JPH0845102A - 光学ヘッド - Google Patents
光学ヘッドInfo
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- JPH0845102A JPH0845102A JP6176781A JP17678194A JPH0845102A JP H0845102 A JPH0845102 A JP H0845102A JP 6176781 A JP6176781 A JP 6176781A JP 17678194 A JP17678194 A JP 17678194A JP H0845102 A JPH0845102 A JP H0845102A
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- recording medium
- optical head
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- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/13—Optical detectors therefor
- G11B7/131—Arrangement of detectors in a multiple array
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/123—Integrated head arrangements, e.g. with source and detectors mounted on the same substrate
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- G—PHYSICS
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- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
- G11B7/1353—Diffractive elements, e.g. holograms or gratings
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- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
- G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
- G11B7/0901—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following only
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- G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
- G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
- G11B7/0908—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for focusing only
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Head (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 マイクロプリズムを使用せずに同一機能の光
学系を半導体基板上に構成し、光学ヘッドの小型化、低
価格化、調整の簡素化、高耐久性化を図る。 【構成】 ＬＤ１と、その出射光を９０゜折り曲げる反
射ミラー２とをシリコン製の半導体基板７上に設け、反
射ミラー２および対物レンズ５を経て記録媒体６に入射
される往路光と、その反射光である復路光とを回折によ
り分離する偏光性ホログラム４を設ける。半導体基板７
上に、斜面１０Ｌ，１０Ｒとそれに隣接する平面１１
Ｌ，１１Ｒとを有する半導体結晶を形成し、斜面１０
Ｌ，１０Ｒにフォトダイオード8L-1，8R-1を埋設し、平
面１１Ｌ，１１Ｒにフォトダイオード8L-2，8R-2を埋設
する。復路光の回折光をフォトダイオード8L-1，8R-1に
入射してその透過光を光電変換し、その反射光をフォト
ダイオード８Ｌ−２，８Ｒ−２により光電変換し、得ら
れた信号に基づき情報信号、サーボ信号を得る。
学系を半導体基板上に構成し、光学ヘッドの小型化、低
価格化、調整の簡素化、高耐久性化を図る。 【構成】 ＬＤ１と、その出射光を９０゜折り曲げる反
射ミラー２とをシリコン製の半導体基板７上に設け、反
射ミラー２および対物レンズ５を経て記録媒体６に入射
される往路光と、その反射光である復路光とを回折によ
り分離する偏光性ホログラム４を設ける。半導体基板７
上に、斜面１０Ｌ，１０Ｒとそれに隣接する平面１１
Ｌ，１１Ｒとを有する半導体結晶を形成し、斜面１０
Ｌ，１０Ｒにフォトダイオード8L-1，8R-1を埋設し、平
面１１Ｌ，１１Ｒにフォトダイオード8L-2，8R-2を埋設
する。復路光の回折光をフォトダイオード8L-1，8R-1に
入射してその透過光を光電変換し、その反射光をフォト
ダイオード８Ｌ−２，８Ｒ−２により光電変換し、得ら
れた信号に基づき情報信号、サーボ信号を得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光記録媒体や光磁気記
録媒体に記録された情報を再生する光学式情報再生装置
に適用し得る、光学ヘッドに関するものである。
録媒体に記録された情報を再生する光学式情報再生装置
に適用し得る、光学ヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光記録媒体や光磁気記録媒体に記録され
た情報を再生する光学式情報再生装置に適用し得る、光
学ヘッドの従来例としては、例えば、特開平４−１７７
６４３号公報、特開昭６４−３５７３７号公報および、
第５４回応用物理学会で発表された論文；２８ａ−ＳＦ
−１１および２８ａ−ＳＦ−１２に記載された光学ヘッ
ドがある。特開平４−１７７６４３号公報の従来例は、
光学検出手段上にプリズム（マイクロプリズム）を設
け、このプリズムの斜面に波長板を接合し、この波長板
の表面に偏光膜を設け、この偏光膜で半導体レーザ（Ｌ
Ｄ）からの出射光を反射させて記録媒体に照射し、この
記録媒体からの反射光を前記偏光膜、波長板、プリズム
を経て前記光検出手段により検出することにより、前記
記録媒体に記録された情報信号を再生するようにしてい
る。
た情報を再生する光学式情報再生装置に適用し得る、光
学ヘッドの従来例としては、例えば、特開平４−１７７
６４３号公報、特開昭６４−３５７３７号公報および、
第５４回応用物理学会で発表された論文；２８ａ−ＳＦ
−１１および２８ａ−ＳＦ−１２に記載された光学ヘッ
ドがある。特開平４−１７７６４３号公報の従来例は、
光学検出手段上にプリズム（マイクロプリズム）を設
け、このプリズムの斜面に波長板を接合し、この波長板
の表面に偏光膜を設け、この偏光膜で半導体レーザ（Ｌ
Ｄ）からの出射光を反射させて記録媒体に照射し、この
記録媒体からの反射光を前記偏光膜、波長板、プリズム
を経て前記光検出手段により検出することにより、前記
記録媒体に記録された情報信号を再生するようにしてい
る。
【０００３】また、特開昭６４−３５７３７号公報の従
来例は、発光素子からのビームを格子配列方向が互いに
交差するように配置した第１および第２の回折格子を介
して記録媒体（ディスク）に照射し、この記録媒体から
の出射光を第２の回折格子を介して光路差を有する第１
および第２の受光素子に入射させ、これら第１および第
２の受光素子からの検出信号より再生信号および誤差信
号（トラックエラー信号）を得るようにしている。この
従来例は、上記公報の第６図Ａ，Ｂに示すように、上記
光路差を与えるためにマイクロプリズムを使用してお
り、ビームスプリッタを用いずにプレーナ型の３ビーム
方式の光学ヘッドを構成している。
来例は、発光素子からのビームを格子配列方向が互いに
交差するように配置した第１および第２の回折格子を介
して記録媒体（ディスク）に照射し、この記録媒体から
の出射光を第２の回折格子を介して光路差を有する第１
および第２の受光素子に入射させ、これら第１および第
２の受光素子からの検出信号より再生信号および誤差信
号（トラックエラー信号）を得るようにしている。この
従来例は、上記公報の第６図Ａ，Ｂに示すように、上記
光路差を与えるためにマイクロプリズムを使用してお
り、ビームスプリッタを用いずにプレーナ型の３ビーム
方式の光学ヘッドを構成している。
【０００４】また、上記論文記載の従来例は、半導体レ
ーザ（ＬＤ）、光検出器（ＰＤ）、偏光性ホログラムお
よび光磁気（ＭＯ）信号検出用マイクロプリズムを同一
パッケージ内に収容してモジュール化し、光学ヘッドの
小型化を図るようにしている。
ーザ（ＬＤ）、光検出器（ＰＤ）、偏光性ホログラムお
よび光磁気（ＭＯ）信号検出用マイクロプリズムを同一
パッケージ内に収容してモジュール化し、光学ヘッドの
小型化を図るようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記特開平４−１７７
６４３号公報および上記論文の従来例は、光学素子とし
て単体で用いるプリズムに比べてサイズの小さいマイク
ロプリズム（半導体基板上に他の素子とともに構成する
プリズム）を用いているため、マイクロプリズムの加工
が困難である。また、マイクロプリズムを光検出器の表
面に構成するようにしているため、光検出器からの信号
を実際に観察しながらマイクロプリズムの位置調整およ
び位置固定を行う必要があり、極めて精密な組立調整技
術を要求されることになり、製造コストの増大を招く。
一方、上記特開昭６４−３５７３７号公報の従来例は、
光路差を与えるためにマイクロプリズムを用いているた
め、上記と同様のマイクロプリズムに伴う問題が生じる
ばかりでなく、偏光分離機能を有していないため、光磁
気（ＭＯ）信号の再生ができず、光磁気情報信号再生装
置に適用不可能であるという問題も有している。
６４３号公報および上記論文の従来例は、光学素子とし
て単体で用いるプリズムに比べてサイズの小さいマイク
ロプリズム（半導体基板上に他の素子とともに構成する
プリズム）を用いているため、マイクロプリズムの加工
が困難である。また、マイクロプリズムを光検出器の表
面に構成するようにしているため、光検出器からの信号
を実際に観察しながらマイクロプリズムの位置調整およ
び位置固定を行う必要があり、極めて精密な組立調整技
術を要求されることになり、製造コストの増大を招く。
一方、上記特開昭６４−３５７３７号公報の従来例は、
光路差を与えるためにマイクロプリズムを用いているた
め、上記と同様のマイクロプリズムに伴う問題が生じる
ばかりでなく、偏光分離機能を有していないため、光磁
気（ＭＯ）信号の再生ができず、光磁気情報信号再生装
置に適用不可能であるという問題も有している。
【０００６】本発明は、上述した問題に鑑みてなされた
ものであり、マイクロプリズムを使用せずに同一機能を
有する光学系を半導体基板上に構成することにより、小
型化、低価格化、調整の簡素化、高耐久性化を図った光
学ヘッドを提供することを目的とする。
ものであり、マイクロプリズムを使用せずに同一機能を
有する光学系を半導体基板上に構成することにより、小
型化、低価格化、調整の簡素化、高耐久性化を図った光
学ヘッド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】この目的のため、本発明
の光学ヘッドの請求項１の構成は、光源と、該光源から
の光束を記録媒体側に折り曲げる反射ミラーと、該反射
ミラーを経て前記記録媒体に入射される往路光と前記記
録媒体で反射された復路光とを分離する往復路光分離素
子と、前記記録媒体に前記往路光を集光する対物レンズ
とを具える光学ヘッドにおいて、斜面と該斜面に隣接す
る平面とを有する半導体結晶を半導体基板上に形成して
前記斜面および平面に夫々フォトダイオードを埋設し、
前記往復路光分離素子から出射される復路光は前記フォ
トダイオードの内、何れか一方のフォトダイオードに入
射され当該ダイオードにより光電変換されるとともに、
当該ダイオードで反射された前記復路光は他方のフォト
ダイオードに入射され当該フォトダイオードにより光電
変換され、これら光電変換された信号に基づいて情報信
号およびサーボ信号を得るようにしたことを特徴とす
る。
の光学ヘッドの請求項１の構成は、光源と、該光源から
の光束を記録媒体側に折り曲げる反射ミラーと、該反射
ミラーを経て前記記録媒体に入射される往路光と前記記
録媒体で反射された復路光とを分離する往復路光分離素
子と、前記記録媒体に前記往路光を集光する対物レンズ
とを具える光学ヘッドにおいて、斜面と該斜面に隣接す
る平面とを有する半導体結晶を半導体基板上に形成して
前記斜面および平面に夫々フォトダイオードを埋設し、
前記往復路光分離素子から出射される復路光は前記フォ
トダイオードの内、何れか一方のフォトダイオードに入
射され当該ダイオードにより光電変換されるとともに、
当該ダイオードで反射された前記復路光は他方のフォト
ダイオードに入射され当該フォトダイオードにより光電
変換され、これら光電変換された信号に基づいて情報信
号およびサーボ信号を得るようにしたことを特徴とす
る。
【０００８】上記において、前記斜面上のフォトダイオ
ード、平面上のフォトダイオードの何れか一方の表面に
誘電体多層膜を積層するのが、光学ヘッドに偏光分離機
能を付加して光磁気（ＭＯ）情報信号の再生を可能にす
る上で好ましい。
ード、平面上のフォトダイオードの何れか一方の表面に
誘電体多層膜を積層するのが、光学ヘッドに偏光分離機
能を付加して光磁気（ＭＯ）情報信号の再生を可能にす
る上で好ましい。
【０００９】上記において、前記半導体結晶、フォトダ
イオード、往復路光分離素子、反射ミラーおよび光源を
一体構成とするのが、光学ヘッドを構成する光学素子の
内、対物レンズ以外の素子を一体化することにより装置
の小型化を実現する上で好ましい。
イオード、往復路光分離素子、反射ミラーおよび光源を
一体構成とするのが、光学ヘッドを構成する光学素子の
内、対物レンズ以外の素子を一体化することにより装置
の小型化を実現する上で好ましい。
【００１０】
【作用】本発明の請求項１の構成によれば、光源からの
光束は反射ミラーにより記録媒体側に折り曲げられて往
路光となり、往復路光分離素子および集光レンズを経て
記録媒体に入射され、該記録媒体で反射された復路光は
前記往復路光分離素子により往路光と分離された後、斜
面と該斜面に隣接する平面とを有する半導体結晶の前記
斜面および平面に夫々埋設したフォトダイオードの何れ
か一方に入射され、当該ダイオードにより光電変換さ
れ、これと同時に、当該ダイオードで反射された光束は
前記斜面、平面の他方のフォトダイオードにより光電変
換される。よって、これら光電変換された信号に基づい
て情報信号およびサーボ信号が得られる。
光束は反射ミラーにより記録媒体側に折り曲げられて往
路光となり、往復路光分離素子および集光レンズを経て
記録媒体に入射され、該記録媒体で反射された復路光は
前記往復路光分離素子により往路光と分離された後、斜
面と該斜面に隣接する平面とを有する半導体結晶の前記
斜面および平面に夫々埋設したフォトダイオードの何れ
か一方に入射され、当該ダイオードにより光電変換さ
れ、これと同時に、当該ダイオードで反射された光束は
前記斜面、平面の他方のフォトダイオードにより光電変
換される。よって、これら光電変換された信号に基づい
て情報信号およびサーボ信号が得られる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。図１は本発明の光学ヘッドの第１実施例の概
略構成を示す図である。図１において、７は半導体基板
であり、本実施例ではシリコン半導体基板を用いてい
る。
説明する。図１は本発明の光学ヘッドの第１実施例の概
略構成を示す図である。図１において、７は半導体基板
であり、本実施例ではシリコン半導体基板を用いてい
る。
【００１２】半導体基板７の表面には、以下に詳述する
カッティング加工により、各種光学素子が形成されてい
る。半導体基板表面７ａに対し段差を形成された水平面
７ｂには、光源としてのレーザダイオード（以下ＬＤ）
１が接合により一体化されており、ＬＤ１からの出射光
の光路を９０゜折り曲げるため、ＬＤ出射光の入射角が
４５゜をなすように前記段差をカッティング加工してミ
ラー面２が形成されている。このミラー面２は、シリコ
ン結晶の（１１１）面を用いている。
カッティング加工により、各種光学素子が形成されてい
る。半導体基板表面７ａに対し段差を形成された水平面
７ｂには、光源としてのレーザダイオード（以下ＬＤ）
１が接合により一体化されており、ＬＤ１からの出射光
の光路を９０゜折り曲げるため、ＬＤ出射光の入射角が
４５゜をなすように前記段差をカッティング加工してミ
ラー面２が形成されている。このミラー面２は、シリコ
ン結晶の（１１１）面を用いている。
【００１３】ミラー面２により光路を折り曲げられたＬ
Ｄ１の出射光は、符号３の方向に偏光された状態で偏光
性ホログラム４に入射する。この偏光性ホログラム４
は、符号３の方向の偏光光を約３０％回折し、符号３と
垂直な方向の偏光光を１００％回折するように分光比を
設定されているので、符号３方向にほぼ完全に偏光され
た往路光の７０％が偏光性ホログラム４を直進（透過）
し、対物レンズ５により集光されて記録媒体（以下、デ
ィスク）６に入射する。
Ｄ１の出射光は、符号３の方向に偏光された状態で偏光
性ホログラム４に入射する。この偏光性ホログラム４
は、符号３の方向の偏光光を約３０％回折し、符号３と
垂直な方向の偏光光を１００％回折するように分光比を
設定されているので、符号３方向にほぼ完全に偏光され
た往路光の７０％が偏光性ホログラム４を直進（透過）
し、対物レンズ５により集光されて記録媒体（以下、デ
ィスク）６に入射する。
【００１４】ディスク６の情報記録トラックで反射され
た復路光は、±θｋ゜だけ偏光面を回転され、再び対物
レンズ５を透過して偏光性ホログラム４に入射し、上記
偏光面の回転により生じた符号３と垂直な方向の偏光光
はほぼ１００％が回折され、符号３と平行な方向の偏光
光は約３０％が回折され、これら回折光は１つの光束と
して往路から分離される。この回折光の±１次光は、半
導体基板７上に設けられた斜面１０Ｌ，１０Ｒに形成さ
れた偏光ビームスプリッタ９Ｌ，９Ｒに方位角４５゜で
入射した後、この入射角に平行な方向の偏光光のほぼ１
００％が透過されて斜面１０Ｌ，１０Ｒに埋設したフォ
トダイオード８Ｌ−１，８Ｒ−１に入射し、前記入射角
に垂直な方向の偏光光のほぼ１００％が反射されて上記
斜面に隣接する平面１１Ｌ，１１Ｒに埋設したフォトダ
イオード８Ｌ−２，８Ｒ−２に入射する。なお、上記斜
面１０Ｌ，１０Ｒおよび平面１１Ｌ，１１Ｒは、往路に
関し左右対称になるように配置されている。
た復路光は、±θｋ゜だけ偏光面を回転され、再び対物
レンズ５を透過して偏光性ホログラム４に入射し、上記
偏光面の回転により生じた符号３と垂直な方向の偏光光
はほぼ１００％が回折され、符号３と平行な方向の偏光
光は約３０％が回折され、これら回折光は１つの光束と
して往路から分離される。この回折光の±１次光は、半
導体基板７上に設けられた斜面１０Ｌ，１０Ｒに形成さ
れた偏光ビームスプリッタ９Ｌ，９Ｒに方位角４５゜で
入射した後、この入射角に平行な方向の偏光光のほぼ１
００％が透過されて斜面１０Ｌ，１０Ｒに埋設したフォ
トダイオード８Ｌ−１，８Ｒ−１に入射し、前記入射角
に垂直な方向の偏光光のほぼ１００％が反射されて上記
斜面に隣接する平面１１Ｌ，１１Ｒに埋設したフォトダ
イオード８Ｌ−２，８Ｒ−２に入射する。なお、上記斜
面１０Ｌ，１０Ｒおよび平面１１Ｌ，１１Ｒは、往路に
関し左右対称になるように配置されている。
【００１５】上記偏光ビームスプリッタ９Ｌ，９Ｒは、
シリコン結晶の（１−１−１）面を用いており、この偏
光ビームスプリッタ面と上記ミラー面とがなす角度は、
シリコン結晶の結晶構造上、７０．５゜となる。なお、
図１において数字の上に付けたバーを文中では便宜上数
字の前に記載した。後述する図５においてもこのように
記載する。上記偏光ビームスプリッタ９Ｌ，９Ｒは、図
２に示すようにしてフォトダイオード８Ｌ−１，８Ｒ−
１上に形成されている。すなわち、シリコン基板上に拡
散工程により埋設されたｎ層、ｉ層、ｐ層の各層を有す
るＰＩＮ型フォトダイオード８Ｌ−１，８Ｒ−１（フォ
トダイオード８Ｌ−２，８Ｒ−２も同一構造である）の
表面には、ＴｉＯ2 層およびＳｉＯ2 層を交互に配置し
た誘電体多層膜（偏光膜）が例えば蒸着により設けられ
ており、この誘電体多層膜が偏光ビームスプリッタ９
Ｌ，９Ｒとなる。本実施例では、ＴｉＯ2 層およびＳｉ
Ｏ2 層の繰り返しの各層の膜厚を順次１３１／２７８／
２６４／３１９／２５８／３１５／２６３／２８４／１
１１ｎｍとした誘電体多層膜を用いており、この場合、
Ｓ偏光反射率Ｒｓ＝９５．７％、Ｐ偏光透過率Ｔｐ＝９
９．９％が得られる。なお、上記誘電体多層膜の設計
は、光学ヘッド全体のレイアウトに基づいて入射角や多
層膜構造を任意に選択することにより最適化することが
できる。
シリコン結晶の（１−１−１）面を用いており、この偏
光ビームスプリッタ面と上記ミラー面とがなす角度は、
シリコン結晶の結晶構造上、７０．５゜となる。なお、
図１において数字の上に付けたバーを文中では便宜上数
字の前に記載した。後述する図５においてもこのように
記載する。上記偏光ビームスプリッタ９Ｌ，９Ｒは、図
２に示すようにしてフォトダイオード８Ｌ−１，８Ｒ−
１上に形成されている。すなわち、シリコン基板上に拡
散工程により埋設されたｎ層、ｉ層、ｐ層の各層を有す
るＰＩＮ型フォトダイオード８Ｌ−１，８Ｒ−１（フォ
トダイオード８Ｌ−２，８Ｒ−２も同一構造である）の
表面には、ＴｉＯ2 層およびＳｉＯ2 層を交互に配置し
た誘電体多層膜（偏光膜）が例えば蒸着により設けられ
ており、この誘電体多層膜が偏光ビームスプリッタ９
Ｌ，９Ｒとなる。本実施例では、ＴｉＯ2 層およびＳｉ
Ｏ2 層の繰り返しの各層の膜厚を順次１３１／２７８／
２６４／３１９／２５８／３１５／２６３／２８４／１
１１ｎｍとした誘電体多層膜を用いており、この場合、
Ｓ偏光反射率Ｒｓ＝９５．７％、Ｐ偏光透過率Ｔｐ＝９
９．９％が得られる。なお、上記誘電体多層膜の設計
は、光学ヘッド全体のレイアウトに基づいて入射角や多
層膜構造を任意に選択することにより最適化することが
できる。
【００１６】偏光ビームスプリッタ（誘電体多層膜）９
Ｌ，９Ｒを透過したＰ偏光光は、その下層に設けたフォ
トダイオード８Ｌ−１，９Ｌ−１により光電変換され、
偏光ビームスプリッタ９Ｌ，９Ｒで反射されたＳ偏光光
は、水平面１１Ｌ，１１Ｒに埋設したフォトダイオード
８Ｌ−２，９Ｌ−２により光電変換される。この光電変
換により得られた各データ（電流値）を以下のように差
動演算することにより、情報信号が得られる。
Ｌ，９Ｒを透過したＰ偏光光は、その下層に設けたフォ
トダイオード８Ｌ−１，９Ｌ−１により光電変換され、
偏光ビームスプリッタ９Ｌ，９Ｒで反射されたＳ偏光光
は、水平面１１Ｌ，１１Ｒに埋設したフォトダイオード
８Ｌ−２，９Ｌ−２により光電変換される。この光電変
換により得られた各データ（電流値）を以下のように差
動演算することにより、情報信号が得られる。
【００１７】次に、図３の偏光性ホログラムの詳細図お
よび、図１の矢視Ａ図である図４を用いて、上記差動演
算を説明する。なお、この差動演算では、フォーカスエ
ラー信号（サーボ信号）の検出にはナイフエッジ法を用
い、トラックエラー信号の検出にはプッシュプル法を用
いている。図４において、ＬＤ１を出射光はミラー２で
反射して紙面垂直方向上方の往路に進む。この往路には
偏光性ホログラム４、対物レンズ、記録媒体が順次配置
されており、往路光は偏光性ホログラム４の結晶軸に対
し常光線であるため、その７０％は回折せずに直進し、
対物レンズを経て記録媒体に入射する。
よび、図１の矢視Ａ図である図４を用いて、上記差動演
算を説明する。なお、この差動演算では、フォーカスエ
ラー信号（サーボ信号）の検出にはナイフエッジ法を用
い、トラックエラー信号の検出にはプッシュプル法を用
いている。図４において、ＬＤ１を出射光はミラー２で
反射して紙面垂直方向上方の往路に進む。この往路には
偏光性ホログラム４、対物レンズ、記録媒体が順次配置
されており、往路光は偏光性ホログラム４の結晶軸に対
し常光線であるため、その７０％は回折せずに直進し、
対物レンズを経て記録媒体に入射する。
【００１８】記録媒体で反射された復路光は、対物レン
ズを経て偏光性ホログラム４に入射し、光磁気信号成分
である異常光成分はほぼ１００％回折され、常光成分は
約３０％回折される。ここで、上記偏光性ホログラム４
としては、ブラッグ条件を満たすようにピッチを波長よ
りも小さくした稠密格子やＬｉＮｂＯ3 等の複屈折結晶
格子を用いた透過型の一般的なものを用いることができ
る。この偏光性ホログラムは、図３に例示するように３
つの領域４ａ，４ｂ，４ｃに分割され、各領域は夫々異
なるピッチおよび格子方向を有しており、分割線１３は
フォーカス信号検出のナイフエッジの機能を果たし、分
割線１４はトラックエラー信号検出の瞳分割線となって
いる。
ズを経て偏光性ホログラム４に入射し、光磁気信号成分
である異常光成分はほぼ１００％回折され、常光成分は
約３０％回折される。ここで、上記偏光性ホログラム４
としては、ブラッグ条件を満たすようにピッチを波長よ
りも小さくした稠密格子やＬｉＮｂＯ3 等の複屈折結晶
格子を用いた透過型の一般的なものを用いることができ
る。この偏光性ホログラムは、図３に例示するように３
つの領域４ａ，４ｂ，４ｃに分割され、各領域は夫々異
なるピッチおよび格子方向を有しており、分割線１３は
フォーカス信号検出のナイフエッジの機能を果たし、分
割線１４はトラックエラー信号検出の瞳分割線となって
いる。
【００１９】上記偏光性ホログラム４の領域４ａで回折
された±１次光は、図４の偏光ビームスプリッタ９Ｌを
経てフォトダイオード８Ｌ−１の領域ｆに入射するとと
もにビームスプリッタ９Ｒを経てフォトダイオード８Ｒ
−１の領域ｈに導かれ、ビームスプリッタ９Ｌ，９Ｒで
一部反射された光は、フォトダイオード８Ｌ−２の領域
ｅおよびフォトダイオード８Ｒ−２の領域ｇ（ｇ１，ｇ
２）に入射する。図示ａ〜ｌは夫々フォトダイオードの
埋設位置を示している。以下同様に、偏光性ホログラム
４の領域４ｂで回折された光は偏光ビームスプリッタ９
Ｌを経てフォトダイオード８Ｌ−１の領域ｃに入射する
とともにビームスプリッタ９Ｒを経てフォトダイオード
８Ｒ−１の領域ｌに導かれ、ビームスプリッタ９Ｌ，９
Ｒで一部反射された光は、フォトダイオード８Ｌ−２の
領域ａおよびフォトダイオード８Ｒ−２の領域ｊに入射
し、偏光性ホログラム４の領域４ｃで回折された光は偏
光ビームスプリッタ９Ｌを経てフォトダイオード８Ｌ−
１の領域ｄに入射するとともにビームスプリッタ９Ｒを
経てフォトダイオード８Ｒ−１の領域ｋに導かれ、ビー
ムスプリッタ９Ｌ，９Ｒで一部反射された光は、フォト
ダイオード８Ｌ−２の領域ｂおよびフォトダイオード８
Ｒ−２の領域ｉに入射する。
された±１次光は、図４の偏光ビームスプリッタ９Ｌを
経てフォトダイオード８Ｌ−１の領域ｆに入射するとと
もにビームスプリッタ９Ｒを経てフォトダイオード８Ｒ
−１の領域ｈに導かれ、ビームスプリッタ９Ｌ，９Ｒで
一部反射された光は、フォトダイオード８Ｌ−２の領域
ｅおよびフォトダイオード８Ｒ−２の領域ｇ（ｇ１，ｇ
２）に入射する。図示ａ〜ｌは夫々フォトダイオードの
埋設位置を示している。以下同様に、偏光性ホログラム
４の領域４ｂで回折された光は偏光ビームスプリッタ９
Ｌを経てフォトダイオード８Ｌ−１の領域ｃに入射する
とともにビームスプリッタ９Ｒを経てフォトダイオード
８Ｒ−１の領域ｌに導かれ、ビームスプリッタ９Ｌ，９
Ｒで一部反射された光は、フォトダイオード８Ｌ−２の
領域ａおよびフォトダイオード８Ｒ−２の領域ｊに入射
し、偏光性ホログラム４の領域４ｃで回折された光は偏
光ビームスプリッタ９Ｌを経てフォトダイオード８Ｌ−
１の領域ｄに入射するとともにビームスプリッタ９Ｒを
経てフォトダイオード８Ｒ−１の領域ｋに導かれ、ビー
ムスプリッタ９Ｌ，９Ｒで一部反射された光は、フォト
ダイオード８Ｌ−２の領域ｂおよびフォトダイオード８
Ｒ−２の領域ｉに入射する。
【００２０】各フォトダイオードは上記入射光を光電変
換して電流データ（光電流）を図示しない差動演算回路
に出力し、それら光電流を以下のように差動演算するこ
とにより各信号が得られる。 フォーカスエラー信号＝ｇ１−ｇ２ トラックエラー信号＝（ａ＋ｃ＋ｊ＋ｌ）−（ｂ＋ｄ＋
ｉ＋ｋ） 光磁気情報信号＝（ａ＋ｂ＋ｅ＋ｇ＋ｉ＋ｊ）−（ｃ＋
ｄ＋ｆ＋ｈ＋ｋ＋ｌ） 和信号＝ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈ＋ｉ＋ｊ＋ｋ
＋ｌ
換して電流データ（光電流）を図示しない差動演算回路
に出力し、それら光電流を以下のように差動演算するこ
とにより各信号が得られる。 フォーカスエラー信号＝ｇ１−ｇ２ トラックエラー信号＝（ａ＋ｃ＋ｊ＋ｌ）−（ｂ＋ｄ＋
ｉ＋ｋ） 光磁気情報信号＝（ａ＋ｂ＋ｅ＋ｇ＋ｉ＋ｊ）−（ｃ＋
ｄ＋ｆ＋ｈ＋ｋ＋ｌ） 和信号＝ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈ＋ｉ＋ｊ＋ｋ
＋ｌ
【００２１】このようにして、この第１実施例は、光磁
気情報信号および光情報信号に適用し得る光学ヘッドを
マイクロプリズムを使用せずに構成することができるの
で、光学ヘッドの小型化、低価格化、調整の容易化、高
耐久性化を図ることが可能になる。
気情報信号および光情報信号に適用し得る光学ヘッドを
マイクロプリズムを使用せずに構成することができるの
で、光学ヘッドの小型化、低価格化、調整の容易化、高
耐久性化を図ることが可能になる。
【００２２】図５は、本発明の光学ヘッドの第２実施例
の要部の概略構成を示す図である。この第２実施例の第
１実施例との相違点は、ミラー面および偏光ビームスプ
リッタ面に用いるシリコン結晶面を変更したことであ
る。すなわち、この第２実施例では、ミラー２の面を
（１１１）面とし、偏光ビームスプリッタ面９Ｒを（１
１−１）面とし、偏光ビームスプリッタ面９Ｌを（１−
１１）面としている。なお、ミラー面への入射角が４５
゜となるように予めシリコン基板を９．７５゜オフセッ
トさせてカットしておくものとする。
の要部の概略構成を示す図である。この第２実施例の第
１実施例との相違点は、ミラー面および偏光ビームスプ
リッタ面に用いるシリコン結晶面を変更したことであ
る。すなわち、この第２実施例では、ミラー２の面を
（１１１）面とし、偏光ビームスプリッタ面９Ｒを（１
１−１）面とし、偏光ビームスプリッタ面９Ｌを（１−
１１）面としている。なお、ミラー面への入射角が４５
゜となるように予めシリコン基板を９．７５゜オフセッ
トさせてカットしておくものとする。
【００２３】ここで、上記シリコン結晶面について考察
すると、シリコン結晶の構造上、その格子ベクトルに垂
直な面の組み合わせから２６種類の面が存在することに
なるが、本実施例で用いている面同士のなす角度は、 （１１１）面と（１１−１）面とのなす角度＝１０９．
５゜ （１１−１）面と（１−１１）面とのなす角度＝７０．
５゜ となる。したがって、（１１−１）面と（１−１１）面
とに入射する偏光性ホログラムの回折光がなす入射面に
対し、偏光方位角が４５゜となるように、ＬＤ１の接合
面内で偏光ビームスプリッタ面９Ｌ，９Ｒの位置座標を
最適化すればよい。
すると、シリコン結晶の構造上、その格子ベクトルに垂
直な面の組み合わせから２６種類の面が存在することに
なるが、本実施例で用いている面同士のなす角度は、 （１１１）面と（１１−１）面とのなす角度＝１０９．
５゜ （１１−１）面と（１−１１）面とのなす角度＝７０．
５゜ となる。したがって、（１１−１）面と（１−１１）面
とに入射する偏光性ホログラムの回折光がなす入射面に
対し、偏光方位角が４５゜となるように、ＬＤ１の接合
面内で偏光ビームスプリッタ面９Ｌ，９Ｒの位置座標を
最適化すればよい。
【００２４】なお、上記において、偏光性ホログラムの
回折光の入射角に応じて誘電体多層膜の設計を最適化し
て偏光性ビームスプリッタを構成するとともに、半導体
基板のオフセット角度を選択することにより、上記と異
なる面の組み合わせによってもミラー面および偏光ビー
ムスプリッタ面を同一半導体基板上に形成することが可
能である。
回折光の入射角に応じて誘電体多層膜の設計を最適化し
て偏光性ビームスプリッタを構成するとともに、半導体
基板のオフセット角度を選択することにより、上記と異
なる面の組み合わせによってもミラー面および偏光ビー
ムスプリッタ面を同一半導体基板上に形成することが可
能である。
【００２５】図６（ａ），（ｂ）は本発明の光学ヘッド
の第３実施例の概略構成を示す正面図および矢視Ｂ図で
ある。この第３実施例は、光学ヘッドを構成する素子の
内、対物レンズ以外の素子を一体構成としたものであ
り、集積回路（ＩＣ）等に一般的に使用されるフラット
モールドパッケージ構造としてある。図中１８は、Ｌ
Ｄ、反射ミラー、フォトダイオードを含む第１実施例
（図１）と同様の半導体結晶（半導体基板）であり、半
導体結晶１８内の各素子は、ワイヤボンディング２１に
よりコム１７に電気的に接続されている。さらに、半導
体結晶１８は往復路光分離素子１９により覆われてお
り、往復路光分離素子１９は半導体結晶１８等を埃等か
ら保護するため内周上面にホログラム２０を形成した密
閉構造となっている。このような一体構造とすることに
より、光学ヘッドの小型化、高信頼性化が可能になる。
の第３実施例の概略構成を示す正面図および矢視Ｂ図で
ある。この第３実施例は、光学ヘッドを構成する素子の
内、対物レンズ以外の素子を一体構成としたものであ
り、集積回路（ＩＣ）等に一般的に使用されるフラット
モールドパッケージ構造としてある。図中１８は、Ｌ
Ｄ、反射ミラー、フォトダイオードを含む第１実施例
（図１）と同様の半導体結晶（半導体基板）であり、半
導体結晶１８内の各素子は、ワイヤボンディング２１に
よりコム１７に電気的に接続されている。さらに、半導
体結晶１８は往復路光分離素子１９により覆われてお
り、往復路光分離素子１９は半導体結晶１８等を埃等か
ら保護するため内周上面にホログラム２０を形成した密
閉構造となっている。このような一体構造とすることに
より、光学ヘッドの小型化、高信頼性化が可能になる。
【００２６】なお、上記各実施例において往復路光の分
離のために偏光性ホログラムを用いているが、必ずしも
偏光性ホログラムを用いる必要はなく、代わりに一般的
な光学ガラスプリズムにより構成された偏光ビームスプ
リッタを用いることもできる。また、光源（ＬＤ）を含
まず偏光ビームスプリッタおよびフォトダイオードを同
一半導体基板上に実装した構成とすることにより、受光
素子として使用することも可能になる。また、フォトダ
イオード上の誘電体多層膜を省略して偏光ビームスプリ
ッタ機能を具えない構成とすることもでき、その場合、
相変化型の反射率差を利用する媒体の情報を再生するこ
とが可能になる。また、フォトダイオード上に誘電体単
層膜を形成することにより反射防止機能を付与し、透過
率を制御することもできる。さらに、往復路光分離素子
により分離された記録媒体からの反射光によって先に照
射される面を水平面（図１の１１Ｌ，１１Ｒ）とし、こ
れら水平面で反射された光束を斜面（図１の１０Ｌ，１
０Ｒ）に入射させるようにしてもよい。
離のために偏光性ホログラムを用いているが、必ずしも
偏光性ホログラムを用いる必要はなく、代わりに一般的
な光学ガラスプリズムにより構成された偏光ビームスプ
リッタを用いることもできる。また、光源（ＬＤ）を含
まず偏光ビームスプリッタおよびフォトダイオードを同
一半導体基板上に実装した構成とすることにより、受光
素子として使用することも可能になる。また、フォトダ
イオード上の誘電体多層膜を省略して偏光ビームスプリ
ッタ機能を具えない構成とすることもでき、その場合、
相変化型の反射率差を利用する媒体の情報を再生するこ
とが可能になる。また、フォトダイオード上に誘電体単
層膜を形成することにより反射防止機能を付与し、透過
率を制御することもできる。さらに、往復路光分離素子
により分離された記録媒体からの反射光によって先に照
射される面を水平面（図１の１１Ｌ，１１Ｒ）とし、こ
れら水平面で反射された光束を斜面（図１の１０Ｌ，１
０Ｒ）に入射させるようにしてもよい。
【００２７】また、請求項１の構成において、前記斜面
および水平面に埋設した１組のフォトダイオードを複数
組設けるようにすれば、簡単な構成でトラックエラー信
号の検出が可能になる。また、請求項１の構成におい
て、前記半導体結晶をシリコンとすれば、光源としての
レーザダイオードや光電変換素子としてのフォトダイオ
ーとの集積化が容易になる。また、請求項１の構成にお
いて、前記半導体結晶、フォトダイオードおよび光源を
一体構成とすれば、一般的な光学ガラスプリズム製の往
復路光分離素子との組み合わせが可能になる。
および水平面に埋設した１組のフォトダイオードを複数
組設けるようにすれば、簡単な構成でトラックエラー信
号の検出が可能になる。また、請求項１の構成におい
て、前記半導体結晶をシリコンとすれば、光源としての
レーザダイオードや光電変換素子としてのフォトダイオ
ーとの集積化が容易になる。また、請求項１の構成にお
いて、前記半導体結晶、フォトダイオードおよび光源を
一体構成とすれば、一般的な光学ガラスプリズム製の往
復路光分離素子との組み合わせが可能になる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、記
録媒体で反射された復路光は往復路光分離素子により回
折されて、半導体結晶の斜面および平面に夫々埋設した
フォトダイオードの何れか一方に入射して当該ダイオー
ドにより光電変換され、これと同時に、当該ダイオード
で反射された光束は前記斜面、平面の他方のフォトダイ
オードにより光電変換され、これら光電変換された信号
に基づいて情報信号およびサーボ信号が得られる。よっ
て、小型化、低価格化、調整の容易化、高耐久性化され
た光学ヘッドが実現される。
録媒体で反射された復路光は往復路光分離素子により回
折されて、半導体結晶の斜面および平面に夫々埋設した
フォトダイオードの何れか一方に入射して当該ダイオー
ドにより光電変換され、これと同時に、当該ダイオード
で反射された光束は前記斜面、平面の他方のフォトダイ
オードにより光電変換され、これら光電変換された信号
に基づいて情報信号およびサーボ信号が得られる。よっ
て、小型化、低価格化、調整の容易化、高耐久性化され
た光学ヘッドが実現される。
【図１】本発明の光学ヘッドの第１実施例の概略構成を
示す図である。
示す図である。
【図２】同例の偏光ビームスプリッタの断面図である。
【図３】同例の偏光性ホログラムの詳細図である。
【図４】図１の矢視Ａ図である。
【図５】本発明の光学ヘッドの第２実施例の要部の概略
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は、本発明の光学ヘッドの第３
実施例の概略構成を示す図である。
実施例の概略構成を示す図である。
１ 光源（レーザダイオード；ＬＤ） ２ 反射ミラー ４ 往復路光分離素子（偏光性ホログラム） ６ 記録媒体（ディスク） ７ 半導体基板（シリコン基板） 8L-1，8R-1，8L-2，8R-2 光電変換素子（フォトダイオ
ード） ９Ｌ，９Ｒ 偏光ビームスプリッタ １０Ｌ，１０Ｒ 斜面 １１Ｌ，１１Ｒ 水平面
ード） ９Ｌ，９Ｒ 偏光ビームスプリッタ １０Ｌ，１０Ｒ 斜面 １１Ｌ，１１Ｒ 水平面
Claims (3)
- 【請求項１】 光源と、該光源からの光束を記録媒体側
に折り曲げる反射ミラーと、該反射ミラーを経て前記記
録媒体に入射される往路光と前記記録媒体で反射された
復路光とを分離する往復路光分離素子と、前記記録媒体
に前記往路光を集光する対物レンズとを具える光学ヘッ
ドにおいて、 斜面と該斜面に隣接する平面とを有する半導体結晶を半
導体基板上に形成して前記斜面および平面に夫々フォト
ダイオードを埋設し、 前記往復路光分離素子から出射される復路光は前記フォ
トダイオードの内、何れか一方のフォトダイオードに入
射され当該ダイオードにより光電変換されるとともに、
当該ダイオードで反射された前記復路光は他方のフォト
ダイオードに入射され当該フォトダイオードにより光電
変換され、これら光電変換された信号に基づいて情報信
号およびサーボ信号を得るようにしたことを特徴とする
光学ヘッド。 - 【請求項２】 前記斜面上のフォトダイオード、平面上
のフォトダイオードの何れか一方の表面に誘電体多層膜
を積層して成ることを特徴とする、請求項１記載の光学
ヘッド。 - 【請求項３】 前記半導体結晶、フォトダイオード、往
復路光分離素子、反射ミラーおよび光源を一体構成とす
ることを特徴とする、請求項１または２記載の光学ヘッ
ド。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6176781A JPH0845102A (ja) | 1994-07-28 | 1994-07-28 | 光学ヘッド |
| US08/469,813 US5546371A (en) | 1994-07-28 | 1995-06-06 | Optical head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6176781A JPH0845102A (ja) | 1994-07-28 | 1994-07-28 | 光学ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0845102A true JPH0845102A (ja) | 1996-02-16 |
Family
ID=16019735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6176781A Withdrawn JPH0845102A (ja) | 1994-07-28 | 1994-07-28 | 光学ヘッド |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5546371A (ja) |
| JP (1) | JPH0845102A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3864428B2 (ja) * | 1995-02-24 | 2006-12-27 | ソニー株式会社 | 光学装置及び記録媒体再生装置 |
| JP2990038B2 (ja) * | 1995-03-30 | 1999-12-13 | 日本電気株式会社 | 光ヘッド |
| US6144470A (en) * | 1997-02-24 | 2000-11-07 | O. R. Technology, Inc. | Holographic optical element with castellated aperture |
| US20060011850A1 (en) * | 2002-09-05 | 2006-01-19 | Seely John F | Multilayer polarization sensor (MPS) for x-ray and extreme ultraviolet radiation |
| US20050180482A1 (en) * | 2004-01-23 | 2005-08-18 | Osowski Mark L. | Very low cost surface emitting laser diode arrays |
| US7659497B2 (en) | 2005-12-06 | 2010-02-09 | International Business Machines Corporation | On demand circuit function execution employing optical sensing |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02265028A (ja) * | 1989-04-06 | 1990-10-29 | Mitsubishi Electric Corp | 光記録再生装置 |
| JPH0460933A (ja) * | 1990-06-26 | 1992-02-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光ピックアップヘッド装置 |
| US5247506A (en) * | 1990-07-25 | 1993-09-21 | Pioneer Electronic Corporation | Optical pickup for reproducing information from an optical information storage medium |
| JPH04177643A (ja) * | 1990-11-13 | 1992-06-24 | Olympus Optical Co Ltd | 光学式情報再生装置 |
| US5350917A (en) * | 1991-12-27 | 1994-09-27 | Sony Corporation | Opto-magnetic recording polarization optical apparatus including a laser diode and a light absorbing film |
| CA2088701C (en) * | 1992-02-05 | 1998-01-27 | Yoshio Yoshida | Optical information reproducing apparatus |
| US5465247A (en) * | 1992-05-14 | 1995-11-07 | Olympus Optical Co., Ltd. | Optical head |
| US5410468A (en) * | 1992-06-26 | 1995-04-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical pick-up apparatus |
| US5406543A (en) * | 1993-04-07 | 1995-04-11 | Olympus Optical Co., Ltd. | Optical head with semiconductor laser |
-
1994
- 1994-07-28 JP JP6176781A patent/JPH0845102A/ja not_active Withdrawn
-
1995
- 1995-06-06 US US08/469,813 patent/US5546371A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5546371A (en) | 1996-08-13 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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