JPH09312033A - 光ピックアップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のレーザ光の放出と検出手段を有する光
ピックアップは、ホログラムの１次回折光を用いて反射
光を検出するために信号光強度が小さくなる。 【解決手段】 レーザ光を出射する半導体レーザー１
と、半導体レーザ１の光を分離する光分離素子と、半導
体レーザ１の光を反射する反射ミラー３と、半導体レー
ザ１の光の偏光状態を変更する１／４波長板４と、光デ
ィスクからの光を光検出器６に導く複数領域からなる回
折格子５と、前記ディスクからの光を検出する複数の受
光素子で構成される光検出器６からなり、前記半導体レ
ーザ１と光検出器６がハウジングされ、前記ハウジング
上に前記光分離素子と反射ミラー３が平行に配置され、
前記１／４波長板を前記光分離素子の光出射面に設けて
一体に構成したレーザ光放出と検出手段を有する光学素
子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクに記録
し又は光ディスクを再生することが可能な光情報機器に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】以下に従来の光ピックアップにおけるレ
ーザ光の出射手段と検出手段とを有する光ピックアップ
について説明する。図７は従来の光学素子である。

【０００３】図７において、レーザ光を出射する半導体
レーザ２１と、半導体レーザの光を３ビームに分割する
回折格子２２と光ディスクからの光を検出器に導く２つ
の領域からなるホログラム２３と、光ディスクからの光
を検出する５分割受光素子の光検出器２４からなり、半
導体レーザ２１と光検出器２４がハウジングされ、ハウ
ジング上にホログラム２３を光出射面に作成したカバー
ガラス２５を接着固定することにより一体に構成してい
る。

【０００４】半導体レーザ２１から出射した光は、回折
格子２２により３ビームに分割され、ホログラム２３を
透過して光学素子から出射され、以降の光学部品により
光ディスクに到達する。３ビームはホログラム２３の２
つの領域でそれぞれ回折され、５分割受光素子の光検出
器２４に導かれ受光される。本光ピックアップにおい
て、フォーカス検出は公知のフーコー法により、またト
ラック検出は公知の３ビーム法により検出される。

【０００５】また図８により従来の光ピックアップにつ
いて説明する。図８において、半導体レーザ３１からの
光はハーフミラー３２で反射され、コリメーターレンズ
３３により平行光にして、立ち上げミラー３４で反射さ
れた後、対物レンズ３５により光ディスク３６上に集光
される。光ディスク３６からの反射光は再び対物レンズ
３５で集められ、立ち上げミラー３４で反射されコリメ
ーターレンズ３３を透過する。コリメーターレンズ３３
を透過した光はハーフミラー３２で屈折された後、検出
レンズ３７を通り、光検出器３８にて受光される。本光
ピックアップにおいて、フォーカス検出は公知の非点収
差法により、またトラック検出は公知の位相差法により
検出される。このため、光検出器３８は複数の受光素子
から構成されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のレーザ光の出射
手段と検出手段を有する光ピックアップでは、光ピック
アップから光ディスクに集光させる出射光がホログラム
を透過し、また光ディスクからの反射光を検出するため
にホログラムの１次回折光を用いているため信号光強度
が小さくなる。

【０００７】また従来の光ピックアップでは、光学部品
を光ディスクリートで構成しており、また半導体レーザ
とハーフミラーと受光素子の配置がフォーカスエラーの
引き込み範囲で決定されており、ピックアップの小型化
が困難である。

【０００８】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、レーザ光の放出、検出手段を有する光ピックアップ
を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の光学素子は、レ
ーザ光を出射する半導体レーザと、半導体レーザの光を
分離する光分離素子と半導体レーザの光を反射する反射
ミラーと、半導体レーザの光の偏光状態を変換する１／
４波長板と光ディスクからの光を光検出器に導く複数の
領域からなる回折格子と、光ディスクからの光を検出す
る複数の受光素子で構成される光検出器からなり、半導
体レーザと光検出器がハウジングされ、ハウジング上に
光分離素子と反射ミラーが平行に配置され、１／４波長
板が光分離素子の光出射面に設けて一体に構成したレー
ザ光の出射手段と検出手段とを有する光ピックアップで
あり、光ピックアップの小型化が実現できる。

【００１０】また本光ピックアップの出射光は前記回折
格子を通過しないとともに前記回折格子の透過光（０次
回折光）を用いた信号検出方式により十分な信号光強度
を確保できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１及び請求項３か
ら５に記載の発明は、レーザ光を出射する半導体レーザ
と、ディスクからの反射光を検出するため複数の受光素
子で構成される光検出器と、半導体レーザと光検出器と
を載置した基板部材と、半導体レーザと光検出器と基板
部材とを封止しレーザ光が透過する部分を有するハウジ
ングと、ハウジングに配置され、レーザ光の偏向面に応
じて透過し又は反射する光分離素子と、ハウジングに配
置され、反射面が光分離素子の分離面と平行に配置され
たレーザ光を反射する反射ミラーと、光分離素子の光出
射面に配置され、レーザ光の偏光状態を変更する１／４
波長板と、ディスクからの反射光を光検出器に導くため
の複数の領域を有する回折格子とを有し、ハウジングと
光分離素子と反射ミラーと１／４波長板と回折格子とが
一体に構成されていることを特徴とする光ピックアップ
であって、信号強度が大きく小型化に構成した光ピック
アップを提供することができる。

【００１２】また、本発明の請求項２から５に記載の発
明は、レーザ光を出射する半導体レーザと、ディスクか
らの反射光を検出するため複数の受光素子で構成される
光検出器と、半導体レーザと光検出器とを載置した基板
部材と、半導体レーザと光検出器と基板部材とを封止し
レーザ光が透過する部分を有するハウジングと、ハウジ
ングに配置され、レーザ光を透過し又は反射するハーフ
ミラーと、ハウジングに配置され、反射面が光分離素子
の分離面と平行に配置されたレーザ光を反射する反射ミ
ラーと、ディスクからの反射光を光検出器に導くための
複数の領域を有する回折格子とを有し、ハウジングとハ
ーフミラーと反射ミラーと回折格子とが一体に構成され
ていることを特徴とする光ピックアップであって、信号
強度が大きく小型化にしかも安価に構成した光ピックア
ップを提供することができる。

【００１３】さらにまた、本発明の請求項６から９に記
載の発明は、請求項１に記載の発明の回折格子を形成す
る位置を様々に応用したものである。そして請求項１０
に記載の発明は、請求項１又は２に記載の光ピックアッ
プを利用した光ディスク装置である。

【００１４】（実施の形態１）図１は本発明における光
ピックアップの要部構成図を示す。レーザ光を出射する
半導体レーザ１と、半導体レーザの光を分離する偏光ビ
ームスプリッタ２と半導体レーザ１の光を反射するミラ
ー３と、半導体レーザ光の直線偏光状態を円偏光に変換
する１／４波長板４と光ディスクからの反射光を検出器
６に導く２つの領域よりなる回折格子５と、光ディスク
からの光を検出する中心の垂直線が光の光軸と一致する
ように配置され、分割線が光ディスクのトラック方向と
平行および直交する田の字型の４分割受光素子６-A（図
３参照）と４分割受光素子の側に分離して配置される少
なくとも２以上の分割受光素子６-B（図３参照）とを１
枚のヒートシンク上に形成した光検出器６から構成され
る。

【００１５】これらの構成要素は、半導体レーザ１と光
検出器６がハウジングされ、ハウジング上で中心が半導
体レーザ１の光軸と一致するように配置された偏光ビー
ムスプリッタ２と、偏光ビームスプリッタ２と平行でか
つ反射光が受光素子に垂直に入射するようにミラー３が
配置され、１／４波長板４を光学軸が半導体レーザ１の
偏光方向に対して４５度傾けて偏光ビームスプリッタ２
の光出射面に設け、回折格子５を偏光ビームスプリッタ
２の反射ミラー面で光が反射される方向の対向する面に
設けた構造を有し、一体に構成している。

【００１６】なお、回折格子５はミラー３側または偏光
ビームスプリッタ２側のいずれに形成されてもよい。

【００１７】また、光検出器６により得られる電流信号
を電圧信号に変換する回路を内蔵してもよい。

【００１８】また、偏光ビームスプリッタ２の代わりに
ハーフミラーあるいはハーフプリズムを使用してもよ
く、１／４波長板４を設けなくてもよい。

【００１９】半導体レーザ１からの光は偏光ビームスプ
リッタ２を透過し１／４波長板４により半導体レーザ光
の直線偏光が円偏光に変換され本光学素子から出射さ
れ、以降の光学部品を通り光ディスクに到達する。光デ
ィスクからの反射光は再び１／４波長板４を透過するこ
とで本光ピックアップに入射する。１／４波長板４を透
過した入射光は、半導体レーザ１からの出射光の直線偏
光と直交する直線偏光に変換され偏光ビームスプリッタ
２で反射した後、回折格子５に入射する。回折格子５の
透過光（０次回折光）は、反射ミラー３で反射された後
田の字型の４分割受光素子６-Aに到達する。

【００２０】一方回折格子５の１次回折光は、反射ミラ
ー３で反射された後田の字型の４分割受光素子６-Aの側
に分離して配置される分割受光素子６-Bに導かれ受光さ
れる。ここで図２は回折格子５の形状を示し、図３は光
検出器６の構成を示し田の字型の４分割受光素子６-A
と、分離して配置される受光素子６-Bが２分割の場合を
示す。回折格子５は２領域からなり、領域１あるいは領
域２からの１次回折光は、合焦時は２分割受光素子６-B
の中心分割線上に集光し、光ディスクが遠ざかる時は２
分割受光素子６-Bの中心から受光素子Ｅ側に移動し、逆
に光ディスクが近づく時は受光素子Ｆ側に移動する。

【００２１】以上の動作において、RF信号は田の字型の
４分割受光素子６-Aで検出される電流出力を電圧信号に
変換した総和より検出し、トラッキングエラー信号は田
の字型の４分割受光素子６-Aの対角の受光素子のそれぞ
れの和電圧信号（A+C)、(B+D)をそれぞれコンパレータ
ーでディジタル波形に変換し、それらの位相差に応じた
パルスを積分回路を通してアナログ波形に変換すること
で検出する。またフォーカスエラー信号は２分割受光素
子６-Bの差信号により検出する。

【００２２】（実施の形態２）図４は本発明における第
２の実施の形態における光ピックアップの要部構成図を
示す。図４（ａ）においてレーザ光を出射する半導体レ
ーザ１と、半導体レーザの光を分離する偏光ビームスプ
リッタ２と半導体レーザ１の光を反射する反射ミラー３
と、半導体レーザ１の光の直線偏光状態を円偏光に変換
する１／４波長板４と光ディスクからの光を検出器に導
く２領域よりなる回折格子５と、光ディスクからの光を
検出する中心の垂直線が光の光軸と一致するように配置
され、分割線が光ディスクのトラック方向と平行および
直交する田の字型の４分割受光素子６-Aと４分割受光素
子６-Aの側に分離して配置される少なくとも２つ以上に
分割されている受光素子６-Bよりなる光検出器６から構
成される。

【００２３】これ等の構成要素は半導体レーザ１と光検
出器６がハウジングされ、ハウジング上で中心が半導体
レーザ１の光軸と一致するように配置された偏光ビーム
スプリッタ２と偏光ビームスプリッタ２と平行に反射ミ
ラー３が配置され、１／４波長板４を光学軸が半導体レ
ーザ１の偏光方向に対して４５度傾けて偏光ビームスプ
リッタ２の光出射面に設け、回折格子５をハウジング面
と接する反射ミラー３の下面に設けた構造を有し、一体
に構成している。

【００２４】なお、回折格子５は、ミラー３側または、
ハウジング（例えば、キャンに設けられたガラス窓）側
のいずれに形成されてもよい。特にハウジング側に形成
した場合は、偏光ビームスプリッタ２とミラー３とを一
体に形成することができる。また、図４（ｂ）において
光検出器６により得られる電流信号を電圧信号に変換す
る回路を内蔵してもよく、また偏光ビームスプリッタ２
と反射ミラー３の配置を入れ替えた構造にしてもよい。
さらに偏光ビームスプリッタ２の代わりにハーフミラー
あるいはハーフプリズムを使用してもよく、１／４波長
板４を設けなくてもよい。

【００２５】半導体レーザ１からの光は偏光ビームスプ
リッタ２を透過し１／４波長板４により半導体レーザ１
の光の直線偏光が円偏光に変換され本光ピックアップか
ら出射され、後述する光学経路を通り光ディスクに到達
する。光ディスクからの反射光は再び１／４波長板４を
透過することで本光ピックアップに入射する。１／４波
長板４を透過した入射光は、半導体レーザ１からの出射
光の直線偏光と直交する直線偏光に変換され偏光ビーム
スプリッタ２で反射し、さらに反射ミラー３で反射され
た後回折格子５に入射する。回折格子５の透過光（０次
回折光）は、田の字型の４分割受光素子６-Aに到達す
る。一方回折格子５の１次回折光は、田の字型の４分割
受光素子６-Aの側に分離して配置される分割受光素子６
-Bに導かれ受光される。

【００２６】以下実施の形態１と同様にして信号を検出
する。また、図４（ｃ）に示すように、反射型回折格子
４０をミラー３の斜面に形成してもよい。特にこの場合
偏光ビームスプリッタ２とミラーとを一体に形成するこ
とでコストダウンとなる。

【００２７】（実施の形態３）次に、第３の実施の形態
を図５を用いて説明する。図５は本発明の光ピックアッ
プ８と立ち上げミラー９と２つの対物レンズ１０，１１
により構成される光ピックアップの全体図である。図中
一方の対物レンズ１０はＣＤ光ディスクの情報を読み取
るためで、もう一方の対物レンズ１１はＳＤ光ディスク
の情報を読み取るためであり、光ディスクに応じて機械
的に切り換えられる。本発明の光ピックアップから出射
されたレーザ光は立ち上げミラー９で反射された後、読
み取る光ディスクに応じて対物レンズ１０あるいは対物
レンズ１１により光ディスク１２に集光される。光ディ
スク１２からの反射光は再び対物レンズ１０あるいは対
物レンズ１１を透過し、立ち上げミラー９で反射された
後、光ピックアップ８に入射する。光ピックアップ８に
入射した光は実施の形態１で説明した動作と同様にして
光ディスク１２からの信号を読み取ることができる。

【００２８】（実施の形態４）次に、第４の実施の形態
を図６を用いて説明する。図６は本発明の光ピックアッ
プ１３とコリメーターレンズ１４と立ち上げ反射ミラー
１５と２つの対物レンズ１６，１７により構成される光
ピックアップである。図中一方の対物レンズ１６はＣＤ
光ディスクの情報を読み取るためで、もう一方の対物レ
ンズ１７はＳＤ光ディスクの情報を読み取るためであ
り、光ディスクに応じて機械的に切り換えられる。本光
学素子１３から出射されたレーザ光はコリメーターレン
ズ１４により平行光に変換された後、立ち上げミラー１
５で反射され読み取る光ディスクに応じて対物レンズ１
６あるいは対物レンズ１７により光ディスク１８に集光
される。光ディスク１８からの反射光は再び対物レンズ
１６あるいは対物レンズ１７を透過し、立ち上げミラー
１５で反射された後、コリメーターレンズ１４を透過し
光学素子１３に入射する。光学素子１３に入射した光は
（実施の形態１）で説明した動作により光ディスク１８
からの信号を読み取ることができる。なお１／４波長板
を光学素子１３に設けない場合は、光学素子と対物レン
ズの途中に１／４波長板を挿入してもよい。

【００２９】また、以上のように構成された光ピックア
ップを光ディスク装置に利用することにより、動作の安
定した光ディスク装置を提供することができる。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ＲＦ信号
とトラッキングエラー信号とを、０次回折光を用いて検
出するので小型で十分な信号強度を確保できる光ピック
アップを提供することが可能になる。そして動作の安定
した光ディスク装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における光ピックアップの要部構成図

【図２】本発明における回折格子の形状を示す図

【図３】本発明における光検出器の構成を示す図

【図４】本発明における光ピックアップの要部構成図

【図５】本発明における光ピックアップによる光ピック
アップの全体構成図

【図６】本発明における光学素子による光ピックアップ
の全体構成図

【図７】従来の光学素子の構成図

【図８】従来の光ピックアップの構成図

【符号の説明】

１、２１、３１ 半導体レーザ ２ 偏光ビームスプリッタ ３ 反射ミラー ４ １／４波長板 ５、２２ 回折格子 ６、２４、３８ 光検出器 ８、１３ 光ピックアップ ９、１５、３４ 立ち上げミラー １０、１１、１６、１７、３５ 対物レンズ １２、１８、３６ 光ディスク １４、３３ コリメーターレンズ ２３ ホログラム ２５ カバーガラス ３２ ハーフミラー ３７ 検出レンズ ４０ 反射形回折格子

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ディスク状の記録媒体に情報を記録し、又
   は情報を再生する光ピックアップであって、 レーザ光を出射する半導体レーザと、 ディスクからの反射光を検出するため複数の受光素子で
   構成される光検出器と、 前記半導体レーザと光検出器とを載置した基板部材と、 前記半導体レーザと光検出器と基板部材とを封止しレー
   ザ光が透過する部分を有するハウジングと、 前記ハウジングに配置され、レーザ光の偏向面に応じて
   透過し又は反射する光分離素子と、 前記ハウジングに配置され、反射面が前記光分離素子の
   分離面と平行に配置されたレーザ光を反射する反射ミラ
   ーと、 前記光分離素子の光出射面に配置され、レーザ光の偏光
   状態を変更する１／４波長板と、 ディスクからの反射光を前記光検出器に導くための複数
   の領域を有する回折格子とを有し、 前記ハウジングと前記光分離素子と前記反射ミラーと前
   記１／４波長板と前記回折格子とが一体に構成されてい
   ることを特徴とする光ピックアップ。
2. 【請求項２】ディスク状の記録媒体に情報を記録し、又
   は情報を再生する光ピックアップであって、 レーザ光を出射する半導体レーザと、 ディスクからの反射光を検出するため複数の受光素子で
   構成される光検出器と、 前記半導体レーザと光検出器とを載置した基板部材と、 前記半導体レーザと光検出器と基板部材とを封止しレー
   ザ光が透過する部分を有するハウジングと、 前記ハウジングに配置され、レーザ光を透過し又は反射
   するハーフミラーと、 前記ハウジングに配置され、反射面が前記光分離素子の
   分離面と平行に配置されたレーザ光を反射する反射ミラ
   ーと、 ディスクからの反射光を前記光検出器に導くための複数
   の領域を有する回折格子とを有し、 前記ハウジングと前記ハーフミラーと前記反射ミラーと
   前記回折格子とが一体に構成されていることを特徴とす
   る光ピックアップ。
3. 【請求項３】前記回折格子は２つの領域を有することを
   特徴とする請求項１または請求項２記載の光ピックアッ
   プ。
4. 【請求項４】前記光検出器は、その検出面がディスクか
   らの反射光の光軸と垂直を成すように配置され田の字型
   に４分割された受光素子と、前記４分割された受光素子
   から所要の距離だけ離隔した位置に配置され二の字型に
   少なくとも２分割された受光素子とを有し、１枚のヒー
   トシンクに配置されたことを特徴とする請求項１または
   請求項２記載の光ピックアップ。
5. 【請求項５】前記光検出器は、前記回折格子の０次回折
   光を前記４分割された受光素子で検出し、前記回折格子
   の１次回折光を前記２分割された受光素子で検出するこ
   とを特徴とする請求項４記載の光ピックアップ。
6. 【請求項６】前記回折格子は前記光分離素子と前記反射
   ミラーとの接合面であって前記反射ミラーの側に形成し
   たことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
7. 【請求項７】前記回折格子は前記光分離素子と前記反射
   ミラーとの接合面であって前記光分離素子の側に形成し
   たことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
8. 【請求項８】前記回折格子は前記反射ミラーと前記ハウ
   ジングとの接合面であって前記反射ミラーの側に形成し
   たことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
9. 【請求項９】前記回折格子は前記反射ミラーと前記ハウ
   ジングとの接合面であって前記ハウジングの側に形成し
   たことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
10. 【請求項１０】請求項１又は請求項２に記載の光ピック
    アップを有する光ディスク装置。