JPH06290502A - 光ピックアップ - Google Patents

光ピックアップ

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JPH06290502A
JPH06290502A JP4070707A JP7070792A JPH06290502A JP H06290502 A JPH06290502 A JP H06290502A JP 4070707 A JP4070707 A JP 4070707A JP 7070792 A JP7070792 A JP 7070792A JP H06290502 A JPH06290502 A JP H06290502A
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光喜 小島
Shogo Horinouchi
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光学情報記録装置に用いる光ピックアップに
おいて、光路長を確保して小型・軽量にすることを目的
とする。 【構成】 同一面上に配設された第一の反射面のホログ
ラム光学素子15と集光グレーティングレンズ16が第
二の反射面17と相対するように一体形成されたガラス
素子14と、グレーティング19がプロトン交換で製作
されているLiNbO3基板18と樹脂21で接着固定
した半導体レーザ1および多分割光検出器20を一体構
成とし、相対する2つの反射面により、半導体レーザ1
からの射出光およびディスク7からの反射光がその2つ
の反射面を往復することにより、光路長を確保できると
ともに全部品が一体構成となり、小型,軽量にできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光によって情報を記録
または再生する光学情報記録装置に用いる光ピックアッ
プに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、光磁気ディスク装置は、ハードデ
ィスク装置やフロッピーディスク装置にかわる高密度・
大容量の情報記憶装置として期待されている。光磁気デ
ィスク装置の光ピックアップの小型・軽量化は、装置全
体の小型化だけでなく、アクセス時間の短縮などの性能
向上に有利であり、技術開発が活発に行われている。
【0003】以下に従来の光磁気ディスク装置の光ピッ
クアップについて説明する。図9において、1は光源で
ある半導体レーザ、2はコリメータレンズ、3はプリズ
ムアナモルフィックで半導体レーザ1からの楕円光束を
平行円光束に変換する。4はPBSプリズムでプローブ
光と信号光を分離する。5ははね上げミラー、6は対物
レンズでディスク7に光束を集光する。8は半波長板で
信号光の偏光方向を90度回転させる。9はレンズ、1
0はホログラム素子、11は検光子、12は6分割光検
出器、13は2分割光検出器で信号光を電気信号に変換
する。
【0004】上記構成要素よりなる光ピックアップにつ
いて、各構成要素の関係と動作を説明する。半導体レー
ザ1からの光束は、コリメータレンズ2,プリズムアナ
モフィック3で平行円光束に変換され、PBSプリズム
4,はね上げミラー5を経由し、対物レンズ6によりデ
ィスク7に集光される。集光された光束は記録信号をピ
ックアップし、信号光として反射される。このとき、記
録信号は磁化方向の違いにより記録されているので、信
号光はカー効果の作用でその信号により偏光面の回転力
方向が異なる。信号光は対物レンズ6,はね上げミラー
5を経由し、PBSプリズム4で主光軸外に分離された
後、信号光の偏光がホログラム素子10に対してTM波
になるように半波長板8で偏光方向が90度回転され、
レンズ9で集光されながらホログラム素子10にブラッ
ク角で入射する。ホログラム素子10で回析された1次
回析光は、6分割光検出器12に結像され、焦点誤差お
よびトラッキング誤差よりなり、焦点誤差信号は、焦点
位置でのデフォーカスにともなう結像パターンの変化を
4分割センサで検出するダブルナイフエッジ法で、トラ
ッキング誤差信号は、2つのホログラムに入射する光強
度の変化を2分割センサで検出するプッシュプル法を用
いて行う。0次回析光は検光子11を経て2分割光検出
器13に入射され信号読み取りに用いられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の構成では、バルク部品を組み合わせた構成である
ことと、所定の光路長を必要とするところからピックア
ップの小型・軽量化に限界があるとともに部品の位置調
整が困難であるという問題点を有していた。
【0006】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、光路長が確保でき、かつ、光学部品が一体構成でき
て小型・軽量にした光ピックアップを提供することを目
的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の光ピックアップは、レーザ発生装置と、レー
ザ発生装置からの射出光を反射する第一の反射面と、第
一の反射面と相対して配設した第一の反射面からの光束
を反射する第二の反射面と、第一の反射面と同一面上に
配設した第二の反射面からの光束をディスク上に集光す
る集光光学素子と、ディスクからの反射光を偏光分離す
る偏光素子と、光検出器を備えた構成としたものであ
る。
【0008】
【作用】この構成によって、光学部品が一体構成される
とともに相対する第一と第二の反射面により半導体レー
ザからの射出光およびディスクからの反射光ともに、そ
の二つの反射面間を往復することにより光路長を確保す
ることができ、小型・軽量にできる。
【0009】
【実施例】
(実施例1)以下、本発明の一実施例について、図面を
参照しながら説明する。
【0010】図1において、1は光源である半導体レー
ザ、14はガラス素子、15は第一の反射面のホログラ
ム光学素子である。16はレーザ光束をディスク7に集
光するグレーティングレンズで、ホログラム光学素子1
5とガラス素子14の同一面上に配設されている。17
は反射ミラー膜よりなる第二の反射面、19はLiNb
3基板18にプロトン交換法で製作されるグレーティ
ング、20は多分割光検出器である。半導体レーザ1お
よび多分割光検出器20はLiNbO3基板18に樹脂
21で接着固定されており、上記の全部品が一体構成さ
れている。LiNbO3基板18にプロトン交換法で製
作されるグレーティング19について図2を用いて説明
する。LiNbO3基板18上に周期的にプロトン交換
を施したグレーティング19を形成し、その上に誘電体
膜22を形成した構造で、偏光分離機能がある。この構
造で、結晶光学軸方向と直交する偏光光に対してプロト
ン交換領域とプロトン交換領域外で位相差が生じないよ
うに誘電体膜の厚さを調整すると、図2に示すように、
常光23は0次回析光24として透過し、また、入射光
の結晶光学軸方向の偏光光25は1次回析光26として
回析する。
【0011】図3に示すように、本実施例のホログラム
光学素子15は、少なくとも2つのホログラム領域27
からなり、また、ホログラム光学素子15の直径の1/
3を直径とする中央部28は光束が反射しないように遮
光されている。
【0012】以上のように構成された光ピックアップに
ついて、以下その動作を説明する。図1に示すように、
半導体レーザ1からの光束は、まずホログラム光学素子
15で回析反射されるが、情報の再生に利用されるのは
0次回析光なので、鏡面反射と考えてよい。ここで回析
反射された光束は第二の反射面17で再び反射され、グ
レーティングレンズ16に入射し、グレーティングレン
ズ16の集光作用によりディスク7に集光される。この
とき、グレーティングレンズ16への入射光束の中心部
分がホログラム光学素子15で遮光されるので、超解像
現象により集光される光スポットは小さくなる。ディス
ク7に集光された光束は、記録信号をピックアップして
反射される。この反射光は、図4に示すように、カー効
果により入射光の偏光方向29から回転した信号光30
となるが、記録信号は磁化方向の違いにより記録されて
いるので、その信号により入射光の偏光方向を基準とし
て回転方向が逆になる。信号光はグレーティングレンズ
16,第二の反射面17を経由した後、ホログラム光学
素子15に入射し、回析反射される。ホログラム光学素
子の2つの領域での1次回析光は、それぞれ半導体レー
ザ1からの射出光の偏光に対してLiNbO3基板18
の結晶光学軸を45度傾けたプロトン交換法で製作され
たグレーティング19で回析され、2個の多分割光検出
器20に入射する。このときLiNbO3基板18にプ
ロトン交換法で製作されたグレーティング19で回析さ
れる1次回析光31は、半導体レーザ1からの射出光束
の偏光に対して45度傾いた方向の偏光光であり、0次
回析光32は、前記方向に直交する方向の偏光光であ
る。このようにグレーティング19は、その入射光に対
して検光子機能を付随した偏光分離を行うので、0次回
析光と1次回析光の差動検出によりカー信号を検出す
る。
【0013】つぎに図5に示した多分割光検出器20に
よる、焦点誤差,トラッキング誤差のそれぞれの誤差検
出方法を説明する。2個の多分割光検出器20は、それ
ぞれ3個のセンサS1,S2,S3およびT1,T2,
T3で構成されていて、その出力はそれぞれV1,V
2,V3およびW1,W2,W3である。グレーティン
グ19の0次回析光は、それぞれS1とS2,T2とT
3の境界線上に結像し、1次回析光はそれぞれS3,T
1に結像する。これにより焦点誤差信号は、1次回析光
の焦点位置でのデフォーカスにともなう結像パターンの
変化を検出するナイフエッジ法を用いて行う。つまりS
1とT3の和とS2とT2の和の差動信号、(V1+W
3)−(V2+W2)を検出する。また、トラッキング
誤差信号は、2つのプロトン交換領域に入射する光強度
の変化をその1次回析光の強度として検出するプッシュ
プル法を用いる。つまりS1とS2の和とT2とT3の
和の差動信号、(V1+V2)−(W2+W3)を検出
する。さらにカー信号検出は、S1とS2の和とS3の
差動信号、(V1+V2)−V3を検出する。
【0014】以上のように本実施例によれば、相対する
2つの反射面により、半導体レーザ1からの射出光およ
びディスク7からの反射光が2つの反射面を往復するこ
とにより光路長を確保できることに加えて、全部品が一
体構成にでき、小型,軽量,コンパクトにできる。
【0015】なお、信号検出方法において、2個の多分
割検出器をまとめた6つのセンサより形成される多分割
光検出器20によりカー信号読み取りと焦点誤差,トラ
ッキング誤差それぞれの誤差信号の検出を行ってもよ
い。また、本実施例において偏光素子として用いたLi
NbO3基板18にプロトン交換法で形設されるグレー
ティング19は、入射光波長の1/2以下の周期構造で
ある回析素子でもよい。
【0016】(実施例2)以下、本発明の第2の実施例
について、図面を参照しながら説明する。
【0017】図6に示すように、本実施例は、前述第1
の実施例の構成で、LiNbO3基板18にプロトン交
換法で製作されるグレーティング19を半導体レーザ1
の射出光路中に配設し、その結晶光学軸が半導体レーザ
1の射出光束の偏光面に対して45度傾いた少なくとも
2つの領域からなるようにし、2個の多分割光検出器2
0を1個にして全部品が一体構成とされている。
【0018】以上のように構成された光ピックアップに
ついて、以下その動作を説明する。半導体レーザ1から
の射出光はLiNbO3基板18,第一の反射面のホロ
グラム光学素子15,第二の反射面17,グレーティン
グレンズ16を経てディスク7に集光され、記録信号を
ピックアップした後、グレーティングレンズ16,第二
の反射面17を経て第一の反射面のホログラム光学素子
15に入射する。第一の反射面のホログラム素子15か
らの0次回析光は、LiNbO3基板18にプロトン交
換法で製作されるグレーティング19の2つの領域より
回析されるが、それぞれの1次回析光が、多分割光検出
器20に結像され、カー信号読み取りと焦点誤差,トラ
ッキング誤差それぞれの誤差検出信号に用いられる。こ
の1次回析光は、第1の実施例で説明したように、Li
NbO3基板18にプロトン交換法で製作されるグレー
ティング19の入射光に対して45度方向の偏光光とな
り、その強度がカー信号の偏光方向で変化することで、
カー信号の検出を行う。つぎに図7に示した多分割光検
出器20による焦点誤差,トラッキング誤差のそれぞれ
の誤差検出方法を説明する。多分割光検出器20は4個
のセンサR1,R2,R3,R4で構成されていて、そ
の出力はそれぞれU1,U2,U3,U4である。Li
NbO3基板18にプロトン交換法で製作されるグレー
ティング19の2つの領域での1次回析光は、それぞれ
センサR1とR3,R2とR4の境界線上に結像する。
これより焦点誤差信号は、焦点位置でのデフォーカスに
ともなう結像パターンの変化を検出するナイフエッジ法
を用いて行う。つまり、R1とR4の和とR2とR3の
和の差動信号、(U1+U4)−(U2+U3)を検出
する。また、トラッキング誤差信号は、2つのグレーテ
ィング領域に入射する光強度の変化をその1次回析光の
強度として検出するプッシュプル法を用いる。つまり、
R1とR3の和とR2とR4の和の差動信号、(U1+
U3)−(U2+U4)を検出する。
【0019】以上のように本実施例によれば、第1の実
施例と同様の効果が得られる。なお、第二の反射面17
として反射ミラーを用いてもよい。
【0020】(実施例3)以下、本発明の第3の実施例
について、図面を参照しながら説明する。図8に示すよ
うに、本実施例は、前述第2の実施例の構成でLiNb
3基板18にプロトン交換法で製作されるグレーティ
ング19をガラス素子14の側面部分に配設し、半導体
レーザ1は第二の反射面17に、多分割光検出器20は
LiNbO 3基板18にそれぞれ樹脂21で接着固定さ
れ、全部品が一体構成とされている。
【0021】以上のように構成された光ピックアップに
ついて、以下その動作を説明する。半導体レーザ1から
の射出光は第一の反射面のホログラム光学素子15,第
二の反射面17,グレーティングレンズ16を経てディ
スク7に集光され、記録信号をピックアップした後、グ
レーティングレンズ16,第二の反射面17を経て第一
の反射面であるホログラム光学素子15に入射し、回析
反射される。ホログラム光学素子15の2つの領域での
1次回析光は第1の実施例と同様、それぞれ半導体レー
ザ1からの射出光の偏光に対してLiNbO3基板18
の結晶光学軸を45度傾けたプロトン交換法で製作され
たグレーティング19で回析され、多分割光検出器20
に結像される。また、第1の実施例と同様の方法で、カ
ー信号読み取りと焦点誤差、トラッキング誤差それぞれ
の誤差検出を行う。
【0022】以上のように本実施例によれば、第1の実
施例と同様の効果が得られる。なお、本実施例において
偏光素子として用いたLiNbO3基板18にプロトン
交換法で製作されるグレーティング19は、入射光波長
の1/2以下の周期構造である回析素子でもよい。
【0023】
【発明の効果】以上の実施例の説明からも明らかなよう
に本発明は、レーザ発生装置と、レーザ発生装置からの
射出光を反射する第一の反射面と、第一の反射面と相対
して配設した第二の反射面と、第一の反射面と同一面上
に配設した集光光学素子と、偏光素子と、光検出器を備
えた構成により、光路長が確保でき、かつ、光学部品が
一体構成できて小型・軽量にした優れた光ピックアップ
を実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の光ピックアップの要部
の概念を示した断面略図
【図2】同光ピックアップのグレーティングの概略斜視
【図3】同光ピックアップのホログラム光学素子の平面
【図4】同光ピックアップの信号検出方法の説明図
【図5】同光ピックアップの光検出器の要部平面図
【図6】本発明の第2の実施例の光ピックアップの要部
の概念を示した断面略図
【図7】同光ピックアップの光検出器の要部平面図
【図8】本発明の第3の実施例の光ピックアップの要部
の概念を示した断面略図
【図9】従来の光ピックアップの要部分解斜視図
【符号の説明】
1 半導体レーザ(レーザ発生装置) 15 ホログラム光学素子(第一の反射面) 16 グレーティングレンズ(集光光学素子) 17 第二の反射面 19 グレーティング(偏光素子) 20 多分割光検出器

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザ光を発生するレーザ発生装置と、
    前記レーザ発生装置からの射出光を反射する第一の反射
    面と、前記第一の反射面に相対して配設した前記第一の
    反射面からの光束を反射する第二の反射面と、前記第一
    の反射面と同一面上に配設した前記第二の反射面からの
    光束をディスク上に集光する集光光学素子と、前記ディ
    スクからの反射光を偏光分離する偏光素子と、光検出器
    を備えた光ピックアップ。
  2. 【請求項2】 第一の反射面は集光光学素子の中央部に
    配設されたホログラム光学素子である請求項1記載の光
    ピックアップ。
  3. 【請求項3】 集光光学素子は、グレーティングレンズ
    である請求項1記載の光ピックアップ。
  4. 【請求項4】 偏光素子はLiNbO3にプロトン交換
    で形設されたグレーティングである請求項1記載の光ピ
    ックアップ。
  5. 【請求項5】 レーザ発生装置,光検出器,第一および
    第二の反射面,集光光学素子ならびに偏光素子が一体構
    成である請求項1記載の光ピックアップ。
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US08/429,278 US5621716A (en) 1991-09-27 1995-04-25 Optical pickup having a transparent lens member with two reflecting surfaces
US08/514,709 US5566157A (en) 1991-09-27 1995-08-14 Optical pickup for information recording/reproducing apparatus having polygon prism, hologram, and grating lens

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