JPH0935352A

JPH0935352A - 光学ピックアップ

Info

Publication number: JPH0935352A
Application number: JP7206432A
Authority: JP
Inventors: Masanori Iwasaki; 正則岩崎
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1995-07-20
Filing date: 1995-07-20
Publication date: 1997-02-07

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成により、容易に製造され、コスト
が低減されるようにした、光学ピックアップを提供する
こと。【解決手段】光ビームを出射する発光部２２と、対物
レンズ１４と、光分離手段２３によって分離された光源
からの光ビームをゼロ次光及びプラスマイナス１次光に
分離し、光磁気記録媒体ＭＯからの戻り光ビームを常光
及び異常光として、ゼロ次光及びプラスマイナス１次光
に分離する偏光性ホログラム素子１２と、これで分離さ
れた光源からの光のゼロ次光の位相を任意にずらす直線
位相子１３と、前記偏光性ホログラム素子により分離さ
れた戻り光ビームのゼロ次光が受光される位置に配置さ
れた第一及び第二の光検出器２４，２５と、前記偏光性
ホログラム素子により分離された戻り光ビームのプラス
マイナス１次光が受光される位置に配置された第三の光
検出器１５，１５とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学ピックアップ
に関し、特に光磁気ディスク（ＭＯ）等の光磁気ディス
ク状記録媒体に記憶情報を記録及び／または再生を行な
うための光学ピックアップに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような光磁気ディスクの記録
／再生を行なうための光学ピックアップは、図１８に示
すように構成されている。即ち、図１８において、光学
ピックアップ１は、半導体レーザ素子２，回折格子３，
ビームスプリッタ４，コリメータレンズ５，対物レンズ
６，ウォラストンプリズム７，マルチレンズ８及び光検
出器９を備えており、これらの各光学部品が個別にマウ
ントされている。

【０００３】このような構成の光学ピックアップ１によ
れば、半導体レーザ素子２から出射された光ビームは、
回折格子３を透過して、ビームスプリッタ４に入射し、
ビームスプリッタ４で半導体レーザ素子２から出射され
た光ビームと光磁気ディスクＭＯからの戻り光ビームと
が分離される。ここで、ビームスプリッタ４は、一般
に、一対の光学プリズムとこれら一対の光学プリズムの
間に蒸着，スパッタリング等により形成された多層誘電
体膜から成る反射面（半透過面）４ａから構成されてい
る。

【０００４】上記ビームスプリッタ４により分離され透
過した半導体レーザ素子２からの例えばＰ偏光成分の光
ビームは、コリメータレンズ５に入射し、コリメータレ
ンズ５によって平行光に変換された後、対物レンズ６に
入射する。対物レンズ６は、入射光を光磁気ディスクＭ
Ｏの信号記録面のある一点に収束して照射すると共に、
図示しない駆動手段によって、フォーカス方向及びトラ
ッキング方向に駆動されるようになっている。

【０００５】光磁気ディスクＭＯの信号記録面で反射さ
れると共にカー効果によって偏光面が回転されてＳ偏光
成分のＭＯ信号（光磁気信号）を含む戻り光ビームは、
再び対物レンズ６及びコリメータレンズ５を介して、ビ
ームスプリッタ４に入射する。ここで、戻り光ビーム
は、ビームスプリッタ４の反射面４ａにより、Ｓ偏光成
分が反射される。

【０００６】ビームスプリッタ４の反射面４ａにより反
射されたＳ偏光成分は、ウォラストンプリズム７によ
り、複数本（例えば３本）の光ビームに分離され、各光
ビームがそれぞれマルチレンズ７に入射する。マルチレ
ンズ８に入射した各光ビームは、フォーカスエラー検出
のために、非点収差が付与されると共に、光検出器９ま
での戻り光ビームの光路長を調整するようになってい
る。光検出器９は、マルチレンズ８を介して入射される
各光ビームを受光するために、その受光面が、複数個の
受光部に分割されている。これにより、光検出器９の各
受光部からの検出信号に基づいて、差動法等によって、
ＭＯ信号と、フォーカスエラー信号，トラッキングエラ
ー信号等のエラー信号が検出される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】したがって、このよう
に構成された光学ピックアップ１においては、光磁気デ
ィスクＭＯからの戻り光ビームを、ビームスプリッタ４
により分離して、ウォラストンプリズム７により分割す
ることにより、各分割ビームを検出して差動をとること
により、ＭＯ信号が得られるようになっている。しかし
ながら、ＭＯ信号を検出するための検波手段であるウォ
ラストンプリズム７は、比較的高価であるために、光学
ピックアップ１全体のコストが高くなってしまうと共
に、ウォラストンプリズム７は、ＭＯ信号（光磁気信
号）の分離角が制限されることから、比較的大型になっ
てしまうという問題があった。さらに、ウォラストンプ
リズム７による光ビームの分割は、非点収差及びコマ収
差が不可避であることから、分割されたサイドビームの
歪みが比較的大きくなってしまうと共に、分割されたビ
ーム同士が重なってしまうことがあるという問題があっ
た。

【０００８】また、回折格子３，ビームスプリッタ４，
ウォラストンプリズム７，マルチレンズ８等の多数の光
学部品が個別に組み立てられることから、装置全体の構
成が複雑になるので、装置が大型化し、コストが高くな
ってしまうと共に、光学的な配置設定が煩雑で、量産性
の点で不利であった。

【０００９】さらには、上述した従来の光学ピックアッ
プ１においては、光磁気ディスクＭＯからの戻り光ビー
ムが、ビームスプリッタ４により光源である半導体レー
ザ素子２に向かう光路から分離されるので、ビームスプ
リッタ４の反射率に基づいて、光量低下が発生し光検出
器９への入射光量が低下するという問題があった。

【００１０】また、光学ピックアップ１を同一のシリコ
ン基板上に複合的に組み込むようにしようとしても、光
磁気信号を検出するためには、例えば偏光分離素子に、
材質の異なる複屈折材料を組み合わせなければならず、
小さなプリズム等の光学素子の光軸を合わせて組み立て
る作業がきわめて困難となるという問題があった。

【００１１】本発明は、以上の点に鑑み、簡単な構成に
より、小型に且つ比較的容易に製造されると共に、光検
出器への戻り光の入射光量が増大されるようにした、受
発光素子及び光学ピックアップを提供することを目的と
している。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、光ビームを出射する発光部と、この発光部から出
射された光ビームを光磁気記録媒体の信号記録面上に合
焦するように照射する対物レンズと、この発光部と対物
レンズとの間に配設されていて且つこの光源からの光ビ
ームと前記対物レンズを介した光磁気記録媒体の記録面
からの戻り光ビームを分離する光分離手段と、前記光分
離手段によって分離された光源からの光ビームをゼロ次
光及びプラスマイナス１次光に分離すると共に、光磁気
記録媒体からの戻り光ビームを常光及び異常光としてそ
れぞれゼロ次光及びプラスマイナス１次光に分離する偏
光性ホログラム素子と、この偏光性ホログラム素子によ
り分離された光源からの光のゼロ次光の位相を任意にず
らす直線位相子と、前記偏光性ホログラム素子により分
離された戻り光ビームのゼロ次光が受光される位置に配
置された第一及び第二の光検出器と、前記偏光性ホログ
ラム素子により分離された戻り光ビームのプラスマイナ
ス１次光が受光される位置に配置された第三の光検出器
とを備える、光学ピックアップにより、達成される。

【００１３】上記構成によれば、発光部から出射された
光ビームは、偏光性ホログラム素子によって３つの光ビ
ーム即ちゼロ次光及びプラスマイナス１次光に分離さ
れ、それぞれ直線位相子により直線偏光に変換された
後、主としてゼロ次光が、対物レンズを介して光磁気記
録媒体の信号記録面に照射される。光磁気記録媒体の信
号記録面により反射されると共にカー効果によって偏光
面が回転された光磁気信号を含む戻り光ビームは、再び
対物レンズを介して偏光性ホログラム素子に入射する。
そして、戻り光ビームは、偏光性ホログラム素子によっ
て、３つの光ビーム，即ちゼロ次光及びプラスマイナス
１次光に分離される。

【００１４】従って、ゼロ次光ビームが、第一及び第二
の光検出器に入射すると共に、プラスマイナス１次光ビ
ームが、第三の光検出器に入射することになる。かくし
て、第一の光検出器のゼロ次光が入射する分割受光面の
各出力信号に基づいて、例えば差動をとることで、フォ
ーカシングエラー信号及びトラッキングエラー信号が検
出されると共に、第一の光検出器及び第二の光検出器の
検出信号と第三の光検出器の検出信号とに基づいて、光
磁気信号あるいは再生信号が検出されることになる。

【００１５】上記偏光性ホログラム素子と対物レンズと
の間に、偏光の方位角を任意の方向に傾斜させる旋光子
が配設されている場合には、直線位相子により直線偏光
に変換された発光部からの光ビームが、さらにこの旋光
子によって、偏光の方位角が傾斜されることにより、光
磁気記録媒体の信号記録面の情報の記録／再生に最適な
方位角に調整される。

【００１６】上記偏光性ホログラム素子と発光部との間
に、発光部からの光ビームと光磁気ディスクからの戻り
光ビームを分離するための偏光プリズムが配設されてい
る場合には、発光部からの光ビームと戻り光ビームが分
離されることにより、戻り光が発光部に入射して干渉す
るようなことはない。

【００１７】上記偏光性ホログラム素子，直線位相子，
発光部及び第一及び第二の光検出器、そして好ましくは
旋光子、さらに好ましくは偏光プリズムが、一つの樹脂
被覆により一体に構成されている場合には、組立の際の
各光学部品と、発光部及び光検出器の相互の位置決めが
不要であることから、光学ピックアップの組立が容易に
行われるので、組立コストが低減されることになる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
を図１乃至図７を参照しながら、詳細に説明する。尚、
以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例である
から、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、
本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定
する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるもの
ではない。

【００１９】図１は、本発明による光学ピックアップの
一実施形態を示しており、この場合、光学ピックアップ
１０は、往復同一光路型の光学ピックアップである。図
１において、光学ピックアップ１０は、受発光素子１
１，偏光性ホログラム素子１２，直線位相子１３，対物
レンズ１４及び光検出器１５とを含んでいる。

【００２０】上記受発光素子１１は、図２及び図３に示
すように、発光部としての半導体レーザ素子と、光検出
器と、偏光プリズムを含んでおり、偏光性ホログラム素
子１２，直線位相子１３及び光検出器１５と共に、例え
ば合成樹脂等により被覆された一つのパッケージ２０に
組み込まれることにより、一体に構成されている。具体
的には、受発光素子１１は、半導体基板と一体に構成さ
れたであるパッケージ２０上に光出力用の半導体基板２
１が載置され、この半導体基板２１上に半導体レーザ素
子２２が搭載されている。半導体レーザ素子２２の前方
のパッケージ２０上には、台形形状の偏光プリズム２３
が、その傾斜面を半導体レーザ素子２２側にして、設置
されている。

【００２１】偏光プリズム２３の半導体レーザ素子２２
側の傾斜面は、少なくとも半導体レーザ素子２２から出
射されたレーザ光が照射される部分が、ハーフミラー面
となるように偏光膜２３ａを備えており、半導体レーザ
素子２２から照射されたレーザ光の例えばＳ偏光成分
を、図面にて上方に反射するようになっている。図２に
示すように、パッケージ２０の上部は開口２０ａとなっ
ており、パッケージ２０内へ光が入射し、あるいはパッ
ケージ２０内の発光部からの光が外部に射出されるよう
になっている。

【００２２】この開口２０ａに臨んで、この開口２０ａ
にはめ込むようにして、上記偏光性ホログラム素子１２
と、直線位相子１３とが設けられている。そして、上方
に反射されたレーザ光は、上述のように、偏光性ホログ
ラム素子１２，直線位相子１３及び対物レンズ１４を介
して、光磁気ディスクＭＯの信号記録面に収束され、光
磁気ディスクＭＯの信号記録面に照射されたレーザ光
は、光磁気ディスクＭＯ上で反射される際に、カー効果
を受けて、偏光面が回転されたＰ成分（光磁気信号を含
む成分）となる。

【００２３】このＰ成分を含む光磁気ディスクＭＯから
の戻り光は、再び、対物レンズ１４，直線位相子１３，
偏光性ホログラム素子１２を介して、受発光装置１１の
偏光プリズム２３の半透過膜２３ａに入射され、半透過
膜２３ａで、Ｐ偏光成分が主として透過して、偏光プリ
ズム２３内に入射するようになっている。この偏光プリ
ズム２３から入射されたレーザ光の入射される偏光プリ
ズム２３の底面領域にて、パッケージ２０には、第一の
光検出器２４が形成されており、上記底面領域を透過し
た戻り光は、この第一の光検出器２４に入射される。ま
た、上記底面領域に隣接した領域にて、パッケージ２０
には、第二の光検出器２５が形成されている。これによ
り、上記底面領域で反射され、偏光プリズム２３の上面
に設けた全反射面２３ｂで反射された戻り光が、偏光プ
リズム２３の底面を透過して、第二の光検出器２５に入
射するようになっている。

【００２４】尚、偏光プリズム２３自体は、光学的異方
性のないガラスや合成樹脂から構成されている。このた
め、本実施の形態の受発光素子では、光磁気信号検出の
ためにプリズムを作る際に、複屈折材質を光学的異方性
のない材料と張り合わせるといった、複雑で困難な製造
工程を必要としない利点がある。即ち、本実施の形態に
おいては、光磁気信号検出は、偏光性ホログラム１２
と、第一及び第二の光検出器及び第三の光検出器の配置
によって実現している。

【００２５】ここで、上記半導体レーザ素子２２は、半
導体の再結合発光を利用した発光素子であり、発光部と
して使用される。半導体レーザ素子２２から出射した光
ビームは、偏光プリズム２３の反射面２３ａに導かれ
る。

【００２６】上記偏光性ホログラム素子１２は、光磁気
ディスクＭＯからの戻り光から、信号成分を含む光を分
離するためのもので、常光を透過させ且つ異常光を回折
するように構成されている。これにより、偏光性ホログ
ラム素子１２は、光磁気ディスクＭＯの記録面からの戻
り光をゼロ次光及びプラスマイナス１次回折光に分離す
るようになっている。

【００２７】そして、偏光性ホログラム素子１２は、図
４に示すように、複屈折回折格子型素子として構成され
ており、ニオブ酸リチウムから成る基板１２ａと、この
基板１２ａの入射側に、例えば安息香酸によるプロトン
交換法により形成された格子１２ｂとから構成されてい
る。これにより、この格子１２ｂの領域にて、常光に対
する屈折率は、０．１３程度増大し、また異常光に対す
る屈折率は、０．０４程度減少する。

【００２８】さらに、偏光性ホログラム素子１２は、上
記プロトン交換による格子１２ｂの上に、透過する常光
線が受ける位相差をキャンセルするように選定された厚
さの誘電体から成る位相補償膜１２ｃが設けられてい
る。これにより、見かけ上、異常光線に対してのみプロ
トン交換による屈折率変化が生ずるように、観察される
ことになる。

【００２９】ここで、偏光性ホログラム素子は、図５に
示すようにして、製造される。即ち、図５において、偏
光性ホログラム素子３０は、先づニオブ酸リチウム等の
一軸性結晶から成る基板３０ａに対して、その両面にア
ルミニウム薄膜３０ｂがコーティングされる。その後、
この基板３０ａの一面に、アルミニウム薄膜３０ｂの上
から、レジスト膜３０ｃがコーティングされる。このレ
ジスト膜３０ｃに対して、格子状のパターンマスクが載
置され露光されることにより、レジスト膜３０ｃのパタ
ーニングが行なわれる。続いて、エッチング等により、
アルミニウム薄膜３０ｂのパターニングが行なわれた
後、レジスト膜３０ｃが除去される。

【００３０】そして、アルミニウム薄膜３０ｂが除去さ
れた格子状の部分に関して、例えば安息香酸によるプロ
トン交換が行なわれて、プロトン交換層３０ｄが形成さ
れる。続いて、表面全体に亘って、ニオブ酸Ｎｂ２Ｏ５
等の誘電体から成る位相補償膜３０ｅのコーティングが
行なわれた後、リフトオフにより、アルミニウム薄膜３
０ｂが除去される。最後に、表面全体に亘って、ＳｉＯ
２層３０ｆがスパッタリングにより形成される。これに
より、基板３０ａの一面（上面）に、偏光性ホログラム
素子３０が形成されることになる。尚、上記の製造工程
及び構成材料は、例示したものであり、他の工程や材料
が使用されることは明らかである。

【００３１】かくして、偏光性ホログラム素子１２は、
図４に示すように、入射光を、光学軸Ｘの方向に関し
て、垂直な方向の常光と平行な方向の異常光に分割する
ことになる。即ち、入射する戻り光ビームは、図示のよ
うに、常光がゼロ次光として透過すると共に、異常光が
プラスマイナス１次光として、回折されることになる。

【００３２】さらに、偏光性ホログラム素子１２は、そ
の光学軸が、半導体レーザ素子２２からの光ビームの偏
光方向に対して４５度傾斜するように配設されている。

【００３３】上記直線位相子１３は、楕円偏光を直線偏
光に変換するものであり、例えば１／４波長板や１／８
波長板が使用される。尚、１／４波長板または１／８波
長板の選択は、使用される偏光性ホログラム素子１２の
特性に基づいて決定される。

【００３４】対物レンズ１４は、凸レンズであって、偏
光性ホログラム素子１２から直線位相子１３を透過した
光ビームを、回転駆動される光磁気ディスクＭＯの記録
面の所望のトラック上に結像させる。

【００３５】光検出器１５は、第三の光検出器であっ
て、図３に示すように、偏光プリズム２３の両側に配置
されている。即ち、第三の光検出器は、共通の基板であ
る、パッケージ２０の上面に形成されており、光磁気デ
ィスクＭＯからの戻り光が偏光性ホログラム素子１２に
より回折される方向に沿って、かつ偏光プリズム２３を
挟んで両側に位置する二つの光検出器１５，１５として
構成されている。これによって、各光検出器１５，１５
には、偏光性ホログラム素子１２により回折された戻り
光のプラスマイナス１次回折光がそれぞれ入射するよう
になっている。

【００３６】尚、上記第一の光検出器２４と第二の光検
出器２５は、図６に示すように、それぞれ分割されて形
成されている。すなわち、第一の光検出器２４は、４つ
のセンサ部ａ，ｂ，ｃ，ｄに分割されており、第二の光
検出器２５も、同様に４つのセンサ部ｅ，ｆ，ｇ，ｈに
分割されている。そして、第一及び第二の光検出器２
４，２５の各センサ部ａ乃至ｈ及び第三の光検出器１５
の検出信号は、図示しない処理回路において、それぞれ
ヘッドアンプ２６ａ乃至２６ｊにより増幅された後、出
力信号Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄ，Ｓｅ，Ｓｆ，Ｓｇ，Ｓ
ｈ，Ｓｉ，Ｓｊを出力し、さらに演算回路２７ａ，２７
ｂ，２７ｃ，２７ｄによって、それぞれ再生（ＲＦ）信
号，光磁気（ＭＯ）信号そしてフォーカスエラー信号及
びトラッキングエラー信号が演算されるようになってい
る。

【００３７】この光学ピックアップ１０は以上のように
構成されており、半導体レーザ素子２２から出射された
Ｐ偏光の光ビームは、偏光プリズム２３の偏光面２３ａ
により反射され、偏光性ホログラム素子１２に入射す
る。ここで、偏光性ホログラム素子１２は、入射光のう
ち、常光は透過させ、異常光のみを回折させる。即ち、
入射する光ビームの常光成分をＩｏ：（１−Ｘ），異常
光成分Ｉｅ：Ｘとし、また異常光線に対する回折効率を
（１−η）とすると、図７に示すように、半導体レーザ
素子２２からの光ビームは、偏光性ホログラム素子１２
を通過後に、そのゼロ次光は、常光成分Ｉｏ０：（１−
Ｘ），異常光成分Ｉｅ０：Ｘ×ηとなり、プラスマイナ
ス１次光は、常光成分Ｉｏ１：０，異常光成分Ｉｅ１：
Ｘ×（１−η）／２となる。

【００３８】この場合、偏光性ホログラム素子１２は、
矩形断面構造を有する薄い位相格子を有していることか
ら、その０次回折効率ηは、一般に

【数１】で表わされ、γは格子を形成する二つの領域を透過する
光の位相差である。従って、偏光性ホログラム素１２を
透過したゼロ次光の常光成分Ｉｏ０と異常光成分Ｉｅ０
の間には、γなる位相差が生ずることになる。かくし
て、偏光性ホログラム素子１２を透過したゼロ次光の偏
光状態は、図８に示すように、入射偏光方向に対して４
５度傾いた方位角の楕円偏光となる。

【００３９】ここで、偏光性ホログラム素子１２は、そ
の光学軸が、入射偏光に対して−４５度傾いているの
で、位相差γは、

【数２】となっている。

【００４０】そして、偏光性ホログラム素子１２を出射
した楕円偏光であるゼロ次光ビームは、直線位相子１３
に入射する。直線位相子１３を透過したゼロ次光ビーム
は、図９に示すように、入射偏光に対してδの方位角を
有する直線偏光になる。ここでは、直線位相子１３は、
進相角が入射偏光に対して４５度となる１／４波長板が
使用されている。

【００４１】ここで、上記偏光性ホログラム素子１２と
直線位相子１３による偏光の状態を数式で表現する。入
射偏光方向を基準として、偏光性ホログラム素子１２の
光学軸の方位角θＨ，直線位相子１３の方位角θＱ，偏
光性ホログラム素子１２により生ずる位相差ψ，直線位
相子１３により生ずる位相差δとし、前記条件により、
偏光性ホログラム素子１２における異常光線の５０％が
透過し、５０％が回折する場合、θＨ＝−４５度，θＱ
＝４５度，ψ＝π／４，δ＝π／２であるから、偏光性
ホログラム素子１２の透過後は、

【数３】となり、直線位相子１３の透過後は、

【数４】となる。このようにして直線位相子１３により図１１に
符号Ａで示す直線偏光に変換されたゼロ次光は、対物レ
ンズ１４を介して、光磁気ディスクＭＯの信号記録面に
収束される。

【００４２】光磁気ディスクＭＯの信号記録面で反射さ
れると共にカー効果によって偏光面が回転されてＳ偏光
成分のＭＯ信号（光磁気信号）を含む戻り光ビームは、
再び対物レンズ１４を透過し、直線位相子１３により楕
円偏光となって、再び偏光性ホログラム素子１２に入射
する。この場合、偏光性ホログラム素子１２に入射する
戻り光ビームは、偏光性ホログラム素子１２により、常
光のゼロ次光が透過すると共に、異常光のプラスマイナ
ス１次回折光（第二のプラスマイナス一次光）が、それ
ぞれ回折されることになる。

【００４３】即ち、入射する光ビームの常光成分をＩｏ
０：（１−Ｘ），異常光成分Ｉｅ０：Ｘ×ηとすると、
図１２に示すように、光磁気ディスクＭＯからの戻り光
は、偏光性ホログラム素子１２を通過後に、そのゼロ次
光は、常光成分Ｉｏ００：（１−Ｘ），異常光成分Ｉｅ
００：Ｘ×η2 となり、プラスマイナス１次光は、常光
成分Ｉｏ０１：０，異常光成分Ｉｅ０１：Ｘ×（１−
η）・η／２となる。ところで、偏光性ホログラム素子
１２への入射光が、Ｉｏ：０．５，Ｉｅ：０．５である
ようにした場合、ゼロ次光の常光成分Ｉｏ００：０．
５，異常光成分Ｉｅ００：０．５×η2 となり、プラス
マイナス１次光の常光成分Ｉｏ０１：０，異常光成分Ｉ
ｅ０１：０．２５×（１−η）・ηとなり、Ｉｅ０１の
最大値を与えるのは、η＝５０％のときである。

【００４４】また、ゼロ次光は、偏光プリズム２３で反
射されることから、第一の光検出器２４での全入射光に
対する検出可能光量が３０％であるとすると、第一の光
検出器２４における光量の総和と第二の光検出器２５に
おける光量の総和の間には、第二の光検出器２５におけ
る電気的増幅率をＡとすると、

【数５】から、Ａ＝１．５が決まる。

【００４５】かくして、以上の条件の場合には、光磁気
信号は、図６にて、演算回路２７ｂによって、

【数６】により検出される。また、フォーカスエラー信号ＦＣＳ
は、演算回路２７ｃにより、

【数７】により検出される。さらに、演算回路２７ｄにより、ト
ラッキングエラー信号ＴＲＫ（またはウォブル信号）
は、

【数８】により検出される。

【００４６】尚、光磁気ディスクＭＯの代わりに、ピッ
ト信号が記録された例えばコンパクトディスク等の光デ
ィスクの再生の場合には、ピット再生信号ＲＦは、演算
回路２７ａによって、

【数９】で与えられる。

【００４７】このように、以上の実施の形態によれば、
光磁気ディスクＭＯからの戻り光が偏光性ホログラム素
子１２により回折され、０次回折光及びプラスマイナス
１次回折光に分離される。従って、ゼロ次光ビームを受
光する第一の光検出器２４，２５とプラスマイナス１次
回折光を受光する第二の光検出器１５，１５の検出信号
により、光磁気信号が検出されると共に、ゼロ次光が入
射する第一の光検出器２４，２５の分割受光面の各出力
信号に基づいて、フォーカシングエラー信号及びトラッ
キングエラー信号が検出されることになる。従って、従
来のようにビームスプリッタやウォラストンプリズムを
使用することなく、偏光性ホログラム素子１２によっ
て、戻り光ビームが偏光分離されるので、光磁気信号を
含む戻り光量を増大させることができ、検出精度が向上
するとともに、光学ピックアップ全体が小型かつ低コス
トで構成されることになる。しかも、受発光素子の偏光
プリズム２３には、一部に複屈折材質を用いる必要がな
いから、その分容易に製造できる。

【００４８】図１３乃至図１５は、本発明による光学ピ
ックアップの第二の実施形態である。図１３乃至図１５
において、光学ピックアップ４０は、図１乃至図３の光
学ピックアップ１０に比較して、直線位相子１３の上
に、旋光子４１が配設されている点を除いて、他の構成
即ち受発光素子１１，偏光性ホログラム素子１２，直線
位相子１３，対物レンズ１４及び第三の光検出器１５に
ついては同じ構成である。上記旋光子４１は、入射偏光
の偏光の方位角を傾けるものであり、例えば１／２波長
板が使用される。また、旋光子４１は、例えば水晶を用
いて、その板厚を調整することで、旋光角を決定するこ
とができる。

【００４９】このような構成の光学ピックアップ４０に
よれば、受発光素子１１からの光ビームは、偏光性ホロ
グラム素子１２，直線位相子１３，旋光子４１を介して
対物レンズ１４に入射し、光磁気ディスクＭＯの信号記
録面に収束される。そして、光磁気ディスクＭＯからの
戻り光は、対物レンズ１４，旋光子４１，直線位相子１
３を介して偏光性ホログラム素子１２に入射し、そのゼ
ロ次光が、受発光素子１１の第一の光検出器２４及び第
二の光検出器２５に入射すると共に、そのプラスマイナ
ス１次光が、第三の光検出器１５に入射する。これによ
り、各光検出器２４，２５及び１５からの検出信号に基
づいて、前述したように、光磁気信号，フォーカスエラ
ー信号及びトラッキングエラー信号がそれぞれ演算回路
２７ｂ，２７ｃ，２７ｄによって検出されることにな
る。

【００５０】この場合、旋光子４１が配設されているこ
とにより、偏光性ホログラム素子１２を透過した受発光
素子１１からの光ビームのゼロ次光は、直線位相子１３
により、δの方位角を有する直線偏光にされ、さらに旋
光子４１によって、偏光の方位角が−δだけ回転される
ので、入射偏光と同じ偏光方向を有する直線偏光とな
る。このときの偏光状態を、前述したと同様に数式で表
現すると、

【数１０】となる。そして、光磁気ディスクＭＯからの戻り光は、
旋光子４１により方位角δだけ回転された後、直線位相
子１３により楕円偏光となり、再び偏光性ホログラム素
子１２に入射することになる。

【００５１】図１６及び図１７は、図１乃至図３に示し
た光学ピックアップ１０の変形例を示している。図１６
及び図１７において、光学ピックアップ５０は、図１乃
至図３の光学ピックアップ１０に比較して、第二の光検
出器２５が省略されており、その代わりに、第三の光検
出器１５が、それぞれ３分割されていると共に、偏光性
ホログラム素子１２が、その回折光を収束させるよう
に、レンズ効果を有するように構成されている。その他
の構成、即ち直線位相子１３，対物レンズ１４は、図１
乃至図３の光学ピックアップ１０と同じ構成である。

【００５２】このような構成の光学ピックアップ５０に
よれば、受発光素子１１からの光ビームは、偏光性ホロ
グラム素子１２，直線位相子１３を介して対物レンズ１
４に入射し、光磁気ディスクＭＯの信号記録面に収束さ
れる。そして、光磁気ディスクＭＯからの戻り光は、対
物レンズ１４，直線位相子１３を介して偏光性ホログラ
ム素子１２に入射し、そのゼロ次光が、受発光素子１１
の第一の光検出器２４に入射すると共に、そのプラスマ
イナス１次光が、第三の光検出器１５に入射する。

【００５３】これにより、各光検出器２４，１５の各受
光部ＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３，ＰＤ４，ＰＤ５，ＰＤ
６，ＰＤ７，ＰＤ８，ＰＤ９，ＰＤ１０からの検出信号
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ
９，Ｓ１０に基づいて、以下のように光磁気信号，フォ
ーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号がそれぞ
れ検出されることになる。

【００５４】即ち、光磁気信号ＭＯは、

【数１１】となり、またフォーカスエラー信号ＦＣＳは、

【数１２】または、

【数１３】

【００５５】または、

【数１４】により検出される。さらに、トラッキングエラー信号Ｔ
ＲＫは、

【数１５】または、

【数１６】により検出される。

【００５６】上述した実施形態においては、偏光性ホロ
グラム素子１２は、複屈折回折格子型素子として構成さ
れているが、これに限らず、他の構成の偏光性ホログラ
ムとして構成されていてもよいことは明らかである。

【００５７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、簡
単な構成により、小型に且つ比較的容易に製造されると
共に、光検出器への戻り光の入射光量が増大されるよう
にした、受発光素子及び光学ピックアップを提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光学ピックアップの一実施形態の
全体構成を示す概略図である。

【図２】図１の光学ピックアップにおける要部を示す概
略側面図である。

【図３】図１の光学ピックアップにおける要部を示す概
略正面図である。

【図４】図１の光学ピックアップにおける偏光性ホログ
ラム素子の構成例と入射光線の偏光方向を示す概略斜視
図である。

【図５】図１の光学ピックアップにおける偏光性ホログ
ラム素子の製造工程の一例を順次に示す工程図である。

【図６】図１の光学ピックアップにおける各光検出器と
信号処理回路の構成を示す回路図である。

【図７】図４の偏光性ホログラム素子の往路に回折状態
を示す断面図である。

【図８】偏光性ホログラム素子による光ビーム（往路）
の偏光状態の変化を示す図である。

【図９】直線位相子による偏光状態の変化を示す図であ
る。

【図１０】旋光子による偏光状態の変化を示す図であ
る。

【図１１】偏光性ホログラム素子，直線位相子及び旋光
子による偏光状態の変化を示す図である。

【図１２】偏光性ホログラム素子による戻り光ビーム
（復路）の偏光状態の変化を示す図である。

【図１３】本発明による光学ピックアップの第二の実施
形態の全体構成を示す概略図である。

【図１４】図１３の光学ピックアップにおける要部を示
す概略側面図である。

【図１５】図１３の光学ピックアップにおける要部を示
す概略正面図である。

【図１６】図１の光学ピックアップの変形例の要部を示
す概略側面図である。

【図１７】図１６の光学ピックアップの要部を示す概略
正面図である。

【図１８】従来の光学ピックアップの一例の構成を示す
概略図である。

【符号の説明】

１０光学ピックアップ１１受発光素子１２，３０偏光性ホログラム素子１３直線位相子１４対物レンズ１５第三の光検出器２０パッケージ２１半導体基板２２半導体レーザ素子２３偏光プリズム２３ａ偏光膜２４第一の光検出器２５第二の光検出器２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ，２６ｆ，２
６ｇ，２６ｈ，２６ｉ，２６ｊヘッドアンプ２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ演算回路４０光学ピックアップ４１旋光子５０光学ピックアップ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ビームを出射する発光部と、この発光部から出射された光ビームを光磁気記録媒体の
信号記録面上に合焦するように照射する対物レンズと、この発光部と対物レンズとの間に配設されていて且つこ
の光源からの光ビームと前記対物レンズを介した光磁気
記録媒体の記録面からの戻り光ビームを分離する光分離
手段と、前記光分離手段によって分離された光源からの光ビーム
をゼロ次光及びプラスマイナス１次光に分離すると共
に、光磁気記録媒体からの戻り光ビームを常光及び異常
光としてそれぞれゼロ次光及びプラスマイナス１次光に
分離する偏光性ホログラム素子と、この偏光性ホログラム素子により分離された光源からの
光のゼロ次光の位相を任意にずらす直線位相子と、前記偏光性ホログラム素子により分離された戻り光ビー
ムのゼロ次光が受光される位置に配置された第一及び第
二の光検出器と、前記偏光性ホログラム素子により分離された戻り光ビー
ムのプラスマイナス１次光が受光される位置に配置され
た第三の光検出器と、を備えることを特徴とする光学ピックアップ。
【請求項２】前記直線位相子が、偏光性ホログラム素
子と対物レンズとの間に配設されていることを特徴とす
る請求項１に記載の光学ピックアップ。
【請求項３】前記偏光性ホログラム素子と対物レンズ
との間に、偏光の方位角を任意の方向に傾斜させる旋光
子が配設されていることを特徴とする請求項１に記載の
光学ピックアップ。
【請求項４】前記偏光性ホログラム素子と発光部との
間に、発光部からの光ビームと光磁気ディスクからの戻
り光ビームを分離するための偏光プリズムが配設されて
いることを特徴とする請求項１に記載の光学ピックアッ
プ。
【請求項５】前記偏光性ホログラム素子，直線位相
子，発光部及び第一及び第二の光検出器が、一体に構成
されていることを特徴とする請求項２に記載の光学ピッ
クアップ。
【請求項６】前記偏光性ホログラム素子，直線位相
子，旋光子，発光部及び第一及び第二の光検出器が、一
体に構成されていることを特徴とする請求項３に記載の
光学ピックアップ。
【請求項７】前記偏光性ホログラム素子，直線位相
子，旋光子，偏光プリズム，発光部及び第一及び第二の
光検出器が、一体に構成されていることを特徴とする請
求項４に記載の光学ピックアップ。
【請求項８】前記発光部及び第一及び第二の光検出器
が、一つの基板上に一体に形成されていることを特徴と
する請求項４に記載の光学ピックアップ。
【請求項９】前記偏光性ホログラム素子は、その回折
効率が、第二の光検出器にてプラスマイナス１次回折光
量が最大となるように選定されていることを特徴とする
請求項１に記載の光学ピックアップ。
【請求項１０】前記偏光性ホログラム素子が、その光
学軸に対して入射偏光が４５度傾くように、設定されて
いることを特徴とする請求項１に記載の光学ピックアッ
プ。
【請求項１１】前記直線位相子が、発光部から偏光性
ホログラム素子を透過した光ビームのゼロ次光を直線偏
光にすることを特徴とする請求項１に記載の光学ピック
アップ。
【請求項１２】前記旋光子が、直線位相子を透過した
発光部からの光ビームの直線偏光の方位角を任意の方向
に傾けることを特徴とする請求項１に記載の光学ピック
アップ。
【請求項１３】前記第一及び第二の光検出器が、それ
ぞれフォトダイオードから成り、それぞれ少なくとも三
分割されていることを特徴とする、請求項１に記載の光
学ピックアップ。
【請求項１４】前記偏光性ホログラム素子が、戻り光
に対して、偏光プリズムに入射する入射面内を除く方向
に回折させることを特徴とする請求項４に記載の光学ピ
ックアップ。
【請求項１５】前記第一及び第二の光検出器の受光光
量の総和と、第三の光検出器の受光光量の総和から、光
磁気信号が検出されることを特徴とする請求項１に記載
の光学ピックアップ。
【請求項１６】基板上に設けられて光ビームを出射す
る発光部と、前記基板と同一の基板に設けられ、この発光部と対物レ
ンズとの間に配設されていて且つこの光源からの光ビー
ムと前記対物レンズを介した光磁気記録媒体の記録面か
らの戻り光ビームを分離する光分離手段と、前記基板と一体に形成され、前記発光部及び前記光分離
手段を包囲するように構成された樹脂被覆と、この樹脂被覆の開口部に形成され、前記光分離手段によ
って分離された光源からの光ビームをゼロ次光及びプラ
スマイナス１次光に分離すると共に、光磁気記録媒体か
らの戻り光ビームを常光及び異常光としてそれぞれゼロ
次光及びプラスマイナス１次光に分離する偏光性ホログ
ラム素子と、前記樹脂被覆の開口に前記偏光性ホログラム素子に隣接
して設けられ、この偏光性ホログラム素子により分離さ
れた光源からの光のゼロ次光の位相を任意にずらす直線
位相子と、前記基板上に形成され、前記偏光性ホログラム素子によ
り分離された戻り光ビームのゼロ次光が受光される位置
に配置された第一及び第二の光検出器と、この第一及び第二の光検出器と同一の基板上に設けら
れ、前記偏光性ホログラム素子により分離された戻り光
ビームのプラスマイナス１次光が受光される位置に配置
された第三の光検出器と、を備えることを特徴とする受発光装置。
【請求項１７】前記直線位相子から前記対物レンズへ
至る光路上において、前記直線位相子に隣接して設けら
れることにより、偏光の方位角を任意の方向に傾斜させ
る旋光子を備えることを特徴とする請求項１６に記載の
受発光素子。