JPH03141044A - Optical pickup - Google Patents

Optical pickup

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JPH03141044A
JPH03141044A JP1275809A JP27580989A JPH03141044A JP H03141044 A JPH03141044 A JP H03141044A JP 1275809 A JP1275809 A JP 1275809A JP 27580989 A JP27580989 A JP 27580989A JP H03141044 A JPH03141044 A JP H03141044A
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JP
Japan
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optical
grating
holographic diffraction
optical pickup
laser light
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Application number
JP1275809A
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Japanese (ja)
Inventor
Kunikazu Onishi
邦一 大西
Masayuki Inoue
雅之 井上
Ritsuo Imada
今田 律夫
Hideo Suenaga
秀夫 末永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To miniaturize the optical pickup and to allow it to have a high performance by reducing a position fluctuation of a spot on a photodetector caused by an oscillation wavelength shift of a laser light source and an offset of each signal, in a miniature pickup loaded with a semiconductor laser light source and a holographic diffraction grating. CONSTITUTION:A laser light beam 10 emitted from a semiconductor laser light source 1 passes through holographic differection gratings 102, 101 in an optical path converting element 100, condensed onto an optical disk 3 by an objective lens 2, and forms an optical spot 11. A laser light beam 12 reflected by this disk 3 passes through the lens 2 again and enters a first holographic diffraction grating 101 in the optical path converting element 100, diffracted by the grating 101, and a + primary diffracted light beam 13 is separated. Also, the light beam is diffracted by this + primary diffraction grating 102 again and a -primary diffracted light beam 14 is separated. This - primary diffracted light beam 14 is made incident on a photodector and optical intensity is detected, and an information signal and a position control signal of the optical spot 11 are reproduced.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光ディスク、ディジタルオーディオディスク
、ビデオディスクなどの光学的情報記録再生装置に用い
る光ピックアップに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an optical pickup used in an optical information recording/reproducing apparatus for optical discs, digital audio discs, video discs, and the like.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、光ピックアップは半導体レーザ光源、対物レンズ
、ビームスプリッタ、検出用レンズ、光検出器等、各々
独立した光学素子をピックアップケース内に配置するこ
とによって構成されている。
Conventionally, an optical pickup is constructed by arranging independent optical elements such as a semiconductor laser light source, an objective lens, a beam splitter, a detection lens, and a photodetector in a pickup case.

このため、磁気ピックアップなどに比ベビックアップの
小型、軽量化が離しく、記録再生装置全体の小型、軽量
化に対しても大きな障害となりている。
For this reason, it is difficult to achieve a size reduction in size and weight compared to magnetic pickups, and this is a major obstacle to reducing the size and weight of the entire recording/reproducing device.

最近、このような問題を解決するものとして。Recently, as a solution to such problems.

不等間隔かつ曲線状の格子パターンを持つホログラフィ
ック回折格子を用いた光ピックアップが提案されている
。即ち、この光ピックアップでは、光学的情報記録媒体
(以下、光ディスクと記す、)からの透過または反射光
ビームなホログラフィック回折格子で回折し、光検出器
に入射させることによって、ビームスプリッタや検出用
レンズを省略して、光ピックアップの小皺、軽量化を実
現しているのである。
Optical pickups using holographic diffraction gratings with irregularly spaced and curved grating patterns have been proposed. In other words, in this optical pickup, a transmitted or reflected light beam from an optical information recording medium (hereinafter referred to as an optical disk) is diffracted by a holographic diffraction grating, and then incident on a photodetector. By omitting the lens, the optical pickup has no wrinkles and is lighter in weight.

尚、ホログラフィック回折格子を用いた光ピックアップ
に関するものとしては、例えば、特開昭61−1229
38号公報、特開昭62−97141号公報。
Regarding optical pickups using holographic diffraction gratings, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1229-1983
No. 38, JP-A No. 62-97141.

特開昭62−92242号公報、特開昭62−1577
56号公報、特開昭62−124656号公報等が挙げ
られる。
JP-A-62-92242, JP-A-62-1577
56, JP-A No. 62-124656, and the like.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

ところで、現在、光ピックアップに搭載され【いる半導
体レーザ光源の発振波長は、初期パラッ中、温度変動な
どにより設計値に対して少なくとも±30 y&wm程
度ずれるおそれがある。従来提案されているようなホロ
グラフィック回折格子を用いた小型光ピックアップでは
1回折格子によって回折分離されるレーザ光ビームの分
離角が、この波長ずれの影響によって大きく変化し、こ
の結果、光検出器上のスポット照射位置が設計値に対し
て著しく変動する。このような照射位置変動があると。
By the way, the oscillation wavelength of the semiconductor laser light source currently mounted on the optical pickup may deviate from the design value by at least ±30 y&wm due to temperature fluctuations during the initial adjustment. In the conventionally proposed compact optical pickup using a holographic diffraction grating, the separation angle of the laser beam that is diffracted and separated by one diffraction grating changes greatly due to the influence of this wavelength shift, and as a result, the photodetector The upper spot irradiation position varies significantly from the design value. If there is such a fluctuation in the irradiation position.

その影響でフォーカス制御信号、トラッキング制御信号
等に大きなオフセットが生じ、光ピックアップの信頼性
が著しく低下するという問題が生じる。
This causes a large offset in the focus control signal, tracking control signal, etc., resulting in a problem that the reliability of the optical pickup is significantly reduced.

本発明の目的は、このよ5なレーザ光の波長ずれによる
光スポットの変動を抑え、各制御信号のオフセットの低
減に好適な光ピックアップを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical pickup suitable for suppressing variations in the optical spot due to such wavelength shifts of laser light and reducing offsets of each control signal.

caImを解決するための手段〕 上記目的を達成するために、本発明では、光ピックアッ
プ内に格子パターンが異なる少なくとも2個のホログラ
フィック回折格子を所定の間隔で配置し、光ディスクか
らの透過または反射光ビームをこの各ホログラフィック
回折格子で順次回折させ【、光検出器に入射するように
する。
Means for Solving caIm] In order to achieve the above object, in the present invention, at least two holographic diffraction gratings with different grating patterns are arranged at a predetermined interval in an optical pickup, and the transmission or reflection from the optical disk is The light beam is sequentially diffracted by each of the holographic diffraction gratings, and is then incident on a photodetector.

〔作 用〕[For production]

ホログラフィック回折格子で回折される光ビームのうち
、+1次回折光と一1次回折光の回折方向は。
Among the light beams diffracted by the holographic diffraction grating, what are the diffraction directions of the +1st order diffraction light and the 11st order diffraction light?

入射光ビームに対してほぼ対称な関係にある。It is approximately symmetrical with respect to the incident light beam.

したがって、例えば、2個のホログラフィック回折格子
の格子パターンを各々所定のパターンに定めることによ
り、レーザ光の波長変動による第1のホログラフィック
回折格子における+1次回折元の回折方向変化と、第2
のホログラフィック回折格子における一1次回折光の回
折方向変化とを相殺することができる。
Therefore, for example, by setting the grating patterns of the two holographic diffraction gratings to predetermined patterns, the change in the diffraction direction of the +1st-order diffraction source in the first holographic diffraction grating due to the wavelength fluctuation of the laser beam, and the change in the diffraction direction of the +1st-order diffraction source in the second
The change in the diffraction direction of the 1st-order diffracted light in the holographic diffraction grating can be canceled out.

そこで、このような複数のホログラフィック回折格子を
設けた光路変換素子を用いて、光ディスクからの透過ま
たは反射光ビームをまず前述の第1のホログラフィック
回折格子によって回折させ。
Therefore, using an optical path conversion element provided with such a plurality of holographic diffraction gratings, the transmitted or reflected light beam from the optical disk is first diffracted by the first holographic diffraction grating.

その+1次回折光をさらに第2のホログラフィック回折
格子によりて回折させて、その−1次回折光を光検出器
に入射させることKより、レーザ光の波長ずれによる光
検出器上スポットの位置変動を低減することができる。
The +1st-order diffracted light is further diffracted by a second holographic diffraction grating, and the -1st-order diffracted light is made incident on the photodetector. By this, the positional fluctuation of the spot on the photodetector due to the wavelength shift of the laser beam can be suppressed. can be reduced.

尚、各ホログラフィック回折格子の格子パターン設計法
の詳細については、後述する。
Note that the details of the grating pattern design method for each holographic diffraction grating will be described later.

〔実施例〕〔Example〕

以下1本発明の第1の実施例を第1図により説明する。 A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

第1図は、本発明の第1の実施例としての光学ピックア
ップの構成を示す構成図である。1は半導体レーザ光源
、2は対物レンズ、5は光ディスク、4は光検出器であ
る。また、100は光路変換素子、101および102
は各々ホログラフィック回折格子である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing the configuration of an optical pickup as a first embodiment of the present invention. 1 is a semiconductor laser light source, 2 is an objective lens, 5 is an optical disk, and 4 is a photodetector. Further, 100 is an optical path conversion element, 101 and 102
are each holographic gratings.

半導体レーザ光源1を発したレーザ光ビーム10は、光
路変換素子100内のホログラフィック回折格子102
.101を経て、対物レンズ2によって光デイスク3上
に集光され、光スポット11を形成する。
A laser beam 10 emitted from a semiconductor laser light source 1 passes through a holographic diffraction grating 102 in an optical path changing element 100.
.. 101, the light is focused onto the optical disk 3 by the objective lens 2, forming a light spot 11.

光ティスフ3を反射したレーザ光ビーム12は、再度、
対物レンズ2を経て光路変換素子100内の第1のホロ
グラフィック回折格子101に入射し、このホログラフ
ィック回折格子101によって回折されて、+1次回折
光ビーム13が分離される。さらにこの+1次回折光ビ
ーム15は第2のホログラフィック1折格子102に入
射し、このホログラフィック回折格子102で再び回折
されて、−1次回折光ビーム14が分離される。この−
1次回折光ビーム14が光検出器4に入射して光強度が
検出され、情報信号及び光スポット11の位置制御Kl
信号(フォーカス、トラッキング制御信号)が再生され
る。
The laser beam 12 reflected from the optical fiber 3 is again
The light enters the first holographic diffraction grating 101 in the optical path conversion element 100 through the objective lens 2, is diffracted by the holographic diffraction grating 101, and is separated into a +1st-order diffracted light beam 13. Furthermore, this +1st order diffraction light beam 15 enters the second holographic 1st diffraction grating 102, is diffracted again by this holographic diffraction grating 102, and the -1st order diffraction light beam 14 is separated. This-
The first-order diffracted light beam 14 enters the photodetector 4, the light intensity is detected, and an information signal and position control Kl of the light spot 11 are generated.
Signals (focus, tracking control signals) are reproduced.

第2図は、第1図における2個のホログラフィック回折
格子によって、波長ずれによるレーザ光ビームの照射位
置ずれが低減される様子を示した説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing how the two holographic diffraction gratings in FIG. 1 reduce the deviation in the irradiation position of the laser beam due to wavelength deviation.

第2図(6)は、設計波長λ(綿)のレーザ光ビーム1
2カ光路変換素子100内のwJlのホログラフィック
回折格子101に入射した場合を示すもので、格子10
1によりて分離される+1次回折光ビーム15は、入射
レーザ光ビーム12の光軸に対して+方向(図の例では
1時計回り方向)に角度αだけ傾いて進行し、第2のホ
ログラフィック回折格子102に入射する。格子102
では再び回折をうけ、その−1次回折光ビーム14は入
射レーザ光ビーム15の光軸に対して一方向(図の例で
は、反時計回り方向)に角度βだけ傾いて進行し、光検
出器4上の所定位置(図の例では、Q点)に入射する。
Figure 2 (6) shows the laser beam 1 with the design wavelength λ (cotton).
This shows the case where the light enters the holographic diffraction grating 101 of wJl in the two-way optical path conversion element 100, and the grating 10
The +1st-order diffracted light beam 15 separated by 1 travels at an angle α tilted in the + direction (1 clockwise direction in the example shown) with respect to the optical axis of the incident laser light beam 12, and passes through the second hologram. The light is incident on the diffraction grating 102. Lattice 102
Then, the -1st-order diffracted light beam 14 undergoes diffraction again and travels at an angle β in one direction (counterclockwise in the example shown) with respect to the optical axis of the incident laser light beam 15, and reaches the photodetector. 4 (in the example shown, point Q).

これに対して第2図(b)は、レーザ光ビーム120波
長が設計波長λからlλだけ長波長側にずれた場合を示
している。このような場合は第1のホログラフィック回
折格子101によって分離される+1次回折光ビーム1
3の分離角は、αからα−Δαに変化する。しかし、第
2のホログラフィック回折格子102により【+1次回
折光ビーム13から分離される一1次回折光ビーム14
の分離角もβからβ−Δβに変化し、その角度変化分Δ
βはΔαに対して反対向きになりている。
On the other hand, FIG. 2(b) shows a case where the wavelength of the laser light beam 120 is shifted from the design wavelength λ by lλ to the longer wavelength side. In such a case, the +1st order diffracted light beam 1 separated by the first holographic diffraction grating 101
The separation angle of 3 changes from α to α−Δα. However, the second holographic diffraction grating 102 separates the 11th-order diffracted light beam 14 from the +1st-order diffracted light beam 13.
The separation angle also changes from β to β − Δβ, and the angle change Δ
β is in the opposite direction to Δα.

したがクズ、後述する設計手法を用い、波長ずれΔλに
対するホログラフィック回折格子101102各々の回
折光分離角の変化量が所定の値になるように、各ホログ
ラフィック回折格子10t、102の格子パターンを定
めることによりて、各ホログラフィック回折格子101
.102で発生する回折光分離角の変化をキャンセルし
て、光検出器4に入射する一1次回折光ビーム140入
射位置Q′をQにはは一致させることができる。
However, using the design method described later, the grating pattern of each holographic diffraction grating 10t, 102 was designed so that the amount of change in the diffracted light separation angle of each holographic diffraction grating 101102 with respect to the wavelength shift Δλ becomes a predetermined value. By defining each holographic grating 101
.. By canceling the change in the diffracted light separation angle occurring at 102, the incident position Q' of the 1st-order diffracted light beam 140 incident on the photodetector 4 can be made to coincide with Q.

次に、光路変換素子100内に設けられるホログラフィ
ック回折格子101,102各々の格子パターンの設計
手法について述べる。設計手法は、以下に示すように2
段階に分けられる。
Next, a method of designing the grating patterns of each of the holographic diffraction gratings 101 and 102 provided in the optical path conversion element 100 will be described. The design method is 2 as shown below.
Divided into stages.

まず、第1段階は、各ホログラフィック回折格子101
.102の平均格子ピッチと、波長ずれによるレーザ光
ビーム14の照射位置羨動量との関係な計算する。第3
図は、計算に際しての各パラメータを示した説明図であ
る0図に示すように、ホログラフィック回折格子101
,102各々の平均格子ピッチをPl、P2.格子10
1〜102間の距離なd、屈折率を%d、格子102〜
光検出器4間の距離をt、屈折率をnt、入射レーザ光
ビームの波長なλとすると、図の原点Oから一1次回折
光ビーム14が入射する光検出器4上の点Qまでの距離
りは、次式のように表される。
First, in the first stage, each holographic diffraction grating 101
.. The relationship between the average grating pitch of 102 and the amount of displacement of the irradiation position of the laser beam 14 due to wavelength shift is calculated. Third
The figure is an explanatory diagram showing each parameter during calculation. As shown in Figure 0, a holographic diffraction grating 101
, 102, the average grating pitch of Pl, P2 . grid 10
Distance d between 1 and 102, refractive index %d, grating 102~
Assuming that the distance between the photodetectors 4 is t, the refractive index is nt, and the wavelength of the incident laser beam is λ, the distance from the origin O in the figure to the point Q on the photodetector 4 where the 1st-order diffracted light beam 14 is incident is The distance is expressed as follows.

L=t−TANCΦ)−t−rAgCv〕  ・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(1)ここ
で、Φ及びVは各ホログラフィック回折格子101 、
102の平均回折光分離角であり、次式で表わされる。
L=t-TANCΦ)-t-rAgCv] ...
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(1) Here, Φ and V are each holographic diffraction grating 101,
The average diffraction light separation angle is 102, and is expressed by the following formula.

Φ= 5rs−’ [λ/(ルd−P1)〕  ・−・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(
21F = SIN”’ (A −(J’2−J’1 
)/(nt−Pi −P2 )]・(31設計の第1段
階では、この(1)弐〜(31式を用い、所定の波長範
囲内で距離りの変動が所定値以下になる平均格子ピッチ
の組合せを求める。
Φ= 5rs-' [λ/(ru d-P1)] ・-・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(
21F = SIN"' (A - (J'2 - J'1
)/(nt-Pi-P2)]・(31 In the first stage of design, we use equations (1)2 to (31) to find an average lattice whose distance variation is less than a predetermined value within a predetermined wavelength range. Find pitch combinations.

第4図は、上式の計算結果の一例を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing an example of the calculation result of the above formula.

この計算例では、 P1=1.0μ馬1j=31+nt
L = 1.511 、 t = 1.0mm 、 n
t = 1.0とし、5種類のP2についてレーザ光ビ
ームの波長λ(700sm〜850ル諷)と距離りの関
係をプロットしている。iた比較のために、従来提案さ
れているような単独のホログラフィック回折格子で光路
変換をおこなう構成の小型光ピックアップについズ、同
様の計算を行ない同一グラフ上にプロットした。
In this calculation example, P1 = 1.0 μ horse 1j = 31 + nt
L = 1.511, t = 1.0mm, n
t = 1.0, and the relationship between the wavelength λ (700 sm to 850 sm) of the laser beam and the distance is plotted for five types of P2. For comparison, similar calculations were performed and plotted on the same graph for a small optical pickup configured to change the optical path using a single holographic diffraction grating as proposed in the past.

図に示すように1本例では?1=1.0μII、P2=
=0.524s f)組合せのとき、750s+s 〜
810 nt f)波長範H(中心波長780錦に対し
て±301の波長ずれを考慮した。)で光検出器4上の
照射位置変動なα01−以下に抑えることができる。こ
れは、従来の単独ホログラフィック回折格子の場合に対
して、6分の1以下の変動量である。
In the example of one wire as shown in the figure? 1=1.0μII, P2=
=0.524s f) When combined, 750s+s ~
810 nt f) wavelength range H (taking into consideration a wavelength shift of ±301 with respect to the center wavelength of 780 nt f), the variation in the irradiation position on the photodetector 4 can be suppressed to below α01−. This is a variation less than one-sixth of that in the case of a conventional single holographic diffraction grating.

次に設計の第2段階では、各ホログラフィック回折格子
101,102の詳細な格子パターンを以下の手順で求
める。第5図は設計の手順を示すための説明図である。
Next, in the second stage of design, a detailed grating pattern of each holographic diffraction grating 101, 102 is determined by the following procedure. FIG. 5 is an explanatory diagram showing the design procedure.

まず第5図(g)に示すように、前述の各式を用いて決
定した回折光分離角Φでレーザ光ビーム12から分離進
行する+1次回折光ビーム15の光軸上の所定位置(図
の例では、光軸と光検出器4を含む平面との交点R)に
点光源を想定する。そして、この点光源を発し、格子1
02を経て格子101の格子面に入射する発散レーザ光
ビーム20と、半導体レーザ光源1を発し、格子102
を経【同じく格子101の格子面に入射するレーザ光ビ
ーム10トが、格子101の格子面上で重なりたときに
発生する干渉縞の位置K、格子溝の凸部または凹部を配
置することにより、格子101の格子パターンを決める
First, as shown in FIG. 5(g), a predetermined position on the optical axis of the +1st-order diffracted light beam 15 that separates and advances from the laser light beam 12 at the diffracted light separation angle Φ determined using the above-mentioned formulas ( In the example, a point light source is assumed at the intersection R) of the optical axis and the plane containing the photodetector 4. Then, this point light source is emitted, and the grid 1
The diverging laser light beam 20 enters the grating plane of the grating 101 through the grating 101 and emits the semiconductor laser light source 1,
[Similarly, by arranging the position K of interference fringes generated when the laser beams 10 incident on the grating surface of the grating 101 overlap on the grating surface of the grating 101, and the convex portions or concave portions of the grating grooves, , determine the grid pattern of the grid 101.

すなわち、点光源Rを発し、格子102を経て格子10
1上の任意の点A(座標(J、 y) )に達する光線
の光路長を51 (go y)とし、同様に半導体レー
ザ光源1を発し、格子102を経て点Aに達する光線の
光路長をSO(s * y )としたとき1次式%式%
) (4) が成立する位置(g、y)に、格子溝の凸部または凹部
を配置し、格子パターンを順次求めていく、このように
設計されたホログラフィック回折格子101を用いると
、格子101で分離される+1次回折光ビーム13は、
前述したレーザ光ビーム20と同一の光路な逆に進行し
て、格子102に達する光ビームとなる。
That is, a point light source R is emitted, which passes through the grating 102 to the grating 10.
Let the optical path length of a ray that reaches an arbitrary point A (coordinates (J, y)) on 1 be 51 (go y), and similarly the optical path length of a ray that is emitted from the semiconductor laser light source 1 and reaches point A via the grating 102. When is SO(s * y), the linear formula % formula %
) (4) If the holographic diffraction grating 101 designed in this way is used, the protrusions or recesses of the grating grooves are arranged at the positions (g, y) where the following is true, and the grating pattern is sequentially obtained. The +1st-order diffracted light beam 13 separated by 101 is
The light beam travels along the same optical path as the laser light beam 20 described above but reaches the grating 102 in the opposite direction.

次に、格子102の格子パターンは、第5図(A)に示
すように1点光源Rを発するレーザ光ビーム20と光検
出器4上の設計照射位置Qに配置した点光源を発する発
散レーザ光ビーム30とが、格子102の格子面上で重
なりあったときに発生する干渉縞の位置に、格子溝の凸
部または凹部な配置することにより決定する。
Next, the grating pattern of the grating 102 consists of a laser beam 20 emitting a single point light source R and a diverging laser emitting a point light source placed at the designed irradiation position Q on the photodetector 4, as shown in FIG. 5(A). The interference fringes generated when the light beam 30 and the light beam 30 overlap each other on the grating surface of the grating 102 are determined by arranging the convex or concave portions of the grating grooves.

すなわち点光源Rを発し、格子102上の任意の点B(
座標(X、1’))に達する光線の光路長を52(x、
y)とし、同様に光検出器4上の設計照射位置Qに置か
れた点光源を発し1点Bに達する光線の光路長を53(
X、)’)としたとき1次式%式%) (5) が成立する位置(x、y)に、格子溝の凸部または凹部
を配置し、格子パターンを順次求めていく、このように
設計されたホログラフィック回折格子102を用いると
、格子102で分離される一1次回折光14は、前述し
たレーザ光ビーム50と同一の光路を逆に進行して、光
検出器4上の設計照射位置QK集光される。したがりて
1以上の設計手順でパターン設計されたホログラフィッ
ク回折格子101.102を間隔dで配置し、光ディス
ク3を反射または透過した光ビーム12を各ホログラフ
ィック回折格子101 、102で順次回折させていく
ことによりて、光検出器4上の設計照射位置に入射させ
ることができる。
That is, a point light source R is emitted, and an arbitrary point B (
The optical path length of the ray that reaches the coordinates (X, 1')) is 52(x,
Similarly, the optical path length of the light beam emitted from a point light source placed at the designed irradiation position Q on the photodetector 4 and reaching one point B is 53(
In this way, the convex or concave portions of the grating grooves are placed at the positions (x, y) where the linear formula % formula %) (5) holds true, and the grating pattern is sequentially obtained. When using the holographic diffraction grating 102 designed as shown in FIG. The light is focused at the irradiation position QK. Therefore, holographic diffraction gratings 101 and 102 whose patterns are designed using one or more design procedures are arranged at intervals of d, and the light beam 12 reflected or transmitted through the optical disk 3 is sequentially diffracted by each holographic diffraction grating 101 and 102. By doing so, the light can be made to be incident on the designed irradiation position on the photodetector 4.

以上が、2個のホログラフィック回折格子を用いた場合
の各格子パターンの設計手法である。設計例として、第
6図(,1に格子101の格子パターン例、第6図(薊
に格子102の格子パターン例を示す。
The above is the design method for each grating pattern when two holographic diffraction gratings are used. As design examples, FIG. 6 (1) shows an example of the lattice pattern of the lattice 101, and FIG.

いずれの図も、1■×1−の領域内に20本おきに格子
溝の軌跡を描いたものである8図かられかるように、い
ずれの格子パターンも不等間隔で曲線状になっている。
As can be seen from Figure 8, which depicts the locus of every 20 lattice grooves in an area of 1×1-, each lattice pattern has a curved shape with irregular intervals. There is.

尚、第1図の実施例は、2個のホログラフイツり回折格
子によりて光路変換素子100が構成されているが、当
然、第7図に示す本発明の第2の実施例のよ5に3個以
上のホログラフィック回折格子(図の例では、101,
102,103 )を用いた構成でもよい。
In the embodiment shown in FIG. 1, the optical path conversion element 100 is composed of two holographic diffraction gratings. Three or more holographic gratings (in the example shown, 101,
102, 103) may be used.

第8図は1本発明の第3の実施例を示す構成図である1
図中の各部品のうち、第1図の実施例と同様の部品には
、同じ番号を符した。
FIG. 8 is a configuration diagram showing a third embodiment of the present invention.
Among the parts in the figures, parts similar to those in the embodiment of FIG. 1 are designated by the same numbers.

本実施例は、光路変換素子100として、ガラス基板の
ように光学的に透明もしくは、所定の透過率を持つ基板
50表裏両面に、それぞれホログラフィック回折格子1
01,102を設けた例である。
In this embodiment, as the optical path conversion element 100, holographic diffraction gratings are placed on both the front and back surfaces of a substrate 50 that is optically transparent like a glass substrate or has a predetermined transmittance.
This is an example in which 01 and 102 are provided.

この実施例のように、単一基板の両面5にホログラフィ
ック回折格子101,102を設けることにより、光路
変換素子100をより小製化することができる。
By providing the holographic diffraction gratings 101 and 102 on both surfaces 5 of a single substrate as in this embodiment, the optical path conversion element 100 can be made smaller.

°また、第9図に示す本発明の第4の実施例のように、
半導体レーザ光源1.光検出器4を単一のパッケージ6
内に収納し、光路変換素子100をその上部に配置して
バクケージ6の封止ガラスとして兼用することもできる
。このような構成を取ることによっ℃、半導体レーザ1
、光検出器4.光路変換素子100を単一の光学素子に
複合化し、さらに光ピックアップの小製化を図ることも
可能である。
°Also, as in the fourth embodiment of the present invention shown in FIG.
Semiconductor laser light source 1. Photodetector 4 in a single package 6
It can also be used as a sealing glass for the back cage 6 by placing the optical path converting element 100 thereon. By adopting such a configuration, the semiconductor laser 1
, photodetector4. It is also possible to combine the optical path conversion element 100 into a single optical element and further downsize the optical pickup.

さらに、前述した第6図の実施例では、基板5の表裏両
面の全面にわたってホログラフィック回折格子101,
102が設けられていたが、第10図に示す本発明の第
5の実施例のように、少なくとも基板5の半導体レーザ
光源1儒の面5−では、半導体レーザ光源1を発するレ
ーザ光ビーム10の通過領域50を避けて、格子101
で分離されて格子102に入射する+1次回折光ビーム
130通過領域51及びその近傍領域にのみ格子102
を設はズも良い、このように、ホログラフィック格子1
02を部分的に設けることにより、不要な回折を防ぎ、
迷光を低減して光利用効率を向上させることができる。
Furthermore, in the embodiment shown in FIG. 6 described above, the holographic diffraction grating 101,
However, as in the fifth embodiment of the present invention shown in FIG. The grid 101 avoids the passage area 50 of
The +1st-order diffracted light beam 130 is separated by the grating 102 and enters the grating 102 only in the passing region 51 and its neighboring region.
It is also good to set up the holographic grating 1, like this
By partially providing 02, unnecessary diffraction is prevented,
Stray light can be reduced and light utilization efficiency can be improved.

尚、第8図、第9図、第10図の実施例で用いられる各
ホログラフィック回折格子101,102の格子パター
ンは、上式の各パラメータの5ちdを基板の厚さ、Iを
基板の屈折率に設定することにより【、第1図の実施例
と全く同様の手順で設計できる。
Incidentally, the grating pattern of each holographic diffraction grating 101, 102 used in the embodiments shown in FIGS. By setting the refractive index to [, the design can be performed in exactly the same manner as the embodiment shown in FIG.

第11図は、本発明の第6の実施例を示す構成図である
。前述の各実施例と同様の部品には、同じ符号を符した
FIG. 11 is a configuration diagram showing a sixth embodiment of the present invention. Components similar to those in each of the previous embodiments are designated by the same reference numerals.

本実施例の特徴は、第10図の実施例と同様、単一基板
50両面にホログラフィック回折格子101゜102を
設けた光路変換素子100において、半導体レーザ光源
1偶の面5a内にあるレーザ光ビーム10の通過領域5
0及びその近傍に、所定の格子ピッチを持つ郷間隔直線
状の単純格子104を設けた点である。この単純格子1
04は、半導体レーザ光源1を発するレーザ光ビーム1
0を主ビーム10gと2本の副ビーム10に、10el
C分層し、この副ビーム10h。
Similar to the embodiment shown in FIG. 10, the feature of this embodiment is that in the optical path conversion element 100 in which holographic diffraction gratings 101 and 102 are provided on both sides of a single substrate 50, the laser beam located within the plane 5a of the semiconductor laser light source 1 is Passage area 5 of light beam 10
0 and its vicinity, a simple lattice 104 having a predetermined lattice pitch and a straight line shape is provided. This simple grid 1
04 is a laser light beam 1 emitted from a semiconductor laser light source 1
0 to the main beam 10g and two sub beams 10, 10el
C layer and this sub beam 10h.

10cによりて、いわゆる3ビ一ム方式によるトラッキ
ング制御信号の検出を行なうために設けられている。向
、この3ビ一ム方式によるトラッキング制御信号の検出
原理につい【は、既に公知技術なので説明は省略する。
10c is provided for detecting a tracking control signal using a so-called 3-beam system. As for the principle of detecting the tracking control signal by this three-beam system, it is already a known technique, so a description thereof will be omitted.

本実施例のように、光路変換に用いられる複数のホログ
ラフィック回折格子101.102と、3ビ一ム方式の
トラッキング制御信号を検出するために用いられる単純
格子104とを単一基板50表裏両面を利用して設ける
ことにより、光路変換素子1000機能をさらに複合化
し、光ピックアップをさらに小波化することができる。
As in this embodiment, a plurality of holographic diffraction gratings 101 and 102 used for optical path conversion and a simple grating 104 used for detecting a tracking control signal of a 3-beam system are installed on both the front and back surfaces of a single substrate 50. By providing the optical path conversion element 1000, the functions of the optical path conversion element 1000 can be further compounded, and the optical pickup can be made smaller in size.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、半導体レーザ光源とホログラフィック
回折格子を搭載した小製光ピックアップにおいて、半導
体レーザ光源の発振波長ずれによる光検出器上スポット
の位置変動と、それに伴う各検出信号のオフセットを低
減することができるので、信頼性が向上した小製の光ピ
ックアップを提供することができる。
According to the present invention, in a small optical pickup equipped with a semiconductor laser light source and a holographic diffraction grating, positional fluctuations on the photodetector due to deviations in the oscillation wavelength of the semiconductor laser light source and associated offsets of each detection signal are reduced. Therefore, it is possible to provide a small-sized optical pickup with improved reliability.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第1の実施例を示す構成図。 第2図はに1図におけるホログラフィック回折格子によ
り【波長ずれによるレーザ光ビームの照射位置ずれが低
減される様子を示す説明図、第3図はシル1図における
ホログラフィック回折格子の格子パターンを設計する際
の各パラメータを示す説明図、第4図は第5図における
距離りとレーザ光ビームの波長λとの関係を示すグラフ
、第5図は第1図におけるホログラフィック回折格子の
格子パターンを設計する際の手順を説明するための説明
図、第6図はw、1図におけるホログラフィック回折格
子の格子パターンの一例を示す平面図、第7図は本発明
の第20夾施例を示す構成図、第8図は本発明の第5の
実施例を示す構成図、第9図は本発明の第4の実施例を
一部値断して示す斜視図、岨10図は本発明の第5の実
施例を示す構成図。 第11図は本発明の第6の実施例を示す構成図である。 1・・・・・・・・・・・・半導体レーザ光源2・・・
・・・・・・・・・対物レンズ  3・・・・・・・・
・・・・光ディスク4・・・・・−・・・・・光検出器
   5・・・・・・・・・・・・基板100・・・・
・・光路変換素子 101.102,103・・・ホログラフィック回折格
子104・・・・・・単純格子 51’52図 (α)5皮長久の場合 (b月度長へ士ム入の場合 門j図 e苅符予 閉1図 1 ?−−−−月オ幻しン人” j−一一一九テ7又7 4−一一一尤J吏工茗4 100−一−−九Jt:tat−t 101、 It)?−−−−、1スDヴ゛うにツ7回J
fTa予5!ii4図 波長入(r+rn) gf′J5図 ((L) (1)) +01^、c== ニー=::コー::=ニーコ殆7図 1ノ 1−一一一半導イ本し一す°光系 2−−−一立49t、、シ又′ j−−−一尤テ゛イ又り 4−一一一尤オ吏、t、鳥、 ICl0−一一尤語受挟承予 IQI、102,105−−−−$0’)’jフィy7
mJfT手昏予粥C図 (α)才を子101の柿号/Yターン帝°」(b)才1
号102の羊を子/Yターン脅りテロ図 4−一−−光才を立ト 5−一一基様 100−−−一九、¥号安揉素子 (Ol、 +(72−一不Oブフ7(7]rintrn
チ梵3図 1−−−キ導体し−デ光涼 4−一尤杖上姦 5−→1級 6−−−バンケーシ′ 100−−一一光跨丈J灸系チ 101、102−一一一ネログラフイツ7E目か枦[チ
Y510図 1 ?−−−−す1物しン人゛ j−一一一九テー人7 4−−一尤徨1B s−−−′4−級 +00−一一九1条室J爽東予
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of the present invention. Figure 2 is an explanatory diagram showing how the holographic diffraction grating in Figure 1 reduces the irradiation position shift of the laser beam due to wavelength shift. Figure 3 shows the grating pattern of the holographic diffraction grating in Figure 1. An explanatory diagram showing each parameter when designing, Fig. 4 is a graph showing the relationship between the distance and the wavelength λ of the laser beam in Fig. 5, and Fig. 5 is a grating pattern of the holographic diffraction grating in Fig. 1. FIG. 6 is a plan view showing an example of the grating pattern of the holographic diffraction grating in FIG. 1, and FIG. 7 is a diagram showing the 20th embodiment of the invention. Fig. 8 is a block diagram showing the fifth embodiment of the present invention, Fig. 9 is a partially cutaway perspective view of the fourth embodiment of the present invention, and Fig. 10 is a block diagram showing the fifth embodiment of the present invention. FIG. 5 is a configuration diagram showing a fifth embodiment of the invention. FIG. 11 is a block diagram showing a sixth embodiment of the present invention. 1... Semiconductor laser light source 2...
・・・・・・・・・Objective lens 3・・・・・・・・・
..... Optical disk 4 ..... Photodetector 5 ..... Substrate 100 ....
... Optical path conversion element 101, 102, 103 ... Holographic diffraction grating 104 ... Simple grating 51'52 Diagram (α) Diagram e 苏茗 1 fig. 1 ?-----Moon o phantom person" j-1119te 7-point 7 4-111尤J吏工茗4 100-1--9Jt: tat-t 101, It)?----, 1st D Vunitsu 7th J
fTa pre-5! ii Figure 4 Wavelength input (r + rn) gf' Figure J5 ((L) (1)) +01^, c== Knee=::Ko::=Nieko almost 7 Figure 1 No. 1-111 Semiconductor I book 1 Optical system 2---1 49t, Shimata' j---1y 49t, 4-111-man, t, bird, ICl0-11-man language acceptance pre-IQI, 102,105---$0')'j fiy7
mJfT Hand Preparatory Porridge C Diagram (α) Saiwoko 101 Persimmon Number/Y Turn Emperor°” (b) Sai1
No. 102 sheep child / Y turn threatening terrorist Figure 4-1 -- Kosai wa Toto 5-11 group 100 --- 19, ¥ No. Obufu 7 (7) rintrn
Chi Bon 3 Figure 1 --- Ki Conductor Shi - De Koryo 4 -- Ichiyō Jokan 5 -- → 1st Grade 6 --- Bankeshi' 100 -- 11 Light Straddle J Moxibustion System Chi 101, 102-1 11 Nerographies 7E kasu [chi Y510 Figure 1? ----S1 person ゛j-1119 te person 7 4--Ichiyuki 1B s----'4-class +00-1191 article room J Sotoyo

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、半導体レーザ光源と、該半導体レーザ光源より発し
たレーザ光ビームを光学的情報記録媒体上に集光させる
対物レンズと、前記光学的情報記録媒体を透過または該
光学的情報記録媒体で反射したレーザ光ビームをその光
路を変換して光検出器に導く光路変換素子と、導かれた
レーザ光ビームの光強度を検出する前記光検出器と、を
具備した光ピックアップにおいて、 前記光路変換素子は、各々、不等間隔で並び且つ曲線状
の軌跡を成す格子溝または等間隔で並び且つ直線状の軌
跡を成す格子溝を持つ2個以上のホログラフィック回折
格子を有し、各ホログラフィック回折格子は、それぞれ
、互いに所定の間隔を隔てて配置されていることを特徴
とする光ピックアップ。 2、請求項1に記載の光ピックアップにおいて、前記光
路変換素子は、所定の光透過率を有する同一基板の表面
と裏面とに、それぞれ、前記ホログラフィック回折格子
を形成して成ることを特徴とする光ピックアップ。 3、請求項1に記載の光ピックアップにおいて、前記光
路変換素子は、前記ホログラフィック回折素子のうちの
少なくとも1個の格子を、前記半導体レーザ光源より発
したレーザ光ビームを主ビームと少なくとも2本の副ビ
ームとに分離するための単純格子と共に、同一基板の同
一面内に形成して成ることを特徴とする光ピックアップ
。 4、請求項1に記載の光ピックアップにおいて、前記半
導体レーザ光源と、前記光変換素子と、前記光検出器と
、を同一パッケージ内に配したことを特徴とする光ピッ
クアップ。
[Scope of Claims] 1. A semiconductor laser light source, an objective lens for condensing a laser beam emitted from the semiconductor laser light source onto an optical information recording medium, and a laser beam that transmits through the optical information recording medium or An optical pickup comprising an optical path converting element that converts the optical path of a laser beam reflected by an information recording medium and guides it to a photodetector, and the photodetector that detects the light intensity of the guided laser beam. , the optical path conversion element has two or more holographic diffraction gratings each having grating grooves arranged at unequal intervals and forming a curved trajectory or grating grooves arranged at equal intervals and forming a linear trajectory. , an optical pickup characterized in that each of the holographic diffraction gratings is arranged at a predetermined interval from each other. 2. The optical pickup according to claim 1, wherein the optical path conversion element is formed by forming the holographic diffraction grating on the front and back surfaces of the same substrate having a predetermined light transmittance, respectively. optical pickup. 3. The optical pickup according to claim 1, wherein the optical path changing element converts at least one grating of the holographic diffraction element into a main beam and at least two laser beams emitted from the semiconductor laser light source. 1. An optical pickup characterized in that the optical pickup is formed in the same plane of the same substrate together with a simple grating for separating the sub-beams. 4. The optical pickup according to claim 1, wherein the semiconductor laser light source, the optical conversion element, and the photodetector are arranged in the same package.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09259465A (en) * 1996-03-22 1997-10-03 Lg Electron Inc Light output detecting device

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09259465A (en) * 1996-03-22 1997-10-03 Lg Electron Inc Light output detecting device

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