JPH03157828A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光磁気ディスク装置等の情報再生装置に用い
る光ビックアンプ装置に関するものでＩ）〔従来の技術
〕 レーザー光を用いて情報を再生する情報再生装置に備え
られる光ピックアップ装置の基本的な構造を第４図に示
す。ただし２、コリメー　１・・レンズ及び集光レンズ
は省略されている。

半導体レーザーｌから出射されたレーザー光はビーｌ、
スプリッター４に入射し、透過光が記録媒体３を照射す
る。そして、記録媒体３から、情報に応じて光強度又は
偏光面等が変化する反射光がビームスプリッタ−４に再
び入射し、直角方向に反射される。こうして照射光から
分離された記録媒体３からの反射光が受光素子２で受光
され、情報が再生される。

光ピックアップ装置が再生専用でなく、記録再生用の場
合、高出力のレーザー光が必要とされると同時に、円に
近いビーム形状が求められる。ところが、半導体レーザ
ー１のビーム形状（ファーフィールドパターン）は楕円
であるため、これを円に変換する必要がある。このため
に、整形プリズムを使用した光ピックアップ装置を第５
図に示す。ただし、コリメート・レンズ及び集光レンズ
は省略されている。

半導体レーザー１から出射されたレーザー光は整形プリ
ズム７に入射角ｅで入射し、屈折角ｆで屈折して方向を
変えて、ビームスプリッタ−４に入射し、透過光が記録
媒体３を照射する。そして、記録媒体３から、情報に応
じて光強度又は偏光面等が変化する反射光がビームスプ
リッタ−４に再び入射し、直角方向に反射される。こう
して照射光から分離された記録媒体３からの反射光が受
光素子２で受光され、情報が再生される。

ここで、半導体レーザー１から出射されたレーザー光の
方向と、記録媒体３への照射光の方向とのなす角をｇと
すると、楕円形状をしたビームの長袖方向を入射平面に
対して垂直に設定すれば、角度ｇの大きさに従って、楕
円の短軸方向にのみビームが拡大され、円に近いビーム
形状が得られる。

ところで、上記光ピックアップ装置を軽量化するだめに
、ビームスプリッタ−４を偏光特性を有する回折素子で
置き換えることが考えられる。

この場合の光ピックアップ装置の基本的な構造を第３図
に示す。ただし、コリメート・レンズ及び集光レンズは
省略されている。

半導体レーザー１から出射されたレーザー光は透明基板
５ｂと透明基板５ｂ上に形成された回折格子５ａとから
なる回折素子５に入射し、透過光が記録媒体３を照射す
る。そして、記録媒体３から反射光がブラッグ角（θ）
で回折素子５に再び入射し、回折角（２θ）の方向に回
折される。こうして照射光から分離された記録媒体３か
らの反射光が受光素子２で受光され、情報が再生される
。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、偏光特性を有する回折素子５では、回折格子
５ａの格子間隔、すなわち、繰り返しのピッチｐがレー
ザー光の波長λよりも短いため、回折角（２θ）は８０
°〜１２０°程度と大きくなり、第３図に示したように
、受光素子２が記録媒体３に近づ（等、しばしば光学部
品の配置が制限され、光ピックアップ装置を小型化でき
ないという問題点がある。

〔課題を解決するだめの手段〕

本発明の光ピックアップ装置は、上記の課題を解決する
ために、レーザーから出射されたレーザー光を記録媒体
に照射し、この記録媒体からの反射光を光検出器で受光
することによって記録情報の再生を行う光ピックアップ
装置において、入射した上記レーザー光及び上記反射光
を透過光及び回折光に分離して出射する回折素子を備え
、かつ、上記回折素子の入出射光線上に回折光の方向を
変える光線方向変更手段、例えばプリズムが設けられて
いることを特徴としている。

〔作　用〕

上記の構成によれば、レーザーから出射されたレーザー
光は、回折素子に入射し、これを透過して、記録媒体を
照射する。また、記録媒体からの反射光は、回折素子に
入射し、これで回折されて、回折光として出射し、記録
媒体を照射するレーザー光から分離される。そして、こ
の回折光を光検出器で受光して記録情報が再生される。

また、回折素子の入出射光線上に回折光の方向を変える
光線方向変更手段を設けたので、回折素子で回折された
回折光の方向を広範囲に変えることができる。このため
、光検出器等光学部品の配置が制限されることが少ない
。

〔実施例１〕 本発明の第１の実施例として、回折光の方向がレーザー
光の方向に対して垂直になるように光線方向変更手段を
設置した光ピックアップ装置を挙げ、第１図に基づいて
説明すれば、以下の通りである。

本発明に係る光ピックアップ装置の主要部は、第１図に
示すように、半導体レーザー１、受光素子２、回折素子
５、そして、光線方向変更手段として回折素子５の前後
に対称的に配置された２つの同一のプリズム６ａ・６ｂ
から構成される。ただし、コリメート・レンズ及び集光
レンズは省略されている。

半導体レーザー１から出射されたレーザー光はプリズム
６ａに入射角Ｃで入射し、屈折角ｄで屈折して方向を変
え、回折素子５に入射する。そｊ７て、回折素子５を透
過し７た透過光がプリズム６　ｂに入射し、屈折によっ
て方向を変え、記録媒体；うを照射する。記録媒体３か
ら、情報に応じて光強度又は偏光面等が変化する反射光
がプリズム６　ｂに入射角Ｃで再び入射し、屈折角ｄで
屈折し２て方向を変え、１１１１折素子５にブラッグ角
（θ）で再び入射する。ぞし７て、回折素子５において
回折角（２θ）の方向に回折され、回折光が受光素子２
で受光されて、情報が再η−される。なお、回折素子５
の透明基板５ｂ−Ｌ−に形成された回折格子５ａの格子
間隔、すなわち、多数の凹凸の繰り返しのピッチｐは、
回折素子５に偏光特性を持たせるために、１ノーザー光
の波長λをとすれば、０．５λ〜２λ程度に設定されて
いる。また、回折格子５ａは、図では透明基板５ｂの記
録媒体３側に配置されているが、半導体レーザー１側に
配置してもかまわない。また、格子の方向、すなわち、
凹凸の山（または谷）の方向は、図中、紙面に垂直であ
ここで、回折格子５ａからの回折光の方向を半導体レー
ザー１から出射されたレーザー光の方向に対し２て垂直
にするためＧこは、以下の条件を満足するようにブリズ
ｌ、６ａ・６ｂへの入射角Ｃと屈折角ｄを決めればよい
。すなわち、まず、スネルの法則から ｎＩｌ　ｓ　ｉｎ　（ｃ）　−ｎｇ　ｓ　ｉｎ　（ｄ）
、が成り立つ。ここで、ｎａは空気の屈折率であり、ｎ
９はプリズム６ａ・６１〕の材料の屈折率である。また
、レーザー光の方向とプリズム６ａ・６ｂから回折格子
５ａへ向かう屈折光の方向とのなす角をｂとすると、 ｄ（−ｂ　＝　ｃ である。

ところで、ブラッグ角（θ）は、レーザー光の波長をλ
、回折格子５ａの格子間隔、すなわち、ビッヂをｐとす
ると、ブラッグの回折条件、ｓｉｎθ−λ／２・ｐ から決まる。また、回折光の方向をレーザー光の方向に
対し７丁垂直にしたいので、幾何学的考察から ｂ＝２　　θ　−９０’ である。

一具体例として、回折格子５ａのピッチｐを０゜５９λ
とすると、ブラッグ角（θ）は５乏３°、また、ブリズ
１．６ａ・６１）として、例えば、光学ガラスＢＫ７を
用いると、レーザー光の波長λが０゜７８　ｌｔ　ｍの
とき、その屈折率ｎ９は１．５１であるから、空気の屈
折率ｎ１を１として、角度すば２６°　となる。それゆ
え、上式（前半の２式）からプリズム６ａ・６ｂへの入
射角Ｃと屈折角ｄばそれぞれ６２’、３６°と決められ
る。こうし２て得られた光ピックアップ装置の配置は、
従来例（第４図）で示した光ピックアップ装置の配置と
はぼ同じである。また、この配置以外にも、入射角Ｃと
屈折角ｄを変えることによって、回折光の方向を変え、
様／７な配置を取ることが可能である。

〔実施例２〕 本発明の第２の実施例として、回折光の方向が記録媒体
３への照射光の方向に対して垂直になるようにし、かつ
、半導体レーザー１のビーム形状を楕円から円に変換す
る機能杏もつ光線方向変更手段を設置した光ピックアッ
プ装置を挙げ、第２図に基づいて説明すれば、以下の迫
りである。なお、説明の便宜上、前記の実施例の図面に
示１−た部材と同一の機能を有する部（Ａには、同一の
符号を付記し、その説明を省略する。

本発明に係る光ピックアップ装置の主要部は、第２図に
示すように、半導体レージ′−１、受光素子２、回折素
子５、そして、光線方向変更手段として回折素子５の前
後に配置された２一つのプリズム７・８から構成される
。ただし、コリメ・−ト・レンズ及び集光レンズは省略
されている。

半導体ｌ／−ザー１から出射されたレーザー光はプリズ
ム９に入射角りで入射し、屈折角ｉで屈折して方向を変
え、回折素子５に入射する。そして、回折素子５を透過
した透過光がプリズノ、８に入射角Ｃで入射し、屈折角
ｄで屈折して方向を変え、記録媒体３を照射する。記録
媒体３から、情報０ に応じて光強度又は偏光面等が変化する反射光がプリズ
ム８に再び入射し、屈折して方向を変え、回折素子５に
ブラッグ角（θ）で再び入射する。

そして、回折素子５において回折角（２θ）の方向に回
折され、回折光が受光素子２で受光されて、情報が再生
される。

ここで、回折格子５ａからの回折光の方向が記録媒体３
への照射光の方向に対して垂直になるためには、まず、
上記第１の実施例で示した条件と同様の条件を満足する
ようにプリズム８への入射角Ｃと屈折角ｄを決める。次
に、プリズム９の入射角りと屈折角ｉを、スネルの法則
、 ｎｍ　ｓ　ｉ　ｎ　（ｈ）　＝ｎ、　ｓ　ｉｎ　（ｉ）
と、半導体レーザー１から出射されたレーザー光の方向
と記録媒体３への照射光の方向とのなす角ｇに対して成
り立つ幾何学的な角度関係、ｇ＝ｃ−ｄ＋ｈ−ｉ とを満足するように決めればよい。

ここで、楕円形状をしたビームの長袖方向を入射平面に
対して垂直に設定すれば、角度ｇの太きさに従って、楕
円の短軸方向にのみビームが拡大され、円に近いビーム
形状が得られる。こうして得られた光ピツクアンプ装置
の配置は、従来例（第５図）で示した光ピックアップ装
置の配置とほぼ同じである。

以上のように、本発明の光ピックアップ装置では、従来
のビームスプリッタ−４（第５図）に代えて、回折素子
５を使用して軽■化を図るとともに、回折素子５の回折
角が大きいために光学部品の配置が制限され、したがっ
て、小型化できないという欠点を、回折素子５の入出射
光線上に光線方向変更手段を設けて、回折光の方向を変
えることによって克服している。具体的な光線方向変更
手段として、第１の実施例では、回折素子５の前後に２
つの同一のプリズム６ａ・６ｂを対称的に配置し、回折
光の方向が半導体レーザー１から出射されたレーザー光
の方向に対して垂直になるように変えている。また、第
２の実施例では、光線方向変更手段として回折素子５の
前後に２つのプリズム８・９を配置し、回折光の方向が
記録媒体１ ３への照射光の方向に対して垂直になるように変え、し
かも、直角プリズム８・９はビーム形状を楕円から円に
変換する整形プリズムの役割も持たせ、部品点数の削減
も図られている。

なお、本実施例では、光線方向変更手段として、プリズ
ムを使用しているが、光線方向変更手段として、鏡等を
用いてもよい。例えば、第１の実施例のプリズム６ａ・
６ｂに代えて、２枚の対称に配置された表面鏡を用いて
も全く同様の効果が得られる。ただし、鏡はプリズムと
異なり整形プリズムの機能を兼ねることができない。し
かし、光線方向変更手段としてプリズムと鏡を組み合わ
せて使用し、プリズムに整形プリズムの機能を兼ね合わ
せることはできる。なお、回折光線上に光線方向変更手
段としてプリズムまたは鏡を配置して、回折光の方向を
変えるようにしても、もちろんかまわない。

〔発明の効果〕

本発明の光ピックアップ装置は、以上のように、入射し
たレーザー光及び記録媒体からの反射光２ を透過光及び回折光に分離して出射する回折素子を備え
たので、これにより、レーザーから出射されたレーザー
光は、回折素子に入射し、これを透過して、記録媒体を
照射する。また、記録媒体からの反射光は、回折素子に
入射し、これで回折されて、回折光として出射し、記録
媒体を照射するレーザー光から分離される。そして、こ
の回折光を光検出器で受光して記録情報が再生される。

また、上記回折素子の入出射光線上に回折光の方向を変
える光線方向変更手段を設けたので、これにより、回折
素子で回折された回折光の方向を広範囲に変えることが
できる。このため、光検出器等光学部品の配置が制限さ
れることが少ない。これにより、ビームスプリンターの
代わりに回折素子を用いて、軽量で、かつ、小型の光ピ
ックアップ装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示すものであり、光ピッ
クアップ装置の概略構成図である。 ３ ４ 第２図は、本発明の他の実施例を示すものであり、ビー
ム形状を整形できる光ピンクアップ装置の概略構成図で
ある。 第３図は、偏光性ｆ［を有する回折素子を使用して、考
えうる光ピックアップ装置の説明図である。 第４図及び第５図は従来例を示すものである。 第４図は、光ピンクアップ装置の基本構成の説明図であ
る。 第５図は、整形ブリスＪ、を使用した光ピックアップ装
置の説明図である。 ５は回折素子、５ａは回折格子、５ｂは透明基板、６ａ
・６ｂ・８・９はプリズム（光線方向変更手段）である
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レーザーから出射されたレーザー光を記録媒体に照
   射し、この記録媒体からの反射光を光検出器で受光する
   ことによって記録情報の再生を行う光ピックアップ装置
   において、 入射した上記レーザー光及び上記反射光を透過光及び回
   折光に分離して出射する回折素子を備え、かつ、上記回
   折素子の入出射光線上に回折光の方向を変える光線方向
   変更手段が設けられていることを特徴とする光ピックア
   ップ装置。