JPH0372688A - Semiconductor laser device - Google Patents

Semiconductor laser device

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JPH0372688A
JPH0372688A JP25026989A JP25026989A JPH0372688A JP H0372688 A JPH0372688 A JP H0372688A JP 25026989 A JP25026989 A JP 25026989A JP 25026989 A JP25026989 A JP 25026989A JP H0372688 A JPH0372688 A JP H0372688A
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JP
Japan
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laser
signal
light
light emitting
optical
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Application number
JP25026989A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazushi Mori
和思 森
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To realize an optical disk pickup excellent in vibration resistance characteristics wherein a simple optical system and signal processing system are equipped, and each error signal of superior S/N ratio is obtained, by a method wherein two light emitting points are arranged along the optical axis of laser light, so as to be mutually shifted in the opposite direction. CONSTITUTION:Laser chips 1a, 1c which radiate respectively two beams of laser light 4a, 4b at both ends are fixed on a submount for a heat sink use, together with a laser chip 1b, in the manner in which the optical axes are set in the same direction. The light emitting points 6a and 6c of the chips 1a and 1c are arranged so as to be shifted reversely by a same distance in the direction of the optical axis of laser beam from a reference, i.e., the light emitting point 6b of the laser chip 1b. Laser light 2 converged on a recording signal track is used for reading an HF signal; laser lights 3a, 3b are used for reading a tracking error signal; the laser lights 4a, 4b whose positions of light emitting points are shifted from those of the above three laser lights are used for reading a focus error signal.

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は、半導体レーザ装置に関し、特に光デイスクピ
ックアップ用の光源あるいは物体の変位を検出するセン
サの光源に適する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (a) Field of Industrial Application The present invention relates to a semiconductor laser device, and is particularly suitable as a light source for an optical disk pickup or a light source for a sensor that detects the displacement of an object.

(ロ)従来の技術 現在、光ディスクの情報信号の検出方法として、光ディ
スクからの反射光をビームスプリッタで分離し、これを
受光素子で検出する方法が用いられている。またレーザ
光の光ディスクに対するフォーカスエラーの検出にはシ
リンドリカルレンズを用いた非点収差法が用いられてい
る。
(b) Prior Art Currently, as a method for detecting information signals from an optical disc, a method is used in which reflected light from the optical disc is separated by a beam splitter and then detected by a light receiving element. Further, an astigmatism method using a cylindrical lens is used to detect a focus error of a laser beam with respect to an optical disk.

一方、上述の検出方法において用いられるビームスプリ
ッタやシリンドリカルレンズ等の光学部品を削減するこ
とを目的として、応用物理、第51巻、第4号(198
2)、450〜453頁に開示されている如く、レーザ
光の戻り光による発振状態の変化を利用して信号検出を
行う光デイスクピックアップが提案されている。
On the other hand, with the aim of reducing the number of optical components such as beam splitters and cylindrical lenses used in the above-mentioned detection method, Oyo Physics, Vol. 51, No. 4 (198
2), an optical disk pickup has been proposed that detects signals by utilizing changes in the oscillation state due to the return light of a laser beam, as disclosed in pages 450-453.

第8図は斯る信号検出方法を採用した光デイスクピック
アップを示し、例えば米国特許第4,190.775号
明細書及び図面に記載されている。
FIG. 8 shows an optical disk pickup employing such a signal detection method, which is described, for example, in US Pat. No. 4,190.775 and the drawings.

図において、半導体レーザチップ(1)からの出射光(
11)はロッドレンズ(12)によって光ディスク(1
3)の信号記録面(13’)上に集光され、記録情報を
得て反射される。その反射光は上記の逆過程を辿って再
びレーザチップ(1)内に戻ってくる(以下、このレー
ザチップ(1)に戻ってくる反射光を戻り光と称する)
。この戻り光の影響によってレーザチップ(1)の後方
出射光出力などの発振特性に変化が生じる。
In the figure, the light emitted from the semiconductor laser chip (1) (
11) is an optical disk (1
The light is focused on the signal recording surface (13') of 3), obtains recorded information, and is reflected. The reflected light follows the above-mentioned reverse process and returns to the laser chip (1) again (hereinafter, the reflected light that returns to the laser chip (1) is referred to as return light).
. The influence of this returned light causes a change in the oscillation characteristics such as the backward emitted light output of the laser chip (1).

この変化、例えばレーザチップ端子間電圧の変化は、第
9図に示すように、戻り力率(半導体レーザの出射光出
力に対する戻り光出力の割合)の増加によって、ある領
域で単調減少となる。
As shown in FIG. 9, this change, for example, the change in the voltage between the terminals of the laser chip, monotonically decreases in a certain region due to an increase in the return power factor (the ratio of the return light output to the output light output of the semiconductor laser).

従って、このレーザチップ端子間電圧を測定することに
よって、光デイスク反射面の反射率の変化、即ちピット
の有無を検出することができる。
Therefore, by measuring the voltage between the terminals of the laser chip, it is possible to detect a change in the reflectance of the reflective surface of the optical disk, that is, the presence or absence of pits.

第10図は、第8図のレーザチップ端子間電圧の変化に
よる信号Sを模式的に表したものである。図において横
軸は、光ディスクの回転方向に対応した時間軸である。
FIG. 10 schematically represents the signal S due to the change in the voltage between the terminals of the laser chip shown in FIG. In the figure, the horizontal axis is a time axis corresponding to the rotation direction of the optical disc.

例えば、図中Aで示す如く、半導体レーザ光の焦点がピ
ット上にあるときは反射率が低く、従って戻り力率も低
くなるので、信号Sの値はsh(高電位)となる。また
、置注Bで示す如く焦点がピット以外の反射面にあると
きは、反射率が高くなるので、信号Sの値はS2(低電
位)になる。このように、ピットの有無によって第10
図のようなパルス状の信号が得られ、このsh、 sI
!、がピット情報たるHF信号となる。
For example, as shown by A in the figure, when the focus of the semiconductor laser light is on a pit, the reflectance is low and the return power factor is also low, so the value of the signal S becomes sh (high potential). Further, when the focal point is on a reflective surface other than the pit, as shown in Note B, the reflectance becomes high, so the value of the signal S becomes S2 (low potential). In this way, depending on the presence or absence of pits, the 10th
A pulse-like signal as shown in the figure is obtained, and these sh, sI
! , becomes the HF signal which is pit information.

次に、斯る装置におけるトラッキングエラー信号の検出
方法を説明する。
Next, a method of detecting a tracking error signal in such an apparatus will be explained.

半導体レーザ光の焦点スポットがトラックからずれると
スポット内の後反射部分が増えるため、第10図に示す
信号Sの最大値がshよりも小さくなる。従って、その
減少量を検出することによってトラッキングエラー信号
の検出を行うことができる。さらに、フォーカスエラー
信号の検出は、半導体レーザ光の焦点位置が光デイスク
反射面からずれると戻り光がレーザチップ発光点(レー
ザ共振器端面上のレーザ出射点)に収束せずぼやけ、レ
ーザ共振器に光結合する光の割合、即ち実質的な戻り力
率が低下するため第10図に示す信号Sの最小値がSゑ
よりも大きくなることを利用し、その増加量を検出する
ことにより行われる。
When the focal spot of the semiconductor laser beam deviates from the track, the amount of back reflection within the spot increases, so that the maximum value of the signal S shown in FIG. 10 becomes smaller than sh. Therefore, the tracking error signal can be detected by detecting the amount of decrease. Furthermore, when detecting a focus error signal, if the focal position of the semiconductor laser beam deviates from the optical disk reflective surface, the returned light does not converge on the laser chip light emitting point (laser emission point on the laser resonator end face) and becomes blurred, causing the laser resonator to This is done by detecting the amount of increase, taking advantage of the fact that the minimum value of the signal S shown in Fig. 10 becomes larger than S, since the ratio of light optically coupled to the be exposed.

また、戻り力率が高いとき、戻り光の影響によって第1
0図中Bに示すように戻り光誘起信号が生じるが、この
戻り光誘起信号の周波数は、半導体レーザ発光点から外
部反射面までの距離によって単調に変化するので、その
周波数を検出することによりフォーカスエラー信号を得
る方法も考えられている。
Also, when the return power factor is high, the influence of the return light causes the first
A return light induced signal is generated as shown in B in Figure 0, but the frequency of this return light induced signal changes monotonically depending on the distance from the semiconductor laser emission point to the external reflection surface, so by detecting the frequency, A method of obtaining a focus error signal is also being considered.

以上のように、斯る装置におけるHF信号、トラッキン
グ信号及び7オ一カスエラー信号は、これらが混合され
た信号Sから得られる。HF信号は後段回路によって信
号処理された後、オーディオディスクの場合は音に変換
される。信号Sから分離されたトラッキングエラー信号
及び7オ一カスエラー信号は、第8図に示される光学系
駆動ユニット(27)に送られる。光学系駆動ユニット
(27)はその信号にしたがって、レーザ光の焦点スポ
ットがトラック上を走査するように、光学系カートリッ
ジ(25)及びカートリッジホルダー(26〉の全体を
サーボ駆動することになる。
As described above, the HF signal, tracking signal, and seven-occurrence error signal in such an apparatus are obtained from the signal S in which these signals are mixed. After the HF signal is processed by a subsequent circuit, it is converted into sound in the case of an audio disc. The tracking error signal and the seven-occurrence error signal separated from the signal S are sent to the optical system drive unit (27) shown in FIG. According to the signal, the optical system drive unit (27) servo drives the entire optical system cartridge (25) and cartridge holder (26>) so that the focal spot of the laser beam scans the track.

(ハ)発明が解決しようとする課題 しかるに、上記従来の光ピツクアップにおいては、各エ
ラー信号を信号Sのパルスの最大値及び最小値の基準値
()オーカス及びトラッキングがあっているときの値)
からのずれを検出することで行っているが、この方法で
は、トラックずれあるいは焦点ずれが基準位置のどちら
側にずれているかが判別できない。
(c) Problems to be Solved by the Invention However, in the above-mentioned conventional optical pickup, each error signal is set to the reference value of the maximum value and minimum value of the pulse of the signal S (the value when the focus and tracking are present).
However, with this method, it is not possible to determine which side of the reference position the track deviation or focus deviation is.

また、フォーカスエラー信号検出方法として戻り光誘起
振動の周波数を読み取る方法を用いた場合、基準周波数
を一定部ち半導体レーザ発光点から焦点までの距離を一
定にする必要があるために、サーボ機構として、第8図
に示すように、半導体レーザチップ(1)とロッドレン
ズ(21)を含む光学系全体を駆動する構造にしなけれ
ばならない。一方、光学系のフレームとなるカートリッ
ジ(25)は、半導体レーザチップ(1)から生じる熱
を逃がす役割を果たすため、その大部分の材質を金属に
する必要がある。したがって、斯る装置では可動部分の
重量が大きくなり、光ピツクアップの耐振動特性が悪い
といった欠点がある。また、戻り光誘起振動は微弱信号
であるためS/N比が悪く、この振動の周波数を連続的
に検出するためには、スペクトルアナライザ等の大がか
りな信号処理系を付加する必要がある。
In addition, when using the method of reading the frequency of return light-induced vibration as a focus error signal detection method, it is necessary to keep the reference frequency constant and the distance from the semiconductor laser light emitting point to the focal point constant, so it is necessary to use a servo mechanism. As shown in FIG. 8, the structure must be such that the entire optical system including the semiconductor laser chip (1) and the rod lens (21) is driven. On the other hand, since the cartridge (25) serving as the frame of the optical system plays a role in dissipating heat generated from the semiconductor laser chip (1), most of the material must be made of metal. Therefore, such a device has disadvantages in that the weight of the movable parts is large and the vibration resistance of the optical pickup is poor. Furthermore, since the return light-induced vibration is a weak signal, the S/N ratio is poor, and in order to continuously detect the frequency of this vibration, it is necessary to add a large-scale signal processing system such as a spectrum analyzer.

さらに従来技術による場合には、全ての信号を単一のビ
ームで読み取るため、トラックずれや焦点ずれが互いの
信号に影響し合い、各エラー信号のS、/ N比が劣化
し、引いてはHF信号のS/N比も悪くなるといった問
題が生じる。
Furthermore, in the case of conventional technology, all signals are read with a single beam, so track deviation and defocus affect each other's signals, deteriorating the S/N ratio of each error signal, and A problem arises in that the S/N ratio of the HF signal also deteriorates.

従って本発明は、簡単な光学系と信号処理系を有し、S
/N比のよい各エラー信号が得られ、しかも耐振動特性
の良い光デイスクピックアップが実現可能な半導体レー
ザ装置を提供するものである。
Therefore, the present invention has a simple optical system and a signal processing system, and the S
It is an object of the present invention to provide a semiconductor laser device which can obtain error signals with a good /N ratio and can realize an optical disk pickup with good vibration resistance characteristics.

(ニ)課題を解決するための手段 本発明は、複数1個の発光点を有し、各発光点から同一
方向にレーザ光を出射する半導体レーザ装置であって、
上記課題を解決するため、上記発光点のうち2個は、上
記レーザ光の光軸に沿って互いに逆方向にずれて配され
ることを特徴とする。
(d) Means for Solving the Problems The present invention is a semiconductor laser device having a plurality of light emitting points and emitting laser light in the same direction from each light emitting point,
In order to solve the above problem, two of the light emitting points are arranged offset in opposite directions along the optical axis of the laser light.

(ホ)作用 本発明は、2個の発光点を光軸方向に沿って夫々逆方向
にずらすことによって、この2個の発光点から出射され
るレーザ光をフォーカスエラー信号の検出に用いた場合
に焦点ずれの方向及び量を検出することができ、変位信
号に用いた場合に物体の変位方向及び変位量を検出する
ことができる。
(E) Effect The present invention provides a case where two light emitting points are shifted in opposite directions along the optical axis direction, and the laser light emitted from these two light emitting points is used for detecting a focus error signal. The direction and amount of defocus can be detected, and when used as a displacement signal, the direction and amount of displacement of an object can be detected.

(へ)実施例 第1図(a)に本発明の一実施例を示す。本実施例にお
いては、出射される5本のレーザ光(2)(3a)(3
b)(4a)(4b)のうち、中央の3本のレーザ光(
2)(3a )(3b )を出射するレーザ共振器(5
)(5)(5)を1つのレーザチップ(1b)にモノリ
シック形成している。斯るレーザ共振器(5)(5)(
5)は同一平面上に共振器端面を有すると共に、各レー
ザ共振器(5)・・・に分離形成された電極(7)・・
・によって夫々独立に駆動される。また、両端の2本の
レーザ光(4a)(4b)を夫々出射するレーザチップ
(lb)(IC)はレーザチップ(1b)と共に、その
光軸を同一方向として図示していないヒートシンク用サ
ブマウント上に固着されており、その発光点(6a)(
6c)を、レーザチップ(1b)の発光点(6b)を基
準としてレーザ光の光軸に対して互いに逆方向に同じ距
離だけずらしている。斯る構成の半導体レーザ装置にお
いて5本のレーザ光は第2図に示すようにディスク面上
に集光される。このうち記録信号トラック(18)上に
集光されるレーザ光(2)はHF信号読み取り用に用い
られ、レーザ光(3a)(3b)はトラッキングエラー
信号読み取り用に用いられ、以上3本のレーザ光と発光
点の位置がずれたレーザ光(4a)(4b)はフォーカ
スエラー信号読み取り用に用いられる。
(f) Embodiment FIG. 1(a) shows an embodiment of the present invention. In this example, five laser beams (2) (3a) (3
b) Among (4a) and (4b), the central three laser beams (
2) Laser resonator (5) that emits (3a) (3b)
)(5)(5) is monolithically formed on one laser chip (1b). Such a laser resonator (5) (5) (
5) has resonator end faces on the same plane, and electrodes (7) formed separately for each laser resonator (5).
・They are each driven independently. In addition, the laser chip (lb) (IC) that emits two laser beams (4a) and (4b) at both ends, respectively, and the laser chip (1b) are mounted on a heat sink submount (not shown) with their optical axes in the same direction. The light emitting point (6a) (
6c) are shifted by the same distance in opposite directions with respect to the optical axis of the laser beam with the light emitting point (6b) of the laser chip (1b) as a reference. In the semiconductor laser device having such a configuration, five laser beams are focused on the disk surface as shown in FIG. Of these, the laser beam (2) focused on the recording signal track (18) is used for reading the HF signal, and the laser beams (3a) and (3b) are used for reading the tracking error signal. The laser beams (4a) (4b) whose light emitting points are shifted from the laser beams are used for reading the focus error signal.

次に、本実施例装置における各信号の読み取り方法を説
明する。
Next, a method of reading each signal in the device of this embodiment will be explained.

先ずHF信号は従来装置と同様に、記録信号トラック(
18)内のピットの有無によってレーザ光(2)の戻り
光重が変化するので、レーザ光(2)を出射するレーザ
共振器(5〉の端子間電圧の変化あるいはレーザチップ
後方出射光の出力変化を読み取ることによって行なう。
First, the HF signal is transferred to the recording signal track (
Since the return light weight of the laser beam (2) changes depending on the presence or absence of pits in the laser beam (18), the change in the voltage between the terminals of the laser resonator (5) that emits the laser beam (2) or the output of the light emitted from the rear of the laser chip This is done by reading changes.

トラッキングエラー信号は、HF信号読み取用のレーザ
光(2)が記録信号トラック(18〉の中心からずれる
と他のレーザ光も同時にずれ、レーザ光(3a)(3b
)のうちずれた方向と逆のレーザ光が記録信号トラック
(18)に大きくかかるため、戻り光量が小さくなりそ
のレーザ共振器の端子間電圧が増加する。逆に、他方の
レーザ光では記録信号トラック(18)にかかる量が減
るため、そのレーザ共振器の端子間電圧が減少する。し
たがって他方のレーザ共振器の端子間電圧との差をとる
ことによってトラッキングずれの方向およびずれ量の検
出を行なう。
The tracking error signal is generated when the laser beam (2) for reading the HF signal deviates from the center of the recording signal track (18>), the other laser beams also deviate at the same time, and the laser beams (3a) (3b)
), the laser light in the opposite direction to the shifted direction is applied to the recording signal track (18) to a large extent, so the amount of returned light becomes small and the voltage between the terminals of the laser resonator increases. Conversely, since the amount of the other laser beam applied to the recording signal track (18) decreases, the voltage across the terminals of that laser resonator decreases. Therefore, the direction and amount of tracking deviation are detected by taking the difference between the voltage between the terminals of the other laser resonator.

本実施例装置におけるフォーカスエラー信号の検出方向
を第3図および第4図を参照して説明する。第3図(a
)はHF信号読み取り用のレーザ光(2)の焦点がディ
スクの信号記録面(13’)上にある正常状態を示す。
The detection direction of the focus error signal in the apparatus of this embodiment will be explained with reference to FIGS. 3 and 4. Figure 3 (a
) shows a normal state in which the focus of the laser beam (2) for reading the HF signal is on the signal recording surface (13') of the disk.

このときフォーカスエラー信号読み取り用のレーザ光(
4a)(4b)の焦点は信号記録面(13’)上に一致
せず、その反射光の実質的な発散起点は点(19)およ
び点(20)の位置に存在する。斯る状態において、各
レーザチップ(1a)(1b)(1c)に帰還するレー
ザ光の様子を第4図(a)に示す。即ち、レーザ光(2
)の収束点はその発光点(6b)に一致するが、レーザ
光(4a)(4b)の収束点はその発光点(6a)(6
c)からずれることとなる。但し、このレーザチップ(
1a)に帰還するレーザ光(4a)の収束点から発光点
(6a)までのずれ量とレーザチップ(1C)に帰還す
るレーザ光(4b)の収束点から発光点(6C)までの
ずれ量が等しくなるため、各レーザチップ(la)(l
c)に帰還するレーザ光(4a)(4b)の光密度、即
ち実質的な戻り先車も等しくなり、したがって、各レー
ザチップ(] a)(1c)の端子間電圧も等しくなる
At this time, the laser beam (
The focal points of 4a and 4b do not coincide with the signal recording surface (13'), and the substantial divergence starting points of the reflected light exist at the positions of points (19) and (20). FIG. 4(a) shows how the laser light returns to each laser chip (1a), (1b), and (1c) in such a state. That is, laser light (2
) coincides with its emission point (6b), but the convergence point of laser beams (4a) (4b) coincides with its emission point (6a) (6b).
c). However, this laser chip (
Amount of deviation from the convergence point of the laser beam (4a) returning to 1a) to the emission point (6a) and an amount of deviation from the convergence point of the laser beam (4b) returning to the laser chip (1C) to the emission point (6C) are equal, so each laser chip (la) (l
The optical densities of the laser beams (4a) and (4b) that return to the laser beams (4a) and (4b) that return to the laser beams (4a) and (4b), that is, the actual return destination cars, are also equal, and therefore the voltages between the terminals of each laser chip (]a) and (1c) are also equal.

第3図(b)にHF信号読み取り用レーザ光(2)の焦
点が信号記録面(13’)より近い位置にあるフォーカ
スエラー状態を示す。この時、図に示す如く、レーザ光
(4a)の発散起点(19)は同図(a)の正常状態よ
りも信号記録面(13’)に近づくと共にレーザ光(4
b)の発散起点(20)はさらに遠ざかる。斯る状態に
おける各レーザチップ(1a)(1b)(1c)に帰還
するレーザ光の様子を第4図(b)に示す。即ち、レー
ザ光(4a)の収束点がその発光点(6a)に近づくた
め、光密度が増加、即ち実質的な戻り光量が増加し、レ
ーザチップ(1a)の端子間電圧が減少する。一方、レ
ーザ光(4b)の収束点はその発光点(6C)からさら
にずれるため、レーザチップ(1C)の端子間電圧は増
加する。
FIG. 3(b) shows a focus error state in which the focus of the HF signal reading laser beam (2) is closer to the signal recording surface (13'). At this time, as shown in the figure, the divergence point (19) of the laser beam (4a) is closer to the signal recording surface (13') than in the normal state shown in (a), and the laser beam (4a)
The divergence origin (20) in b) moves further away. FIG. 4(b) shows the state of the laser light returning to each laser chip (1a), (1b), and (1c) in such a state. That is, since the convergence point of the laser beam (4a) approaches its light emitting point (6a), the optical density increases, that is, the substantial amount of returned light increases, and the voltage across the terminals of the laser chip (1a) decreases. On the other hand, since the convergence point of the laser beam (4b) is further shifted from its light emitting point (6C), the voltage between the terminals of the laser chip (1C) increases.

第3図(c)にHF信号読み取り用にレーザ光(2)の
焦点が信号記録面(13’)より遠し)位置にあるフォ
ーカスエラー状態を示す。この時、レーザ光(4a)の
発散起点(19)は同図(a)の正常状態よりも信号記
録面(13’)から遠ざかると共にレーザ光(4b)の
発散起点(20)は近づく。斯る状態における各レーザ
チップ(1bン(1b)(] c)に帰還するレーザ光
の様子を第4図(C)に示す。
FIG. 3(c) shows a focus error state in which the focal point of the laser beam (2) for reading the HF signal is located at a position far from the signal recording surface (13'). At this time, the divergence starting point (19) of the laser beam (4a) is farther away from the signal recording surface (13') than in the normal state shown in FIG. FIG. 4(C) shows the state of the laser light returning to each laser chip (1b, 1c) in such a state.

即ち、レーザ光(4a)の収束点がその発光点(6a)
からさらにずれるため、レーザチ・ソプ(1a)の端子
間電圧が増加し、レーザ光(4b)の収束点がその発光
点(6C)に近づくこととなりレーザ1 2 チップ(1C)の端子間電圧が減少する。
That is, the convergence point of the laser beam (4a) is its emission point (6a).
As the voltage between the terminals of the laser chip (1a) increases, the convergence point of the laser beam (4b) approaches its light emitting point (6C), and the voltage between the terminals of the laser chip (1C) increases. Decrease.

以上より、本実施例装置において、レーザチップ(1a
)の端子間電圧とレーザチップ(IC)の端子間電圧の
差をとることにより、その符号から焦点ずれの方向が検
出できる。また、焦点調整はその電圧差の値がOとなる
ように行なえばよい。
From the above, in the device of this embodiment, the laser chip (1a
) By taking the difference between the terminal voltage of the laser chip (IC) and the terminal voltage of the laser chip (IC), the direction of the defocus can be detected from the sign thereof. Further, focus adjustment may be performed so that the value of the voltage difference becomes O.

第5図に本実施例装置を用いた光デイスクピックアップ
の一例を示す。レーザチップ(la)(1b)(lc)
はパッケージ(10)内に密封されると共にパッケージ
(10)はフレーム(17)に固定され、紙面上方向に
各レーザ光を出射する。(便宜上、5本のレーザ光1本
のレーザ光(11)として図示している)。レーザ光(
11)は、レンズホルダ(14)に固定された集光レン
ズ(12)を通って光ディスク(13)の信号記録面(
13’)上に集光される。斯る集光レンズ(12)には
軽量で球面収差の小さい非球面プラスチックレンズ(オ
プトロニクス社発行「わかりやすい光ディスク」72〜
84頁参/jα)が用いられる。信号記録面(13’)
で反射されたレーザ光は再びそれぞれの半導体レーザ共
振器内に帰還される。これによる各端子電圧の変化分を
同図に示すように簡単な演算を行うことによって、HF
信号(HF)、トラッキングエラー信号(TEン及び)
オーカスエラー信号(EF)がそれぞれ独立に得られる
。トラッキングサーボ及びフォーカスサーボの駆動方式
は、集光レンズ(12)を駆動するのみでよく、現在実
用化されている光ピツクアップで最も多く採用されてい
る電磁コイル(15)と永久磁石(16)の組合わせを
そのまま採用することができる。
FIG. 5 shows an example of an optical disk pickup using the device of this embodiment. Laser chip (la) (1b) (lc)
is sealed in a package (10), and the package (10) is fixed to a frame (17), and emits each laser beam upward in the plane of the paper. (For convenience, five laser beams are illustrated as one laser beam (11)). Laser light (
11) passes through a condensing lens (12) fixed to a lens holder (14) to generate a signal recording surface (11) of an optical disc (13).
13'). Such a condensing lens (12) is a lightweight aspherical plastic lens with small spherical aberration ("Easy to Understand Optical Disc" published by Optronics, 72~
See page 84/jα) is used. Signal recording surface (13')
The laser light reflected by the laser beam is fed back into each semiconductor laser resonator. By performing simple calculations on the changes in each terminal voltage due to this as shown in the figure, the HF
signal (HF), tracking error signal (TE and)
Orcus error signals (EF) are obtained independently. The driving method for the tracking servo and focus servo is to simply drive the condenser lens (12). The combination can be adopted as is.

第1図(b)及び(c)に夫々本発明の他の実施例を示
す。夫々同図(a)と同じものには同番号を付している
Other embodiments of the present invention are shown in FIGS. 1(b) and 1(c), respectively. Components that are the same as those in FIG. 3A are given the same numbers.

第1図(b)に示す実施例では、5個のレーザ共振器(
5)・・・を1つのレーザチップ(1d)にモノリシッ
ク形威し、その一方の共振器端面を、中央の3個のレー
ザ共振器(5)・・・の発光点(6b)に対して両端の
レーザ共振器(5)(5)の発光点(6a)(6C)が
レーザ光の光軸方向にそって互いに逆方向にずれるよう
にエツチング形成している。このエツチングによる端面
形成は、レーザチップ(1d)全体に対して行ってもよ
いが、各レーザ共振器(5)・・・の活性層を含む浅い
層のみの形成であってもよい。また斯る実施例では各レ
ーザ共振器(5)・・・の共振器長が夫々異なるが、こ
れによって各検出信号が変化することはない。
In the embodiment shown in FIG. 1(b), five laser resonators (
5) Apply monolithically to one laser chip (1d), and connect one of the resonator end faces to the light emitting points (6b) of the three central laser resonators (5). The light emitting points (6a) (6C) of the laser resonators (5) (5) at both ends are etched so as to be shifted in opposite directions along the optical axis direction of the laser beam. This end face formation by etching may be performed on the entire laser chip (1d), but may also be performed on only a shallow layer including the active layer of each laser resonator (5). Further, in this embodiment, although the resonator lengths of the laser resonators (5) are different from each other, each detection signal does not change due to this.

次に第1図(c)に示す実施例では、5個のレーザ共振
器(5)・・・を1つのレーザチップ(1e)にモノリ
シック形成しており、各レーザ共振器(5)・・・の光
軸上に、右端、中央(3本)、左端のレーザ共振器毎に
厚さの異なる透明板(8)を配置している。斯る透明板
(8)の厚さの違いによって、透明板(8)を透過した
レーザ光の広がり幅が異なるため、各レーザ共振器(5
)・・・の実質的な発光点(9a)(9b)(9c)の
光軸方向の位置が異なることとなる。
Next, in the embodiment shown in FIG. 1(c), five laser resonators (5)... are monolithically formed on one laser chip (1e), and each laser resonator (5)... Transparent plates (8) with different thicknesses are arranged on the optical axis of the right end, center (three), and left end laser resonators. The spread width of the laser light transmitted through the transparent plate (8) varies depending on the thickness of the transparent plate (8).
)..., the actual positions of the light emitting points (9a), (9b), and (9c) in the optical axis direction are different.

本実施例では5個のレーザ共振器(5)・・・の1つの
レーザチップ(1e)に集積したモノシリツク構造を採
用したが、本実施例の構成において5個のレーザ共振器
をハイブリッドに集積したものを用いても同様な効果が
得られることは勿論である。
In this example, a monolithic structure was adopted in which five laser resonators (5) were integrated into one laser chip (1e), but in the configuration of this example, five laser resonators were integrated into a hybrid. Of course, the same effect can be obtained by using the same.

また透明板(8)も本実施例の如く一体のものを用いる
ものに限らず、厚さの異なる別体の透明板を各レーザ共
振器毎に配置しても良い。
Further, the transparent plate (8) is not limited to the integral one as in this embodiment, and separate transparent plates with different thicknesses may be arranged for each laser resonator.

以上の各実施例においては、各信号を各レーザ共振器(
5)・・・の端子間電圧の変換によって読み取る場合を
示したが、各レーザ共振器(5)・・・の後方、即ち他
方に向うレーザ光を、半導体レーザ装置に通常用いられ
る出力モニタ用の受光素子(図示せず)で受光し、その
出力変化を読み取ることによって各信号の検出を行って
も良い。但し、この場合、各受光素子に入射するレーザ
光のクロストークを防止するため、レーザ共振器と受光
素子の間に各レーザ光を分離する光アイソレータを設け
る必要がある。
In each of the above embodiments, each signal is transmitted to each laser resonator (
5) Although the case where reading is performed by converting the voltage between the terminals of... is shown, the laser light directed to the rear of each laser resonator (5)... Each signal may be detected by receiving the light with a light receiving element (not shown) and reading the change in its output. However, in this case, in order to prevent crosstalk between the laser beams incident on each light receiving element, it is necessary to provide an optical isolator between the laser resonator and the light receiving element to separate each laser beam.

以上の実施例では本発明を光ディスクのピックアップに
用いる場合を示したが、本実施例におけるフォーカシン
グの原理を利用して、物体の微小変位を検出するセンサ
が実現できる。即ち、例えば第1図(a)に示す装置に
おいて、レーザチップ5 6 (Ia)(Ic)から得られる7オ一カスエラー信号が
そのまま変位信号として用いられ、これから物体のレー
ザ光軸に沿った変位方向と変位量が検出できる。
Although the above embodiment shows the case where the present invention is used for picking up an optical disk, the principle of focusing in this embodiment can be used to realize a sensor that detects minute displacement of an object. That is, for example, in the apparatus shown in FIG. 1(a), the seven-occasion error signals obtained from the laser chips 56 (Ia) (Ic) are used as they are as displacement signals, and are used to calculate the displacement of the object along the laser optical axis. Direction and displacement can be detected.

斯る物体の変位のみを検出するセンサに用いる半導体レ
ーザ装置としては第1図(a)の半導体レーザ装置にお
いてレーザチップ(1b)を省略したもの、即ち第6図
に示す如くレーザチップ(1a)(lc)のみで構成し
たもので良い。この場合、物体の変位方向及び変位量は
、レーザチップ(1a)(1c)の各発光点(6a)(
6C)の中間位置を基準位置として、この基準位置がら
のずれとなる。
A semiconductor laser device used as a sensor for detecting only the displacement of an object is the semiconductor laser device shown in FIG. 1(a) with the laser chip (1b) omitted, that is, the laser chip (1a) as shown in FIG. (lc) may be used. In this case, the direction and amount of displacement of the object are determined by the respective light emitting points (6a) (
The intermediate position of 6C) is set as the reference position, and the deviation from this reference position is obtained.

また、第7図に斯る半導体レーザ装置を用いた物体の変
位検出センサを示す。第6図に示したレーザチップ(l
a)(lc)はパッケージ(10)内に密封されると共
に、パッケージ(10)はフレーム(17)に固定され
る。斯るセンサにおいては物体(28)の変位を検出す
るのみでよいので、第5図に示すピックアップの、よう
にレーザ光(11)の焦点を移動させる必要はなく、従
って集光レンズ(12)はフレーム(17)に固定され
る。
Further, FIG. 7 shows a sensor for detecting displacement of an object using such a semiconductor laser device. The laser chip (l) shown in Figure 6
a) (lc) is sealed within the package (10) and the package (10) is fixed to the frame (17). Since such a sensor only needs to detect the displacement of the object (28), there is no need to move the focus of the laser beam (11) as in the pickup shown in FIG. is fixed to the frame (17).

(ト)発明の効果 本発明によれば、少なくとも3個の発光点のうちの2個
の発光点の位置をレーザ光の光軸方向へ、他の少なくと
も1個の発光点に対して互いに逆方向にずらすことによ
って、光学部品が少なく、フォーカスエラー信号及びト
ラッキングエラー信号の極性を得ることができる光ピツ
クアップが実現可能である。さらに、本発明装置ではフ
ォーカスサーボのための可動部分が集光用レンズのみで
あるため軽く、対振動特性に優れる。
(G) Effects of the Invention According to the present invention, the positions of two of the at least three light emitting points are moved in the optical axis direction of the laser beam, and the positions of the two light emitting points are opposite to each other with respect to at least one other light emitting point. By shifting in the direction, it is possible to realize an optical pickup that requires fewer optical components and can obtain the polarity of the focus error signal and the tracking error signal. Furthermore, in the device of the present invention, since the only movable part for focus servo is the condensing lens, it is light and has excellent anti-vibration characteristics.

又、本発明によれば2個の発光点をレーザ光の光軸方向
にずらすことによって、物体の微小変位を検出するセン
サが実現できる。
Furthermore, according to the present invention, by shifting the two light emitting points in the optical axis direction of the laser beam, a sensor that detects minute displacements of an object can be realized.

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

第1図(a)乃至(c)は夫々本発明装置の実施例を示
す要部平面図、第2図は本実施例装置における光デイス
ク上での各レーザ光の配置を示す模式図、第3図及び第
4図は本実施例装置においてフォーカスエラーの検出方
法を説明するための要部拡大図、第5図は本発明装置を
光ディスクのピックアップに用いたときの一例を示す模
式図、第6図は本発明の他の実施例を示す平面図、第7
図は第6・図の実施例装置を用いた変位検出センサを示
す概略図、第8図は従来装置を示す模式図、第9図は戻
り光によるレーザチップの端子間電圧の変化を示す特性
図、第10図は光デイスク上のピットの有無によって得
られる信号の変化を示す特性図である。
1(a) to 1(c) are plan views of main parts showing embodiments of the device of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram showing the arrangement of each laser beam on an optical disk in the device of the present invention, and FIG. 3 and 4 are enlarged views of essential parts for explaining the focus error detection method in the device of this embodiment, and FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of when the device of the present invention is used to pick up an optical disc. 6 is a plan view showing another embodiment of the present invention;
The figure is a schematic diagram showing a displacement detection sensor using the embodiment device shown in Figure 6, Figure 8 is a schematic diagram showing a conventional device, and Figure 9 is a characteristic showing the change in voltage across the terminals of the laser chip due to returned light. 10 are characteristic diagrams showing changes in signals obtained depending on the presence or absence of pits on the optical disc.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)複数の発光点を有し、各発光点から同一方向にレ
ーザ光を出射する半導体レーザ装置において、上記発光
点のうち2個は、上記レーザ光の光軸に沿って互いに逆
方向にずれて配されていることを特徴とする半導体レー
ザ装置。
(1) In a semiconductor laser device that has a plurality of light emitting points and emits laser light in the same direction from each light emitting point, two of the light emitting points are arranged in opposite directions along the optical axis of the laser light. A semiconductor laser device characterized by being arranged in a staggered manner.
JP25026989A 1989-05-18 1989-09-26 Semiconductor laser device Pending JPH0372688A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1-124905 1989-05-18
JP12490589 1989-05-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0372688A true JPH0372688A (en) 1991-03-27

Family

ID=14897015

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25026989A Pending JPH0372688A (en) 1989-05-18 1989-09-26 Semiconductor laser device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0372688A (en)

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