JPH073704B2 - 2 beam type optical pickup - Google Patents

2 beam type optical pickup

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JPH073704B2
JPH073704B2 JP62061112A JP6111287A JPH073704B2 JP H073704 B2 JPH073704 B2 JP H073704B2 JP 62061112 A JP62061112 A JP 62061112A JP 6111287 A JP6111287 A JP 6111287A JP H073704 B2 JPH073704 B2 JP H073704B2
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grating
lens
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雅之 加藤
文雄 山岸
弘之 池田
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Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 入射レーザビームを軸対称に交叉させる第1のグレーテ
ィングレンズとこの交叉ビームを光ディスク上に収束さ
せる第2のグレーティングレンズとの2枚のグレーティ
ングレンズを組合せることにより入射レーザビームの波
長変動の影響を受けにくく収差の少ない良好なビームス
ポットとずれのない安定した合焦性能を実現し得るよう
にした新規に開発されたグレーティングレンズ系におい
て、第1のグレーティングレンズを光軸を含む面により
空間周波数の異なる複数個の領域に分割し、2つのレー
ザ光は第1グレーティングレンズの夫々の第1領域を通
ってグレーティングレンズ系に入射せしめられ、かつ光
ディスクから反射された2つの信号光はグレーティング
レンズ系内を軸対称的に逆行し第1グレーティングレン
ズの夫々の第2領域を通ってグレーティングレンズ系か
ら出射せしめられる。その結果、信号光は第2グレーテ
ィングレンズにより往路と異なる位置に合焦せしめられ
る。従ってこの信号光を例えばハーフミラーにより2つ
のビームに分離し、その一方をフォーカシング用光検出
器に導き、他方をトラッキング用光検出器に導くことに
より、光源レーザの波長変化に伴う焦点位置ずれ並びに
焦点ビーム径の劣化を少なくした検出精度並びに信頼性
の高い光ディスク用ピックアップ装置が実現出来る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Outline] Two grating lenses, a first grating lens that crosses an incident laser beam in an axially symmetrical manner and a second grating lens that focuses the crossed beam on an optical disk, are combined. In this way, the first grating in the newly developed grating lens system, which is capable of achieving a good beam spot with less aberration and less influence of wavelength fluctuation of the incident laser beam and stable focusing performance without deviation. The lens is divided into a plurality of regions having different spatial frequencies by the surface including the optical axis, and the two laser beams are made incident on the grating lens system through the respective first regions of the first grating lens and reflected from the optical disc. The two signal lights thus generated go back in the grating lens system in an axially symmetric manner and go back to the first grating. It is caused to exit from the grating lens system through the second region of each of coating lenses. As a result, the signal light is focused on a position different from the outward path by the second grating lens. Therefore, this signal light is split into two beams by, for example, a half mirror, one of which is guided to the focusing photodetector, and the other of which is guided to the tracking photodetector. It is possible to realize an optical disk pickup device with high detection accuracy and high reliability, which reduces deterioration of the focal beam diameter.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は光ピックアップ、特にグレーティングレンズ系
を用いた光磁気型および追記型光ディスク用ピックアッ
プ装置に関する。
The present invention relates to an optical pickup, and more particularly to a pickup device for a magneto-optical type and a write-once type optical disc using a grating lens system.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

光ディスクのユーザー側で情報の書込みのできる追記型
・光ディスク装置において、情報をピットの形でディス
クに記録したあと、情報が正しく書込まれたか否かを確
認するために読み出しを行なう必要があるが、ディスク
が一周回るのを待たなくてもすむように読み出し用のビ
ームを書き込み用のビームスポットのそばに配する2ビ
ームの光ヘッドが研究されている。
In a write-once type optical disk device in which information can be written on the user side of an optical disk, it is necessary to record the information in the form of pits on the disk and then read the information in order to confirm whether the information has been correctly written. A two-beam optical head has been researched in which a reading beam is arranged beside a writing beam spot so that the disk does not have to wait for one revolution.

一方、光ディスク装置の小型・軽量化、及びアクセス時
間の短縮といった要求から光ヘッドの大幅な小型・軽量
化・さらに低価格化等が望まれている。
On the other hand, there is a demand for a drastic reduction in the size and weight of the optical head and a reduction in the price of the optical head in order to reduce the size and weight of the optical disk device and shorten the access time.

かかる要望を充足するべく、近年、ホログラム素子を用
いた光ピックアップの開発が進められており、本願出願
人も先に特願昭61-43702号において、ホログラムレンズ
を用いた新規な2ビーム方式光ピックアップを提案し
た。
In order to satisfy such a demand, development of an optical pickup using a hologram element has been advanced in recent years, and the applicant of the present application has previously described in Japanese Patent Application No. 61-43702, a novel two-beam optical system using a hologram lens. Suggested a pickup.

この2ビーム方式光ピックアップは第13図に示す如く、
2つの半導体レーザ101,102からの各レーザ光110,111を
各々収差を補正して光ディスク媒体107上のトラックの
溝方向に所定距離(d)だけ離れた2つの集束位置P1,P
2に各々集束させる2つのホログラムレンズ103,104を有
し、さらに前記集束位置P1,P2からの各反射光112,113を
互いに逆の前記ホログラムレンズ104,103で受光し、各
検知器105,106へ導く構成を有する。半導体レーザ101か
らのレーザ光110は、ホログラムレンズ103によって光デ
ィスク媒体面107上の集束位置P1に集光される。そし
て、そこからの反射光112は、もう一方のホログラムレ
ンズ104によって受光され検知器105へ導かれる。逆に半
導体レーザ102からのレーザ光111はホログラムレンズ10
4で集束位置P2に集束され、その反射光113は、逆のホロ
グラムレンズ103によって受光され検知器106へ導かれ
る。この時、各レーザ光110,111の波長が異なるため、
各反射光112,113が各半導体レーザ102,101の位置にもど
ることはなく、隣接した各検知器105,106へ導かれる。
This two-beam type optical pickup, as shown in FIG.
Two focusing positions P 1 and P 1 which are separated by a predetermined distance (d) in the groove direction of the track on the optical disc medium 107 by correcting the aberrations of the respective laser beams 110 and 111 from the two semiconductor lasers 101 and 102
2 has two hologram lenses 103 and 104 for focusing respectively, and further has a configuration in which reflected lights 112 and 113 from the focusing positions P 1 and P 2 are received by the hologram lenses 104 and 103 opposite to each other and guided to the detectors 105 and 106. . The laser light 110 from the semiconductor laser 101 is focused by the hologram lens 103 at the focus position P 1 on the optical disc medium surface 107. Then, the reflected light 112 from there is received by the other hologram lens 104 and guided to the detector 105. On the contrary, the laser beam 111 from the semiconductor laser 102 is the hologram lens 10
The reflected light 113 is focused at the focusing position P 2 at 4 and is received by the opposite hologram lens 103 and guided to the detector 106. At this time, since the wavelengths of the laser lights 110 and 111 are different,
The reflected lights 112 and 113 do not return to the positions of the semiconductor lasers 102 and 101 and are guided to the adjacent detectors 105 and 106.

斯くして、各光路は空間時に分離されるため、従来の如
き偏光ビームスプリッタやλ/4板を必要とせず、光ピッ
クアップの大幅な軽量、小型化が可能となる。
Thus, since the respective optical paths are separated in space, there is no need for a polarization beam splitter or a λ / 4 plate as in the conventional case, and the optical pickup can be significantly reduced in weight and size.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

しかるにホログラムは、波長の変化に伴い、回折角が変
化し、従ってレンズ作用を有するホログラム(ホログラ
ムレンズ)は光源の波長がλからλ(λ<λ)に変
化するとインライン型ホログラムレンズの場合は第14図
に示す如く、焦点距離(光軸方向の位置)が変化すると
供に収差が発生し、また、オフアクシス型ホログラムレ
ンズの場合には第15図に示す如く焦点距離の変化、収差
の発生に加え焦点位置が光軸から外れてしまう。
However, in the hologram, the diffraction angle changes with the change of the wavelength, so that the hologram (hologram lens) having a lens function is the case of the in-line hologram lens when the wavelength of the light source changes from λ 0 to λ (λ 0 <λ). As shown in Fig. 14, aberrations occur when the focal length (position in the optical axis direction) changes, and in the case of an off-axis hologram lens, changes in focal length and aberrations as shown in Fig. 15 occur. In addition to the occurrence of, the focus position is deviated from the optical axis.

光ピックアップに用いる半導体レーザは温度変化や駆動
法の変化により、あるいは個体差による中心発振波長の
ばらつき等により周辺温度(0〜50℃)内において±12
nm程度もしくはそれ以上の発振波長の変化が伴う。即
ち、レーザの発振波長は実質上絶えず変化していると考
えることができ、このような半導体レーザの発振波長の
変化が生じると、ホログラムを用いた光ピックアップで
は前述の問題が発生し、ビームスポットが劣化する。そ
のため光信号の情報の読み出し、および書き込みが困難
となる。第15図に示すオフアクシス型ホログラムレンズ
の場合は半導体レーザの波長変化の影響を特に受け易
い。
The semiconductor laser used for the optical pickup is ± 12 within the ambient temperature (0 to 50 ° C) due to temperature changes, driving method changes, and variations in the central oscillation wavelength due to individual differences.
The oscillation wavelength is changed by about nm or more. That is, it can be considered that the oscillation wavelength of the laser is substantially constantly changing, and when such a change in the oscillation wavelength of the semiconductor laser occurs, the above-mentioned problem occurs in the optical pickup using the hologram, and the beam spot Deteriorates. Therefore, it becomes difficult to read and write the information of the optical signal. The off-axis type hologram lens shown in FIG. 15 is particularly susceptible to the wavelength change of the semiconductor laser.

ところで、本願出願人は先に、特願昭61−220870号明細
書において、上述の如き入射光の波長変動があってもそ
の影響を受けずに常に収差のない良好のビームスポット
を得ることができ且つ正確な安定した合焦性能を有する
グレーティングレンズ光学系を提案した。
By the way, the applicant of the present application has previously found that, in Japanese Patent Application No. 61-220870, even if there is a wavelength variation of incident light as described above, it is not affected by the variation and always obtains a good beam spot without aberration. We have proposed a grating lens optical system that is capable of accurate and stable focusing performance.

本発明はこのグレーティングレンズ光学系を利用して上
記の問題点を解消し、軽量、小型、低廉という要求は充
足しつつ、尚且つ波長変動の影響を受けにくい高精度に
して信頼性の高い光ピックアップ装置を提供することを
目的とする。
The present invention solves the above problems by using this grating lens optical system, satisfies the requirements of light weight, small size, and low cost, and yet has high accuracy and high reliability that is not easily affected by wavelength fluctuation. An object is to provide a pickup device.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記の目的を達成するために、本発明によれば2つの半
導体レーザからの互いに波長の異なる2つのレーザ光を
各々光信号記録媒体上の異なる位置に集光し、各反射光
を受光することにより情報の記録及び読み出しを行なう
2ビーム方式の光ピックアップにおいて、 前記2つの半導体レーザからの各レーザ光を軸対称に交
叉させる第1のグレーティングレンズと、該第1グレー
ティングレンズを透過した回折光を光信号記録媒体上の
一点に合焦させる第2のグレーティングレンズとが光軸
上に配置され、上記第1グレーティングレンズは光軸を
含む面により空間周波数の異なる少くとも2つの領域に
分割され、2つのレーザ光は第1グレーティングレンズ
の夫々の第1の領域を通り第2グレーティングレンズに
より光信号記録媒体上に収束せしめられ、かつ光信号記
録媒体により反射された2つの信号光は第2グレーティ
ングレンズにより軸対称に交叉されて第1グレーティン
グレンズの夫々の第2領域を通り光検出器に導かれるこ
とを構成上の特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the present invention, two laser beams having different wavelengths from two semiconductor lasers are condensed at different positions on an optical signal recording medium and each reflected beam is received. In a two-beam type optical pickup that records and reads information by means of a first grating lens that crosses the laser beams from the two semiconductor lasers in axial symmetry, and diffracted light that has passed through the first grating lens. A second grating lens for focusing on one point on the optical signal recording medium is arranged on the optical axis, and the first grating lens is divided into at least two regions having different spatial frequencies by a surface including the optical axis, The two laser beams pass through the respective first regions of the first grating lens and are converged on the optical signal recording medium by the second grating lens. The two signal lights that have been swallowed and reflected by the optical signal recording medium are axially crossed by the second grating lens and guided to the photodetector through the respective second regions of the first grating lens. It is a feature of.

〔作 用〕[Work]

半導体レーザの発散光は第1のグレーティングレンズに
入射し、第1のグレーティングレンズによって光軸対称
に交差するように回折し第2のグレーティングレンズに
入射した後、第2のグレーティングレンズによって光デ
ィスク上に無収差で集光する。このグレーティングレン
ズ系は後述の如く半導体レーザの発振波長が中心よりす
くなくとも±12nm変化しても、光ディスク上に無収差で
集光する。
The divergent light of the semiconductor laser is incident on the first grating lens, diffracted by the first grating lens so as to intersect with the optical axis symmetrically, and then incident on the second grating lens, and then on the optical disc by the second grating lens. Focus without aberration. As will be described later, this grating lens system focuses light on the optical disk without aberration even if the oscillation wavelength of the semiconductor laser changes from the center by at least ± 12 nm.

このグレーティングレンズ系において、半導体レーザか
らの発散光は第1のグレーティングレンズの第1の領域
に入射し、第1のグレーティングレンズの第1の領域の
空間周波数に従って、軸対称の方向に回折し第2のグレ
ーティングレンズに入射し、その空間周波数に従って回
折し、光ディスク上に集光する。この時の入射光軸は光
ディスクの平面に対し傾斜している。光ディスクからの
反射信号光は、入射光と別径路(軸対称位置)をたどり
第2のグレーティングレンズに入射し、その空間周波数
に従って軸対称の方向に回折し、第1のグレーティング
レンズの第2の領域に入射し、その空間周波数に従って
回折し、光検知器に入射する。この時第1のグレーティ
ングレンズの第1、第2領域の空間周波数分布が等しい
と信号光が半導体レーザに戻り信号検知が行なえくなる
が第2領域の空間周波数分布は第1領域のそれと異って
いるため光検知器に導かれる。
In this grating lens system, the divergent light from the semiconductor laser is incident on the first region of the first grating lens, is diffracted in the axially symmetric direction according to the spatial frequency of the first region of the first grating lens, and is then diffracted. It is incident on the second grating lens, diffracted according to its spatial frequency, and condensed on the optical disc. The incident optical axis at this time is inclined with respect to the plane of the optical disc. The reflected signal light from the optical disc follows a different path (axial symmetry position) from the incident light and is incident on the second grating lens, is diffracted in the axially symmetric direction according to the spatial frequency thereof, and is reflected by the second grating lens It is incident on the region, diffracted according to its spatial frequency, and is incident on the photodetector. At this time, if the spatial frequency distributions of the first and second regions of the first grating lens are equal, signal light returns to the semiconductor laser and signal detection becomes impossible, but the spatial frequency distribution of the second region is different from that of the first region. Is led to the photodetector.

従って第1グレーティングレンズの第2領域からの出射
光をハーフミラー等により2つに分割し、反射光(また
は透過光)をフォーカシング用光検出器に導いてフォー
カシング制御を行い、透過光(または反射光)をトラッ
キング用検出器に導いてトラッキング制御を行うことに
より光ピックアップが実現できる。
Therefore, the light emitted from the second region of the first grating lens is split into two by a half mirror, etc., and the reflected light (or transmitted light) is guided to a focusing photodetector to perform focusing control, and transmitted light (or reflected light). An optical pickup can be realized by guiding (light) to a tracking detector to perform tracking control.

グレーティングレンズ系は後述するようにレーザビーム
の波長変動の影響を受けにくく、ある波長範囲内(例え
ば830±12nm)において、光ディスク上の一点に合焦さ
せることが出来る。
As will be described later, the grating lens system is hardly affected by the wavelength variation of the laser beam, and can focus on one point on the optical disk within a certain wavelength range (for example, 830 ± 12 nm).

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の好ましい実施例につき添付図面を参照し
て詳細に説明する。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

まず初めに、本発明において重要な役割を果たすグレー
ティングレンズ系の構成について第16,17図を参照して
簡単に説明する。尚、このグレーティングレンズ系の詳
細構造は上記の特願昭61−220870号に開示されている。
First, the structure of a grating lens system that plays an important role in the present invention will be briefly described with reference to FIGS. The detailed structure of this grating lens system is disclosed in Japanese Patent Application No. 61-220870.

第16図において、グレーティングレンズ系は第1、第2
のインライン型のグレーティングレンズ11,12を同一光
軸(一点鎖線)上に配置した構成であり、光軸上の点P
(コヒーレント光源)から発散する球面波を第1のグレ
ーティングレンズ11で光軸側に回折させ、光軸と一旦交
差させた後に、第2のグレーティングレンズ12によって
光軸上の所定の点Qに集束させるようにしたものであ
る。
In FIG. 16, the grating lens system includes the first and second grating lens systems.
In-line type grating lenses 11 and 12 are arranged on the same optical axis (dashed line), and a point P on the optical axis
The spherical wave diverging from the (coherent light source) is diffracted to the optical axis side by the first grating lens 11 and once intersects with the optical axis, and then is focused at a predetermined point Q on the optical axis by the second grating lens 12. It was made to let.

上記第1のグレーティングレンズ11は、光軸に関して回
転対称の所定の空間周波数分布を有しており、光軸に関
して対称な任意の2点からの回折光が光軸上で交差する
ようにしてある。また、上記第2のグレーティングレン
ズ12は、光軸に関して回転対称の所定の空間周波数分布
を有しており、上記交差した回折光が光軸上の1点Qに
集束するようにしてある。
The first grating lens 11 has a predetermined spatial frequency distribution that is rotationally symmetric with respect to the optical axis, and diffracted light from arbitrary two points that are symmetrical with respect to the optical axis intersect on the optical axis. . The second grating lens 12 has a predetermined spatial frequency distribution that is rotationally symmetric with respect to the optical axis, and the crossed diffracted light is focused at one point Q on the optical axis.

上記構成において、第1のインライン型グレーティング
レンズの任意の1点に同一方向から入射した、互いに異
なる波長λ0,λ(λ<λ)の2つの光の進路を考えて
みる。まず、第1のインライン型グレーティングレンズ
によって、波長λの光は波長λの光よりも大きな角度
で回折されるとともに、これらの回折光はいずれも光軸
と交わった後に、第2のインライン型グレーティングレ
ンズ上に到達する。これらの光の到達点の光軸からの距
離は波長λの光の方が波長λの光よりも遠い。次に、
これらの光は上記第2のインライン型グレーティングレ
ンズによって回折されるが、この時、波長λの光が波長
λの光よりも大きな角度で回折されるので、2つの光
の間隔は次第に狭まっていき、最終的には1点で交わ
る。よって、2つのインライン型グレーティングレンズ
に所定の空間周波数分布を持たせておくことにより、上
記2つの光の交わる点を上記光軸上の指定の1点に置く
ことができる。
Consider the paths of two lights having different wavelengths λ 0 and λ (λ 0 <λ) that are incident on one arbitrary point of the first in-line type grating lens in the same direction in the above-mentioned configuration. First, the first in-line type grating lens diffracts the light of wavelength λ at a larger angle than the light of wavelength λ 0 , and after all of these diffracted lights intersect the optical axis, the second in-line type Reach onto the grating lens. As for the distance of the arrival point of these lights from the optical axis, the light of wavelength λ is farther than the light of wavelength λ 0 . next,
These lights are diffracted by the second in-line type grating lens. At this time, since the light of wavelength λ is diffracted at a larger angle than the light of wavelength λ 0 , the distance between the two lights gradually narrows. Iki, and finally meet at one point. Therefore, by giving the two in-line type grating lenses a predetermined spatial frequency distribution, the point where the two lights intersect can be placed at a designated point on the optical axis.

以上のことは第1のインライン型グレーティングレンズ
のどの点に入射した光についても言うことが出来、しか
も上記空間周波数分布は光軸に関して回転対称としてあ
るので、入射した発散球面波光はその波長が変化したと
しても、光軸上の上記所定の1点に集束され、従って収
差や焦点位置ずれが生じることはなくなる。
The above can be said for light incident on any point of the first in-line type grating lens, and since the spatial frequency distribution is rotationally symmetric with respect to the optical axis, the wavelength of incident divergent spherical wave light changes. Even if it is done, it is focused on the above-mentioned predetermined one point on the optical axis, so that aberrations and focal position shifts do not occur.

次に、上記グレーティングレンズ11,12の空間周波数分
布の具体的な決定方法について、第17図を用いて以下、
(i)〜(iv)で述べる。尚、点Pと第1グレーティン
グレンズ11との距離をl1、2つのグレーティングレンズ
11,12間の距離をd、グレーティングレンズ12と点Qと
の距離をl2とする。
Next, a specific method of determining the spatial frequency distribution of the grating lenses 11 and 12 will be described below with reference to FIG.
This will be described in (i) to (iv). The distance between the point P and the first grating lens 11 is l1, two grating lenses
The distance between 11, 12 is d, and the distance between the grating lens 12 and the point Q is l2.

(i)まず、点Pを発してグレーティングレンズ11の最
外周の点R1に達する、波長λの光線を考える。この光
線は、点R1で回折され、グレーティングレンズ12の中心
の点r1(=0)に達し、ここで更に回折されて点Qに達
するものとする(第17図中の実線a)。すると、上述し
た光路(P→R1→r1→Q)を仮定することにより点R1,r
1における空間周波数F1,f1が決定される。
(I) First, consider a ray having a wavelength λ 0 that emits a point P and reaches a point R1 on the outermost periphery of the grating lens 11. This ray is diffracted at the point R1, reaches the center point r1 (= 0) of the grating lens 12, and is further diffracted there to reach the point Q (solid line a in FIG. 17). Then, by assuming the above-mentioned optical path (P → R1 → r1 → Q), the point R1, r
The spatial frequencies F1, f1 at 1 are determined.

(ii)次に、波長がλからλ(>λ)に変った場合
について考える。点Pから点R1へと進んだ波長λの光線
は、点R1において、波長がλのときよりも大きな角度
で回折され、グレーティングレンズ12上の点r2に達する
(破線b)。ここで、波長がλであるときでも点Qに集
束するという条件から、点r2における空間周波数f2が決
定される。
(Ii) Next, consider the case where the wavelength changes from λ 0 to λ (> λ 0 ). A ray of wavelength λ that has traveled from point P to point R1 is diffracted at point R1 at a larger angle than when the wavelength is λ 0 and reaches point r2 on grating lens 12 (broken line b). Here, the spatial frequency f2 at the point r2 is determined under the condition that the light is focused on the point Q even when the wavelength is λ.

(iii)波長がλの場合に戻り、点r2で回折されて点
Qに達する光線がグレーティングレンズ11上のどの点か
ら来るのかを逆に求めることが出来る(実線c)。その
グレーティングレンズ11上の点をR2とすると、点R2での
回折光が点Pに達するという条件から、点R2における空
間周波数F2が決定される。
(Iii) Returning to the case where the wavelength is λ 0 , it is possible to reversely determine from which point on the grating lens 11 the ray that is diffracted at the point r2 and reaches the point Q comes from (solid line c). If the point on the grating lens 11 is R2, the spatial frequency F2 at the point R2 is determined under the condition that the diffracted light at the point R2 reaches the point P.

(iv)再び波長がλになった場合を考え、上記(ii)と
同様にしてグレーティングレンズ12上の点r3(図示せ
ず)とその空間周波数f3を求める。そして波長をλ
戻し、上記(iii)と同様にしてグレーティングレンズ1
1上の点R3(図示せず)とその空間周波数F3を求める。
このようにして点Rn(n=1,2,3,…)がグレーティング
レンズ11の中心に達するまで上記(ii)及び(iii)の
過程を繰り返すことにより、グレーティングレンズ11,1
2における半径方向の空間周波数分布が決定される。な
お、第2のグレーティングレンズ12の径は、点rnの位置
で決定される。
(Iv) Considering the case where the wavelength becomes λ again, the point r3 (not shown) on the grating lens 12 and its spatial frequency f3 are obtained in the same manner as (ii) above. Then, the wavelength is returned to λ 0 and the grating lens 1 is used in the same manner as in (iii) above.
Find the point R3 (not shown) on 1 and its spatial frequency F3.
In this way, by repeating the above steps (ii) and (iii) until the point Rn (n = 1,2,3, ...) Reaches the center of the grating lens 11,
The radial spatial frequency distribution at 2 is determined. The diameter of the second grating lens 12 is determined by the position of the point rn.

以上のようにしてグレーティングレンズ11,12の空間周
波数分布を決定することにより、点Pから発した光が、
基準となる波長λとは異なる波長λであっても、これ
を無収差で点Qに集束させることが出来る。
By determining the spatial frequency distributions of the grating lenses 11 and 12 as described above, the light emitted from the point P is
Even if the wavelength λ is different from the reference wavelength λ 0 , it can be focused on the point Q without aberration.

本発明は上述の如きグレーティングレンズ光学系を利用
して光ピックアップ装置を実現したものであり、光信号
記録媒体として光ディスクを例にとり第1図以下を参照
して本発明の実施例を説明する。
The present invention realizes an optical pickup device by using the above-mentioned grating lens optical system, and an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

本発明によれば各ビーム110,111(第13図)に対し第
1、2図に示す如く第1グレーティングレンズ11は光軸
を含む面により2つに分割される。このことを第3、4
図を参照して詳しく説明する。第3図において第1グレ
ーティングレンズ11、第2グレーティングレンズ12は夫
々回折角の異なる、即ち空間周波数の異なる2つの領域
11A1,11B1,12A1,12B1に分割される。尚、第2グレーテ
ィングレンズ12の第1、第2領域12A1,12B1は第1グレ
ーティングレンズ11に合わせて便宜上第1,第2領域に分
割したものであり、この第1,第2領域12A1,12B1は空間
周波数は同一であってもよい。即ち第2グレーティング
レンズ12は必ずしも2つの領域に分割する必要はない
(その理由は後述)。
According to the present invention, for each beam 110, 111 (Fig. 13), the first grating lens 11 is divided into two by the plane containing the optical axis as shown in Figs. This is the third and fourth
This will be described in detail with reference to the drawings. In FIG. 3, the first grating lens 11 and the second grating lens 12 each have two regions having different diffraction angles, that is, different spatial frequencies.
It is divided into 11A 1 , 11B 1 , 12A 1 and 12B 1 . The first and second regions 12A 1 and 12B 1 of the second grating lens 12 are divided into first and second regions for convenience according to the first grating lens 11, and the first and second regions 12A 1 The spatial frequencies of 1 and 12B 1 may be the same. That is, the second grating lens 12 does not necessarily have to be divided into two regions (the reason will be described later).

このように構成したグレーティングレンズ系の第1グレ
ーティングレンズ11の第1領域11Aに第1の半導体レー
ザ101から光軸Z(第3図)に対して傾斜した角度でビ
ーム110を当てると、それによりビームは軸対称に交差
するように曲げられて第2グレーティングレンズ12の第
1領域12A1に入射する。そしてこのビームは更に第2グ
レーティングレンズ12により曲げられ、光ディスク107
上の一点Oに収束せしめられる。第1、第2グレーティ
ングレンズ11,12の空間周波数は半導体レーザ101からの
レーザビームが上述の光路をたどるように設計される。
点Oに斜めから入射したビーム112はそこで軸対称方向
に反射され、第2グレーティングレンズ12の第2領域12
B1に入射する。そして往きのビーム110とは全く軸対称
的に曲げられ、第1グレーティングレンズ11の第2領域
11B1に入射する。
When the beam 110 is applied from the first semiconductor laser 101 to the first region 11A of the first grating lens 11 of the grating lens system configured as described above at an angle inclined with respect to the optical axis Z (FIG. 3), The beam is bent so as to intersect in an axially symmetric manner and is incident on the first region 12A 1 of the second grating lens 12. Then, this beam is further bent by the second grating lens 12, and the optical disc 107
It can be converged to one point O above. The spatial frequencies of the first and second grating lenses 11 and 12 are designed so that the laser beam from the semiconductor laser 101 follows the above optical path.
The beam 112 obliquely incident on the point O is reflected there in the axially symmetric direction, and the second region 12 of the second grating lens 12 is reflected.
It is incident on B 1 . Then, it is bent in a completely symmetrical manner with respect to the outgoing beam 110, and the second region of the first grating lens 11 is bent.
It is incident on 11B 1 .

ここで、第1グレーティングレンズ11の第1領域11A1
第2領域11B1とが同一の空間周波数を有すると第1グレ
ーティングレンズ11の第2領域11B1に入射した反射ビー
ム(信号光)112は半導体レーザ101に戻ってしまい、信
号光の検出ができない。そのため、第1グレーティング
レンズ11の第2領域11B1はその第1領域11A1と異なる空
間周波数を有するように設計されている。その結果、第
1グレーティングレンズ11の第2領域11B1に入射した信
号光112は半導体レーザ101とは異なる位置の光検出器10
5に投射せしめられる。第1グレーティングレンズ11の
第2領域の空間周波数は光検出器105の位置に応じて決
定される。
Here, if the first region 11A 1 and the second region 11B 1 of the first grating lens 11 have the same spatial frequency, the reflected beam (signal light) 112 incident on the second region 11B 1 of the first grating lens 11 Returns to the semiconductor laser 101, and the signal light cannot be detected. Therefore, the second region 11B 1 of the first grating lens 11 is designed to have a spatial frequency different from that of the first region 11A 1 . As a result, the signal light 112 incident on the second region 11B 1 of the first grating lens 11 is located at a position different from that of the semiconductor laser 101.
Projected to 5. The spatial frequency of the second region of the first grating lens 11 is determined according to the position of the photodetector 105.

上述の記載から明らかな如く、第2グレーティングレン
ズ12においては往きのビーム110と反射ビーム112とは全
く軸対称的となっていてよく、従って第2グレーティン
グレンズ12の第1、第2領域は第1グレーティングレン
ズに合わせて往きのビーム110が通過する部分を第1領
域、反射ビーム112が通過する部分を第2領域と名づけ
たが、全く同一の空間周波数を有する同一のグレーティ
ングレンズでよい。
As is apparent from the above description, in the second grating lens 12, the forward beam 110 and the reflected beam 112 may be completely axisymmetric, and therefore the first and second regions of the second grating lens 12 may have the first and second regions. The part through which the forward beam 110 passes is named as the first region and the part through which the reflected beam 112 passes is named as the second region in accordance with one grating lens, but the same grating lens having exactly the same spatial frequency may be used.

以上のことは第2半導体レーザ102からの第2のビーム1
11についても全く同様に行われる。即ち、第5図に示す
如く、第1グレーティングレンズ11は光軸Z(第3図)
を含む平面により空間周波数の異なる第1、第2領域11
A2,11B2に分割され、それに合わせて第2グレーティン
グレンズ12も名目上の第1、第2領域12A2,12B2に分割
される。光ディスク107の点O′で反射された信号光113
は第2グレーティングレンズ12の第2領域12B2を介して
第1グレーティングレンズ11の第2領域11B2により第2
半導体レーザ102とは異なる位置に設けられる第2光検
出器106に向って曲げられる。
The above is the second beam 1 from the second semiconductor laser 102.
The same applies to 11 as well. That is, as shown in FIG. 5, the first grating lens 11 has an optical axis Z (FIG. 3).
First and second regions 11 having different spatial frequencies due to a plane including
It is divided into A 2 and 11B 2 , and the second grating lens 12 is also divided into the nominal first and second regions 12A 2 and 12B 2 accordingly . The signal light 113 reflected at the point O ′ of the optical disc 107
Is the second region 11B 2 of the first grating lens 11 through the second region 12B 2 of the second grating lens 12
It is bent toward the second photodetector 106 provided at a position different from the semiconductor laser 102.

このように、本発明の最大の特徴は2ビーム光ピックア
ップにおいて、ビーム111とビーム112のビーム収束の場
合と信号光検知の場合とを別径路をたどらせることにあ
る。
As described above, the greatest feature of the present invention resides in that in the two-beam optical pickup, the beam convergence of the beam 111 and the beam 112 and the signal light detection follow different paths.

尚、以上の説明から判る如く、添字Aは往きのビームに
対応し、添字Bは反射ビームに対応する。また、添字1
は第1グレーティングレンズ11に対応し、添字2は第2
グレーティングレンズ12に夫々対応する。従って、例え
ば11A1は第1グレーティングレンズ11の往きのビーム11
0の通る第1領域を示すことになる。
As can be seen from the above description, the subscript A corresponds to the forward beam and the subscript B corresponds to the reflected beam. Also, subscript 1
Corresponds to the first grating lens 11, and the subscript 2 is the second
Corresponds to the grating lens 12 respectively. Therefore, for example, 11A 1 is the forward beam 11 of the first grating lens 11.
It indicates the first area through which 0 passes.

第1、2図は上記の基本構想に基づく本発明の基本構成
を示すものである。
1 and 2 show the basic structure of the present invention based on the above basic concept.

第1図は2つの半導体レーザ101,102からの往きのビー
ム110,111に対する構成を示し、第2図は光ディスク107
からの反射ビーム112,113に対する構成を示す。
FIG. 1 shows a structure for outgoing beams 110 and 111 from two semiconductor lasers 101 and 102, and FIG.
The configuration for the reflected beams 112, 113 from is shown.

一般に、2ビーム方式の光ピックアップによる光ディス
クへの情報の書き込み、読み出し法としては、波長λ
の第1のビームで書き込み、消去、トラック方向に距離
dだけ後の波長λの第2のビームで読み出し(再生)
を行ない、正しく書き込みが行なわれたか否かを調べ
る。読み出しだけの場合は、どらの波長を用いても行な
うことができる。従って、第1図において紙面左右方向
(x方向)がトラック溝方向とすると、第1ビーム110
に対する光ディスク上の合焦点をOとすると、第2ビー
ム111に対する光ディスク上の合焦点はOよりトラック
方向にdだけずれたO′点となるように設計される。d
は一般にd=10〜20μmである。
Generally, as a method of writing and reading information to and from an optical disc by a two-beam type optical pickup, a wavelength λ 1 is used.
Writing, erasing, and reading (reproducing) with the second beam of wavelength λ 2 after the distance d in the track direction.
And check if the writing was done correctly. In the case of reading only, any wavelength can be used. Therefore, if the horizontal direction (x direction) of the paper surface in FIG. 1 is the track groove direction, the first beam 110
The focal point on the optical disk for the second beam 111 is O, and the focal point on the optical disk for the second beam 111 is designed to be a point O ′ deviated from the point O by d in the track direction. d
Is generally d = 10 to 20 μm.

そのため第1ビーム110(λ)に対する第1グレーテ
ィングレンズ11の第1、第2領域11A1,11B1の光軸Zを
通る分割中心(Oに相当)に対し、第2ビーム111(λ
)に対する第1グレーティングレンズ11の第1、第2
領域の光軸Z′を通る分割中心(O′に相当)は光ディ
スクのトラック方向(x方向)にdだけずらされてい
る。平面図でみたこの位置関係を第6図に示す。尚、第
6図においては第2ビーム111に対する第1、第2領域1
1A2,11B2を第1ビーム110に対する第1、第2領域11A1,
11B1に対し直交する配置構成としてあるが、これはその
分割中心O,O′がトラック方向(x方向)にdだけずれ
ていれば十分であり直交させることは必ずしも必要でな
い。
Therefore, for the first beam 110 (λ 1 ) with respect to the center of division (corresponding to O) of the first and second regions 11A 1 and 11B 1 of the first grating lens 11 passing through the optical axis Z, the second beam 111 (λ
2 ) for the first grating lens 11 for the first and second
The division center (corresponding to O ') passing through the optical axis Z'of the area is shifted by d in the track direction (x direction) of the optical disc. This positional relationship as seen from a plan view is shown in FIG. Incidentally, in FIG. 6, the first and second regions 1 for the second beam 111 are shown.
1A 2 and 11B 2 are applied to the first beam 110 and the first and second regions 11A 1 and
Although the arrangement is orthogonal to 11B 1 , it is sufficient if the division centers O and O ′ are deviated by d in the track direction (x direction), and it is not always necessary to make them orthogonal.

以上のトラック方向のずれ配置は第2グレーティングレ
ンズ12についても全く同様である。
The above shift arrangement in the track direction is exactly the same for the second grating lens 12.

実際の製造に際しては、第1グレーティングレンズ11を
形成する基板上に適当なマスク等を用いて4つの領域11
A1,11B1,11A2,11B2を第6図に示す如き配置に形成して
もよく、あるいは11A1,11B1,11A2,11B2に相当する4つ
のグレーティングレンズを同一平面に図示の如く配置し
てもよい。第2グレーティングレンズ12についても同様
である。第1領域11A1,12A1,および第2領域11B1,12B1
の空間周波数は例えば830nmを中心波長として設計さ
れ、第1領域11A2,12A2および第2領域11B2,12A2の空間
周波数は例えば780nmを中心波長として設計される。
At the time of actual manufacturing, an appropriate mask or the like is used on the substrate on which the first grating lens 11 is formed and the four regions 11 are formed.
A 1 , 11B 1 , 11A 2 , 11B 2 may be formed in an arrangement as shown in FIG. 6, or four grating lenses corresponding to 11A 1 , 11B 1 , 11A 2 , 11B 2 are shown in the same plane. You may arrange like this. The same applies to the second grating lens 12. First areas 11A 1 and 12A 1 and second areas 11B 1 and 12B 1
Is designed with a center wavelength of 830 nm, and the spatial frequencies of the first areas 11A 2 and 12A 2 and the second areas 11B 2 and 12A 2 are designed with a center wavelength of 780 nm, for example.

尚、第1ビーム110と第2ビームの波長が同じであれ
ば、第1ビーム110に対する第1領域11A1と第2ビーム1
11に対する第2領域11A2との空間周波数は同一でよく、
同様に第1ビーム110に対する第2領域11B1と第2ビー
ム111に対する第2領域11B2との空間周波数は同一でよ
い。
If the first beam 110 and the second beam have the same wavelength, the first region 11A 1 and the second beam 1 for the first beam 110
The spatial frequency of the second region 11A 2 for 11 may be the same,
Spatial frequencies of the second region 11B 2 for the second region 11B 1 and the second beam 111 with respect to the first beam 110 similarly may be the same.

第1図において、第1半導体レーザ101からの第1発散
光110(λ)は第1グレーティングレンズ11の第1領
域11A1に所定角度で入射し、その空間周波数に従って軸
対称方向に回折し第2グレーティングレンズ112の第1
領域12A1に入射する。その後第2グレーティングレンズ
12の第1領域12A1の空間周波数に従って回折され光ディ
スク107の第1焦点Oに集光する。全く、同様に第2半
導体レーザ102からの第2発散光111(λ)は第1グレ
ーティングレンズ11の第1領域11A2、第2グレーティン
グレンズ12の第1領域12A2を通って光ディスク107の第
2焦点O′に集光する。
In FIG. 1, the first divergent light 110 (λ 1 ) from the first semiconductor laser 101 is incident on the first region 11A 1 of the first grating lens 11 at a predetermined angle and is diffracted in the axially symmetric direction according to its spatial frequency. First of the second grating lens 112
It is incident on the area 12A 1 . Then the second grating lens
The light is diffracted according to the spatial frequency of the first region 12A 1 of 12 and is focused on the first focus O of the optical disc 107. In the same manner, the second divergent light 111 (λ 2 ) from the second semiconductor laser 102 passes through the first region 11A 2 of the first grating lens 11 and the first region 12A 2 of the second grating lens 12 of the optical disc 107. The light is focused on the second focus O '.

第2図において、第1半導体レーザ101からの集束光は
上述の如く光ディスク107の第1焦点Oに対し斜めに入
射し、そこで反射され、反射信号光112となる。信号光
は集束光と軸対称の別径路をたどり第2グレーティング
レンズの第2領域12B1に入射し、その空間周波数に従っ
て軸対称方向に回折し、第1グレーティングレンズ11の
第2領域11B1に入射し、その空間周波数に従って回折
し、第1光検知器105に導びかれる。第2半導体レーザ1
02からの集束光111(λ)は光ディスク107の第2焦点
O′によって反射され反射信号光113となる。信号光113
は第2グレーティングレンズの第2領域12B2に入射し、
その空間周波数に従って軸対称の方向に回折され第1グ
レーティングレンズ11の第2領域11B2に入射し、その空
間周波数に従って回折し第2光検知器106に導びかれ
る。
In FIG. 2, the focused light from the first semiconductor laser 101 obliquely enters the first focus O of the optical disc 107 as described above, and is reflected there to become the reflected signal light 112. The signal light follows another path that is axially symmetric with the focused light and is incident on the second region 12B 1 of the second grating lens, is diffracted in the axially symmetric direction according to the spatial frequency thereof, and is incident on the second region 11B 1 of the first grating lens 11. It is incident, diffracted according to its spatial frequency, and guided to the first photodetector 105. Second semiconductor laser 1
The focused light 111 (λ 2 ) from 02 is reflected by the second focus O ′ of the optical disc 107 to become reflected signal light 113. Signal light 113
Is incident on the second region 12B 2 of the second grating lens,
The light is diffracted in the axially symmetric direction according to the spatial frequency, enters the second region 11B 2 of the first grating lens 11, is diffracted according to the spatial frequency, and is guided to the second photodetector 106.

次に具体的なトラックエラー、フォーカスエラー検知に
ついて説明を行なう。
Next, specific track error and focus error detection will be described.

半導体レーザからのビームの波長は実質上絶えず変動す
るが、グレーティングレンズ系を用いることにより波長
変化に起因する収差は上述の如く吸収できる。
Although the wavelength of the beam from the semiconductor laser changes substantially constantly, the aberration caused by the wavelength change can be absorbed as described above by using the grating lens system.

光ディスク装置は周知の如く、光ディスク107上のピッ
トからの反射光強度とランドからの反射光強度の差異が
あると、干渉した全反射光強度はその差異の度合に応じ
て弱められるが、ピットのないランド領域ではこのよう
な干渉がないので反射光強度は弱められないという現象
を利用して、回折限界近くまで絞ったビームスポットを
用いて、反射光強度を検出することによりピットの有
無、従って光信号を検出するものである。
As is well known in the optical disk device, if there is a difference in the intensity of the reflected light from the pits on the optical disc 107 and the intensity of the reflected light from the lands, the intensity of the totally reflected light that interferes is weakened according to the degree of the difference. Since there is no such interference in the non-land area, the reflected light intensity cannot be weakened.By using the beam spot narrowed to near the diffraction limit, the reflected light intensity can be detected to determine the presence or absence of pits. It detects an optical signal.

第7図に情報再生時(第2半導体レーザ102)の信号検
知法を示す。第1グレーティングレンズ11の第2領域11
B1により回折された回折光(信号光)113は偏光特性を
有する所謂偏光ビームスプリッタホログラム(PBSホロ
グラム)27を通り、そこで光磁気信号は光量差信号に変
換される。
FIG. 7 shows a signal detection method during information reproduction (second semiconductor laser 102). Second region 11 of first grating lens 11
The diffracted light (signal light) 113 diffracted by B 1 passes through a so-called polarization beam splitter hologram (PBS hologram) 27 having polarization characteristics, where the magneto-optical signal is converted into a light amount difference signal.

即ち、PBSホログラム27はその回折角に応じて透過光量
を制限し、例えば透過光のみを光検知器に導き、光磁気
信号を光量差、即ち光量の強弱により検出する。
That is, the PBS hologram 27 limits the amount of transmitted light according to its diffraction angle, guides only the transmitted light to the photodetector, and detects the magneto-optical signal by the difference in the amount of light, that is, the intensity of the amount of light.

PBSホログラム27の透過光(エラー検知光)はハーフミ
ラー29により2つに分離され、その一方、例えば透過光
はフォーカシング用光検出器37に導き、そして他方、反
射光はトラッキング用光検出器39に導く。
The transmitted light (error detection light) of the PBS hologram 27 is separated into two by a half mirror 29, one of which, for example, the transmitted light is guided to a focusing photodetector 37, and the other, reflected light is a tracking photodetector 39. Lead to.

フォーカシング用光検出器37及びトラッキング用光検出
器39は例えばそれ自体公知の分割式PINフォトダイオー
ドから構成される2分割あるいは4分割光検出器により
構成される。
The focusing photodetector 37 and the tracking photodetector 39 are composed of, for example, a two-division or four-division photodetector composed of a divisional PIN photodiode known per se.

光ディスクのピットの有無、即ちチャンネル・ビットの
信号はこれら分割光検出器の出力の強弱で識別される。
The presence or absence of pits on the optical disk, that is, the signal of the channel bit is discriminated by the strength of the output of these divided photodetectors.

第8図(1)はトラッキング用光検出器39を形成する2
分割光検出器の配置構成の一例を示す。例えば光磁気デ
ィスクではトラッキングは光ディスクの案内溝により行
われる。トラッキング用光検出器39を構成する2分割フ
ォト・ダイオード39a,39bの分割面は光ディスク107の案
内溝、即ち、トラック方向(x方向)に平行に位置す
る。第8図(1)において、光磁気ディスク107に結像
するビームが案内溝の中心に位置している時は第8図
(1)の(a)に示す如くビームスポットはフォト・ダ
イオード39a,39bの分割面中心に位置する。尚、(b)
はビームが案内溝の右側(y方向)にずれた場合を示
し、この場合には一方のフォト・ダイオード39bの受光
量が一部暗くなり、反対にビームが案内溝の右側(−y
方向)にずれた場合には(c)に示す如く他方のフォト
・ダイオード39aの受光量が一部暗くなる。尚、レーザ
ビームをグレーティングレンズ系内で軸対称に交叉させ
るため、収差ビームの位置ずれによる暗い部分は反転し
てフォト・ダイオード39a,39bの分割面の近傍に現れる
ことになる。尚、第2図に示すトラッキングエラー検出
法は両フォト・ダイオード39a,39bの光量差を検出する
プッシュ・プル法を利用したものである。
FIG. 8 (1) shows a photodetector 39 for tracking formed by 2
An example of the arrangement of the split photodetectors is shown. For example, in a magneto-optical disc, tracking is performed by a guide groove of the optical disc. The split surfaces of the two-divided photodiodes 39a and 39b constituting the tracking photodetector 39 are located parallel to the guide groove of the optical disc 107, that is, the track direction (x direction). In FIG. 8 (1), when the beam focused on the magneto-optical disk 107 is located at the center of the guide groove, the beam spot is the photodiode 39a, as shown in FIG. 8 (1) (a). It is located at the center of the dividing plane of 39b. Incidentally, (b)
Shows the case where the beam is shifted to the right side (y direction) of the guide groove. In this case, the amount of light received by one photodiode 39b becomes partly dark, and conversely, the beam is on the right side of the guide groove (-y
If it is shifted in the direction), the amount of light received by the other photodiode 39a becomes partly dark as shown in (c). Since the laser beam is crossed axially symmetrically in the grating lens system, the dark portion due to the positional deviation of the aberration beam is inverted and appears in the vicinity of the split surface of the photodiodes 39a and 39b. The tracking error detection method shown in FIG. 2 uses the push-pull method for detecting the light amount difference between the two photodiodes 39a and 39b.

第8図(2)はフォーカシング用光検出器37を構成する
4分割光検出器の配置構成の一例を示す。4分割光検出
器37はその受光領域が4つに分割されたPINフォト・ダ
イオード37a,37b,37c,37dから構成され、4分割光検出
器37は第8図(1)の(a)に示す如く、合焦状態にお
いてフォト・ダイオード37a,37b,37c,37dの中心にビー
ムスポットが当たるように配置される。光ディスク10が
合焦位置から第2グレーティングレンズ12に近ずくと4
分割光検出器37上の信号光のスポットは第8図(1)の
(b)に示す如く横長の楕円になり、逆に遠ざかると
(c)に示す如く縦長の楕円となる。
FIG. 8 (2) shows an example of the arrangement of the four-division photodetectors that form the focusing photodetector 37. The four-division photodetector 37 is composed of PIN photodiodes 37a, 37b, 37c, 37d whose light-receiving areas are divided into four. The four-division photodetector 37 is shown in (a) of FIG. 8 (1). As shown, the photodiodes 37a, 37b, 37c, 37d are arranged so that the beam spots strike the centers of the photodiodes 37a, 37b, 37c, 37d in the focused state. 4 when the optical disk 10 approaches the second grating lens 12 from the in-focus position
The spot of the signal light on the split photodetector 37 becomes a horizontally long ellipse as shown in FIG. 8 (1) (b), and conversely becomes a vertically long ellipse as shown in (c).

従って、4分割光検出器37の4個の領域37a,37b,37c,37
dの光出力の差、即ち(I1+I2)−(I3+I4)を測れば
合焦状態では“0"、光ディスクが近ずいた場合は<0、
遠ざかった場合は>0になる。従って、この誤差信号
(I1+I2)−(I3+I4)が0になるように光学系をアク
チュエータ(図示せず)により上下に制御することによ
りフォーカシングが行える。このフォーカシング制御は
ハーフミラー29によって起こる非点収差を利用した非点
収差法によるものである。
Therefore, the four regions 37a, 37b, 37c, 37 of the four-division photodetector 37
If the difference in the optical output of d, that is, (I1 + I2)-(I3 + I4) is measured, it is "0" in the focused state, <0 when the optical disk is close,
When it goes away, it becomes> 0. Therefore, focusing can be performed by vertically controlling the optical system by an actuator (not shown) so that the error signal (I1 + I2)-(I3 + I4) becomes zero. This focusing control is based on the astigmatism method utilizing the astigmatism generated by the half mirror 29.

第9図に情報再生産時の信号検知法の別の実施例を示
す。この実施例ではハーフミラー29の反射光をフォーカ
シング用検知光とし、ハーフミラー29の透過光をフォー
カシング用検知光としている。また、トラッキング用検
知器39は第8図の場合と同様に2分割光検出器を用いて
プッシュプル法によって行う。第10図(1)はオントラ
ックを示し、(b),(c)はそれぞれビームが−y方
向、y方向にずれた場合を示す。この場合も分割線はト
ラックと平行になるように設置される。第10図(2)は
フォーカシング用光検知器37における光分布を示す。こ
の第2実施例ではフォーカシングはナイフエッジ36を用
いたそれ自体公知のナイフエッジ法を用いている。第10
図(2)の(a)はオンフォーカスを示し、(b),
(c)はそれぞれディスクが近い場合、遠い場合を示
す。ナイフエッジ36のエッジは例えばx軸上にくるよう
に配置される。フォーカシング用光検知器37は2分割式
のものを用い、その分割線がナイフエッジと平行になる
ように設置される。
FIG. 9 shows another embodiment of the signal detection method during information reproduction. In this embodiment, the reflected light from the half mirror 29 is the focusing detection light, and the transmitted light from the half mirror 29 is the focusing detection light. The tracking detector 39 is a push-pull method using a two-division photodetector as in the case of FIG. FIG. 10 (1) shows on-track, and FIGS. 10 (b) and 10 (c) show the case where the beams are deviated in the -y direction and the y direction, respectively. Also in this case, the dividing line is installed so as to be parallel to the track. FIG. 10 (2) shows the light distribution in the photodetector 37 for focusing. In the second embodiment, focusing uses the knife edge method known per se using the knife edge 36. 10th
(A) of FIG. (2) shows on-focus, (b),
(C) shows the case where the disks are near and the case where the disks are far. The edge of the knife edge 36 is arranged so as to be on the x axis, for example. The focusing photodetector 37 is of a two-division type and is installed so that the division line is parallel to the knife edge.

第11図は情報記録消去時(第1半導体レーザ101を利
用)の信号検知法を示す。2ビーム方式の光ピックアッ
プの場合、情報の記録・消去時の信号検知はトラッキン
グのみで行えば十分とされている。従って第1グレーテ
ィングレンズ11の第2領域11B1からの出射光(信号光)
112をハーフミラーにより2分割する必要はなく、直接
トラッキング用光検出器37′に導びけばよい。従って、
この場合、トラッキング用光検出器37′は第2図に示す
光検出器105に相当する。トラッキング用光検出器37′
は第9図に示すトラッキング用光検出器37と全く同様に
2分割光検出器により構成され、従ってその光分布は第
10図(1)と全く同一である。
FIG. 11 shows a signal detection method at the time of recording / erasing information (using the first semiconductor laser 101). In the case of a two-beam type optical pickup, it is said that signal detection at the time of recording / erasing information is sufficient if only tracking is performed. Therefore, the light emitted from the second area 11B 1 of the first grating lens 11 (signal light)
It is not necessary to divide 112 into two by a half mirror, and it is sufficient to directly lead to the photodetector 37 'for tracking. Therefore,
In this case, the tracking photodetector 37 'corresponds to the photodetector 105 shown in FIG. Photodetector 37 'for tracking
Is composed of a two-divided photodetector exactly like the photodetector 37 for tracking shown in FIG.
It is exactly the same as Fig. 10 (1).

第12図に本発明に係る光ピックアップの具体的構造の一
例を示す。この実施例では、第1グレーティングレンズ
11と第2グレーティングレンズ12とを直交配置しその間
に折り曲げミラー51を介在させることにより装置全体の
薄型化を図っている。
FIG. 12 shows an example of a specific structure of the optical pickup according to the present invention. In this embodiment, the first grating lens
11 and the second grating lens 12 are arranged orthogonally, and a bending mirror 51 is interposed between them to reduce the thickness of the entire device.

尚、Tは光ディスク107上のトラックTを示す。Incidentally, T indicates a track T on the optical disc 107.

尚、フォーカシング用光検出器或いはトラッキング用光
検出器によりフォーカシングエラーあるいはトラッキン
グエラーが検出された時の光学系の調整は、例えば光学
系全体を適当なアクチュエータ(図示せず)により光デ
ィスク107に対して所定方向に動かすことにより行うこ
とができる。
Incidentally, the adjustment of the optical system when a focusing error or a tracking error is detected by the focusing photodetector or the tracking photodetector, for example, the entire optical system is adjusted with respect to the optical disc 107 by an appropriate actuator (not shown). It can be performed by moving in a predetermined direction.

以上の各実施例において、3個の光検出器は上記の単
一、2分割あるいは4分割フォト・ダイオードに限ら
ず、その他の光検出器を用い得ることは勿論である。
In each of the above embodiments, the three photodetectors are not limited to the above single, two-divided or four-divided photodiodes, and it goes without saying that other photodetectors can be used.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上の如く、本発明によれば発振波長の変化の影響を受
けにくい、収差の少ないグレーティングレンズ光学系を
用いることにより、焦点位置ずれ並びに焦点ビーム径の
劣化を起こしにくい、トラッキング制御、フォーカシン
グ制御の作動信頼性の高い、軽量、小型、廉価な高性能
の2ビーム式光ピックアップ装置が実現出来る。
As described above, according to the present invention, by using the grating lens optical system which is less susceptible to the influence of the change in the oscillation wavelength and has less aberration, it is difficult to cause the focal position shift and the deterioration of the focal beam diameter. It is possible to realize a high-performance two-beam optical pickup device that is highly reliable in operation, lightweight, compact, and inexpensive.

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

第1図及び第2図は本発明に係る2ビーム式光ピックア
ップ装置の基本構成を示す図であり第1図はビーム収束
の場合、第2図は信号光収束の場合を夫々示し、第3図
は本発明の基本構想を示す図、第4図は第1のビームに
対する本発明の基本構成を示す図、第5図は第2のビー
ムに対する本発明の基本構成を示す図、第6図は第1グ
レーティングレンズにおける第1ビーム、第2ビームの
2分割領域の幾何学的平面配置関係示す図、第7図は情
報再生時の信号検出方法を示す図、第8図(1)は第7
図に示される2分割型トラッキング用光検出器の3種の
ビーム検出状態を示す図、第8図(2)は第7図に示さ
れるフォーカシング用光検出器を構成する4分割光検出
器の3種のビーム検出状態を示す図、第9図は本発明の
別の実施例を示す第7図と同様の図、第10図(1)は第
9図に示される2分割型トラッキング用光検出器の3種
のビーム検出状態を示す図、第10図(2)は第9図に示
される2分割型フォーカシング用光検出器の3種のビー
ム検出状態を示す図、第11図は情報書き込み、消去等の
信号検出方法を示す図、第12図は本発明に係る光ピック
アップの具体的構造の一例を示す図解図、第13図は本願
出願人の先願に開示した2ビームホログラムピックアッ
プの基本構成を示す図、第14図はインライン型ホログラ
ムレンズの焦点ずれを示す図、第15図はオフアクシス型
ホログラムレンズの焦点ずれを示す図、第16図は本発明
において用いられるグレーティングレンズ光学系の基本
構成を示す図、第17図は第16図に示されるグレーティン
グレンズの空間周波数の決定方法を説明する図。 11……第1グレーティングレンズ、12……第2グレーテ
ィングレンズ、37……フォーカシング用光検出器、39…
…トラッキング用光検出器、101,102……半導体レー
ザ、105,106……検知器、110,111……レーザ光、112,11
3……反射光、11A1,11A2……第1領域、11B1,11B2……
第2領域。
FIGS. 1 and 2 are diagrams showing a basic configuration of a two-beam type optical pickup device according to the present invention. FIG. 1 shows a case of beam convergence, FIG. 2 shows a case of signal light convergence, and FIG. FIG. 4 is a diagram showing a basic concept of the present invention, FIG. 4 is a diagram showing a basic configuration of the present invention for a first beam, FIG. 5 is a diagram showing a basic configuration of the present invention for a second beam, and FIG. FIG. 7 is a diagram showing a geometrical plane layout relationship between the first beam and the second beam in the first grating lens, FIG. 7 is a diagram showing a signal detecting method at the time of reproducing information, and FIG. 7
FIG. 8 is a diagram showing three types of beam detection states of the two-division type photodetector for tracking, and FIG. 8 (2) is a diagram of four-division photodetector constituting the photodetector for focusing shown in FIG. FIG. 9 is a diagram showing three kinds of beam detection states, FIG. 9 is a diagram similar to FIG. 7 showing another embodiment of the present invention, and FIG. 10 (1) is a two-division type tracking light shown in FIG. FIG. 10 is a diagram showing three types of beam detection states of the detector, FIG. 10 (2) is a diagram showing three types of beam detection states of the two-division type photodetector for focusing shown in FIG. 9, and FIG. 11 is information. FIG. 12 is a diagram showing a signal detecting method such as writing and erasing, FIG. 12 is an illustrative view showing one example of a concrete structure of an optical pickup according to the present invention, and FIG. 13 is a two-beam hologram pickup disclosed in the applicant's prior application. Fig. 14 shows the basic configuration of Fig. 14 shows the defocus of the inline hologram lens. FIG. 15, FIG. 15 is a diagram showing a defocus of an off-axis hologram lens, FIG. 16 is a diagram showing a basic configuration of a grating lens optical system used in the present invention, and FIG. 17 is a grating shown in FIG. The figure explaining the determination method of the spatial frequency of a lens. 11 ... 1st grating lens, 12 ... 2nd grating lens, 37 ... Focusing photodetector, 39 ...
… Tracking photo detector, 101,102 …… Semiconductor laser, 105,106 …… Detector, 110,111 …… Laser light, 112,11
3 …… Reflected light, 11A 1 , 11A 2 …… First area, 11B 1 , 11B 2 ……
Second area.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 弘之 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 稲垣 雄史 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Hiroyuki Ikeda 1015 Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture, Fujitsu Limited (72) Inventor, Yushi Inagaki 1015, Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture, Fujitsu Limited

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】2つの半導体レーザ(101,102)からの互
いに波長の異なる2つのレーザ光(110,111)を各々光
信号記録媒体(107)上の異なる位置(O,O′)に集光
し、各反射光(112,113)を受光することにより情報の
記録及び読み出しを行なう2ビーム方式の光ピックアッ
プにおいて、 前記2つの半導体レーザ(101,102)からの各レーザ光
(110,111)を軸対称に交叉させる第1のグレーティン
グレンズ(11)と、該第1グレーティングレンズを透過
した回折光を光信号記録媒体(107)上の一点に合焦さ
せる第2のグレーティングレンズ(12)とが光軸上に配
置され、上記第1グレーティングレンズは光軸を含む面
により空間周波数の異なる少くとも2つの領域(11A1,1
1B1,11A2,11B2)に分割され、2つのレーザ光は第1グ
レーティングレンズの夫々の第1の領域(11A1,11A2
を通り第2グレーティングレンズにより光信号記録媒体
上に収束せしめられ、かつ光信号記録媒体により反射さ
れた2つの信号光は第2グレーティングレンズにより軸
対称に交叉されて第1グレーティングレンズの夫々の第
2領域(11B1,11B2)を通り光検出器(37,39,37′)に
導かれることを特徴とする2ビーム式光ピックアップ。
1. Two laser lights (110, 111) having different wavelengths from two semiconductor lasers (101, 102) are condensed at different positions (O, O ') on an optical signal recording medium (107), respectively. In a two-beam type optical pickup that records and reads information by receiving reflected light (112, 113), the first laser beam (110, 111) from the two semiconductor lasers (101, 102) is crossed axially symmetrically. A grating lens (11) and a second grating lens (12) for focusing the diffracted light transmitted through the first grating lens on one point on the optical signal recording medium (107) are arranged on the optical axis, and The first grating lens has at least two regions (11A 1 , 1
1B 1 , 11A 2 , 11B 2 ) and the two laser beams are divided into the first regions (11A 1 , 11A 2 ) of the first grating lens.
The two signal lights which have passed through the second grating lens and are converged on the optical signal recording medium by the second grating lens, and which are reflected by the optical signal recording medium are crossed axially symmetrically by the second grating lens so as to cross each other of the first grating lens. 2 area (11B 1, 11B 2) 2-beam optical pickup, wherein the guided as light detector (37,39,37 ') a.
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