JPH06139612A - 光学ヘッドとその製造方法 - Google Patents
光学ヘッドとその製造方法Info
- Publication number
- JPH06139612A JPH06139612A JP4285751A JP28575192A JPH06139612A JP H06139612 A JPH06139612 A JP H06139612A JP 4285751 A JP4285751 A JP 4285751A JP 28575192 A JP28575192 A JP 28575192A JP H06139612 A JPH06139612 A JP H06139612A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- optical
- propagation path
- optical head
- semiconductor laser
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Optical Head (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 光学的記録装置の光学ヘッドに関し、特に、
各光学部品の位置合わせが容易で薄型軽量化、低価格化
可能でしかも半導体レーザの波長変動がほとんど生じな
い安定動作可能な光学ヘッドな光学ヘッドを提供する。 【構成】 光伝搬路１３である基板２の表面に、波長選
択レンズ１２、反射形コリメータレンズ３、反射形ツイ
ンレンズ５、透過形対物レンズ４をこの順に配置し、半
導体レーザ１からの光を波長選択素子１２に入射し、そ
の一次回折光は半導体レーザ１の表面出射端に入射し、
０次回折光（透過光）は、反射形コリメータレンズ３、
反射形ツインレンズ５、透過形対物レンズ４にジグザグ
状に伝搬させて順次入射させ、出射させて光ディスク７
に集光し、反射光１０を、透過形対物レンズ４、反射形
ツインレンズ５に順次入射し、光検出器６に集光させ、
光ディスク７の信号を読みとる。
各光学部品の位置合わせが容易で薄型軽量化、低価格化
可能でしかも半導体レーザの波長変動がほとんど生じな
い安定動作可能な光学ヘッドな光学ヘッドを提供する。 【構成】 光伝搬路１３である基板２の表面に、波長選
択レンズ１２、反射形コリメータレンズ３、反射形ツイ
ンレンズ５、透過形対物レンズ４をこの順に配置し、半
導体レーザ１からの光を波長選択素子１２に入射し、そ
の一次回折光は半導体レーザ１の表面出射端に入射し、
０次回折光（透過光）は、反射形コリメータレンズ３、
反射形ツインレンズ５、透過形対物レンズ４にジグザグ
状に伝搬させて順次入射させ、出射させて光ディスク７
に集光し、反射光１０を、透過形対物レンズ４、反射形
ツインレンズ５に順次入射し、光検出器６に集光させ、
光ディスク７の信号を読みとる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光学的記録装置の光学
ヘッドに関するものであり、特に、各光学部品の位置合
わせが容易で薄型軽量化、低価格化可能でしかも半導体
レーザの波長変動がほとんど生じない安定動作可能な光
学ヘッドに関するものである。
ヘッドに関するものであり、特に、各光学部品の位置合
わせが容易で薄型軽量化、低価格化可能でしかも半導体
レーザの波長変動がほとんど生じない安定動作可能な光
学ヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】コンパクトディスク（ＣＤ）や光ディス
ク、光カードメモリ等の光学的記録素子の信号を読み出
す重要構成部品として光学ヘッドがある。光学ヘッドは
光学的記録素子から信号を取り出すために、信号検出機
能だけでなくフォーカスサーボ、トラックサーボ等の制
御機構を備える必要がある。
ク、光カードメモリ等の光学的記録素子の信号を読み出
す重要構成部品として光学ヘッドがある。光学ヘッドは
光学的記録素子から信号を取り出すために、信号検出機
能だけでなくフォーカスサーボ、トラックサーボ等の制
御機構を備える必要がある。
【０００３】従来の光学ヘッドとして、図７に示すもの
があった（特願平２−１８９０５３号）。半導体レーザ
１から、斜め方向に出射された光は、伝搬光８となり、
反射形コリメータレンズ３’に入射し、反射・コリメー
トされる。コリメートされた光は、ジグザグ状に伝搬
し、光伝搬路１３上に設けた透過形対物レンズ４ａで、
斜め方向に出力され光ディスク７への集光光９となる。
光ディスク７から反射された光１０は、光伝搬路１３上
に設けた第２の透過形対物レンズ４ｂに入射してコリメ
ートされて伝搬光８'となり、ジグザグ状に伝搬して、
光伝搬路１３上に形成した信号検出素子（フォーカス／
トラック誤差信号検出手段）の反射形ツインレンズ５’
に入射する。伝搬光８’はこのレンズ５により２分割さ
れてジグザグ状に伝搬し、光伝搬路１３上に設けた、４
分割の光検出器６に集光する。光検出器６から検出され
た信号により、再生信号、及び位置信号であるフォーカ
ス誤差信号とトラック誤差信号が読み出しされるもので
ある。
があった（特願平２−１８９０５３号）。半導体レーザ
１から、斜め方向に出射された光は、伝搬光８となり、
反射形コリメータレンズ３’に入射し、反射・コリメー
トされる。コリメートされた光は、ジグザグ状に伝搬
し、光伝搬路１３上に設けた透過形対物レンズ４ａで、
斜め方向に出力され光ディスク７への集光光９となる。
光ディスク７から反射された光１０は、光伝搬路１３上
に設けた第２の透過形対物レンズ４ｂに入射してコリメ
ートされて伝搬光８'となり、ジグザグ状に伝搬して、
光伝搬路１３上に形成した信号検出素子（フォーカス／
トラック誤差信号検出手段）の反射形ツインレンズ５’
に入射する。伝搬光８’はこのレンズ５により２分割さ
れてジグザグ状に伝搬し、光伝搬路１３上に設けた、４
分割の光検出器６に集光する。光検出器６から検出され
た信号により、再生信号、及び位置信号であるフォーカ
ス誤差信号とトラック誤差信号が読み出しされるもので
ある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図７に示した従来の光
学ヘッドでは、半導体レーザ１の周辺温度が変化する
と、発振波長が変化し（約２ｎｍ／１０℃）、特に、回
折光学素子で開口数ＮＡの大きい透過形対物レンズ４ａ
において、収差が顕著に発生し、光ディスク７上に良好
に集光できなくなり、読みだし信号に誤差が生じてしま
ういう課題があった。
学ヘッドでは、半導体レーザ１の周辺温度が変化する
と、発振波長が変化し（約２ｎｍ／１０℃）、特に、回
折光学素子で開口数ＮＡの大きい透過形対物レンズ４ａ
において、収差が顕著に発生し、光ディスク７上に良好
に集光できなくなり、読みだし信号に誤差が生じてしま
ういう課題があった。
【０００５】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、半導体レーザの周辺温度が変化しても、発振波長が
変化しないで、安定な動作が可能な小形軽量、低価格化
可能な光学ヘッドを提供するものである。
で、半導体レーザの周辺温度が変化しても、発振波長が
変化しないで、安定な動作が可能な小形軽量、低価格化
可能な光学ヘッドを提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】ジグザグ状に光が伝搬す
る光伝搬路を設けた基板と、上記光伝搬路上に形成され
た回折形の光集光素子と、上記光伝搬路上に形成された
反射形で回折形の位置信号検出素子と、上記光伝搬路上
に形成された反射形で回折形の波長選択素子と、半導体
レーザと、光検出器とから構成され、上記光伝搬路の厚
さ及び幅は伝搬光波長の５００倍以上であって、上記半
導体レーザからの発振光を、上記光伝搬路に導いて伝搬
光とし、上記伝搬光の少なくとも１部を上記波長選択素
子に入射させ、上記波長選択素子によって回折された光
を、上記半導体レーザの表面出射端に入射させ、上記伝
搬光の少なくとも１部を上記光集光素子で集光して光デ
ィスクに出力し、上記光ディスクからの反射光を、上記
光集光素子に入力し、上記位置信号検出光学素子に導
き、上記位置信号検出光学素子からの出力光を上記光検
出器に導くよう構成する。
る光伝搬路を設けた基板と、上記光伝搬路上に形成され
た回折形の光集光素子と、上記光伝搬路上に形成された
反射形で回折形の位置信号検出素子と、上記光伝搬路上
に形成された反射形で回折形の波長選択素子と、半導体
レーザと、光検出器とから構成され、上記光伝搬路の厚
さ及び幅は伝搬光波長の５００倍以上であって、上記半
導体レーザからの発振光を、上記光伝搬路に導いて伝搬
光とし、上記伝搬光の少なくとも１部を上記波長選択素
子に入射させ、上記波長選択素子によって回折された光
を、上記半導体レーザの表面出射端に入射させ、上記伝
搬光の少なくとも１部を上記光集光素子で集光して光デ
ィスクに出力し、上記光ディスクからの反射光を、上記
光集光素子に入力し、上記位置信号検出光学素子に導
き、上記位置信号検出光学素子からの出力光を上記光検
出器に導くよう構成する。
【０００７】
【作用】本発明は、他の光学素子を設けた同一基板（伝
搬路）上に波長選択素子を設け、半導体レーザの発振光
の一部を、波長選択素子で回折させて、選択波長の回折
光を、半導体レーザの表面出射端に入射させることによ
り、発振波長を温度によらずに選択波長に固定し、回折
形の光学素子に対しても安定動作を実現する。また、他
の光学素子を設けた同一基板（伝搬路）上に波長選択素
子を設けることにより、波長選択素子を含むすべての光
学素子の製造・位置合わせも公知のプレーナ技術で容易
に正確にでき（作製と同時に位置合わせが行えるので、
作製後の組立の必要がない）、また構造も小形安定にな
り、半導体レーザと光検出器を除くすべての光学素子
は、それを含む金型を作製し、同時に複製することによ
り、相対的位置関係を保ったままで、一度に製造でき
る。
搬路）上に波長選択素子を設け、半導体レーザの発振光
の一部を、波長選択素子で回折させて、選択波長の回折
光を、半導体レーザの表面出射端に入射させることによ
り、発振波長を温度によらずに選択波長に固定し、回折
形の光学素子に対しても安定動作を実現する。また、他
の光学素子を設けた同一基板（伝搬路）上に波長選択素
子を設けることにより、波長選択素子を含むすべての光
学素子の製造・位置合わせも公知のプレーナ技術で容易
に正確にでき（作製と同時に位置合わせが行えるので、
作製後の組立の必要がない）、また構造も小形安定にな
り、半導体レーザと光検出器を除くすべての光学素子
は、それを含む金型を作製し、同時に複製することによ
り、相対的位置関係を保ったままで、一度に製造でき
る。
【０００８】
【実施例】図１、図２は、本発明の第一の実施例の光学
ヘッドの基本構成と、光の伝搬、集光の様子を示す、そ
れぞれ側面図、平面図である。本発明の第一の実施例の
光学ヘッドについて、図１、図２を用いて詳細に説明す
る。
ヘッドの基本構成と、光の伝搬、集光の様子を示す、そ
れぞれ側面図、平面図である。本発明の第一の実施例の
光学ヘッドについて、図１、図２を用いて詳細に説明す
る。
【０００９】同図において、基板１として、例えば厚さ
（ｚ方向サイズ）３ｍｍ、幅（ｘ方向サイズ）１０ｍ
ｍ、長さ（ｙ方向サイズ）２０ｍｍのガラスを用い、基
板２の表面と裏面に例えばＡｇやＡｌ、Ａｕ等の金属層
または誘電体の多層膜である反射層１１ａと１１ｂを形
成している。この基板１自体が、表面と裏面の反射を利
用しジグザグ状に光が伝搬する光伝搬路１３となってい
る。基板１としては、使用波長に対して透明であれば良
い。特に石英等のガラス基板は、温度的にも安定であ
る。基板２は、図１に示すように、左下部を、ｙ方向か
ら例えば２０°の角度で斜め方向に切断し、半導体レー
ザ１と４分割の光検出器６を、その切断した端面に設置
している。このとき、半導体レーザ１と４分割の光検出
器６をモジュ−ル化して１つの光学部品にしておくと、
位置合わせが楽になる。
（ｚ方向サイズ）３ｍｍ、幅（ｘ方向サイズ）１０ｍ
ｍ、長さ（ｙ方向サイズ）２０ｍｍのガラスを用い、基
板２の表面と裏面に例えばＡｇやＡｌ、Ａｕ等の金属層
または誘電体の多層膜である反射層１１ａと１１ｂを形
成している。この基板１自体が、表面と裏面の反射を利
用しジグザグ状に光が伝搬する光伝搬路１３となってい
る。基板１としては、使用波長に対して透明であれば良
い。特に石英等のガラス基板は、温度的にも安定であ
る。基板２は、図１に示すように、左下部を、ｙ方向か
ら例えば２０°の角度で斜め方向に切断し、半導体レー
ザ１と４分割の光検出器６を、その切断した端面に設置
している。このとき、半導体レーザ１と４分割の光検出
器６をモジュ−ル化して１つの光学部品にしておくと、
位置合わせが楽になる。
【００１０】例えば波長０.７８μmの半導体レーザ１の
表面出射端から、光軸の角度がｚ軸から例えば２０゜斜
め方向に出射された光は、伝搬光８となり、光伝搬路１
３上に設けた例えば焦点距離１.７ｍｍ、口径１ｍｍの
反射形で回折形の波長選択素子である波長選択レンズ１
２に入射する。この波長選択レンズ１２は、ｙ方向にい
くに従って、徐々に周期が小さくなる断面が矩形形状の
放物線状グレーティングから構成され、入射光は、例え
ば、２０％の回折効率で反射回折されて、選択された波
長（例えば０.７８０μm）での回折光のみが、半導体レ
ーザ１の表面出射端に集光されて入射する。他の波長
（例えば０.７７〜０.７９μm）の１次回折光は表面出
射端上ではぼけてしまい、選択波長から離れるほど入射
する光量が減少する。入射光量は、表面出射端の反射率
に依存していたが、本実施例では、全発振光量の、例え
ば、５％から２０％を入射光量としたが、これは、表面
出射端のほぼ反射率（例えば５％）以上にすれば、レー
ザ発振波長が、選択波長に引きずり込まれ、波長変動を
０.２ｎｍ程度に抑制する効果があった。本実施例で
は、反射回折光として、１次のものを用いたが、２次な
どの他の次数の回折光を用いてもよい。
表面出射端から、光軸の角度がｚ軸から例えば２０゜斜
め方向に出射された光は、伝搬光８となり、光伝搬路１
３上に設けた例えば焦点距離１.７ｍｍ、口径１ｍｍの
反射形で回折形の波長選択素子である波長選択レンズ１
２に入射する。この波長選択レンズ１２は、ｙ方向にい
くに従って、徐々に周期が小さくなる断面が矩形形状の
放物線状グレーティングから構成され、入射光は、例え
ば、２０％の回折効率で反射回折されて、選択された波
長（例えば０.７８０μm）での回折光のみが、半導体レ
ーザ１の表面出射端に集光されて入射する。他の波長
（例えば０.７７〜０.７９μm）の１次回折光は表面出
射端上ではぼけてしまい、選択波長から離れるほど入射
する光量が減少する。入射光量は、表面出射端の反射率
に依存していたが、本実施例では、全発振光量の、例え
ば、５％から２０％を入射光量としたが、これは、表面
出射端のほぼ反射率（例えば５％）以上にすれば、レー
ザ発振波長が、選択波長に引きずり込まれ、波長変動を
０.２ｎｍ程度に抑制する効果があった。本実施例で
は、反射回折光として、１次のものを用いたが、２次な
どの他の次数の回折光を用いてもよい。
【００１１】波長選択レンズ１２の透過光（０次回折
光）は、光伝搬路１３中をジグザグに伝搬し、光伝搬路
１３上に設けた例えば焦点距離８.５ｍｍ、口径２ｍｍ
のコリメータ素子である反射形コリメータレンズ３に入
射し、光軸の角度（伝搬角θ）はそのまま（例えば２０
゜）で反射・コリメートされる。反射形コリメータレン
ズ３は、外周になるにつれて周期が小さくなる断面が鋸
歯形状の楕円グレーティングから構成されている。この
楕円形グレーティングの中心位置は、外周部にいくにし
たがって、ｙ方向に徐々にシフトする構造をしている。
このような形状のコリメータレンズとすることにより、
斜め入射の影響で通常生じるコマ収差と非点収差をなく
し、良好にコリメートすることができた。
光）は、光伝搬路１３中をジグザグに伝搬し、光伝搬路
１３上に設けた例えば焦点距離８.５ｍｍ、口径２ｍｍ
のコリメータ素子である反射形コリメータレンズ３に入
射し、光軸の角度（伝搬角θ）はそのまま（例えば２０
゜）で反射・コリメートされる。反射形コリメータレン
ズ３は、外周になるにつれて周期が小さくなる断面が鋸
歯形状の楕円グレーティングから構成されている。この
楕円形グレーティングの中心位置は、外周部にいくにし
たがって、ｙ方向に徐々にシフトする構造をしている。
このような形状のコリメータレンズとすることにより、
斜め入射の影響で通常生じるコマ収差と非点収差をなく
し、良好にコリメートすることができた。
【００１２】例えば幅２ｍｍのコリメートされた光は、
ジグザグ状に伝搬し、同じく光伝搬路１３上に設けた反
射形ツインレンズ５を経由し、その透過光が、光集光素
子である、例えば口径２ｍｍ、焦点距離２ｍｍの透過形
対物レンズ４により、垂直方向に出力され光ディスク７
への集光光９となる。光ディスク７から反射された光１
０は、同じく透過形対物レンズ４に入射してコリメート
されて伝搬光８’となり、ジグザグ状に伝搬して反射層
１１ｂを有する、光伝搬路１３上に形成した位置信号検
出素子（フォーカス／トラック誤差信号検出素子）であ
る、例えばｘ方向サイズ２ｍｍ、ｙ方向サイズ２ｍｍ、
焦点距離１０ｍｍの反射形ツインレンズ５に入射する。
反射形ツインレンズ５は、放物線状のグレーティングか
ら構成された同じ仕様を有する反射形レンズ５ａ、５ｂ
を２つアレイ状に配列した構造を有し、伝搬光８’はこ
のレンズ５により１次回折光が２分割されて、光軸の伝
搬角が例えば３０°でジグザグ状に伝搬し、光検出器６
に集光する。
ジグザグ状に伝搬し、同じく光伝搬路１３上に設けた反
射形ツインレンズ５を経由し、その透過光が、光集光素
子である、例えば口径２ｍｍ、焦点距離２ｍｍの透過形
対物レンズ４により、垂直方向に出力され光ディスク７
への集光光９となる。光ディスク７から反射された光１
０は、同じく透過形対物レンズ４に入射してコリメート
されて伝搬光８’となり、ジグザグ状に伝搬して反射層
１１ｂを有する、光伝搬路１３上に形成した位置信号検
出素子（フォーカス／トラック誤差信号検出素子）であ
る、例えばｘ方向サイズ２ｍｍ、ｙ方向サイズ２ｍｍ、
焦点距離１０ｍｍの反射形ツインレンズ５に入射する。
反射形ツインレンズ５は、放物線状のグレーティングか
ら構成された同じ仕様を有する反射形レンズ５ａ、５ｂ
を２つアレイ状に配列した構造を有し、伝搬光８’はこ
のレンズ５により１次回折光が２分割されて、光軸の伝
搬角が例えば３０°でジグザグ状に伝搬し、光検出器６
に集光する。
【００１３】反射形コリメータレンズ３は、例えば溝の
最大深さは０.２８μmのインライン形の反射形回折光学
レンズで、透過形対物レンズ４は例えば溝の最大深さ
１.３μmのオフアキシス形の透過形回折光学レンズで、
波長選択レンズと反射形ツインレンズ５は溝の最大深さ
は例えば０.１２μmのオフアキシス形で、これら４つの
光学素子はすべて光の回折現象を用いて集光させる回折
光学素子である。本発明では、インライン形の回折光学
レンズとは、入射光の光軸の角度と出射光の光軸の角度
が一致するレンズであり、オフアキシス形の回折光学レ
ンズとは入射光の光軸の角度と、出射光の光軸の角度が
異なるレンズのことをいう。回折光学素子を用いること
により膜厚がせいぜい数μmであり、さらに光伝搬路１
３上に、公知のプレーナ技術を用いて、正確な位置合わ
せと集積化が可能であり、また小形軽量化、安定化され
る。
最大深さは０.２８μmのインライン形の反射形回折光学
レンズで、透過形対物レンズ４は例えば溝の最大深さ
１.３μmのオフアキシス形の透過形回折光学レンズで、
波長選択レンズと反射形ツインレンズ５は溝の最大深さ
は例えば０.１２μmのオフアキシス形で、これら４つの
光学素子はすべて光の回折現象を用いて集光させる回折
光学素子である。本発明では、インライン形の回折光学
レンズとは、入射光の光軸の角度と出射光の光軸の角度
が一致するレンズであり、オフアキシス形の回折光学レ
ンズとは入射光の光軸の角度と、出射光の光軸の角度が
異なるレンズのことをいう。回折光学素子を用いること
により膜厚がせいぜい数μmであり、さらに光伝搬路１
３上に、公知のプレーナ技術を用いて、正確な位置合わ
せと集積化が可能であり、また小形軽量化、安定化され
る。
【００１４】これらの回折光学素子３、４、５、１２
は、基板上に例えば、ＰＭＭＡ、ＣＭＳ等の電子ビーム
レジストをコーティングをし、作製する素子の膜厚に応
じて照射量を制御する電子ビーム描画法を行ない、現像
処理をしてレジストの膜厚を変化させることにより形成
した。このように形成した光学素子（原盤）から、例え
ばニッケル電鋳法によりこの金形を作製し、例えばＵＶ
硬化樹脂を用いて、光伝搬路１３上に原盤と同一レンズ
３、４、５、１２を複製した。この方法によれば、一度
に４つの回折光学レンズ３、４、５、１２を位置精度よ
く光伝搬路１３上に同一特性で容易に形成可能である。
反射形回折光学レンズ３、５、１２は、複製の後、反射
層１１ｂとして例えばＡｇやＡｌ、Ａｕ等の金属層をそ
の上に堆積した。
は、基板上に例えば、ＰＭＭＡ、ＣＭＳ等の電子ビーム
レジストをコーティングをし、作製する素子の膜厚に応
じて照射量を制御する電子ビーム描画法を行ない、現像
処理をしてレジストの膜厚を変化させることにより形成
した。このように形成した光学素子（原盤）から、例え
ばニッケル電鋳法によりこの金形を作製し、例えばＵＶ
硬化樹脂を用いて、光伝搬路１３上に原盤と同一レンズ
３、４、５、１２を複製した。この方法によれば、一度
に４つの回折光学レンズ３、４、５、１２を位置精度よ
く光伝搬路１３上に同一特性で容易に形成可能である。
反射形回折光学レンズ３、５、１２は、複製の後、反射
層１１ｂとして例えばＡｇやＡｌ、Ａｕ等の金属層をそ
の上に堆積した。
【００１５】また、その反射層１１上に、Ｃｕ、Ｃｒ等
の金属層、ＵＶ硬化樹脂やラッカー塗料等の合成樹脂、
誘電体多層膜、ＳｉＯ、ＳｉＯ2、ＭｇＦ2、ＳｉＣ、グ
ラファイト、ダイヤモンド等を、例えば１０００Åから
数μm堆積すると、反射層の表面を傷つきにくくし、同
時に反射層の酸化を防止し、耐環境性を向上させること
が可能であった。特に反射層としてＡｇを用いた場合で
は、酸化され易かったため、本発明の効果が大きかっ
た。
の金属層、ＵＶ硬化樹脂やラッカー塗料等の合成樹脂、
誘電体多層膜、ＳｉＯ、ＳｉＯ2、ＭｇＦ2、ＳｉＣ、グ
ラファイト、ダイヤモンド等を、例えば１０００Åから
数μm堆積すると、反射層の表面を傷つきにくくし、同
時に反射層の酸化を防止し、耐環境性を向上させること
が可能であった。特に反射層としてＡｇを用いた場合で
は、酸化され易かったため、本発明の効果が大きかっ
た。
【００１６】光ディスク７に記録された信号は、分割光
検出器６の出力の和（６ａ＋６ｂ＋６ｃ＋６ｄ）から再
生することができる。
検出器６の出力の和（６ａ＋６ｂ＋６ｃ＋６ｄ）から再
生することができる。
【００１７】位置信号検出素子５を用いて、フォーカス
誤差信号とトラック誤差信号検出を行なうことができ
る。フォーカス誤差信号検出は、公知のフーコ法を用い
る。すなわち、光ディスク７がジャストフォーカスの位
置にあるとき、反射形ツインレンズ５によって２分割さ
れた伝搬光は、それぞれ、分割された光検出器、６ａと
６ｂ、６ｃと６ｄの中心に集光する配置にしておく。フ
ォーカス誤差信号は、光検出器６ａの出力から６ｂの出
力の差（６ａ−６ｂ）、または６ｄの出力から６ｃの出
力の差（６ｄ−６ｃ）とする。光ディスク７がジャスト
フォーカスの位置にあるとき、フォーカス誤差信号は０
である。次に、光ディスク７が、ジャストフォーカスの
位置から−ｚ軸方向に離れたときは、伝搬光８’は平行
光から収束球面波になるため、２分割された伝搬光はお
互いに近づくように移動するため、フォーカス誤差信号
は負になる。逆に、光ディスク７が、ジャストフォーカ
スの位置からｚ軸方向に近づくように移動したときは、
伝搬光８’は発散球面波になるため２分割された伝搬光
はお互いに離れるように移動するため、フォーカス誤差
信号は正になり、従って、フォーカス誤差信号により、
フォーカス制御を行なうことができる。
誤差信号とトラック誤差信号検出を行なうことができ
る。フォーカス誤差信号検出は、公知のフーコ法を用い
る。すなわち、光ディスク７がジャストフォーカスの位
置にあるとき、反射形ツインレンズ５によって２分割さ
れた伝搬光は、それぞれ、分割された光検出器、６ａと
６ｂ、６ｃと６ｄの中心に集光する配置にしておく。フ
ォーカス誤差信号は、光検出器６ａの出力から６ｂの出
力の差（６ａ−６ｂ）、または６ｄの出力から６ｃの出
力の差（６ｄ−６ｃ）とする。光ディスク７がジャスト
フォーカスの位置にあるとき、フォーカス誤差信号は０
である。次に、光ディスク７が、ジャストフォーカスの
位置から−ｚ軸方向に離れたときは、伝搬光８’は平行
光から収束球面波になるため、２分割された伝搬光はお
互いに近づくように移動するため、フォーカス誤差信号
は負になる。逆に、光ディスク７が、ジャストフォーカ
スの位置からｚ軸方向に近づくように移動したときは、
伝搬光８’は発散球面波になるため２分割された伝搬光
はお互いに離れるように移動するため、フォーカス誤差
信号は正になり、従って、フォーカス誤差信号により、
フォーカス制御を行なうことができる。
【００１８】トラック誤差信号は公知のプッシュプル法
で、２分割伝搬光の光パワの差、つまり光検出器の出力
の演算（６ａ＋６ｂ−６ｃ−６ｄ）により検出すること
ができる。この演算が０のときはジャストトラッキング
で、値をもつときはトラッキングがずれており、この信
号に基づいて、トラック制御を行なうことが可能であ
る。
で、２分割伝搬光の光パワの差、つまり光検出器の出力
の演算（６ａ＋６ｂ−６ｃ−６ｄ）により検出すること
ができる。この演算が０のときはジャストトラッキング
で、値をもつときはトラッキングがずれており、この信
号に基づいて、トラック制御を行なうことが可能であ
る。
【００１９】フォーカス制御及びトラック制御は、検出
されるそれぞれの誤差信号に基づいて、各光学素子を備
えた基板１全体を、アクチュエータで最適位置に動かす
ことにより行なった。
されるそれぞれの誤差信号に基づいて、各光学素子を備
えた基板１全体を、アクチュエータで最適位置に動かす
ことにより行なった。
【００２０】本発明の光学ヘッドでは、光伝搬路１３は
幅、厚さとも波長の例えば５００倍程度以上のオーダで
あり、これは、光学素子３、４、５、１２の大きさに基
づいて決まり、ジグザグに光を光線として伝搬させると
いう幾何光学的な取扱いができる。
幅、厚さとも波長の例えば５００倍程度以上のオーダで
あり、これは、光学素子３、４、５、１２の大きさに基
づいて決まり、ジグザグに光を光線として伝搬させると
いう幾何光学的な取扱いができる。
【００２１】図３、図４は、それぞれ本発明の第二の実
施例の光学ヘッドの基本構成と、光の伝搬、集光の様子
を示す側面図、平面図である。本発明の第二の実施例の
光学ヘッドについて、第一の実施例の光学ヘッドと、違
う点についてのみ説明する。異なる点は、波長選択素子
として、波長選択レンズ１４を反射形コリメータレンズ
の周辺部にドーナツ形に形成したことである。この様に
することによって、中央部の発振光の光量を減らすこと
がなく、また、発振光周辺部は、ビーム成形のため、従
来では多くの場合、故意に用いていなかったが、本実施
例の光学ヘッドでは、この光を有効利用するという効果
がある。また、通常半導体レーザ１からの発振光は円形
ではなく細長い楕円であるため、その楕円の長軸方向に
合わせるように、波長選択レンズ３をドーナツ形の両端
に部分的に形成してもよい。
施例の光学ヘッドの基本構成と、光の伝搬、集光の様子
を示す側面図、平面図である。本発明の第二の実施例の
光学ヘッドについて、第一の実施例の光学ヘッドと、違
う点についてのみ説明する。異なる点は、波長選択素子
として、波長選択レンズ１４を反射形コリメータレンズ
の周辺部にドーナツ形に形成したことである。この様に
することによって、中央部の発振光の光量を減らすこと
がなく、また、発振光周辺部は、ビーム成形のため、従
来では多くの場合、故意に用いていなかったが、本実施
例の光学ヘッドでは、この光を有効利用するという効果
がある。また、通常半導体レーザ１からの発振光は円形
ではなく細長い楕円であるため、その楕円の長軸方向に
合わせるように、波長選択レンズ３をドーナツ形の両端
に部分的に形成してもよい。
【００２２】図４、図５は、本発明の第三の実施例の光
学ヘッドの基本構成と、光の伝搬、集光の様子を示す、
それぞれ側面図、平面図である。本発明の第三の実施例
の光学ヘッドは、第１の実施例の光学ヘッドと違う点
は、波長選択素子は、均一周期の直線グレーティング１
５であり、コリメータレンズ３から出射された光を、こ
の波長選択素子に入射させ、波長選択素子により出射さ
れた０次回折光を、光集光素子に入射させ、同時に、波
長選択素子の一次回折光を、反射形コリメータレンズ３
を経由して、半導体レーザ１の表面出射端に入射したこ
とである。このような構成にすることによって、波長選
択素子は直線の均一周期グレーティングでよいため、作
製が容易になる。
学ヘッドの基本構成と、光の伝搬、集光の様子を示す、
それぞれ側面図、平面図である。本発明の第三の実施例
の光学ヘッドは、第１の実施例の光学ヘッドと違う点
は、波長選択素子は、均一周期の直線グレーティング１
５であり、コリメータレンズ３から出射された光を、こ
の波長選択素子に入射させ、波長選択素子により出射さ
れた０次回折光を、光集光素子に入射させ、同時に、波
長選択素子の一次回折光を、反射形コリメータレンズ３
を経由して、半導体レーザ１の表面出射端に入射したこ
とである。このような構成にすることによって、波長選
択素子は直線の均一周期グレーティングでよいため、作
製が容易になる。
【００２３】以上、本発明の光学ヘッドについて、実施
例について述べたが、これらの実施例の光学ヘッド以外
に、それぞれの光学ヘッドの構成を組み合わせた光学ヘ
ッドも構成可能であり、同様の効果を有するのは言うま
でもない。なお、第一から第三までの実施例の説明に用
いた対物レンズとコリメータレンズは便宜上名付けたも
ので、一般にいうレンズと同じである。又、本説明で
は、光ディスク装置について述べたが、光学ヘッドを用
いた他の光学的記録装置についても同様の効果があるの
は言うまでもない。
例について述べたが、これらの実施例の光学ヘッド以外
に、それぞれの光学ヘッドの構成を組み合わせた光学ヘ
ッドも構成可能であり、同様の効果を有するのは言うま
でもない。なお、第一から第三までの実施例の説明に用
いた対物レンズとコリメータレンズは便宜上名付けたも
ので、一般にいうレンズと同じである。又、本説明で
は、光ディスク装置について述べたが、光学ヘッドを用
いた他の光学的記録装置についても同様の効果があるの
は言うまでもない。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、各光学部品の位置合わ
せが容易で薄型軽量化、低価格化可能でしかも半導体レ
ーザの波長変動がほとんど生じない安定動作可能な光学
ヘッドが実現可能である。
せが容易で薄型軽量化、低価格化可能でしかも半導体レ
ーザの波長変動がほとんど生じない安定動作可能な光学
ヘッドが実現可能である。
【図１】本発明の第１の実施例の光学ヘッドの基本構成
と、光の伝搬、集光の様子を示す側面図
と、光の伝搬、集光の様子を示す側面図
【図２】本発明の第１の実施例の光学ヘッドの基本構成
と、光の伝搬、集光の様子を示す平面図
と、光の伝搬、集光の様子を示す平面図
【図３】本発明の第２の実施例の光学ヘッドの基本構成
と、光の伝搬、集光の様子を示す側面図
と、光の伝搬、集光の様子を示す側面図
【図４】本発明の第２の実施例の光学ヘッドの基本構成
と、光の伝搬、集光の様子を示す平面図
と、光の伝搬、集光の様子を示す平面図
【図５】本発明の第３の実施例の光学ヘッドの基本構成
と、光の伝搬、集光の様子を示す側面図
と、光の伝搬、集光の様子を示す側面図
【図６】本発明の第３の実施例の光学ヘッドの基本構成
と、光の伝搬、集光の様子を示す平面図
と、光の伝搬、集光の様子を示す平面図
【図７】従来の光学ヘッドの構成図
１ 半導体レーザ ２ 基板 ３ 反射形コリメータレンズ（コリメータ素子） ４ 透過形対物レンズ（光集光素子） ５ 反射形ツインレンズ（位置信号検出素子） ６ 光検出器 ７ 光ディスク ８ 伝搬光 ９ 出射光 １０ 反射光 １１ 反射層 １２ 波長選択レンズ（波長選択素子） １３ 光伝搬路 １４ 波長選択レンズ（波長選択素子） １５ 波長選択グレーティング（波長選択素子）
Claims (9)
- 【請求項１】ジグザグ状に光が伝搬する光伝搬路を設け
た基板と、上記光伝搬路上に形成された回折形の光集光
素子と、上記光伝搬路上に形成された反射形で回折形の
位置信号検出素子と、上記光伝搬路上に形成された反射
形で回折形の波長選択素子と、半導体レーザと、光検出
器とから構成され、上記光伝搬路の厚さ及び幅は伝搬光
波長の５００倍以上であって、上記半導体レーザからの
発振光を、上記光伝搬路に導いて伝搬光とし、上記伝搬
光の少なくとも１部を上記波長選択素子に入射させ、上
記波長選択素子によって回折された光を、上記半導体レ
ーザの表面出射端に入射させ、上記伝搬光の少なくとも
１部を上記光集光素子で集光して光ディスクに出力し、
上記光ディスクからの反射光を、上記光集光素子に入力
し、上記位置信号検出光学素子に導き、上記位置信号検
出光学素子からの出力光を上記光検出器に導くことを特
徴とする光学ヘッド。 - 【請求項２】基板を光伝搬路とし、上記光伝搬路の表面
または裏面に反射層を設けることを特徴とする請求項１
に記載の光学ヘッド。 - 【請求項３】光伝搬路上にコリメータ素子を設け、半導
体レーザからの伝搬光を、上記コリメータ素子でコリメ
ートした後、光集光素子に導くことを特徴とする請求項
１に記載の光学ヘッド。 - 【請求項４】光検出器または半導体レーザのうちの少な
くとも１つは、光伝搬路上または上記光伝搬路中に設け
たことを特徴とする請求項１に記載の光学ヘッド。 - 【請求項５】波長選択素子と光集光素子と位置信号検出
素子は、光伝搬路上の光ディスク側（表側）に設け、半
導体レーザと光検出器は上記光伝搬路の裏面側に設けた
ことを特徴とする請求項第１に記載の光学ヘッド。 - 【請求項６】波長選択素子は、コリメータ素子の回りに
形成してなることを特徴とする請求項３に記載の光学ヘ
ッド。 - 【請求項７】波長選択素子により出射された０次回折光
を、光集光素子に入射させることを特徴とする請求項１
に記載の光学ヘッド。 - 【請求項８】波長選択素子は、均一周期の直線グレーテ
ィングであって、コリメータ素子から出射された光を、
上記波長選択素子に入射させ、上記波長選択素子により
出射された０次回折光を、光集光素子に入射させること
を特徴とすること請求項３に記載の光学デバイス。 - 【請求項９】請求項１に記載の光学ヘッドを製造する方
法であって、少なくとも光集光素子と位置信号検出光学
素子と波長選択素子を同時に含む金型を作製し、上記金
形を用いて、上記光集光素子と上記位置信号検出光学素
子と上記波長選択素子を同時に複製することを特徴とす
る光学ヘッドの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28575192A JP3298184B2 (ja) | 1992-10-23 | 1992-10-23 | 光学ヘッドとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28575192A JP3298184B2 (ja) | 1992-10-23 | 1992-10-23 | 光学ヘッドとその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06139612A true JPH06139612A (ja) | 1994-05-20 |
| JP3298184B2 JP3298184B2 (ja) | 2002-07-02 |
Family
ID=17695580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28575192A Expired - Fee Related JP3298184B2 (ja) | 1992-10-23 | 1992-10-23 | 光学ヘッドとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3298184B2 (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5999311A (en) * | 1996-03-26 | 1999-12-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Small-sized variable magnification optical system |
| US6021004A (en) * | 1995-02-28 | 2000-02-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Reflecting type of zoom lens |
| US6097550A (en) * | 1997-02-12 | 2000-08-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical system and image taking apparatus |
| US6120156A (en) * | 1997-10-16 | 2000-09-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical element and optical system having the same |
| US6124986A (en) * | 1996-08-27 | 2000-09-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Zoom optical system and image pickup apparatus |
| US6163400A (en) * | 1996-07-19 | 2000-12-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Variable magnification optical system and image pickup apparatus using the same |
| US6166866A (en) * | 1995-02-28 | 2000-12-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Reflecting type optical system |
| US6268963B1 (en) | 1997-08-22 | 2001-07-31 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical system having a reflecting surface |
| US6278553B1 (en) | 1998-02-27 | 2001-08-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical system having refractive index distribution |
| US6301064B1 (en) | 1996-08-27 | 2001-10-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical apparatus |
| US6351338B2 (en) | 1998-02-26 | 2002-02-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Image pickup optical system |
| US6426841B1 (en) | 1997-08-27 | 2002-07-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical apparatus |
| US6522475B2 (en) | 1996-02-15 | 2003-02-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Zoom lens |
| US6549332B2 (en) | 1996-02-15 | 2003-04-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Reflecting optical system |
| US6636360B1 (en) | 1995-02-28 | 2003-10-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Reflecting type of zoom lens |
-
1992
- 1992-10-23 JP JP28575192A patent/JP3298184B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6292309B1 (en) | 1995-02-28 | 2001-09-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Reflecting type of zoom lens |
| US6021004A (en) * | 1995-02-28 | 2000-02-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Reflecting type of zoom lens |
| US6785060B2 (en) | 1995-02-28 | 2004-08-31 | Canon Kabushiki Kaisha | Reflecting type optical system |
| US6639729B2 (en) | 1995-02-28 | 2003-10-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Reflecting type of zoom lens |
| US6166866A (en) * | 1995-02-28 | 2000-12-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Reflecting type optical system |
| US6636360B1 (en) | 1995-02-28 | 2003-10-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Reflecting type of zoom lens |
| US6366411B1 (en) | 1995-02-28 | 2002-04-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Reflecting type optical system |
| US6728044B2 (en) | 1996-02-15 | 2004-04-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Zoom lens |
| US6549332B2 (en) | 1996-02-15 | 2003-04-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Reflecting optical system |
| US6522475B2 (en) | 1996-02-15 | 2003-02-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Zoom lens |
| US5999311A (en) * | 1996-03-26 | 1999-12-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Small-sized variable magnification optical system |
| US6313942B1 (en) | 1996-03-26 | 2001-11-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Small-sized variable magnification optical system |
| US6459530B2 (en) | 1996-03-26 | 2002-10-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Small-sized variable magnification optical system |
| US6163400A (en) * | 1996-07-19 | 2000-12-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Variable magnification optical system and image pickup apparatus using the same |
| US6301064B1 (en) | 1996-08-27 | 2001-10-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical apparatus |
| US6124986A (en) * | 1996-08-27 | 2000-09-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Zoom optical system and image pickup apparatus |
| US6097550A (en) * | 1997-02-12 | 2000-08-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical system and image taking apparatus |
| US6268963B1 (en) | 1997-08-22 | 2001-07-31 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical system having a reflecting surface |
| US6426841B1 (en) | 1997-08-27 | 2002-07-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical apparatus |
| US6120156A (en) * | 1997-10-16 | 2000-09-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical element and optical system having the same |
| US6351338B2 (en) | 1998-02-26 | 2002-02-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Image pickup optical system |
| US6278553B1 (en) | 1998-02-27 | 2001-08-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical system having refractive index distribution |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3298184B2 (ja) | 2002-07-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6947213B2 (en) | Diffractive optical element that polarizes light and an optical pickup using the same | |
| JP2842132B2 (ja) | 光学デバイス | |
| EP0747893B1 (en) | Optical head apparatus for different types of disks | |
| US5060212A (en) | Integrated optical pick-up device | |
| KR100283502B1 (ko) | 광 헤드장치 | |
| JP3298184B2 (ja) | 光学ヘッドとその製造方法 | |
| JP2726030B2 (ja) | 二重焦点の光ピックアップ | |
| JP2002109778A (ja) | 光ピックアップ装置 | |
| JPS62117150A (ja) | 光学式ピツクアツプ | |
| JP2726029B2 (ja) | 二重焦点の形成方法及びその装置 | |
| JP2579331B2 (ja) | 光学式ピックアップ装置 | |
| JPH04219640A (ja) | 光学ヘッド及びその製造方法 | |
| JP3077928B2 (ja) | 集積型光学装置及びその製造方法並びに金型の製造方法 | |
| JP3017418B2 (ja) | 光ピックアップ装置 | |
| KR100562338B1 (ko) | 광픽업 장치 | |
| JPH0746439B2 (ja) | 光ヘツド装置 | |
| JPH0721866B2 (ja) | 光ヘツド装置 | |
| KR100403596B1 (ko) | 직각삼각형 모양의 빔스프리터를 구비한 광픽업장치와이를 이용한 광축보정방법 | |
| JPS63225930A (ja) | 光学式情報再生装置 | |
| JPH0654548B2 (ja) | 光学式情報再生装置 | |
| KR0167930B1 (ko) | 초소형 듀얼 포커스 광 픽-업장치 | |
| JPH04310639A (ja) | 光学ヘッド及びその製造方法 | |
| JPS61289545A (ja) | 光ヘツド装置 | |
| JPS61233442A (ja) | 光ヘツド装置 | |
| JPS62208440A (ja) | 光ピツクアツプ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080419 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090419 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100419 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110419 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120419 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |