JPH07176096A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

光ピックアップ装置

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JPH07176096A
JPH07176096A JP5317220A JP31722093A JPH07176096A JP H07176096 A JPH07176096 A JP H07176096A JP 5317220 A JP5317220 A JP 5317220A JP 31722093 A JP31722093 A JP 31722093A JP H07176096 A JPH07176096 A JP H07176096A
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裕之 山本
Yukio Kurata
幸夫 倉田
Keiji Sakai
啓至 酒井
Yoshio Yoshida
圭男 吉田
Noriaki Okada
訓明 岡田
Koji Minami
功治 南
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光磁気ディスク装置用ピックアップのサーボ
エラー信号検出器と光磁気信号検出器を同一パッケージ
内に配置し、小型軽量化,生産性・耐環境性の向上を図
る。 【構成】 対物レンズとコリメータレンズの間のミラー
を、断面がくさび形のハーフミラー板を利用して複合プ
リズムとする。この複合プリズムへの入射光軸に対して
角度をもたせて戻り光の一部を反射させることにより、
サーボエラー信号検出光と光磁気信号検出光の両方を分
離して同一パッケージ内に収束することができる。パッ
ケージ内には光磁気信号検出器として光導波路素子が配
置されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光磁気ディスクに記録
再生を行う光学的記録再生装置において使用される光ピ
ックアップ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図7を用いて従来の光磁気ディスク装置
用ピックアップの光学系について説明する。光源(半導
体レーザ)71から出射された光はホログラム72、コ
リメータレンズ73、偏光ビームスプリッタ74を透過
し、ミラー75で方向を変えられ、対物レンズ76によ
って光磁気ディスク77上に集光される。光磁気ディス
ク77で反射された光は、対物レンズ76とミラー75
を通って偏光ビームスプリッタ74に入射する。偏光ビ
ームスプリッタ74に入射した光は、サーボエラー信号
検出光と光磁気信号検出光に2分割される。サーボエラ
ー信号検出光は偏光ビームスプリッタ74を透過して、
コリメータレンズ73によって集光されホログラム72
に入射,回折され、フォトダイオード78に導かれる。
一方、光磁気信号検出光の方は、ウォラストンプリズム
79,ミラー80,スポットレンズ81を通り、光磁気
信号検出路82へと導かれる。
【0003】これらの光学系において、半導体レーザ7
1と信号検出路フォトダイオード78は共通のステム上
にマウントされ一つのパッケージに収められ、ホログラ
ム素子72はパッケージ83の上面に接着固定されてい
る。このように半導体レーザ71,フォトダイオード7
8,ホログラム素子72は一体化されており、小型軽量
化、耐環境性能の向上が図られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来例ではサーボエラ
ー信号検出用フォトダイオードと光源とを同じパッケー
ジ内に配置することで小型軽量化を図っているが、ディ
スクからの反射光は偏光ビームスプリッタで2分割され
別々の光路をとるため、これがピックアップ小型化の根
本的な妨げになっている。
【0005】
【課題を解決するための手段】対物レンズとコリメータ
レンズの間のミラーを、断面がくさび形のハーフミラー
板との二重構造にし、入射光軸に対して角度をもたせて
戻り光を反射させることにより同一のコリメータを使用
して光時磁気信号検出光をパッケージ内のサーボエラー
信号検出器と異なる位置にある光導波路素子に導き、信
号を検出する。即ち、本発明は、光源と、光源からの光
を記録担体に集光させるとともに記録担体からの戻り光
を回折素子に導く光学系と、上記戻り光を受光素子側に
回折させる回折素子と、回折素子で回折された戻り光に
基づいて信号を検出する光検出素子からなり、対物レン
ズとコリメータレンズの間に光軸を約90°折り曲げる
全反射ミラーを含むピックアップ装置において、その全
反射ミラーに、一体化されてハーフミラー板が配置され
ており、上記戻り光の一部を上記回折素子を通さずに光
源と同一パッケージ内の光導波路素子上に導き、光磁気
信号を検出する光ピックアップ装置を提供するものであ
る。
【0006】また、前記ハーフミラー板の断面がくさび
形である光ピックアップ装置を提供するものである。更
に、前記ハーフミラー板が、偏光特性をもち、カー回転
角倍増作用を有する光ピックアップ装置を提供するもの
である。そして、上記全反射ミラーが、断面形状がくさ
び形であるハーフミラー板の裏面に直接形成されている
光ピックアップ装置を提供するものである。
【0007】
【作用】光学部品数が減り、ピックアップの小型,軽量
化が図れ、コストダウンにつながる。各素子の位置関係
が安定に保たれ、耐環境性能が向上する。
【0008】
【実施例】図1を用いて本発明の光学系について説明す
る。光源(半導体レーザ)1から出射された光はホログ
ラム2、コリメータレンズ3を透過し、ハーフミラーと
全反射ミラーから成る複合ミラー4で方向を変えられ対
物レンズ5によって光磁気ディスク6上に集光される。
光磁気ディスク6で反射された光は対物レンズ5を通っ
て複合ミラー4に入射する。複合ミラー4に入射された
光はサーボエラー信号検出光と光磁気信号検出光に2分
割される。サーボエラー信号検出光は複合プリズム4か
らコリメータレンズ3によって集光され、ホログラム2
に入射、回折されフォトダイオード7に導かれ、信号が
検出される。一方光磁気信号検出光の方は断面がくさび
形のハーフミラーの奥の面(全反射ミラー)で反射さ
れ、サーボエラー信号検出光とθの角度をもって複合ミ
ラー4から出射し、コリメータレンズ3により集光され
ホログラム2は通らず光導波路素子8のカプラー部分に
導かれる。光導波路素子では偏光分離、検出が行われ
る。
【0009】次に複合ミラー部分について図3を用いて
説明する。A面はハーフミラー,B面は全反射ミラーに
なっていて、例えば誘電体多層膜や金属膜などから成っ
ている。A面のハーフミラーには特に偏光特性をもたせ
てあり、カー回転角の増倍を図っている。主な光の進路
としては、A面に入射した光が直角に反射され対物レン
ズ,光磁気ディスクへと進み、再び同じ光路を通りA面
に戻ってくる。そしてA面を透過しB面で全反射され再
びA面を透過していく。このときに行きの光と帰りの光
の成す角θは、戻り光が図1に示すホログラム2にかか
らないようにするための値で、コリメータレンズの焦点
距離とホログラムの大きさおよびホログラム面でのビー
ム径から決められる。またθを達成するためのハーフミ
ラー板31のくさび角αは、ハーフミラー材の屈折率と
θから求まる。代表的な値として屈折率1.5でθ=9
°,α=2.5°の値をとった。ハーフミラー板31の
厚さは不要な光の影響を抑えるために必要な値があり、
次のようにして求められる。
【0010】図4に示すように複合ミラーのA面で透過
した光はB面での全反射、ディスク上での反射を受け再
びA面に戻ってくる(一部は対物レンズ径より外れてし
まう)。ここでこのA面を透過しB面で反射されA面を
透過して出射される不要な光を,A面で反射される不
要な光をとする。の光はハーフミラー板を通るため
必要な光と成す角はθとなり、これは複合ミラー4と
ホログラム2の距離を適当に離すことで信号検出器に入
るのを防ぐことができる。の光はと平行になるの
で、ハーフミラー板の厚さを適当にすることでとの
間隔は変えられ、信号検出器に入るのを防ぐことができ
る。代表的な値としてビーム径が3.8mm,ハーフミ
ラー材の屈折率が1.5の場合、ハーフミラー板に必要
な厚さは2.4mmとなる。
【0011】この複合ミラーを用いた場合のカー回転角
の増倍率は、その偏光特性によって決まる。A面ハーフ
ミラーでのP偏光の反射率をp、S偏光の反射率をsと
すると、B面は全反射であるから、図3のような複合ミ
ラーのカー回転角増倍率Bは
【0012】
【数1】
【0013】となる。一般的にはs≦1−pという関係
があり、sを設定するとpが制限される。この複合ミラ
ーを用いた場合の光利用効率もその偏光特性から求ま
り、P偏光で(1−p)2,S偏光で(1−s)2とな
る。代表的な値としてP偏光反射0%,S偏光反射70
%の場合、カー回転角増倍率は3.33倍、S偏光の利
用効率は9%となる。
【0014】図1ではハーフミラー部が45゜である場
合の光学系について説明したが、図2のように、複合ミ
ラーの全反射ミラー部を45゜にする構成も可能であ
る。この場合ハーフミラーの偏光特性の最適値も異なる
値となる。また図1では複合ミラーからの戻り光が行き
の光軸に対して図中上の方向へθ傾いているが、これは
ハーフミラー板の厚み勾配を変えることにより下の方向
へθ傾けることも可能である。このことは図2の構成に
ついても同様である。
【0015】図7は図1に示すパッケージ内での光源
1、フォトダイオード7、光導波路素子8の配置例を示
す平面図である。ホログラムからの回折光はフォトダイ
オードの位置と、光源をはさんで反対側とに±1次回折
光が導かれているので、この光の影響を避けるために光
導波路素子はフォトダイオードと直角の位置に配置して
ある。トラックに対する入射ビームの偏光方向から決ま
る光源の偏光方向、複合プリズムの偏光特性、フォトダ
イオードの形状などからもこの位置が望ましい。また光
磁気ディスクにおいて、カー効果による偏光面の回転は
1〜2゜と微小であるので、ディスクに集光される光の
偏光方向に対して±45゜の方位となる偏光成分を検出
し、その差動信号を検出するのが好ましい。図7におい
ては半導体レーザ71の接合方位はX軸に平行になって
おり、よって半導体レーザ71からの出射光の偏光方位
もX軸に平行である。そして光導波路素子78はY軸に
対して45゜傾けて配置されるので、光導波路素子内の
TEモードおよびTMモードは半導体レーザ71からの
出射光の偏光方位に対して±45゜の方位の偏光成分に
対応するようになり、SIN比の高い再生信号が得られ
る。
【0016】さらに、この光導波路素子は、カプラーに
対する最適結合角が3次元的に決まるので、これを満足
するように配置されている。カプラーの位置は他に高さ
の制限も受ける。例えばトラッキンクサーボを3ビーム
法により行う場合(図示せず)には、メインビームとサ
ブビームが完全に分離されている方が続く偏光分離・検
出に対して有効であり、よってビームが3つに分離され
る距離までコリメータレンズ〜カプラー間を離さなけれ
ばならない。
【0017】次に図5を用いて光磁気信号検出用光導波
路素子について説明する。図5はその1例を示すもの
で、半導体基板55上に光導波路54が形成されてい
る。光導波路はSi基板に熱酸化生成した厚さ約2μm
のSiO2膜の上に例えば無アルカリホウケイ酸ガラス
を成膜することで作製される。光カプラー51から光導
波路に導かれた光は偏光分離素子52を通過することで
各偏光成分に分離され、フォトダイオード53で光磁気
信号が検出される。光カプラーは例えばピッチ約0.5
μmのグレーティングや、マイクロプリズムなどから成
る。偏光分離素子52については例えば各偏光の屈折率
差を利用するモードスプリッタ(特願平4−23550
2)が使用される。光導波路素子はICの技術の応用で
作製できるため、生産性に極めて富んでいる。
【0018】本発明の実施例において、複合ミラーは図
3に示したように直角プリズムとくさび形のハーフミラ
ー板を貼り合わせた構成となっているが、図6に示すよ
うな、ハーフミラー板61の裏面を全反射ミラーにした
ものでも同様の働きをする。A′面がハーフミラー面,
B′面が全反射ミラー面である。
【0019】
【発明の効果】対物レンズとコリメータレンズの間のミ
ラーを断面がくさび形のハーフミラー板との二重構造に
し、入射光軸に対して角度をもたせて戻り光を反射させ
ることにより、従来パッケージの外にあった光磁気信号
検出系をレーザパッケージ内に配置することが可能とな
る。構成部品数が減り、ピックアップの小型軽量化が図
られ、耐環境性、生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光学系の実施例を示す構成図である。
【図2】別の実施例を示す構成図である。
【図3】複合プリズムの構成を示す側面図である。
【図4】複合プリズムの構成を示す側面図である。
【図5】光導波路素子の平面図である。
【図6】複合ミラーの別の実施例を示す側面図である。
【図7】パッケージ内の配置を示す平面図である。
【図8】従来の光学系を示す構成図である。
【符号の説明】
1,21,71 光源(半導体レーザ) 2,22 ホログラム 3,23 コリメータレンズ 4,24 複合プリズム 5,25 対物レンズ 6,26 ディスク 7,27,77 フォトダイオード 8,28,78 光導波路素子 31 ハーフミラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 圭男 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 岡田 訓明 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 南 功治 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源と、光源からの光を記録担体に集光
    させるとともに記録担体からの戻り光を回折素子に導く
    光学系と、上記戻り光を受光素子側に回折させる回折素
    子と、回折素子で回折された戻り光に基づいて信号を検
    出する光検出素子からなり、対物レンズとコリメータレ
    ンズの間に光軸を約90°折り曲げる全反射ミラーを含
    むピックアップ装置において、 その全反射ミラーに、一体化されてハーフミラー板が配
    置されており、上記戻り光の一部を上記回折素子を通さ
    ずに光源と同一パッケージ内の光導波路素子上に導き、
    光磁気信号を検出することを特徴とする光ピックアップ
    装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のハーフミラー板は、断
    面がくさび形であることを特徴とする光ピックアップ装
    置。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載のハーフミラー板は、偏
    光特性をもち、カー回転角増倍作用を有することを特徴
    とする光ピックアップ装置。
  4. 【請求項4】 請求項2又は3に記載の光ピックアップ
    装置であって、上記全反射ミラーが、断面形状がくさび
    形であるハーフミラー板の裏面に直接形成されているこ
    とを特徴とする、光ピックアップ装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2755283A1 (fr) * 1996-10-28 1998-04-30 Daewoo Electronics Co Ltd Systeme capteur optique pour procede a arete de couteau
US7065009B1 (en) 1999-05-14 2006-06-20 Fujitsu Limited Optical information storage apparatus and optical device including a beam splitting surface with a convex surface side and a concave surface side

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US7065009B1 (en) 1999-05-14 2006-06-20 Fujitsu Limited Optical information storage apparatus and optical device including a beam splitting surface with a convex surface side and a concave surface side

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