】 本発明の一実施の形態におけるスポット形状の概略図
【図４】 本発明の一実施の形態における光ヘッドの概略構成図
【図５】 本発明の一実施の形態におけるスポット形状の概略図
【図６】 本発明に関連する発明の一実施の形態における光ヘッドの概略構成図
【図７】 本発明に関連する発明の一実施の形態で用いる素子の構成を表す図
【図８】 本発明に関連する発明の一実施の形態おける光ヘッド装置の構成図、
【図９】 本発明に関連する発明の一実施の形態おける反射型ホログラムの平面図
【図１０】 本発明に関連する発明の一実施の形態おける反射型ホログラム素子とレーザ光源、光検出器の配置図
【図１１】 本発明に関連する発明の一実施の形態おける光ヘッド装置の構成図
【図１２】 本発明に関連する発明の一実施の形態おける反射型ホログラム素子とレーザ光源、光検出器の配置図
【図１３】 本発明に関連する発明の一実施の形態おける反射型ホログラム素子と光検出器の配置図
【図１４】 従来の形態の光ヘッド装置を示す図
【図１５】 半導体レーザの非点隔差を示す概略図
【符号の説明】
１ レーザ光源
２ 反射型ホログラム素子
３ コリメートレンズ
４ 対物レンズ
５ 偏光ホログラム素子
６ 前光モニター用光検出器
７ 信号検出用光検出器
８ 光ディスク面
９ アクチュエータ
１０ 反射ホログラム
１０１ 半導体レーザ光源
１０２ 発散光
１０３ 光検出器
１０４ コリメートレンズ
１０５ 平行光
１０６ 偏光ビームスプリッタ
１０７ 光反射素子
１０８ 反射光
１０９ 光集積モジュール
１１０ 透過光
１１１ １／４波長板
１１２ アクチュエータ
１１３ 対物レンズ
１１４ 光ディスク
１１５ ホログラム素子
１１６ 検出レンズ
１１７ ＋１次回折光
１１８ −１次回折光
１１９ 信号検出器
１２０ 信号検出器
２０１ レーザ光軸
２０２ 透過面
２０３ アルミ蒸着面
４０７ 光反射素子
６０７ 反射型ホログラム素子
６０８ 反射回折光
７０１ レーザ光軸
７０２ 透過面
７０３ 反射ホログラム面
８０１ 半導体レーザ光源
８０２ 発散光
８０３ 平行板
８０４ コリメートレンズ
８０５ 平行光
８０６ 偏光ビームスプリッタ
８０７ 反射光
８０９ 光集積モジュール
８１０ 透過光
８１１ １／４波長板
８１２ アクチュエータ
８１３ 対物レンズ
８１４ 光ディスク
８１５ ホログラム素子
８１６ 検出レンズ
８１７ ＋１次回折光
８１８ −１次回折光
８１９ 信号検出器
８２０ 信号検出器
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学式情報記録媒体の記録または再生を行う光ヘッド装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に書き換え型の光ディスクにおいて信号の記録品質を確保するためには、ディスク記録面への入射光量のモニターを高精度に行わなくてはならない。そのため、再生専用の光ヘッドで用いるようなレーザチップ後端面から出射する光で光量モニターする方式では精度が良くないため、レーザ前端面より出射した光（以降これを前光とよぶ）で光量モニターする必要がある。
【０００３】
他方、大容量情報メモリとして光ディスクが注目を集めている中で、光ディスクの記録再生に対する高速化の要望に光ヘッド装置が対処する必要が生じてきた。そのためには半導体レーザ光源の変調を高速化する必要があり、それに伴い、前記前光モニターの応答性も良くする必要がでてきた。
【０００４】
以下に従来の光ピックアップについて図面を参照しながら説明する。図１４は従来の形態における光ヘッド装置の構成概略図の一例を示している。半導体レーザ光源８０１より出射された発散光８０２は、光軸に対して斜めに設置された平行平板８０３を透過しコリメートレンズ８０４により平行光８０５に変換される。
【０００５】
この平行光８０５は、偏光ビームスプリッタ８０６により一部は反射され、光検出器８０９に入射する。また平行光８０５の大部分の光８１０は、偏光ビームスプリッタ８０６を透過し、１／４波長板８１１により円偏光の光に変換された後、アクチュエータ８１２に搭載された対物レンズ８１３により光ディスク８１４に集光される。
【０００６】
光ディスク８１４を反射した光は対物レンズ８１３を経て、１／４波長板８１１により半導体レーザ光源８０１の出射光の偏波面と直交する直線偏光の光に変換され、偏光ビームスプリッタ８０６に入射される。
【０００７】
偏光ビームスプリッタ８０６に入射した光は往路と偏波面が直交するため偏光ビームスプリッタ８０６で反射され、ホログラム素子８１５によって回折され、入射光軸を対称軸とする＋１次回折光８１７，−１次回折光８１８に分岐された後、検出レンズ８１７によって集光させられ、それぞれ信号検出器８２０，８２１に入射しフォーカス、トラッキングなどの制御信号およびＲＦ信号などの検出をおこなう。
【０００８】
一方、偏光ビームスプリッタ８０６で反射された光を検出する光検出器８０９は、半導体レーザ光源８０１の出力光量モニタ−として作用する。
【０００９】
ここで半導体レーザ光源８０１とコリメートレンズ８０４の間に、平行平板８０３を入射光軸に対して斜めに設置する理由について説明する。一般に光ヘッド装置の光源に用いられる半導体レーザは、光学特性の観点から見ると、図１５に示すように、半導体レーザ素子９０１の発振光のモードウエストが、半導体の接合面（Ｘ−Ｚ軸面）内とこれに垂直な面（Ｙ−Ｚ面）内とでは異なっている。
【００１０】
すなわち、垂直面（Ｙ−Ｚ軸面）内では鏡面９０２に一致する点であるのに対して、接合面（Ｘ−Ｚ軸面）内では、半導体レーザ素子９０１の活性層９０３、すなわち鏡面９０２より内方の共振器内に入った点となる。
【００１１】
したがって、接合面（Ｘ−Ｚ軸面）内とこれに垂直な面（Ｙ−Ｚ軸面）内とでは発振光の収束点で異なり、光学上でいわれる非点隔差９０４が発生する。
【００１２】
非点隔差が生じるとビームスポットが歪み、扁平な縦長もしくは横長なスポットとなる。そのため、ビームスポットが光ディスクの互いに隣接する記録トラック間にかかるようになり、信号特性が劣化するという問題点が生じる。
【００１３】
そこで図１４において、半導体レーザ８０１から出射された光ビームが有する非点収差を補正するために、平行平板８０３を所定角度傾斜して逆方向に設置する。
【００１４】
また、このような光ビームが有する非点収差を補正する他の方法として、同じくレーザ光の光路にシリンドリカルレンズを挿入して光スポットの非点収差を相殺することも提案されている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の光ヘッド装置において次の問題点があった。
【００１６】
一般に書き換え型の光ディスクに信号を記録する場合、ディスク上での光パワーを十分に確保する必要があり、したがって光ヘッドの光利用効率を確保する必要がある。
【００１７】
しかし、上記のような従来例の構成ではビーム整形を行っていないため、対物レンズの設計の都合上外周側の光を捨てている分、光量損失がある。
【００１８】
さらに、有効開口内のビームの一部を反射して光検出器８０９で光量モニターを行っているため、さらに損失が大きくなってしまう。これを防ぐために光量モニターに導く光の光量を下げ、有効開口内の光量を高めるとモニター信号のＳ／Ｎが悪くなってしまう。
【００１９】
また、レーザの変調を高速にするためには前光モニター自体の応答性を上げる必要がある。このため、光検出の応答周波数特性を上げるために光検出器の受光面積を小さくしてビームを集光入力するのが望ましい。
【００２０】
しかし、一般に光検出器上に過度に集光した光を当てると、検出器面の単位面積あたりの光強度が高くなるため、検出器の受光面のキャリア密度が上がり、これが飽和することでキャリアの移動速度が遅くなってしまう恐れがある。すなわち、検出器上にビームを集光しすぎると、光検出の応答周波数特性が悪くなるという問題があった。
【００２１】
さらに、上記した半導体レーザ素子の非点隔差に起因して生じる光ビームの非点収差を補正するいずれもの方法が、透明な平行平板やシリンドリカルレンズ等の補正用の専用部品を別途設けなければならず、そのために、部品点数が増加しコストアップを余儀なくされるという新たな問題点が発生していた。
【００２２】
さらに、ＲＦ信号やフォーカス、トラッキング制御信号を行うための光検出器と、レーザ光量モニター用の光検出器とが別々であるため部品点数も多くなり、光学系も複雑化するので光ヘッドの小型化が困難であった。
【００２３】
本発明は、このような従来の光ヘッド装置の各種課題を考慮し、光利用効率の高い光ヘッド装置を提供することを目的とする。
【００２４】
また、本発明は、コンパクトな光ヘッド装置を提供することを目的とする。
【００２５】
また、本発明は、光検出の応答周波数特性がよい光ヘッド装置を提供することを目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、第１の本発明（請求項１に対応）は、半導体レーザ光源と、
前記半導体レーザ光源からの光の少なくとも一部を受光する光検出器と、
前記半導体レーザ光源からの光の周辺の光を反射させ、前記光検出器に集光させる周辺部分（２０３）、及び、前記半導体レーザ光源からの光の中央の光を透過する中央部分（２０２）を有する光反射素子（１０７）と、
前記光反射素子を透過した光を光ディスク上に集光する集光レンズとを備えた光ヘッド装置であって、
前記光反射素子の中央部分のそれぞれの面は平面の形状をし、
前記光反射素子の周辺部分の少なくとも一面が球面もしくは非球面の形状をし、
前記光反射素子の中央部分の両面は平行であり、それらの面は、前記半導体レーザ光源からの光の光軸と直交する方向に対して、所定の角度だけ傾斜して配置されており、前記光反射素子の中央部分の傾斜配置によって生ずる非点収差により、前記半導体レーザ光源の持つ非点隔差が補正されていることを特徴とする光ヘッド装置である。
第２の本発明（請求項２に対応）は、前記光反射素子の周辺部分の集光機能に非点隔差を持たせたことを特徴とする第１の本発明の光ヘッド装置である。
第３の本発明（請求項３に対応）は、前記光反射素子の周辺部分の集光機能に球面収差を持たせたことを特徴とする第１または第２の本発明の光ヘッド装置である。
第４の本発明（請求項４に対応）は、前記光反射素子の周辺部分からの反射光の光軸は、前記半導体レーザ光源からの光の光軸に対して傾いていることを特徴とする第１から第３のいずれかの本発明の光ヘッド装置である。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、従来例と同じ働きをするものについては詳細な説明は省略する。
【００４７】
図１は本発明の実施の形態における光ヘッド装置の概略構成を示し、図２はその構成として用いられている光反射素子およびレーザと光検出器の配置を示す図である。図１の構成において用いられている光反射素子１０７はガラスで作られており、図２に示すようにレーザ光軸２０１を中心に中心部（本発明の中央部分に対応する）は平面に形成された透過面２０２があり、その外周側の輪帯状領域（本発明の周辺部分に対応する）に非球面に形成されたアルミ蒸着面２０３がある。
【００４８】
図１の半導体レーザ光源１０１を出射した光のうち、光の周辺部の光は光反射素子１０７によって反射集光され、半導体レーザ光源１０１の近傍に形成された前光モニター用光検出器１０３に集光される。また、半導体レーザ光源１０１と前光モニター用光検出器１０３は、光集積モジュール１０９に集積化され、小型軽量化を行っている。
【００４９】
一方、光の中央部の光についてはコリメートレンズ１０４により平行光になり、偏光ビームスプリッタ１０６を透過したのちアクチュエータ１１２に搭載された対物レンズ１１３により光ディスク面１１４上に集光される。
【００５０】
光ディスク面１１４で反射した光は対物レンズ１１３を経て１／４波長板１１１により半導体レーザ出射光の偏波面と直交する直線偏光の光に変換され偏光ビームスプリッタ１０６に入射される。
【００５１】
偏光ビームスプリッタ１０６に入射した光は往路と偏波面が直交するため偏光ビームスプリッタ１０６で反射され、ホログラム素子１１５によって回折される。その回折光は、入射光軸を対称軸とする＋１次回折光１１７，−１次回折光１１８に分岐され、検出レンズ１１６によって集光され、それぞれ信号検出器１１９，１２０に入射され、フォーカス、トラッキングなどの制御信号およびＲＦ信号などに利用される。
【００５２】
また、半導体レーザ１０１から出射された光ビームが有する非点収差は、光反射素子１０７を所定角度傾斜することにより補正する。
【００５３】
また、図１に示すように、光反射素子１０７の傾きによって、反射光１０８の光軸は、半導体レーザ光源からの光の光軸に対して傾斜している。そして、その反射光１０８の方向に光検出器１０３が設置されている。ところで、製造時には、光検出器１０３に反射光１０８が入射するように調整する必要がある。そのために、光反射素子１０８の反射球面の中心軸を図１の矢印方向に適宜平行移動して調整する必要があるが、上記光検出器１０３の傾斜によって、この平行移動量を、傾斜しない場合に比べて少なくできる。
【００５４】
また、このように調整のための平行移動量を少なくできるということは、光反射素子１０７の中央平面部の面積を小さくすることができ、より周辺部の光反射面を大きく形成し、より多くの反射光量を取り込めることができる。つまり、調整の際の平行移動量が大きいと、光反射素子１０７の中央平面部は前もって余裕をもって大きく設計しておく必要があるからである。
【００５５】
また、傾斜によって、反射球面の反射角をより小さく設計することができるため、光反射素子１０７の反射面は曲率の小さい球面となり、より成型しやすくなる。
【００５６】
さらに、光反射素子１０７の周辺部分を、アナモフィックな非球面に形成した場合は、図２に示すように、光反射素子１０７によって反射集光される焦点が、図２のｘ−ｚ軸面とこれに垂直な面であるｙ−ｚ軸面では異なっている。すなわち、光検出器１０３の表面上ではスポットの焦点は図３に示すように非点隔差をもつことになる。そこで、各光学部品の取り付け誤差によりデフォーカスを生じても、このことにより、検出器面の単位面積あたりの光強度が強くなく、キャリアが集中することによって生じる周波数応答性の劣化を防ぐことができる。
【００５７】
図４は図１の実施形態において、反射収束光に非点隔差を持たした光反射素子１０７の代わりに、反射収束光に球面収差を持たした光反射素子４０７を用いた形態である。この場合、光検出器１０３の表面上ではスポットの焦点は図５に示すように球面収差をもつことになる。このことにより、各光学部品の取り付け誤差によりデフォーカスを生じても、検出器面の単位面積あたりの光強度が球面収差のないスポットと比較して弱い状態を保ち、キャリアが集中することによって生じる周波数応答性の劣化をなくすことができる。
【００５８】
図６は本発明に関連する発明の実施の形態における概略図を示している。図６の構成において用いられている反射型ホログラム素子６０７は図７に示すようにレーザ光軸７０１を中心とする周辺部の輪帯状領域（周辺部分）に反射ホログラム面７０３が形成されており、レーザ光軸７０１の近傍（中央部分）に円形状に光透過領域７０２がある。
【００５９】
図６において半導体レーザ光源１０１を出射した光のうち、光の外周側の光は反射ホログラム６０７により反射回折されるが、この反射型ホログラムはレーザ光の入射光、入射位置に応じてそのピッチ、溝方向が異なっており、反射回折光６０８は半導体レーザ光源１０１の近傍に配置された光検出器１０３に集光入射する。
【００６０】
さらにこの反射型ホログラム素子６０７は前記光反射素子１０７と同様に、非点隔差を持つように形成されていることから、スポットでは焦点とならず焦線となる。これにより、各光学部品の取り付け誤差等によりデフォーカスを生じても、検出器面の単位面積あたりの光強度が非点隔差のないスポットと比較して弱い状態を保ち、キャリアが集中することによって生じる周波数応答性の劣化をなくすことができる。
【００６１】
さらに、図６において反射型ホログラム素子６０７は、製造時調整のため、図中の矢印の方向に平行移動することによって光検出器にその反射収束光を入射させる必要がある。その際、図６に示すように、傾斜させた反射型ホログラム素子６０７によって光が反射してくる方向に光検出器１０３を設置しておくことで、反射型ホログラム素子６０７の調整のための平行移動量を軽減することができる。
【００６２】
このことにより、反射型ホログラム素子６０７を傾斜させない場合に比べて、反射型ホログラム素子６０７の回折角を小さく押さえることができ、反射型ホログラム素子４０７のピッチが、広く設計することができるため、ホログラムの加工ピッチ限界に対して優度を確保できる。
【００６３】
なお、図６の実施の形態において、反射回折光に非点隔差を持たした反射ホログラム素子６０７の代わりに、反射回折光に球面収差を持たした光反射素子を用いた場合も図４の実施例の場合と同様な効果が得られることはいうまでもない。
【００６４】
図８（ａ）は本発明に関連する発明の別の実施の形態における光ヘッド装置の概略構成を示し、図８（ｂ）はその構成として用いられている反射型ホログラム素子およびレーザと光検出器の配置を示す図である。
【００６５】
図８（ａ）の構成において用いられている反射型ホログラム素子２には、図８（ｂ）に示すようにレーザ光軸１５を中心とする外周側の輪帯状領域に、反射型ホログラム１０が形成されており、レーザ光軸１５の近傍に円形状に光透過領域１１がある。
【００６６】
図８（ａ）の半導体レーザー光源１を出射した光のうち、光の外周側の光２２は反射型ホログラム１０により反射回折されるが、この反射ホログラムはレーザ光の入射角、入射位置に応じてそのピッチ、溝方向が異なっており、反射回折光２３は半導体レーザ光源１の近傍に形成された前光モニター用光検出器６に集光入射する。
【００６７】
一方、半導体レーザ光源からの光のうち、光の内周側の光については反射型ホログラム素子２を開口制限されつつ透過し、偏光性ホログラム素子５，１／４波長板２０を経てコリメートレンズ３により平行光になり、アクチュエータ９に搭載された対物レンズ４により光ディスク面８上に集光される。
【００６８】
光ディスク面８を反射した光は対物レンズ４，コリメートレンズ３、１／４波長板２０、偏光性ホログラム素子５を経て光が回折され、それぞれ、半導体レーザ光源１に隣接して形成された、ＲＦ信号やフォーカス、トラッキング制御信号などの信号検出用光検出器７に入力され、信号検出を行う。
【００６９】
以上のような構成により元々使用していない外周側の光を前光モニター用に使用するため光ヘッドの光利用効率を高めることができ、かつ半導体レーザ光源１と信号検出用検出器７、前光モニター用検出器６をすべて集積ユニット化することができ、光ヘッド装置の部品点数を少なくすることができる。
【００７０】
さらに反射型ホログラム１０が集光作用を有するためレンズなどの別の集光手段を用いずに光を小さい面積の光検出器に集光入力でき、前光モニターの高速応答性を確保しつつ光ヘッド装置の小型化、簡素化が実現できる。
【００７１】
ここで図８（ｂ）に示すように、半導体レーザ光源１、前光モニター用光検出器６、信号検出用光検出器７は以下のように配置されている。
【００７２】
すなわち、図８（ｂ）において破線で示すようなレーザ出射ファーフィールドパターン１２に対し、その楕円長軸方向１３に近い方向に前光モニター用光検出器６を配置し、楕円短軸方向１４に近い方向に光ディスクからの信号検出用光検出器７を配置している。
【００７３】
すなわち、前光モニター用光検出器６は、半導体レーザ光源からの光の光軸を基準として、楕円長軸方向と楕円短軸方向とのうち、楕円長軸方向により近い方向に配置されている。また、信号検出用光検出器７は、楕円短軸方向により近い方向に配置されている。たとえば、それぞれ楕円長軸方向上、短軸方向上に配置されていることが望ましい。
【００７４】
すなわち、そのように配置することによって次のような効果がある。反射ホログラム１０により、前光モニター用光検出器６の方向に回折する次数の光と、その反対側に回折する次数の光と、０次回折光とが発生するが、前光モニター用光検出器６の方向に回折する次数の光以外の不要な光の方向が、ファーフィールドパターンの楕円長軸方向に進むため、光ディスクからの信号検出用光検出器７にこれらの光が迷光として入射してしまうことがない。
【００７５】
また、それぞれの光検出器をレーザチップの近傍に近接して配置できるため反射ホログラム１０や偏光ホログラム素子５による回折角が小さくて済むのでホログラムピッチが大きくでき、ホログラムの加工ピッチ限界に対して祐度を確保できる。
【００７６】
図９は本発明に関連する発明の別の実施の形態に於ける反射型ホログラム素子２の平面図を示しており、半導体レーザ光源の出射ファーフィールドパターン１２の楕円長軸方向１４の光を多く反射回折するように、レーザ光源の拡がり角とホログラムの領域および光源とホログラムの相対距離関係を設定している。
【００７７】
一般に半導体レーザの強度分布はその短軸方向の方が長軸方向より温度などの変化に対する変化が大きい。この変化は前光モニター光量と反射ホログラム素子２を透過する光との光量のリニアリティに影響する。したがって、非常に高い精度の光量制御が要求されるシステムにおいては、本実施形態のように長軸方向の光のみを前光モニター用の光として利用することが望ましい。つまり、反射型ホログラム素子２のホログラム１０形成領域が、前記半導体レーザの楕円状ファーフィールドパターン軸中心に対して楕円長軸方向へより広く形成されている。
【００７８】
図１０は、本発明に関連する発明の別の実施形態における反射型ホログラムの平面図および光検出器の配置を示す。本実施形態では反射型ホログラム１０の領域が、レーザ光軸１５を中心として非点対称に形成されている。すなわちレーザ光軸１５とずれた位置にある前光モニター用光検出器６にレーザ光を反射回折させて集光入射させる場合、その入射角と位置とでホログラムのピッチが連続的に異なるわけであるがこのピッチにも加工限界があるため、この限界点に従って領域が制限される。
【００７９】
しかしながら方位によってはピッチの加工限界までの光軸からの距離が大きく取れるため図１０のような点非対称な領域で示される加工ピッチ限界の境界１７まで反射型ホログラム１０を形成することで、前光モニター用反射回折光の光量をできる限り高めることができる。
【００８０】
図１１（ａ）は、本発明に関連する発明の別の実施形態に於ける光ヘッド装置、図１１（ｂ）はその構成に用いられる反射型ホログラム素子の平面図を示している。
【００８１】
図１１（ｂ）に示すように反射型ホログラム素子２はその中央の光透過領域１１が楕円状ないしは長穴状になっている。図１１（ａ）において、光ディスクからの反射光を回折させフォーカス、トラッキング等の信号検出用光検出器７に光を導くための偏光性ホログラム素子５および１／４波長板２０が、対物レンズ４と共に対物レンズアクチュエータ９の可動子に搭載されている。
【００８２】
したがって対物レンズ４が光ディスクの偏芯によるトラッキング誤差に追従するためにトラック直交方向に移動する際、偏光ホログラム素子５で回折した光２５も一緒に移動する（実線矢印２５→破線矢印２５’）。
【００８３】
図１１（ｂ）の反射型ホログラム素子２によれば、この移動方向に反射ホログラム１０の光透過領域１１が広い形状になっているため前光モニター用の反射回折光量をできるだけ減らさずにかつ信号検出用の光が遮光されない構造が実現できる。なお、図１１（ａ）と（ｂ）では、トラッキング動作方向が縦横反対に描かれている。
【００８４】
図１２は、本発明に関連する発明の別の実施形態における光ヘッド装置の一部を示しており、図１２において２枚のガラス板に偏光ホログラム層２６および１／４波長フィルム１９を挟持して偏光ホログラム素子が形成されている。また片側のガラス基板には反射型ホログラム１０が形成されている。
【００８５】
これにより素子が一体化されて光ヘッドの構成がより簡素化されると共に、反射型ホログラム１０の反射回折光のスポットをモニター用光検出器に位置決めする際、同時に信号検出用ホログラムの位置決めが行えるため、光ヘッドの製造工程における調整を簡素化できる。
【００８６】
図１３は、本発明に関連する発明の別の実施の形態の光ヘッド装置における、反射型ホログラム素子２と前光モニター用光検出器６、および反射型ホログラムによる回折光を示している。
【００８７】
図１３のように反射型ホログラム素子２による反射回折光の集光点は、温度変化などによりレーザ光源の波長が変動するために、光検出器６前後でディフォーカスする。
【００８８】
このようなディフォーカスにより光が前光モニター用光検出器６からはみださないようにするため、光ヘッドの使用温度範囲の最低温度でのフォーカス点３１と、最高温度でのフォーカス点３０の中間点３２で光検出器面と集光点が一致するように設計することがのぞましい。これによって、レーザの波長変動があってもモニター光量の変動が少なく、安定した光量制御が製品の保証温度範囲で可能となる。
なお、上述した本発明に関連する発明の各実施の形態の構成によれば、反射型ホログラム自身が高い集光作用を有するため、光検出器上の光スポットを小さくできるのに伴い、光検出面積も小さくできるため高速応答性を有する前光モニタを実現でき、ＤＶＤ−ＲＡＭなどの記録型光ヘッドによる記録品質を安定にできる。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光ヘッド装置によれば、光検出器上で所定の大きさにビームを集光することで高速応答性を有す前光モニタを実現することができ、この光反射素子で半導体レーザのもつ非点隔差を補正することができ、半導体レーザと光検出器を集積化することが可能なので、光ヘッドの小型化、簡素化も実現することができる。
【００９０】
また、本発明の構成によれば、開口外の光を有効利用してレーザ出射光の光量モニターを行うため、光量損失をより低減できる上、反射回折格子の領域や配置を最適にすることでモニター光量も大きくできるため、モニター信号のＳ／Ｎも良い。
【００９２】
さらに前光モニター用光検出器、レーザチップ、信号検出用光検出器などを集積化して、構成している光ヘッドの小型化、簡素化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態における光ヘッドの概略構成図
【図２】 本発明の一実施の形態で用いる素子の構成を表す図
【図３】 本発明の一実施の形態におけるスポット形状の概略図
【図４】 本発明の一実施の形態における光ヘッドの概略構成図
【図５】 本発明の一実施の形態におけるスポット形状の概略図
【図６】 本発明に関連する発明の一実施の形態における光ヘッドの概略構成図
【図７】 本発明に関連する発明の一実施の形態で用いる素子の構成を表す図
【図８】 本発明に関連する発明の一実施の形態おける光ヘッド装置の構成図、
【図９】 本発明に関連する発明の一実施の形態おける反射型ホログラムの平面図
【図１０】 本発明に関連する発明の一実施の形態おける反射型ホログラム素子とレーザ光源、光検出器の配置図
【図１１】 本発明に関連する発明の一実施の形態おける光ヘッド装置の構成図
【図１２】 本発明に関連する発明の一実施の形態おける反射型ホログラム素子とレーザ光源、光検出器の配置図
【図１３】 本発明に関連する発明の一実施の形態おける反射型ホログラム素子と光検出器の配置図
【図１４】 従来の形態の光ヘッド装置を示す図
【図１５】 半導体レーザの非点隔差を示す概略図
【符号の説明】
１ レーザ光源
２ 反射型ホログラム素子
３ コリメートレンズ
４ 対物レンズ
５ 偏光ホログラム素子
６ 前光モニター用光検出器
７ 信号検出用光検出器
８ 光ディスク面
９ アクチュエータ
１０ 反射ホログラム
１０１ 半導体レーザ光源
１０２ 発散光
１０３ 光検出器
１０４ コリメートレンズ
１０５ 平行光
１０６ 偏光ビームスプリッタ
１０７ 光反射素子
１０８ 反射光
１０９ 光集積モジュール
１１０ 透過光
１１１ １／４波長板
１１２ アクチュエータ
１１３ 対物レンズ
１１４ 光ディスク
１１５ ホログラム素子
１１６ 検出レンズ
１１７ ＋１次回折光
１１８ −１次回折光
１１９ 信号検出器
１２０ 信号検出器
２０１ レーザ光軸
２０２ 透過面
２０３ アルミ蒸着面
４０７ 光反射素子
６０７ 反射型ホログラム素子
６０８ 反射回折光
７０１ レーザ光軸
７０２ 透過面
７０３ 反射ホログラム面
８０１ 半導体レーザ光源
８０２ 発散光
８０３ 平行板
８０４ コリメートレンズ
８０５ 平行光
８０６ 偏光ビームスプリッタ
８０７ 反射光
８０９ 光集積モジュール
８１０ 透過光
８１１ １／４波長板
８１２ アクチュエータ
８１３ 対物レンズ
８１４ 光ディスク
８１５ ホログラム素子
８１６ 検出レンズ
８１７ ＋１次回折光
８１８ −１次回折光
８１９ 信号検出器
８２０ 信号検出器
Claims (4)
- 半導体レーザ光源と、
前記半導体レーザ光源からの光の少なくとも一部を受光する光検出器と、
前記半導体レーザ光源からの光の周辺の光を反射させ、前記光検出器に集光させる周辺部分、及び、前記半導体レーザ光源からの光の中央の光を透過する中央部分を有する光反射素子と、
前記光反射素子を透過した光を光ディスク上に集光する集光レンズとを備えた光ヘッド装置であって、
前記光反射素子の中央部分のそれぞれの面は平面の形状をし、
前記光反射素子の周辺部分の少なくとも一面が球面もしくは非球面の形状をし、
前記光反射素子の中央部分の両面は平行であり、それらの面は、前記半導体レーザ光源からの光の光軸と直交する方向に対して、所定の角度だけ傾斜して配置されており、前記光反射素子の中央部分の傾斜配置によって生ずる非点収差により、前記半導体レーザ光源の持つ非点隔差が補正されていることを特徴とする光ヘッド装置。 - 前記光反射素子の周辺部分の集光機能に非点隔差を持たせたことを特徴とする請求項１記載の光ヘッド装置。
- 前記光反射素子の周辺部分の集光機能に球面収差を持たせたことを特徴とする請求項１または２に記載の光ヘッド装置。
- 前記光反射素子の周辺部分からの反射光の光軸は、前記半導体レーザ光源からの光の光軸に対して傾いていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光ヘッド装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000121233A JP4309019B2 (ja) | 1999-04-23 | 2000-04-21 | 光ヘッド装置 |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11588699 | 1999-04-23 | ||
| JP11-115886 | 1999-10-05 | ||
| JP28435799 | 1999-10-05 | ||
| JP11-284357 | 1999-10-05 | ||
| JP2000121233A JP4309019B2 (ja) | 1999-04-23 | 2000-04-21 | 光ヘッド装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001176122A JP2001176122A (ja) | 2001-06-29 |
| JP4309019B2 true JP4309019B2 (ja) | 2009-08-05 |
Family
ID=26454306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000121233A Expired - Fee Related JP4309019B2 (ja) | 1999-04-23 | 2000-04-21 | 光ヘッド装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6674709B1 (ja) |
| JP (1) | JP4309019B2 (ja) |
| KR (1) | KR100370790B1 (ja) |
| CN (2) | CN1323392C (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6674709B1 (en) * | 1999-04-23 | 2004-01-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical head apparatus |
| DE60140028D1 (de) * | 2000-07-22 | 2009-11-12 | Samsung Electronics Co Ltd | Kompatibles optisches Abtastgerät |
| JP3743359B2 (ja) * | 2001-11-30 | 2006-02-08 | 松下電器産業株式会社 | 光ピックアップ装置 |
| KR100464417B1 (ko) * | 2002-06-11 | 2005-01-03 | 삼성전자주식회사 | 2파장 광원 모듈을 채용한 광픽업 및 위치 공차 보정방법 |
| KR100468739B1 (ko) * | 2002-06-20 | 2005-01-29 | 삼성전자주식회사 | 모니터 광검출기를 구비하는 광픽업 |
| KR100480623B1 (ko) * | 2002-10-18 | 2005-03-31 | 삼성전자주식회사 | 광 노이즈를 차단한 광픽업 장치 및 이를 채용한 광기록및/또는 재생장치 |
| JP3866691B2 (ja) * | 2003-07-01 | 2007-01-10 | シャープ株式会社 | 光ピックアップ装置およびそれを備えてなる光ディスク装置 |
| JP4412142B2 (ja) | 2003-12-19 | 2010-02-10 | Ｔｄｋ株式会社 | 光ヘッド |
| JP2005216458A (ja) * | 2004-02-02 | 2005-08-11 | Sharp Corp | 光ピックアップ装置 |
| US7522484B2 (en) * | 2004-11-17 | 2009-04-21 | Panaosnic Corporation | Optical information processor |
| JP4555725B2 (ja) * | 2005-04-13 | 2010-10-06 | パナソニック株式会社 | 受光回路、半導体レーザ装置および光ピックアップ装置 |
| CN100496855C (zh) * | 2005-08-19 | 2009-06-10 | 中国科学院光电技术研究所 | 精密加工激光切割机 |
| WO2012098775A1 (ja) * | 2011-01-21 | 2012-07-26 | 三菱電機株式会社 | 光ピックアップ装置および光ディスク装置 |
| CN105572815B (zh) * | 2015-12-21 | 2018-02-23 | 华进半导体封装先导技术研发中心有限公司 | 有源光学转接板和光互连模块 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5233595A (en) * | 1990-10-24 | 1993-08-03 | Olympus Optical Co., Ltd. | Optical pickup including waveguide light intensity detection means for controlling a position/intensity of a semiconductor laser |
| JP2701654B2 (ja) | 1992-04-14 | 1998-01-21 | 松下電器産業株式会社 | 光ピックアップ |
| EP0582958B1 (en) * | 1992-08-07 | 1998-05-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | A semiconductor laser device, an optical device and a method of producing the same |
| KR100326688B1 (ko) * | 1993-01-04 | 2002-06-20 | 요트.게.아. 롤페즈 | 광주사장치및방사원검출장치 |
| JPH06309685A (ja) * | 1993-04-26 | 1994-11-04 | Nippon Conlux Co Ltd | 光学式情報記録再生装置のレーザ出力制御装置 |
| KR100269710B1 (ko) | 1996-01-23 | 2000-10-16 | 윤종용 | 광출력장치 및 이를 채용한 광픽업장치 |
| JP3450660B2 (ja) * | 1996-07-26 | 2003-09-29 | ペンタックス株式会社 | 対物レンズの傾き調整装置 |
| CN1114204C (zh) | 1997-03-21 | 2003-07-09 | 株式会社三协精机制作所 | 光头装置 |
| JP3382846B2 (ja) * | 1998-05-11 | 2003-03-04 | 日本電気株式会社 | 光ヘッド及び光ヘッドに於ける光源出力のモニター方法 |
| US6674709B1 (en) * | 1999-04-23 | 2004-01-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical head apparatus |
-
2000
- 2000-04-20 US US09/553,100 patent/US6674709B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-04-21 JP JP2000121233A patent/JP4309019B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2000-04-22 KR KR10-2000-0021402A patent/KR100370790B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2000-04-24 CN CNB2004100040452A patent/CN1323392C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2000-04-24 CN CNB001069810A patent/CN1146883C/zh not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-07-30 US US10/630,304 patent/US6914870B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1271931A (zh) | 2000-11-01 |
| CN1560842A (zh) | 2005-01-05 |
| US20040071072A1 (en) | 2004-04-15 |
| US6914870B2 (en) | 2005-07-05 |
| KR100370790B1 (ko) | 2003-02-05 |
| US6674709B1 (en) | 2004-01-06 |
| CN1323392C (zh) | 2007-06-27 |
| JP2001176122A (ja) | 2001-06-29 |
| KR20000071779A (ko) | 2000-11-25 |
| CN1146883C (zh) | 2004-04-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4309019B2 (ja) | 光ヘッド装置 | |
| US20050169154A1 (en) | Objective lenes for high-density optical focusing and an optical disk in an optical pickup | |
| US20010019530A1 (en) | Semiconductor laser device and optical pickup device using the same | |
| EP0565052B1 (en) | Optical pick-up head apparatus wherein holographic optical element and photodetector are formed on semiconductor substrate | |
| JPH11273119A (ja) | 光学式ピックアップ装置 | |
| JP3193105B2 (ja) | チルトエラー検出装置 | |
| US20010028619A1 (en) | Holographic optical element, optical pickup apparatus and optical recording medium drive employing the same | |
| US7342868B2 (en) | Compatible optical pickup apparatus | |
| JP2626106B2 (ja) | 光ピックアップ装置 | |
| US7426172B2 (en) | Optical module and optical pickup including the same | |
| JP2002279683A (ja) | 光ピックアップ装置 | |
| US6184512B1 (en) | Semiconductor laser apparatus and optical pickup apparatus | |
| JP3694943B2 (ja) | 光学装置及び光学ピックアップ | |
| KR100480638B1 (ko) | 광픽업장치 | |
| JPH02195532A (ja) | 光学ヘッド装置 | |
| JPH11242828A (ja) | 光学装置および光学ピックアップ装置 | |
| JP2000076690A (ja) | 光学ヘッド装置 | |
| JP2000276745A (ja) | 光情報記録再生ヘッド装置 | |
| JP2002319173A (ja) | 光ヘッド装置 | |
| JPH11354889A (ja) | 光学装置 | |
| JPH09297930A (ja) | 光学ピックアップ装置 | |
| JP2000036121A (ja) | 光ヘッド | |
| JP2005115279A (ja) | ホログラム素子およびホログラムレーザならびにそれを用いる光ピックアップ装置 | |
| JPH0954975A (ja) | 光学装置 | |
| JPH10208278A (ja) | 光ピックアップ装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070326 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090128 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090210 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090317 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20090317 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090414 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090507 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120515 Year of fee payment: 3 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |