JPH05242515A - 光学ヘッド - Google Patents
光学ヘッドInfo
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- JPH05242515A JPH05242515A JP3068574A JP6857491A JPH05242515A JP H05242515 A JPH05242515 A JP H05242515A JP 3068574 A JP3068574 A JP 3068574A JP 6857491 A JP6857491 A JP 6857491A JP H05242515 A JPH05242515 A JP H05242515A
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- Japan
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- light
- grating
- waveguide
- optical
- transparent substrate
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Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Optical Head (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は小型でかつ作製が容易に実現し得るこ
とを主要な目的とする。 【構成】導波路が形成された透明基板と、レ−ザ光源か
らのレ−ザ光を分離する光分離手段と、前記光分離手段
を通過したレ−ザ光を前記導波路に導く円形またはスパ
イラル状第１グレ−ティングと、前記導波路に導かれた
レ−ザ光を放射させる複数に分割された円形またはスパ
イラル状第２グレ−ティングと、前記第２グレ−ティン
グより放射される光の一部を、分割された放射光の偏光
方向が一様に沿うように分割された放射光に対して適切
な角度で光学軸が設定された１／２波長板と、戻り光を
受光する光検知手段とを具備する光学ヘッド。
とを主要な目的とする。 【構成】導波路が形成された透明基板と、レ−ザ光源か
らのレ−ザ光を分離する光分離手段と、前記光分離手段
を通過したレ−ザ光を前記導波路に導く円形またはスパ
イラル状第１グレ−ティングと、前記導波路に導かれた
レ−ザ光を放射させる複数に分割された円形またはスパ
イラル状第２グレ−ティングと、前記第２グレ−ティン
グより放射される光の一部を、分割された放射光の偏光
方向が一様に沿うように分割された放射光に対して適切
な角度で光学軸が設定された１／２波長板と、戻り光を
受光する光検知手段とを具備する光学ヘッド。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光学ヘッドの改良に関
する。
する。
【０００２】
【従来の技術】図16は、従来の導波型光ピックアップを
示す（従来技術１；「光集積ディスクピックアップヘッ
ド」、オプトロニクス(1989)Ｎo.2 ，p150）。図におい
て、61はＳｉ基板、62はＳｉ基板61と導波路63間に形成
されたバッファ層、64は光ディスク、65はフォ−カシン
ググレ−ティングカプラ（集光用回折格子；ＦＧＣ）、
66はグレ−ティングビ−ムスプリッタ−、67はフォトダ
イオ−ド、68はレ−ザダイオ−ドである。こうした構成
の光ピックアップでは、レ−ザダイオ−ド68から発した
レ−ザ光は、導波路63を伝搬してグレ−ティングビ−ム
スプリッタ66を通り、ＦＧＣ65において回折されて外部
の光ディスク64に集光される。次に、光ディスク64で反
射されたレ−ザ光はＦＧＣ65に入射し、グレ−ティング
ビ−ムスプリッタ66に至り、その光路を変更されてフォ
トダイオ−ド67に至る。
示す（従来技術１；「光集積ディスクピックアップヘッ
ド」、オプトロニクス(1989)Ｎo.2 ，p150）。図におい
て、61はＳｉ基板、62はＳｉ基板61と導波路63間に形成
されたバッファ層、64は光ディスク、65はフォ−カシン
ググレ−ティングカプラ（集光用回折格子；ＦＧＣ）、
66はグレ−ティングビ−ムスプリッタ−、67はフォトダ
イオ−ド、68はレ−ザダイオ−ドである。こうした構成
の光ピックアップでは、レ−ザダイオ−ド68から発した
レ−ザ光は、導波路63を伝搬してグレ−ティングビ−ム
スプリッタ66を通り、ＦＧＣ65において回折されて外部
の光ディスク64に集光される。次に、光ディスク64で反
射されたレ−ザ光はＦＧＣ65に入射し、グレ−ティング
ビ−ムスプリッタ66に至り、その光路を変更されてフォ
トダイオ−ド67に至る。
【０００３】図17は、光学ヘッド装置の概略図を示す
（従来技術２；特願平1-508307号）。図中の１は、Ｓｉ
基板である。この基板１上には低屈折率の透明層２が形
成され、その上に抗屈折率の透明層３（３ａ，３ｂ）が
形成されている。前記透明層３ａ，３ｂの表面には、中
心軸Ｌに対して同心円もしくはスパイラル状のグレ−テ
ィングカプラ４ａ，４ｂが形成されている。前記透明層
３ａの表面には低屈折率槽の透明層５ａを挟んで高屈折
率の透明層３ｃが形成され、透明層３ｃは透明層３ｂと
そのグレ−ティングカプラ４ｂの内周側に面した領域で
接する。透明層３ｃの表面には中心軸Ｌに対して同心円
もしくはスパイラル状のグレ−ティングカプラ４ｃが中
心軸Ｌに同心した円形の領域上に形成されている。透明
層３ｂの表面にはグレ−ティングカプラ４ｂの領域を覆
う形で低屈折率の透明槽５ｂが形成されており、透明層
５ｂの屈折率は透明層５ａに等しい。前記透明層３ａ，
３ｂ間の断絶部に相当する位置には光検出器６ａ，６ｂ
が形成され、それらの光検出器を覆う形で透明層５内に
反射膜７が形成されている。なお、図中の８は半導体レ
−ザ、９は集光レンズ、10ａ，10ｂは偏光子、11，13，
14，17a ，17ｂは光、12は導波光、16は反射面、18a,18
b は導波光を示す。
（従来技術２；特願平1-508307号）。図中の１は、Ｓｉ
基板である。この基板１上には低屈折率の透明層２が形
成され、その上に抗屈折率の透明層３（３ａ，３ｂ）が
形成されている。前記透明層３ａ，３ｂの表面には、中
心軸Ｌに対して同心円もしくはスパイラル状のグレ−テ
ィングカプラ４ａ，４ｂが形成されている。前記透明層
３ａの表面には低屈折率槽の透明層５ａを挟んで高屈折
率の透明層３ｃが形成され、透明層３ｃは透明層３ｂと
そのグレ−ティングカプラ４ｂの内周側に面した領域で
接する。透明層３ｃの表面には中心軸Ｌに対して同心円
もしくはスパイラル状のグレ−ティングカプラ４ｃが中
心軸Ｌに同心した円形の領域上に形成されている。透明
層３ｂの表面にはグレ−ティングカプラ４ｂの領域を覆
う形で低屈折率の透明槽５ｂが形成されており、透明層
５ｂの屈折率は透明層５ａに等しい。前記透明層３ａ，
３ｂ間の断絶部に相当する位置には光検出器６ａ，６ｂ
が形成され、それらの光検出器を覆う形で透明層５内に
反射膜７が形成されている。なお、図中の８は半導体レ
−ザ、９は集光レンズ、10ａ，10ｂは偏光子、11，13，
14，17a ，17ｂは光、12は導波光、16は反射面、18a,18
b は導波光を示す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術１によれば、以下に述べる問題点を有する。 (1) レ−ザダイオ−ド（ＬＤ）68と導波層63を直接端面
結合しているため、非常に光の利用効率が低い。つま
り、ほとんどの光は導波せずに散乱で逃げてしまう。
術１によれば、以下に述べる問題点を有する。 (1) レ−ザダイオ−ド（ＬＤ）68と導波層63を直接端面
結合しているため、非常に光の利用効率が低い。つま
り、ほとんどの光は導波せずに散乱で逃げてしまう。
【０００５】(2) ＦＧＣ65の開口から放射される光の強
度分布が手前（ＬＤ68に近い側）が一番強く、その後指
数関数的に減少しているような分布をもつため、集光ス
ポットの強度分布が円形にならなかったり、偏ったサイ
ドロ−ブガ出る。
度分布が手前（ＬＤ68に近い側）が一番強く、その後指
数関数的に減少しているような分布をもつため、集光ス
ポットの強度分布が円形にならなかったり、偏ったサイ
ドロ−ブガ出る。
【０００６】(3) 導波層自体は薄いが、ＦＧＣ65から光
を出射させる時、導波層基板から垂直に出射させること
は大きな効率低下を招くため、１５度程度傾いている、
このため、実際は薄型のメリットがいかされていない。
を出射させる時、導波層基板から垂直に出射させること
は大きな効率低下を招くため、１５度程度傾いている、
このため、実際は薄型のメリットがいかされていない。
【０００７】そこで、上記従来技術２は、上記問題点
(1) 〜(3) を改善し、かつ偏光方向がバラバラなことに
よる集光性の悪さの改善を目的としている。しかし、従
来技術２によれば、円周奉公を向いている偏光奉公を一
方向にそろえるための液晶や波長板は現在の技術では作
成が困難である。また、仮に実現できたとしても、相当
高額な部品となり光学ヘッドそのものの価格が高くな
る。このように、現在、安価で円周の接線方向または半
径方向に沿った偏光を一方向に揃える偏光素子は存在し
ない。また、従来技術２によれば、このような多層の導
波路構造で、かつ導波路内にＰＤを形成した透明基板は
作成が難しく、しかも作製に要する工程は複雑多岐にわ
たりとても量産性は望めない。本発明は上記事情を鑑み
てなされたもので、小型で、かつ作製が容易に実現し得
る光学ヘッドを提供することを目的とする。
(1) 〜(3) を改善し、かつ偏光方向がバラバラなことに
よる集光性の悪さの改善を目的としている。しかし、従
来技術２によれば、円周奉公を向いている偏光奉公を一
方向にそろえるための液晶や波長板は現在の技術では作
成が困難である。また、仮に実現できたとしても、相当
高額な部品となり光学ヘッドそのものの価格が高くな
る。このように、現在、安価で円周の接線方向または半
径方向に沿った偏光を一方向に揃える偏光素子は存在し
ない。また、従来技術２によれば、このような多層の導
波路構造で、かつ導波路内にＰＤを形成した透明基板は
作成が難しく、しかも作製に要する工程は複雑多岐にわ
たりとても量産性は望めない。本発明は上記事情を鑑み
てなされたもので、小型で、かつ作製が容易に実現し得
る光学ヘッドを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本願第１の発明は、一主
面に導波路が形成された透明基板と、レ−ザ光源からの
レ−ザ光を分離する光分離手段と、前記透明基板上に形
成され、前記光分離手段を通過したレ−ザ光を前記導波
路に導く円形またはスパイラル状第１グレ−ティング
と、前記透明基板上に形成され、前記導波路に導かれた
レ−ザ光を放射させる分割された円形またはスパイラル
状第２グレ−ティングと、前記グレ−ティングより放射
される光の一部を、分割された放射光の偏光方向が一様
に沿うように分割された放射光に対して適切な角度で光
学軸が設定された１／２波長板と、光を情報記録用ディ
スクの記録面で反射させた後，前記第２グレ−ティン
グ，導波路，第１グレ−ティング，光分離手段を経た戻
り光を受光する光検知手段とを具備することを特徴とす
る光学ヘッドである。
面に導波路が形成された透明基板と、レ−ザ光源からの
レ−ザ光を分離する光分離手段と、前記透明基板上に形
成され、前記光分離手段を通過したレ−ザ光を前記導波
路に導く円形またはスパイラル状第１グレ−ティング
と、前記透明基板上に形成され、前記導波路に導かれた
レ−ザ光を放射させる分割された円形またはスパイラル
状第２グレ−ティングと、前記グレ−ティングより放射
される光の一部を、分割された放射光の偏光方向が一様
に沿うように分割された放射光に対して適切な角度で光
学軸が設定された１／２波長板と、光を情報記録用ディ
スクの記録面で反射させた後，前記第２グレ−ティン
グ，導波路，第１グレ−ティング，光分離手段を経た戻
り光を受光する光検知手段とを具備することを特徴とす
る光学ヘッドである。
【０００９】本願第２の発明は、一主面に導波路が形成
された透明基板と、レ−ザ光源からのレ−ザ光を分離す
る光分離手段と、前記透明基板上に形成され、前記光分
離手段を通過したレ−ザ光を前記導波路に導く円形また
はスパイラル状第１グレ−ティングと、前記透明基板上
に形成され、前記導波路に導かれたレ−ザ光を放射させ
る円形またはスパイラル状第２グレ−ティングと、前記
第２グレ−ティングの上方に配置され、放射後のレ−ザ
光を分割させるマスクと、第２前記グレ−ティングより
放射される光の一部を、分割された放射光の偏光方向が
一様に沿うように分割された放射光に対して適切な角度
で光学軸が設定された１／２波長板と、光を情報記録用
ディスクの記録面で反射させた後，前記第２グレ−ティ
ング，導波路，第１グレ−ティング，光分離手段を経た
戻り光を受光する光検知手段とを具備することを特徴と
する光学ヘッド。図１及び図２は本発明に係る光学ヘッ
ドの原理図を示し、図１は正面図、図２は斜視図であ
る。
された透明基板と、レ−ザ光源からのレ−ザ光を分離す
る光分離手段と、前記透明基板上に形成され、前記光分
離手段を通過したレ−ザ光を前記導波路に導く円形また
はスパイラル状第１グレ−ティングと、前記透明基板上
に形成され、前記導波路に導かれたレ−ザ光を放射させ
る円形またはスパイラル状第２グレ−ティングと、前記
第２グレ−ティングの上方に配置され、放射後のレ−ザ
光を分割させるマスクと、第２前記グレ−ティングより
放射される光の一部を、分割された放射光の偏光方向が
一様に沿うように分割された放射光に対して適切な角度
で光学軸が設定された１／２波長板と、光を情報記録用
ディスクの記録面で反射させた後，前記第２グレ−ティ
ング，導波路，第１グレ−ティング，光分離手段を経た
戻り光を受光する光検知手段とを具備することを特徴と
する光学ヘッド。図１及び図２は本発明に係る光学ヘッ
ドの原理図を示し、図１は正面図、図２は斜視図であ
る。
【００１０】図１，２に示すように、レ−ザダイオ−ド
（ＬＤ）20から出た光を１／４波長板21を通して円偏光
とする。この先を円形に形成した第１グレ−ティング22
により、透明基板23上の導波路24内に導波し、外側の円
形状第２グレ−ティングにより放射集光する。本発明で
は、この集光用第２グレ−ティングを複数に分割して集
光グレ−ティングカプラ（ＦＧＣ）25ａ，25ｂ，25ｃ，
25ｄとする。そして、そのうちいくつかのゾ−ン（例え
ば、ＦＧＣ25ａ，25ｃ）から放射される偏光の中心的な
偏光方向に光学軸を合わせるように１／２λ板26を設置
する。
（ＬＤ）20から出た光を１／４波長板21を通して円偏光
とする。この先を円形に形成した第１グレ−ティング22
により、透明基板23上の導波路24内に導波し、外側の円
形状第２グレ−ティングにより放射集光する。本発明で
は、この集光用第２グレ−ティングを複数に分割して集
光グレ−ティングカプラ（ＦＧＣ）25ａ，25ｂ，25ｃ，
25ｄとする。そして、そのうちいくつかのゾ−ン（例え
ば、ＦＧＣ25ａ，25ｃ）から放射される偏光の中心的な
偏光方向に光学軸を合わせるように１／２λ板26を設置
する。
【００１１】図３（Ａ），（Ｂ）は前記ＦＧＣを真上よ
り見た図で、各々のＦＧＣにより放射される光の偏光方
向はＦＧＣの方向、即ち円周の接線方向になる。図３
（Ａ）中の角度θは小さければ小さい程、そのゾ−ン内
の偏光方向のバラツキは小さくなる。しかし、余り小さ
くなると、ゾ−ンとゾ−ンの間が大きくなり、光の利用
効率が低下する。従って、この両者のバランスで角度θ
が決まる。
り見た図で、各々のＦＧＣにより放射される光の偏光方
向はＦＧＣの方向、即ち円周の接線方向になる。図３
（Ａ）中の角度θは小さければ小さい程、そのゾ−ン内
の偏光方向のバラツキは小さくなる。しかし、余り小さ
くなると、ゾ−ンとゾ−ンの間が大きくなり、光の利用
効率が低下する。従って、この両者のバランスで角度θ
が決まる。
【００１２】図３（Ｂ）は、こうしたゾ−ンのうち２つ
について１／２λ板26を通した後の偏光状態を表わして
いる。各々の波長板の光学軸は、ゾ−ンの真中でのＦＧ
Ｃに対する接線と４５度の角度をなしており、ＦＧＣか
ら放射された偏光は波長板通過時に９０度回転し、図の
ように全部のゾ−ンで略一様に揃うことになる。
について１／２λ板26を通した後の偏光状態を表わして
いる。各々の波長板の光学軸は、ゾ−ンの真中でのＦＧ
Ｃに対する接線と４５度の角度をなしており、ＦＧＣか
ら放射された偏光は波長板通過時に９０度回転し、図の
ように全部のゾ−ンで略一様に揃うことになる。
【００１３】図４，６は、夫々ド−ナツ型の開口から集
光された光の焦点位置での光強度分布を示す特性図であ
る。なお、図４は図５の直線偏光に対応し分布を、図６
は図７の偏光に対応した分布を示す。その時の偏光の状
態により、強度分布は大きく変化する。直線偏光（図５
参照）や位相のそろった円偏光（図８参照）に比べて偏
光接線方向を向いている場合（図７参照）は、光強度が
１／ｅ2 になる半径が３μｍ以上になり、高密度な光記
録には使えない。なお、図５，図７，図８において、斜
線部分は光がひかっている白い部分を示す。ここで、Ｆ
ＧＣの分割は、光の利用効率を考えればできるだけ多く
することが好ましいが、構造が複雑になるので、分割数
は制限される。
光された光の焦点位置での光強度分布を示す特性図であ
る。なお、図４は図５の直線偏光に対応し分布を、図６
は図７の偏光に対応した分布を示す。その時の偏光の状
態により、強度分布は大きく変化する。直線偏光（図５
参照）や位相のそろった円偏光（図８参照）に比べて偏
光接線方向を向いている場合（図７参照）は、光強度が
１／ｅ2 になる半径が３μｍ以上になり、高密度な光記
録には使えない。なお、図５，図７，図８において、斜
線部分は光がひかっている白い部分を示す。ここで、Ｆ
ＧＣの分割は、光の利用効率を考えればできるだけ多く
することが好ましいが、構造が複雑になるので、分割数
は制限される。
【００１４】本発明において、量産性，コストを考え、
透明基板と導波路の２層構造あるいはクラッド層を入れ
た３層構造とグレ−ティング以外の段差は設けない。ま
た、同じ理由で、フォトディテクタ（ＰＤ）は導波路上
には形成しない。ディスクからの反射光は、後記する実
施例に示すように、逆戻りして中心の円形グレ−ティン
グから放射される。その光をホログラム素子で回折さ
せ、サ−ボ用のフォ−カス，トラッキングエラ−信号及
びＲＦ信号を得ることが本発明を実現させるための一つ
の方法である。前記ホログラム素子は、１次回折光を２
つに分け夫々に非点収差をもたせることにより、フォ−
カスエラ−信号を得る。また、トラッキングエラ−信号
はpush-pull 法を用いる。
透明基板と導波路の２層構造あるいはクラッド層を入れ
た３層構造とグレ−ティング以外の段差は設けない。ま
た、同じ理由で、フォトディテクタ（ＰＤ）は導波路上
には形成しない。ディスクからの反射光は、後記する実
施例に示すように、逆戻りして中心の円形グレ−ティン
グから放射される。その光をホログラム素子で回折さ
せ、サ−ボ用のフォ−カス，トラッキングエラ−信号及
びＲＦ信号を得ることが本発明を実現させるための一つ
の方法である。前記ホログラム素子は、１次回折光を２
つに分け夫々に非点収差をもたせることにより、フォ−
カスエラ−信号を得る。また、トラッキングエラ−信号
はpush-pull 法を用いる。
【００１５】
【作用】本発明において、図９を例にとれば、ＬＤから
出た光はホログラム素子（光分離手段）を通り、１／４
波長板により円偏光となる。それが、透明基板に形成さ
れたＦＧＣに入射，導波光となって基板中央から外側に
拡がるように伝播する。その導波光を９０度の間隔で分
けられた４つのＦＧＣに達して、そこから上方に放射さ
れる。その４のＦＧＣのうち例えば向い合うＦＧＣ上に
偏向方向に対して４５度に光学軸を合わせて１／２波長
板を設置することにより、偏向方向を９０度回転させて
偏向面を揃えた状態にして集光させる。この光は、情報
記録用ディスクの記録面で反射し、逆の光路を戻り、ホ
ログラム素子に到達し、ここで回折を受け、０次光と１
次光にわかれる。このとき、右と左側の１次光の差がpu
sh−pull信号となる。右と左の１次光は各々三分割され
たＰＤで受光されるが、右と左で１次光の非点収差が逆
位相で与えられているので、図10にあるような受光量の
差をとるとフォ−カスエラ−信号が得られる。また、全
部の和をとったものがＲＦ信号となる。
出た光はホログラム素子（光分離手段）を通り、１／４
波長板により円偏光となる。それが、透明基板に形成さ
れたＦＧＣに入射，導波光となって基板中央から外側に
拡がるように伝播する。その導波光を９０度の間隔で分
けられた４つのＦＧＣに達して、そこから上方に放射さ
れる。その４のＦＧＣのうち例えば向い合うＦＧＣ上に
偏向方向に対して４５度に光学軸を合わせて１／２波長
板を設置することにより、偏向方向を９０度回転させて
偏向面を揃えた状態にして集光させる。この光は、情報
記録用ディスクの記録面で反射し、逆の光路を戻り、ホ
ログラム素子に到達し、ここで回折を受け、０次光と１
次光にわかれる。このとき、右と左側の１次光の差がpu
sh−pull信号となる。右と左の１次光は各々三分割され
たＰＤで受光されるが、右と左で１次光の非点収差が逆
位相で与えられているので、図10にあるような受光量の
差をとるとフォ−カスエラ−信号が得られる。また、全
部の和をとったものがＲＦ信号となる。
【００１６】
（実施例１）
【００１７】図９は、本発明の実施例１に係る光学ヘッ
ドの説明図を示す。図中の31は、上部に導波路32を形成
した例えば石英からなる透明基板である。前記導波層32
は、例えばコ−ニング社製7059ガラスをＲＦスパッタ法
を用いて厚さ約０．９μｍに形成した。前記導波路32上
には、図２に示すように４つに分割された集光グレ−テ
ィングカプラ（ＦＧＣ）25ａ，25ｂ，25ｃ，25ｄが形成
されている。ここで、前記ＦＧＣは、窒化シリコン膜を
同じくＲＦスパッタリング法により厚さ２５ｎｍに形成
し、その上からレジストを塗布し、電子ビ−ムによりグ
レ−ティングのパタ−ンを描画し、エッチングすること
により形成する。前記透明基板31の下部には、１／４波
長板33が配置されている。前記ＦＧＣのうち例えばＦＧ
Ｃ25ａ，25ｃの真上には、ＦＧＣ25ａ，25ｃから放射さ
れる偏光の中心的な偏光方向に光学軸を合わせるように
１／２波長板34，35が設置されている。前記１／４波長
板33の真下には、光を分離するホログラム素子（光分離
手段）36が配置されている。また、前記ホログラム素子
の近くには、前記ホログラム素子36からの光を受光する
光検知器（フォトダイオ−ド；ＰＤ）37，38が配置され
ている。なお、図中の39は情報記録用ディスク、40はレ
−ザダイオ−ド（ＬＤ）を示す。
ドの説明図を示す。図中の31は、上部に導波路32を形成
した例えば石英からなる透明基板である。前記導波層32
は、例えばコ−ニング社製7059ガラスをＲＦスパッタ法
を用いて厚さ約０．９μｍに形成した。前記導波路32上
には、図２に示すように４つに分割された集光グレ−テ
ィングカプラ（ＦＧＣ）25ａ，25ｂ，25ｃ，25ｄが形成
されている。ここで、前記ＦＧＣは、窒化シリコン膜を
同じくＲＦスパッタリング法により厚さ２５ｎｍに形成
し、その上からレジストを塗布し、電子ビ−ムによりグ
レ−ティングのパタ−ンを描画し、エッチングすること
により形成する。前記透明基板31の下部には、１／４波
長板33が配置されている。前記ＦＧＣのうち例えばＦＧ
Ｃ25ａ，25ｃの真上には、ＦＧＣ25ａ，25ｃから放射さ
れる偏光の中心的な偏光方向に光学軸を合わせるように
１／２波長板34，35が設置されている。前記１／４波長
板33の真下には、光を分離するホログラム素子（光分離
手段）36が配置されている。また、前記ホログラム素子
の近くには、前記ホログラム素子36からの光を受光する
光検知器（フォトダイオ−ド；ＰＤ）37，38が配置され
ている。なお、図中の39は情報記録用ディスク、40はレ
−ザダイオ−ド（ＬＤ）を示す。
【００１８】こうした構成の光学ヘッドの作用は、以下
に述べる通りである。ＬＤ39から出た光はホログラム素
子36を通り、１／４波長板33により円偏光となる。それ
が、透明基板31に形成されたＦＧＣに入射，導波光とな
って基板中央から外側に拡がるように伝播する。その導
波光を９０度の間隔で分けられた４つのＦＧＣ25ａ，25
ｂ，25ｃ，25ｄに達して、そこから上方に放射される。
その４のＦＧＣのうち例えば向い合うＦＧＣ25ａ，25ｃ
上に偏向方向に対して４５度に光学軸を合わせて１／２
波長板34，35を設置することにより、偏向方向を９０度
回転させて偏向面を揃えた状態にして集光させる。この
光は、情報記録用ディスク39の記録面で反射し、逆の光
路を戻り、ホログラム素子36に到達し、ここで回折を受
け、０次光と１次光にわかれる。このとき、右と左側の
１次光の差がpush-pull 信号となる。右と左の１次光は
各々三分割されたＰＤ37で受光されるが、右と左で１次
光の非点収差が逆位相で与えられているので、図10にあ
るような受光量の差をとるとフォ−カスエラ−信号が得
られる。また、全部の和をとったものがＲＦ信号とな
る。
に述べる通りである。ＬＤ39から出た光はホログラム素
子36を通り、１／４波長板33により円偏光となる。それ
が、透明基板31に形成されたＦＧＣに入射，導波光とな
って基板中央から外側に拡がるように伝播する。その導
波光を９０度の間隔で分けられた４つのＦＧＣ25ａ，25
ｂ，25ｃ，25ｄに達して、そこから上方に放射される。
その４のＦＧＣのうち例えば向い合うＦＧＣ25ａ，25ｃ
上に偏向方向に対して４５度に光学軸を合わせて１／２
波長板34，35を設置することにより、偏向方向を９０度
回転させて偏向面を揃えた状態にして集光させる。この
光は、情報記録用ディスク39の記録面で反射し、逆の光
路を戻り、ホログラム素子36に到達し、ここで回折を受
け、０次光と１次光にわかれる。このとき、右と左側の
１次光の差がpush-pull 信号となる。右と左の１次光は
各々三分割されたＰＤ37で受光されるが、右と左で１次
光の非点収差が逆位相で与えられているので、図10にあ
るような受光量の差をとるとフォ−カスエラ−信号が得
られる。また、全部の和をとったものがＲＦ信号とな
る。
【００１９】図11は、フォ−カスエラ−信号が発生する
様子を示した図である。トラッキング用は、一般のpush
-pull 信号と同様に、ディスクの案内溝による回折によ
り得られる。また、図12（Ａ）〜（Ｆ）は夫々図11のＰ
Ｄ37，38に対応したビ−ムの形状を示し、（Ａ），
（Ｂ）は焦点が遠い場合、（Ｃ），（Ｄ）は焦点が一致
した場合、（Ｅ），（Ｆ）は焦点が近い場合を示す。
様子を示した図である。トラッキング用は、一般のpush
-pull 信号と同様に、ディスクの案内溝による回折によ
り得られる。また、図12（Ａ）〜（Ｆ）は夫々図11のＰ
Ｄ37，38に対応したビ−ムの形状を示し、（Ａ），
（Ｂ）は焦点が遠い場合、（Ｃ），（Ｄ）は焦点が一致
した場合、（Ｅ），（Ｆ）は焦点が近い場合を示す。
【００２０】上記実施例に係る光学ヘッドよれば、上面
に導波路32が形成された透明基板31と、ＬＤ40からのレ
−ザ光を分離するホログラム素子36と、前記透明基板31
上に形成され前記ホログラム素子36を通過したレ−ザ光
を前記導波路32に導く円形状の第１グレ−ティング22
と、前記透明基板31上に形成され前記ＬＤ40から前記ホ
ログラム素子36を通過してレ−ザ光を前記導波層32に導
く複数に分割された円形状のＦＧＣ25ａ〜25ｄと、前記
グレ−ティングより放射される光の一部を、分割された
放射光の偏光方向が一様に沿うように分割された放射光
に対して適切な角度で光学軸が設定された１／２波長板
35と、情報記録用ディスク39の記録面で反射させた後，
前記ＦＧＣ，導波路32，第１グレ−ティング22，導波路
32を経た戻り光を受光するＰＤ37，38とから構成されて
いる。従って、ＬＤ40からディスク39面までの光路長を
短くすることにより、より小型の光学ヘッドを実現でき
る。また、従来技術に比べて光学ヘッドを容易に作製で
きる。図13（Ａ），（Ｂ）は上記実施例による効果を示
す図であり、ホログラム素子を使って光学ヘッドを小型
化する場合でも、同図（Ａ）から同図（Ｂ）のように、
ＬＤ40からディスク39面までの光路長を短くすることに
より、より小型の光学ヘッドを実現できることが明らか
である。 （実施例２）
に導波路32が形成された透明基板31と、ＬＤ40からのレ
−ザ光を分離するホログラム素子36と、前記透明基板31
上に形成され前記ホログラム素子36を通過したレ−ザ光
を前記導波路32に導く円形状の第１グレ−ティング22
と、前記透明基板31上に形成され前記ＬＤ40から前記ホ
ログラム素子36を通過してレ−ザ光を前記導波層32に導
く複数に分割された円形状のＦＧＣ25ａ〜25ｄと、前記
グレ−ティングより放射される光の一部を、分割された
放射光の偏光方向が一様に沿うように分割された放射光
に対して適切な角度で光学軸が設定された１／２波長板
35と、情報記録用ディスク39の記録面で反射させた後，
前記ＦＧＣ，導波路32，第１グレ−ティング22，導波路
32を経た戻り光を受光するＰＤ37，38とから構成されて
いる。従って、ＬＤ40からディスク39面までの光路長を
短くすることにより、より小型の光学ヘッドを実現でき
る。また、従来技術に比べて光学ヘッドを容易に作製で
きる。図13（Ａ），（Ｂ）は上記実施例による効果を示
す図であり、ホログラム素子を使って光学ヘッドを小型
化する場合でも、同図（Ａ）から同図（Ｂ）のように、
ＬＤ40からディスク39面までの光路長を短くすることに
より、より小型の光学ヘッドを実現できることが明らか
である。 （実施例２）
【００２１】図14は、実施例２に係る光学ヘッドの要部
の平面図である。実施例１の第２グレ−ティング（ＦＧ
Ｃ）は４つに分割されていたが、グレ−ティングとグレ
−ティングの間の光は何も使われずに捨てられる。そこ
で、実施例２では、同じ４つに分割する場合でも、図14
に示すように導波路内で集光佐用をもつグレ−ティング
レンズ51を配置し、中心から全方向に導波してくる光を
もらすことなく４つに分割し、各々ＦＧＣ25ａ〜25ｄよ
り放射させることができるという利点を有する。 （実施例３）
の平面図である。実施例１の第２グレ−ティング（ＦＧ
Ｃ）は４つに分割されていたが、グレ−ティングとグレ
−ティングの間の光は何も使われずに捨てられる。そこ
で、実施例２では、同じ４つに分割する場合でも、図14
に示すように導波路内で集光佐用をもつグレ−ティング
レンズ51を配置し、中心から全方向に導波してくる光を
もらすことなく４つに分割し、各々ＦＧＣ25ａ〜25ｄよ
り放射させることができるという利点を有する。 （実施例３）
【００２２】図15は、実施例３に係る光学ヘッドの要部
の説明図である。この実施例３は、放射用のＦＧＣを分
割せずに円形のＦＧＣ52とし、導波路の分割を所定の位
置に開口部53ａを有したマスク53を配置した構成のもの
である。このように、放射用のＦＧＣ52を分割しなくて
も放射後に余分を遮蔽することによっても上記実施例１
と同様な効果が得られる。
の説明図である。この実施例３は、放射用のＦＧＣを分
割せずに円形のＦＧＣ52とし、導波路の分割を所定の位
置に開口部53ａを有したマスク53を配置した構成のもの
である。このように、放射用のＦＧＣ52を分割しなくて
も放射後に余分を遮蔽することによっても上記実施例１
と同様な効果が得られる。
【００２３】なお、上記実施例１，２ではＦＧＣを４分
割を採用したが、前述しようにこの数に制限はなく、例
えば量産性を優先するのか、光の利用効率を優先するか
によって分割数は選択される。
割を採用したが、前述しようにこの数に制限はなく、例
えば量産性を優先するのか、光の利用効率を優先するか
によって分割数は選択される。
【００２４】
【発明の効果】以上詳述した如く本発明によれば、小型
で、かつ作製が容易に実現し得る光学ヘッドを提供でき
る。
で、かつ作製が容易に実現し得る光学ヘッドを提供でき
る。
【図１】本発明の一実施例に係る光学ヘッドの原理を説
明するための略正面図。
明するための略正面図。
【図２】図２の斜視図。
【図３】集光される光を１／２波長板を使ってそろえる
原理図。
原理図。
【図４】ド−ナツ型の開口から集光された光の焦点位置
での光強度分布図。
での光強度分布図。
【図５】直線偏光の説明図。
【図６】ド−ナツ型の開口から集光された光の焦点位置
での光強度分布図。
での光強度分布図。
【図７】円偏光の説明図。
【図８】偏光接線方向の説明図。
【図９】本発明の実施例１に係る光学ヘッドの説明図。
【図１０】ホトグラム素子からの受光量の差によりフォ
−カスエラ−信号を得る場合の原理説明図。
−カスエラ−信号を得る場合の原理説明図。
【図１１】フォ−カスエラ−信号が発生する様子を示す
説明図。
説明図。
【図１２】ディスク面に焦点が一致する場合，遠い場合
及び近い場合のフォトダイオ−ドのパタ−ン図。
及び近い場合のフォトダイオ−ドのパタ−ン図。
【図１３】本発明により光学ヘッドを小型化する場合の
説明図。
説明図。
【図１４】本発明の実施例２に係る光学ヘッドの要部の
説明図。
説明図。
【図１５】本発明の実施例３に係る光学ヘッドの要部の
説明図。
説明図。
【図１６】従来技術１の説明図。
【図１７】従来技術２の説明図。
２０，４０…レ−ザダイオ−ド、２１，３４，３５…１
／２λ板、２２…第１グレ−ティング、２３，３１…透
明基板、２４，３２…導波路、２５ａ〜２５ｄ，52…第
２グレ−ティング（ＦＧＣ）、３６…ホログラム素子、
３７，３８…フォトダイオ−ド、３９…ディスク、５１
…グレ−ティングレンズ、５３…マスク。
／２λ板、２２…第１グレ−ティング、２３，３１…透
明基板、２４，３２…導波路、２５ａ〜２５ｄ，52…第
２グレ−ティング（ＦＧＣ）、３６…ホログラム素子、
３７，３８…フォトダイオ−ド、３９…ディスク、５１
…グレ−ティングレンズ、５３…マスク。
Claims (2)
- 【請求項１】 一主面に導波路が形成された透明基板
と、レ−ザ光源からのレ−ザ光を分離する光分離手段
と、前記透明基板上に形成され、前記光分離手段を通過
したレ−ザ光を前記導波路に導く円形またはスパイラル
状第１グレ−ティングと、前記透明基板上に形成され、
前記導波路に導かれたレ−ザ光を放射させる複数に分割
された円形またはスパイラル状第２グレ−ティングと、
前記第２グレ−ティングより放射される光の一部を、分
割された放射光の偏光方向が一様に沿うように分割され
た放射光に対して適切な角度で光学軸が設定された１／
２波長板と、光を情報記録用ディスクの記録面で反射さ
せた後，前記第２グレ−ティング，導波路，第１グレ−
ティング，光分離手段を経た戻り光を受光する光検知手
段とを具備することを特徴とする光学ヘッド。 - 【請求項２】 一主面に導波路が形成された透明基板
と、レ−ザ光源からのレ−ザ光を分離する光分離手段
と、前記透明基板上に形成され、前記光分離手段を通過
したレ−ザ光を前記導波路に導く円形またはスパイラル
状第１グレ−ティングと、前記透明基板上に形成され、
前記導波路に導かれたレ−ザ光を放射させる円形または
スパイラル状第２グレ−ティングと、前記第２グレ−テ
ィングの上方に配置され、放射後のレ−ザ光を分割させ
るマスクと、第２前記グレ−ティングより放射される光
の一部を、分割された放射光の偏光方向が一様に沿うよ
うに分割された放射光に対して適切な角度で光学軸が設
定された１／２波長板と、光を情報記録用ディスクの記
録面で反射させた後，前記第２グレ−ティング，導波
路，第１グレ−ティング，光分離手段を経た戻り光を受
光する光検知手段とを具備することを特徴とする光学ヘ
ッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3068574A JP2923371B2 (ja) | 1991-04-01 | 1991-04-01 | 光学ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3068574A JP2923371B2 (ja) | 1991-04-01 | 1991-04-01 | 光学ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05242515A true JPH05242515A (ja) | 1993-09-21 |
| JP2923371B2 JP2923371B2 (ja) | 1999-07-26 |
Family
ID=13377682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3068574A Expired - Lifetime JP2923371B2 (ja) | 1991-04-01 | 1991-04-01 | 光学ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2923371B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100403599B1 (ko) * | 2001-11-06 | 2003-10-30 | 삼성전자주식회사 | 조명계 및 이를 채용한 프로젝션 시스템 |
-
1991
- 1991-04-01 JP JP3068574A patent/JP2923371B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100403599B1 (ko) * | 2001-11-06 | 2003-10-30 | 삼성전자주식회사 | 조명계 및 이를 채용한 프로젝션 시스템 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2923371B2 (ja) | 1999-07-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990330 |