WO2001057862A1 - Dispositif de tete optique - Google Patents

Dispositif de tete optique Download PDF

Info

Publication number
WO2001057862A1
WO2001057862A1 PCT/JP2001/000725 JP0100725W WO0157862A1 WO 2001057862 A1 WO2001057862 A1 WO 2001057862A1 JP 0100725 W JP0100725 W JP 0100725W WO 0157862 A1 WO0157862 A1 WO 0157862A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
head device
reflected
optical head
laser
Prior art date
Application number
PCT/JP2001/000725
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Shoichi Takasuka
Shin'ichi Ijima
Naoki Nakanishi
Hideyuki Nakanishi
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. filed Critical Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority to EP01902732A priority Critical patent/EP1253588A4/en
Publication of WO2001057862A1 publication Critical patent/WO2001057862A1/ja

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • 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
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1395—Beam splitters or combiners
    • G—PHYSICS
    • 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
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1356—Double or multiple prisms, i.e. having two or more prisms in cooperation
    • G—PHYSICS
    • 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
    • G11B7/08—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
    • G11B7/0904—Dithered tracking systems
    • G—PHYSICS
    • 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
    • G11B7/123—Integrated head arrangements, e.g. with source and detectors mounted on the same substrate
    • G—PHYSICS
    • 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
    • G—PHYSICS
    • 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
    • G11B7/135—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
    • G—PHYSICS
    • 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
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1359—Single prisms
    • G—PHYSICS
    • 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
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1372—Lenses
    • G11B7/1374—Objective lenses
    • G—PHYSICS
    • 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
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1372—Lenses
    • G11B7/1376—Collimator lenses
    • G—PHYSICS
    • 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
    • G11B7/08—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

Definitions

  • the present invention relates to an optical head device for recording or reproducing information on an information recording medium by a magneto-optical method.
  • FIG. 7 is an arrangement diagram showing an optical system and an information recording medium of an optical head device according to the related art.
  • a semiconductor laser element 101 and a light-receiving element 102 for a support signal for detecting a focus error signal and a tracking error signal are provided inside the semiconductor laser unit 107.
  • a polarizing beam splitter 111, a collimating lens 111, and an objective lens are arranged in order from the semiconductor laser element 101 side. 1 1 3 are arranged.
  • the polarizing beam splitter 111 is fixed to the upper surface of the semiconductor laser unit 107.
  • a diffraction grating 109 is formed on the surface of the polarization beam splitter 111 on the semiconductor laser element 101 side.
  • a light beam for the information signal is positioned beside the polarizing beam splitter 111 (to the right in FIG. 7).
  • Element 104 is installed
  • a Wollaston prism 116 is provided on the side face of the information beam receiving element 104 of the polarization beam splitter 111.
  • Reflect light Light emitted from the semiconductor laser element 101 and reflected by the information recording medium 114 (hereinafter referred to as “return light”) passes through the objective lens 113 and the collimating lens 112 in this order, and then is polarized. It is incident on 1 1 1
  • the polarized beam splitter 111 reflects a part of the return light in the direction of the Wollaston prism 116 and branches. In the Wollaston prism 1 16, the refraction index is different between the P-polarized light and the S-polarized light, so the return light incident on the Wollaston prism 1 16 has the P-polarized component in the Wollaston prism 1 16. And S-polarized light component.
  • the information signal light receiving element 104 is divided into two at the positions where the information signal light separated into two components is converged as described above, and the output of the information signal light receiving element 104 is provided. An information signal is detected based on the information signal.
  • return light that has passed through the polarizing beam splitter 111 as it is is diffracted by the diffraction grating 109 and then enters the light receiving element 102 for a SAP signal. Then, a focus error signal and a tracking error signal are detected based on the output from the light receiving element 102 for the servo signal.
  • the light emitted from the semiconductor laser device 101 and the return light are indicated by broken lines.
  • the light intensity of the light emitted from the semiconductor laser device has an emission angle dependence as shown by a curved line T in FIG. 8A. Therefore, when the objective lens 113 shifts in the radial direction of the information recording medium 114 in the above-mentioned conventional optical head device, the light intensity of the light taken into the objective lens 113 decreases. Therefore, as shown by the curve U in FIG. 8B, the signal amount of the tracking error signal is reduced, and the sampling operation becomes unstable. Disclosure of the invention
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems in the prior art, and has an optical system which hardly causes deterioration of the signal amount of a tracking error signal even when an objective lens shifts in a radial direction of an information recording medium. It is intended to provide an expression head device.
  • a configuration of an optical head device includes: a semiconductor laser element that irradiates a laser beam onto an information recording medium; and the laser beam that reflects off the information recording medium and returns the laser beam.
  • An optical head device provided with a reflecting means, wherein the reflectance of the laser light in the reflecting means increases as the laser light deviates from the optical axis of the laser light.
  • the light intensity of the laser light emitted from the semiconductor laser element has an emission angle dependence that decreases as it deviates from the center of the optical axis
  • the reflection means Since the reflection means has such a reflection characteristic that the reflectance of the laser beam increases as the laser beam deviates from the optical axis of the laser beam, it is possible to correct the emission angle dependence of the laser light intensity. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the signal amount of the tracking error signal when the objective lens shifts in the radial direction of the information recording medium. As a result, the dependency of the tracking error signal intensity on the objective lens shift becomes extremely small as compared with the related art, and thus a stable servo operation can be realized.
  • a light receiving element that receives the laser beam reflected by the reflection unit is further provided.
  • a polarizing light splitting unit that splits the laser beam reflected by the information recording medium and returned is used as the reflecting unit.
  • the polarizing light splitting means is a polarizing beam splitter. Also, this In this case, when the incident angle of the laser beam reflected by the information recording medium and returning to the reflecting surface of the polarizing branching means is 45 °, the reflectance of the P-polarized light component of the laser beam is minimum.
  • the signal amount of the tracking error signal decreases when the objective lens shifts in the radial direction of the information recording medium. Can be prevented.
  • the incident angle of the laser beam reflected by the information recording medium and returning to the reflection surface of the polarizing branching means is 45.
  • the reflectance of the S-polarized light component of the laser light be minimized.
  • the signal amount of the tracking error signal when the objective lens shifts in the radial direction of the information recording medium. can be prevented from decreasing.
  • a diffractive means for branching the laser light emitted from the semiconductor laser element into a plurality of sub-beams including a preceding sub-beam and a succeeding sub-beam; Means for detecting a difference signal, wherein reflected light from the information recording medium with respect to the preceding sub-beam or the following sub-beam is reflected by the reflecting means, and the tracking error signal is detected using the reflected light.
  • the dependency of the tracking error signal intensity on the objective lens shift when the objective lens shifts in the radial direction of the information recording medium becomes extremely small as compared with the related art, so that a stable support operation is achieved. Can be realized.
  • a diffractive means for splitting the laser light emitted from the semiconductor laser element into a plurality of sub-beams including a preceding sub-beam and a succeeding sub-beam; Means for detecting a racking error signal;
  • the reflected light from the information recording medium relating to the beam or the subsequent sub-beam is reflected by the reflecting means, and the reflected light is further branched into two light beams of a P-polarized light component and an S-polarized light component by a polarizing light branching means.
  • the two light beams are detected in the same light receiving area to detect the information signal and the tracking error signal.
  • FIG. 1 is an arrangement diagram showing a configuration of an optical head device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a diagram showing the emission angle dependence of the light intensity of the laser light emitted from the semiconductor laser element used in the optical head device according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 2B is the present invention
  • FIG. 2C is a diagram showing the incident angle dependence of the reflectance of a polarizing beam splitter used in the optical head device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2C is an optical head according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing the dependency of the tracking error signal intensity of the device on the shift of the objective lens.
  • FIG. 3 is an arrangement diagram showing a configuration of an optical head device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a sectional view of the optical unit shown in FIG.
  • FIG. 5 is a plan view of the light receiving substrate shown in FIG.
  • FIG. 6 is a partial plan view of the hologram optical element shown in FIGS.
  • FIG. 7 is an arrangement diagram showing an optical system and an information recording medium of an optical head device according to the related art.
  • FIG. 8A shows a semiconductor laser used in an optical head device in the prior art.
  • FIG. 8B is a diagram showing the emission angle dependence of the light intensity of the laser beam emitted from the element, and
  • FIG. 8B is a diagram showing the objective lens shift dependence of the tracking error signal intensity of the optical head device in the prior art.
  • FIG. 1 is an arrangement diagram showing a configuration of an optical head device according to a first embodiment of the present invention.
  • an information recording medium 7 for recording or reproducing information represented by, for example, a CD (compact disc) or a DVD (digital video disc).
  • the laser beam emitted from the semiconductor laser element 1 is branched into a plurality of sub-beams including a preceding sub-beam and a succeeding sub-beam in order from the semiconductor laser element 1 side.
  • a polarization beam splitter 14, a rising mirror 5, and an objective lens 6 are arranged.
  • a beam splitter 18, a condenser lens 11, and a Wollaston prism 1 are arranged in this order from the polarizing beam splitter 14 side. 2 is located.
  • a beam splitter 8 and a condenser lens 9 are arranged in this order from the polarization beam splitter 4 side.
  • the polarizing beam splitter 4 has a reflecting surface whose laser light L 1 (shown by a broken line in FIG. 1) emitted from the semiconductor laser element 1 and light reflected by the information recording medium 7 (hereinafter referred to as “return light”).
  • Optical axis a of L 2 (indicated by the broken line in FIG. 1) (Shown by a dashed line in Fig. 1).
  • the reflection surface of the polarizing beam splitter 4 has a minimum reflectance when the incident angle of the return light L 2 is 45 °, and the incident angle of the return light L 2 Has a reflection characteristic such that the reflectance increases as the light beam deviates from 45 ° (ie, as the light beam L2 deviates from the optical axis a of the return light L2).
  • the light intensity of the laser light L1 emitted from the semiconductor laser element 1 has an emission angle dependence as shown by a curve X in FIG. 2A, and the light intensity decreases as the laser light L1 deviates from the optical axis center.
  • the objective lens 6 shifts in the radial direction of the information recording medium 7
  • the light intensity of the laser beam L1 captured by the objective lens 6 decreases, and as a result, the tracking error signal
  • the signal amount of the signal decreases, and the servo operation becomes unstable.
  • the reflection surface of the polarization beam splitter 14 has a minimum reflectance when the incident angle of the return light L2 is 45 °, and the return light L2 Reflectivity as the angle of incidence of the light deviates from 45 Has a reflection characteristic such that the laser beam L 1 increases (see FIG. 2B), so that the output angle dependence of the light intensity of the laser beam L 1 emitted from the semiconductor laser element 1 can be corrected. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the signal amount of the tracking error signal when the objective lens 6 is shifted in the radial direction of the information recording medium 7. As a result, as shown by the curve Z in Fig.
  • the dependency of the tracking error signal intensity on the objective lens shift is much smaller than in the conventional case (Fig. 8B), and the servo operation becomes unstable. It will not be. Also, if the reflectance of the P-polarized light component of the return light L2 is minimized when the angle of incidence of the return light L2 on the reflecting surface of the polarizing beam splitter 4 is 45 °, the objective lens 6 can be formed. It is possible to prevent the amount of the P-polarized light component from decreasing when the information recording medium 7 is shifted in the radial direction.
  • the objective lens 6 can be used. It is possible to prevent the amount of S-polarized light component from decreasing when the information recording medium 7 is shifted in the radial direction.
  • the laser beam L 1 emitted from the semiconductor laser device 1 is branched into three beams of a 0th-order diffracted beam and ⁇ 1st-order folded beam when passing through a three-beam generating diffraction grating 2. Thereafter, the light enters the collimating lens 3.
  • the laser beam L 1 incident on the collimating lens 3 is converted from a divergent light beam into a parallel light beam when passing through the collimating lens 3, and then passes through the polarizing beam splitter 4.
  • the laser beam L 1 transmitted through the polarizing beam splitter 4 is reflected by a rising mirror 5 and then condensed on an information recording medium 7 by an objective lens 6.
  • the light reflected by the information recording medium 7 returns to the light path L 2 and reverses the optical path described above. It is incident on 4. A part of the return light L 2 incident on the polarization beam splitter 4 is reflected (hereinafter, the return light L 2 reflected by the polarization beam splitter 14 is referred to as “reflected split light”). It is incident on 8.
  • the light incident on the Wollaston prism 12 is separated there into a P-polarized component and an S-polarized component, and then received by the information signal light receiving element 13. Then, by differentially detecting the two lights (P-polarized light component and S-polarized light component), an information signal RF is obtained.
  • the remaining part of the split light that has entered the beam splitter 18 is reflected by the beam splitter 8 and is condensed by the condensing lens 9, and then by the light-receiving element 10 for the support signal. Received.
  • the focus error signal is detected by the astigmatism method, and the tracking error signal is detected by the three-beam method.
  • the configuration is such that the tracking error signal is detected using the reflected split light from the polarization beam splitter 4, and as described above, the polarization beam splitter
  • the reflection surface of (4) has such a reflection characteristic that the reflectance becomes minimum when the incident angle of the return light L2 is 45 °, and increases as the incident angle of the return light L2 deviates from 45 °.
  • Optical head device that suppresses the signal amount of the tracking error signal when the objective lens 6 shifts in the radial direction of the information recording medium 7 and has a stable servo operation. can do.
  • the tracking error is caused by the 3-beam method.
  • the method of detecting a difference signal has been described as an example, but is not necessarily limited to this method.For example, a phase difference method, a push-pull method, and a differential push-pull method are used. Even in this case, the same effects as above can be obtained.
  • an optical head device having an infinite optical system including the collimator lens 3 and the objective lens 6 has been described as an example, but the present invention is not necessarily limited to this configuration. Instead, for example, the same effects as described above can be obtained even when a finite optical system using only the objective lens 6 is used.
  • the information signal RF is also detected using the reflected and branched light from the polarization beam splitter 4, even if the objective lens 6 is shifted in the radial direction of the information recording medium 7, the information signal RF is detected.
  • the signal amount of the signal hardly deteriorates, and an information signal of good quality can be obtained.
  • an example of a magneto-optical head device that separates the return light L 2 into a P-polarized component and an S-polarized component using a Wollaston prism 12 and detects an information signal is described.
  • the change in the amount of light is read by receiving all the condensed light from the condensing lens 11
  • the present invention can be similarly applied to an optical head device that detects an information signal. In this case, it goes without saying that a beam splitter having no polarization can be used in place of the polarization beam splitter 4.
  • FIG. 3 shows a configuration of an optical head device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the optical unit shown in FIG. 3
  • FIG. 5 is a plan view of the light receiving substrate shown in FIG. 4
  • FIG. 6 is a partial plan view of the wedge-gram optical element shown in FIGS. FIG.
  • reference numeral 7 denotes an information recording medium.
  • the semiconductor laser device 1 is arranged in a concave portion formed in the light receiving substrate 23.
  • light receiving elements 26, 27 and 28 and light receiving elements 29 and 30 each composed of a plurality of elements are formed.
  • the light receiving element 26 is composed of six elements 26 a, 26 b, 26 c, 26 d, 26 e, and 26 f
  • the light receiving element 27 is also 6 Elements 27a, 27b, 27c, 27d, 27e, and 27f
  • the light-receiving element 28 is composed of two elements 2a and 28b. ing.
  • FIGS. 1 the semiconductor laser device 1 is arranged in a concave portion formed in the light receiving substrate 23.
  • light receiving elements 26, 27 and 28 and light receiving elements 29 and 30 each composed of a plurality of elements are formed.
  • the light receiving element 26 is composed of six elements 26 a, 26 b, 26 c, 26 d, 26 e, and 26 f
  • the light receiving element 27 is also 6 Elements 27a, 27b, 27
  • the light-receiving substrate 23 is disposed inside a package 15 having a plurality of terminals 24, and a three-beam generation diffraction grating 18 and a diffraction Incidentally t grid 1 9 gar body formed by holographic optical element 1 6 were are arranged as cap, as shown in FIG. 6, the diffraction grating 1 9, two times with different lens effect diffraction grating region 1 9a and 19b.
  • the curves and their intervals in FIG. 6 represent the approximate shape of the curve of the pitch of the diffraction grating and the intervals. As shown in FIGS.
  • a composite microprism 17 in which a polarizing beam splitter 20, a reflecting mirror 21 and a Wollaston prism 22 are integrally formed is formed on the hologram optical element 16, a composite microprism 17 in which a polarizing beam splitter 20, a reflecting mirror 21 and a Wollaston prism 22 are integrally formed is formed.
  • the polarizing beam splitter 20 has a reflecting surface whose laser light L 1 (shown by a broken line in FIGS. 3 and 4) and return light L 2 (shown by a broken line in FIGS. 3 and 4) emitted from the semiconductor laser element 1. Are indicated at 45 ° to the optical axis b (indicated by the dashed line in FIG. 3).
  • the reflection surface of the polarizing beam splitter 20 has a minimum reflectance when the incident angle of the return light L 2 is 45 °, as shown by the curve Y in FIG. 2B, and the return light L It has such a reflection characteristic that the reflectivity increases as the incident angle of 2 deviates from 45 ° (that is, as it deviates from the optical axis b of the return light L2). This reflection characteristic can also be realized in the same manner as in the first embodiment.
  • the light intensity of the laser light L1 emitted from the semiconductor laser element 1 has the same emission angle dependence as shown by the curve X in FIG. 2A, and the light intensity decreases as the laser light L1 deviates from the optical axis center. I do.
  • the objective lens 6 shifts in the radial direction of the information recording medium 7
  • the light intensity of the laser beam L1 captured by the objective lens 6 decreases, and as a result, the signal of the tracking error signal is reduced.
  • the amount will drop and the servo operation will become unstable.
  • the reflection surface of the polarizing beam splitter 20 has a minimum reflectance when the incident angle of the return light L2 is 45 °, and the incidence of the return light L2 It has reflection characteristics such that the reflectance increases as the angle deviates from 45 °, so that the output angle dependence of the light intensity of the laser beam L1 emitted from the semiconductor laser device 1 is corrected. can do.
  • the dependence of the tracking error signal intensity on the objective lens shift is much smaller than in the conventional case (Fig. 8B), as shown by the curve Z in Fig. 2C. It will not be stable.
  • the laser beam L 1 emitted from the semiconductor laser device 1 passes through the three-beam generation diffraction grating 18, the three beams of 0-order diffraction light and ⁇ 1st-order diffraction light are emitted.
  • the light After passing through the polarizing beam splitter 20, the light enters the collimator lens 3.
  • the laser beam L 1 incident on the collimating lens 3 is once converted from a divergent light beam into a parallel light beam when passing through the collimating lens 3, reflected by the rising mirror 5, and then on the information recording medium 7 by the objective lens 6. Is collected.
  • the light reflected by the information recording medium 7 becomes return light L 2, reversely passes through the above-described optical path, and enters the polarization beam splitter 20 again.
  • a part of the return light L2 incident on the polarization beam splitter 20 is transmitted through the polarization beam splitter 20 as it is (hereinafter, the return light L2 transmitted through the polarization beam splitter 120).
  • the two diffraction grating regions 19 a and 19 b receive different diffraction 'light condensing actions.
  • the main beam in the transmitted and branched light incident on the diffraction grating region 19a has its + 1st-order diffracted light incident on the elements 26d, 26e and 26f of the light receiving element 26, Light enters the elements 27a, 27b and 27c of the light receiving element 27.
  • the main beam in the transmitted and branched light incident on the diffraction grating area 19 b has its + 1st-order diffracted light incident on the elements 26 a, 26 b and 26 c of the light receiving element 26,
  • the folded light enters the elements 27 d, 27 e and 27 f of the light receiving element 27.
  • the focus error signal FE can be detected by the D-SSD (double spot size detection, Double Spot Size Detection) method using the calculation expressed by the following [Equation 1]. [Equation 1]
  • reference numeral 25 denotes a micromirror for reflecting light emitted from the semiconductor laser element 1 and guiding the reflected light toward the three-beam generation diffraction grating 18, which is diffracted by the diffraction grating 19.
  • the sub-beams are omitted for simplicity.
  • the remaining part of the return light L2 that has entered the polarization beam splitter 20 is reflected by the polarization beam splitter 20 (hereinafter, the return light L2 reflected by the polarization beam splitter 20).
  • the light is further reflected by the reflection mirror 21 and enters the Wollaston prism 22.
  • the reflected and branched light incident on the Wollaston prism 22 is separated into a P-polarized component and an S-polarized component there, and the main beam is divided into two polarized components by the two elements 28 a and 28 b of the light receiving element 28. It is received every time.
  • the two sub-beams are collectively received by the light-receiving elements 29 and 30, respectively, with the P-polarized component and the S-polarized component.
  • the tracking error signal TE can be detected by a three-beam method using an operation represented by the following [Equation 2].
  • the information signal RF is detected using a differential operation expressed by the following [Equation 3], for example, in the case of an MD RAM disk or M ⁇ disk. (3)
  • the light-receiving elements such as 29 and 28a and the reference numerals indicating the elements represent the light-receiving elements and the intensity of light incident on the elements as they are.
  • the tracking error signal is detected using the reflected and branched light from the polarization beam splitter 20
  • the same effect as in the above-described first embodiment can be achieved to achieve a stable optical operation of the servo operation.
  • a type head device can be realized.
  • the information signal RF is also detected by using the reflected and branched light from the polarization beam splitter 20, even if the objective lens 6 is shifted in the radial direction of the information recording medium 7, the signal of the information signal is detected. The quantity is hardly degraded and a good quality information signal can be obtained.
  • the reflection angle of the laser beam at the reflection means increases as the laser beam deviates from the optical axis of the laser beam.
  • Dependencies can be corrected. Therefore, when the objective lens shifts in the radial direction of the information recording medium, A decrease in the signal amount of the racking error signal can be suppressed. As a result, the dependency of the tracking error signal intensity on the shift of the objective lens becomes extremely small as compared with the related art, so that it is possible to provide an optical head device capable of realizing a stable servo operation.

Description

明 細 書 光学式へッド装置 技術分野
本発明は、 光磁気方式により情報記録媒体への情報の記録又は再生を 行うための光学式へッド装置に関する。 背景技術
従来、 この種の光学式ヘッド装置としては、 例えば、 特開平 6— 1 6 8 4 6 2号公報等に開示されたものが知られている。
以下、 従来の光学式ヘッド装置の構成及び動作について説明する。 図 7は従来技術における光学式へッド装置の光学系及び情報記録媒体を示 す配置図である。
まず、 従来の光学式ヘッド装置の構成について説明する。 図 7に示す ように、 半導体レーザユニット 1 0 7の内部には、 半導体レーザ素子 1 0 1と、 フォーカス誤差信号及びトラッキング誤差信号を検出するため のサ一ポ信号用受光素子 1 0 2とが設けられている。 半導体レーザ素子 1 0 1と情報記録媒体 1 1 4との間の光路中には、 半導体レーザ素子 1 0 1側から順に、 偏光ビ一ムスプリッ夕一 1 1 1、 コリメートレンズ 1 1 2及び対物レンズ 1 1 3が配置されている。 偏光ビ一ムスプリッ夕ー 1 1 1は、 半導体レーザュニット 1 0 7の上面に固定されている。 また、 偏光ビームスプリッタ一 1 1 1の半導体レーザ素子 1 0 1側の表面には、 回折格子 1 0 9が形成されている。 さらに、 半導体レーザ素子 1 0 1と 情報記録媒体 1 1 4との間の光路外には、 偏光ビームスプリッ夕ー 1 1 1の側方 （図 7では右方向） に位置して情報信号用受光素子 1 0 4が設 けられており、 偏光ビ一ムスプリッ夕一 1 1 1の情報信号用受光素子 1 0 4側の側面にはウォラストンプリズム 1 1 6が設けられている。
次に、 上記従来の光学式ヘッド装置の動作について説明する。 半導体 レーザ素子 1 0 1から出射され、 情報記録媒体 1 1 4で反射した光 （以 下 『戻り光』 という） は、 対物レンズ 1 1 3及びコリメートレンズ 1 1 2を順に透過した後、 偏光ビ一ムスプリッ夕一 1 1 1に入射する。 この 偏光ビームスプリッ夕ー 1 1 1は、 戻り光の一部をウォラストンプリズ ム 1 1 6の方向へ反射させて分岐する。 ウォラストンプリズム 1 1 6に おいては、 P偏光と S偏光とで屈折率が異なっているので、 ウォラスト ンプリズム 1 1 6に入射した戻り光は、 ウォラストンプリズム 1 1 6に おいて P偏光成分と S偏光成分とに分離される。 このように 2つの成分 に分離された情報信号光がそれぞれ集光する位置に 2分割の情報信号用 受光素子 1 0 4が配置されており、 この情報信号用受光素子 1 0 4の出 力に基づいて情報信号が検出される。 一方、 偏光ビームスプリツター 1 1 1をそのまま透過した戻り光は、 回折格子 1 0 9で回折された後、 サ ーポ信号用受光素子 1 0 2に入射する。 そして、 このサーポ信号用受光 素子 1 0 2からの出力に基づいて、 フォ一カス誤差信号及びトラツキン グ誤差信号が検出される。 尚、 図 7において、 半導体レーザ素子 1 0 1 から出射された光及び戻り光は破線で示されている。
一般に、 半導体レーザ素子から出射された光の光強度は、 図 8 Aの曲 線 Tで示すような出射角依存性を有している。 そのため、 上記従来の光 学式へッド装置において対物レンズ 1 1 3が情報記録媒体 1 1 4のラジ アル方向へシフトした場合に、 対物レンズ 1 1 3に取り込まれる光の光 強度が低下してしまうので、 図 8 Bの曲線 Uで示すようにトラッキング 誤差信号の信号量が低下し、 サ一ポ動作が不安定になってしまう。 発明の開示
本発明は、 従来技術における前記課題を解決するためになされたもの であり、 対物レンズが情報記録媒体のラジアル方向へシフトしてもトラ ッキング誤差信号の信号量の劣化がほとんど生じることのない光学式へ ッド装置を提供することを目的とする。
前記目的を達成するため、 本発明に係る光学式へッド装置の構成は、 情報記録媒体にレーザ光を照射する半導体レーザ素子と、 前記情報記録 媒体で反射して戻る前記レーザ光を反射させる反射手段とを備えた光学 式へッド装置であって、 前記反射手段における前記レーザ光の反射率が 前記レーザ光の光軸からずれるに従って増加することを特徴とする。 半 導体レーザ素子から出射されるレーザ光の光強度は、 光軸中心からずれ るに従って低下するような出射角依存性を有しているが、 この光学式へ ッド装置の構成によれば、 反射手段におけるレーザ光の反射率がレーザ 光の光軸からずれるに従って増加するような反射特性を有するため、 レ 一ザ光の光強度の出射角依存性を補正することができる。 従って、 対物 レンズが情報記録媒体のラジアル方向にシフトしたときのトラッキング 誤差信号の信号量の低下を抑制することができる。 その結果、 トラツキ ング誤差信号強度の対物レンズシフト依存性が従来と比べて非常に小さ くなるので、 安定なサーポ動作を実現することができる。
また、 前記本発明の光学式ヘッド装置の構成においては、 前記反射手 段で反射したレーザ光を受光する受光素子がさらに備わっているのが好 ましい。
さらに、 前記本発明の光学式ヘッド装置の構成においては、 前記反射 手段として、 前記情報記録媒体で反射して戻る前記レーザ光を分岐させ る偏光性光分岐手段を用いるのが好ましい。 この場合には、 前記偏光性 光分岐手段が偏光ビ一ムスプリッターであるのが好ましい。 また、 この 場合には、 前記情報記録媒体で反射して戻る前記レーザ光の前記偏光性 分岐手段の反射面への入射角度が 4 5 ° のときに前記レ一ザ光の P偏光 成分の反射率が最小になるのが好ましい。 この好ましい例によれば、 P 偏光成分を使用してトラッキング誤差信号を検出する光学式へッド装置 において、 対物レンズが情報記録媒体のラジアル方向にシフトしたとき のトラッキング誤差信号の信号量の低下を防止することができる。 また、 この場合には、 前記情報記録媒体で反射して戻る前記レーザ光の前記偏 光性分岐手段の反射面への入射角度が 4 5。 のときに前記レーザ光の S 偏光成分の反射率が最小になるのが好ましい。 この好ましい例によれば、 S偏光成分を使用してトラッキング誤差信号を検出する光学式へッド装 置において、 対物レンズが情報記録媒体のラジアル方向にシフトしたと きのトラッキング誤差信号の信号量の低下を防止することができる。 また、 前記本発明の光学式ヘッド装置の構成においては、 前記半導体 レーザ素子から出射される前記レーザ光を先行サブビーム及び後行サブ ビ一ムを含む複数のサブビームに分岐する回折手段と、 トラッキング誤 差信号を検出する手段とをさらに備え、 前記先行サブビーム又は前記後 行サブビームに関する前記情報記録媒体からの反射光を、 前記反射手段 によって反射し、 その反射光を用いて前記トラッキング誤差信号を検出 するのが好ましい。 この好ましい例によれば、 対物レンズが情報記録媒 体のラジアル方向にシフトしたときのトラッキング誤差信号強度の対物 レンズシフト依存性が従来と比べて非常に小さくなるので、 安定なサ一 ポ動作を実現することができる。
また、 前記本発明の光学式ヘッド装置の構成においては、 前記半導体 レーザ素子から出射される前記レーザ光を先行サブビーム及び後行サブ ビームを含む複数のサブビームに分岐する回折手段と、 情報信号及びト ラッキング誤差信号を検出する手段とをさらに備え、 前記先行サブビー ム又は前記後行サブビームに関する前記情報記録媒体からの反射光を、 前記反射手段によって反射し、 その反射光をさらに偏光性光分岐手段に よつて P偏光成分及び S偏光成分の 2光束に分岐し、 前記 2光束を同一 の受光領域で検出して前記情報信号及び前記トラッキング誤差信号を検 出するのが好ましい。 この好ましい例によれば、 対物レンズが情報記録 媒体のラジアル方向にシフトしたときの P偏光成分及び S偏光成分によ つて得られる情報信号及びトラッキング誤差信号の信号量の低下を防止 することができる。 図面の簡単な説明
図 1は本発明の第 1の実施の形態における光学式へッド装置の構成を 示す配置図である。
図 2 Aは本発明の第 1の実施の形態における光学式へッド装置に用い られる半導体レーザ素子から出射されたレーザ光の光強度の出射角依存 性を示す図、 図 2 Bは本発明の第 1の実施の形態における光学式ヘッド 装置に用いられる偏光ビームスプリッターの反射率の入射角依存性を示 す図、 図 2 Cは本発明の第 1の実施の形態における光学式へッド装置の トラッキング誤差信号強度の対物レンズシフト依存性を示す図である。 図 3は本発明の第 2の実施の形態における光学式へッド装置の構成を 示す配置図である。
図 4は図 3に示す光学ュニットの断面図である。
図 5は図 4に示す受光基板の平面図である。
図 6は図 3及び図 4に示すホログラム光学素子の一部平面図である。 図 7は従来技術における光学式へッド装置の光学系及び情報記録媒体 を示す配置図である。
図 8 Aは従来技術における光学式へッド装置に用いられる半導体レー ザ素子から出射されたレーザ光の光強度の出射角依存性を示す図、 図 8 Bは従来技術における光学式へッド装置のトラッキング誤差信号強度の 対物レンズシフト依存性を示す図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 実施の形態を用いて本発明をさらに具体的に説明する。
[第 1の実施の形態]
まず、 本発明の第 1の実施の形態における光学式へッド装置について、 図 1及び図 2を参照しながら説明する。
図 1は本発明の第 1の実施の形態における光学式へッド装置の構成を 示す配置図である。 図 1に示すように、 半導体レーザ素子 1と、 例えば C D (コンパクトディスク） や D V D (デジタルビデオディスク） に代 表される情報を記録又は再生するための情報記録媒体 7との間の光路中 には、 半導体レーザ素子 1側から順に、 半導体レーザ素子 1から出射さ れるレーザ光を先行サブビ一ム及び後行サブビームを含む複数のサブビ ームに分岐する 3ビーム生成用回折格子 2、 コリメートレンズ 3、 偏光 ビ一ムスプリッタ一 4、 立ち上げミラー 5及び対物レンズ 6が配置され ている。 また、 偏光ビームスプリッタ一 4と情報信号用受光素子 1 3と の間の光路中には、 偏光ビ一ムスプリッタ一 4側から順に、 ビームスプ リツタ一 8、 集光レンズ 1 1及びウォラストンプリズム 1 2が配置され ている。 また、 偏光ピームスプリッター 4とサーポ信号用受光素子 1 0 との間の光路中には、 偏光ビームスプリツター 4側から順に、 ピームス プリツター 8及び集光レンズ 9が配置されている。 尚、 偏光ビームスプ リツ夕一 4は、 その反射面が、 半導体レーザ素子 1から出射されたレー ザ光 L 1 (図 1において破線で示す） 及び情報記録媒体 7で反射した光 (以下 『戻り光』 ともいう） L 2 (図 1において破線で示す） の光軸 a (図 1において一点鎖線で示す） に対して 45 ° だけ傾いた状態で配置 されている。 ここで、 偏光ビームスプリツター 4の反射面は、 図 2 Bの 曲線 Yで示すように、 戻り光 L 2の入射角度が 45 ° のときに反射率が 最小となり、 戻り光 L 2の入射角度が 45 ° からずれるに従って （すな わち、 戻り光 L 2の光軸 aからずれるに従って） 反射率が増加するよう な反射特性を有している。
上記のような反射特性を実現するためには、 偏光ビームスプリッター 4を、 例えば以下のような構造にすればよい。 すなわち、 半導体レーザ 素子 1から出射されるレーザ光として例えば波長 λ = 780 nmのレー ザ光を使用する場合には、 例えば MgF2 (屈折率 n= l . 3 8) と . S i〇2 (屈折率 n= l . 45 38) をそれぞれの膜厚を λΖ4にし て交互に 6層ずつ積層し （トータル 1 2層） 、 それをガラス （屈折率 η = 1. 5 1 1 3) で挟み込むことによって、 偏光ビ一ムスプリッタ一 4 を構成すればよい。 MgF2 と S i〇2 との積層膜 （反射面） に、 入 射角度 45 ° で波長 λ = 7 8 0 nmのレーザ光を入射させれば、 入射角 度が 45 ° のときに反射率は最小となり、 しかも反射特性は下に凸の放 物線となる （図 2 B参照） 。
半導体レーザ素子 1から出射されたレーザ光 L 1の光強度は、 図 2 A の曲線 Xで示すような出射角依存性を有しており、 光軸中心からずれる に従って光強度が低下する。 そして、 このままでは、 対物レンズ 6が情 報記録媒体 7のラジアル方向にシフトした場合に、 対物レンズ 6に取り 込まれるレーザ光 L 1の光強度が低下してしまい、 その結果、 トラツキ ング誤差信号の信号量が低下して、 サーポ動作が不安定になってしまう。 しかし、 上記したように、 本実施の形態においては、 偏光ビ一ムスプリ ッ夕一 4の反射面が、 戻り光 L 2の入射角度が 45 ° のときに反射率が 最小となり、 戻り光 L 2の入射角度が 45 ° からずれるに従って反射率 が増加するような反射特性を有しているので （図 2 B参照） 、 半導体レ 一ザ素子 1から出射されるレーザ光 L 1の光強度の出射角依存性を補正 することができる。 従って、 対物レンズ 6が情報記録媒体 7のラジアル 方向にシフ卜したときのトラッキング誤差信号の信号量の低下を抑制す ることができる。 その結果、 図 2 Cの曲線 Zに示すように、 トラツキン グ誤差信号強度の対物レンズシフト依存性が従来の場合 （図 8 B ) に比 ベて非常に小さくなるので、 サーポ動作が不安定になることはない。 また、 戻り光 L 2の偏光ビームスプリッター 4の反射面への入射角度 が 4 5 ° のときに戻り光 L 2の P偏光成分の反射率が最小となるように 構成すれば、 対物レンズ 6が情報記録媒体 7のラジアル方向にシフトし たときの P偏光成分の光量が減少するのを防止することができる。
また、 戻り光 L 2の偏光ビームスプリッター 4の反射面への入射角度 が 4 5 ° のときに戻り光 L 2の S偏光成分の反射率が最小となるように 構成すれば、 対物レンズ 6が情報記録媒体 7のラジアル方向にシフトし たときの S偏光成分の光量が減少するのを防止することができる。
次に、 本実施の形態における光学式へッド装置の動作について説明す る。
図 1に示すように、 半導体レーザ素子 1から出射されたレーザ光 L 1 は、 3ビーム生成用回折格子 2を透過する際に、 0次回折光、 ± 1次回 折光の 3つのビームに分岐され、 その後、 コリメ一トレンズ 3に入射す る。 コリメ一トレンズ 3に入射したレーザ光 L 1は、 コリメートレンズ 3を通過する際に発散光束から平行光束に変換され、 その後、 偏光ビー ムスプリッ夕ー 4を透過する。 偏光ビームスプリッター 4を透過したレ —ザ光 L 1は、 立ち上げミラー 5で反射した後、 対物レンズ 6によって 情報記録媒体 7上に集光される。 情報記録媒体 7で反射した光は、 戻り 光 L 2となって上述した光路を逆に迪り、 再び偏光ビ一ムスプリッ夕一 4に入射する。 偏光ビ一ムスプリッター 4に入射した戻り光 L 2の一部 は、 反射され （以下、 偏光ビームスプリッタ一 4で反射された戻り光 L 2を 『反射分岐光』 という） 、 その後、 ビームスプリッタ一 8に入射す る。
ビームスプリツター 8に入射した反射分岐光の一部は、 そのままピー ムスプリッター 8を透過し、 集光レンズ 1 1によって集光作用を受けた 後、 ウォラストンプリズム 1 2に入射する。 ウォラストンプリズム 1 2 に入射した光は、 そこで P偏光成分と S偏光成分とに分離された後、 情 報信号用受光素子 1 3によって受光される。 そして、 この 2つの光 （P 偏光成分と S偏光成分） を差動検出することにより、 情報信号 R Fが得 られる。
一方、 ビームスプリッタ一 8に入射した分岐光の残りの一部は、 ビー ムスプリッ夕ー 8で反射され、 集光レンズ 9によって集光作用を受けた 後、 サ一ポ信号用受光素子 1 0によって受光される。 そして、 非点収差 方式によってフォーカス誤差信号が検出され、 3ビーム方式によってト ラッキング誤差信号が検出される。
このように、 本実施の形態においては、 偏光ビームスプリッ夕ー 4か らの反射分岐光を用いてトラッキング誤差信号を検出する構成となって おり、 しかも、 上記したように、 偏光ビームスプリッ夕ー 4の反射面が、 戻り光 L 2の入射角度が 4 5 ° のときに反射率が最小となり、 戻り光 L 2の入射角度が 4 5 ° からずれるに従って反射率が増加するような反射 特性を有する構成となっているので、 対物レンズ 6が情報記録媒体 7の ラジアル方向にシフトしたときのトラッキング誤差信号の信号量の低下 を抑制して、 サーポ動作の安定な光学式へッド装置を実現することがで きる。
尚、 本実施の形態においては、 3ビ一ム方式によってトラッキング誤 差信号を検出する方法を例に挙げて説明したが、 必ずしもこの方式のも のに限定されるものではなく、 例えば、 位相差方式あるいはプッシュプ ル方式、 さらには差動プッシュプル方式等を用いた場合であっても、 上 記と同様の効果が得られる。
また、 本実施の形態においては、 コリメートレンズ 3及び対物レンズ 6を備えた無限系型の光学系を有する光学式へッド装置を例に挙げて説 明したが、 必ずしもこの構成に限定されるものではなく、 例えば、 対物 レンズ 6のみを使用した有限系型の光学系を用いた場合であっても、 上 記と同様の効果が得られる。
また、 情報信号 R Fも偏光ビームスプリツター 4からの反射分岐光を 用いて検出していることから、 対物レンズ 6が情報記録媒体 7のラジア ル方向にシフ卜した場合であっても、 情報信号の信号量が劣化すること はほとんどなく、 品質の良好な情報信号が得られる。
また、 本実施の形態においては、 ウォラストンプリズム 1 2を用いて， 戻り光 L 2を P偏光成分と S偏光成分に分離し、 情報信号を検出する光 磁気方式のへッド装置を例に挙げて説明したが、 ウォラストンプリズム 1 2を用いることなく （P偏光成分と S偏光成分に分離することなく） 集光レンズ 1 1からの集光光を全て受光することにより、 光量変化を読 み取って情報信号を検出する光学式へッド装置に対しても同様に適応す ることができる。 尚、 その場合には、 偏光ビ一ムスプリッター 4の代わ りに偏光性を有しないビームスプリッ夕一を使用できることは言うまで もない。
[第 2の実施の形態]
次に、 本発明の第 2の実施の形態における光学式へッド装置について， 図 3〜図 6を参照しながら説明する。
図 3は本発明の第 2の実施の形態における光学式へッド装置の構成を 示す配置図、 図 4は図 3に示す光学ユニットの断面図、 図 5は図 4に示 す受光基板の平面図、 図 6は図 3及び図 4に示すホ口グラム光学素子の 一部平面図である。 図 3に示すように、 本実施の形態においては、 コリ メートレンズ 3、 立ち上げミラー 5及び対物レンズ 6以外の光学式へッ ド装置を構成するのに必要なすべての構成部材が光学ュニット 1 4とし て一体的に集積されている。 尚、 図 3中、 7は情報記録媒体を示してい る。
以下、 光学ユニット 1 4の構成について説明する。 図 4、 図 5に示す ように、 半導体レーザ素子 1は、 受光基板 2 3に形成された凹部に配置 されている。 さらに、 受光基板 2 3上には、 複数のエレメントから構成 される受光素子 2 6、 2 7及び 2 8と受光素子 2 9、 3 0とが形成され ている。 具体的には、 受光素子 2 6は、 6個のエレメント 2 6 a、 2 6 b、 2 6 c、 2 6 d、 2 6 e及び 2 6 f から構成され、 受光素子 2 7も 同じく、 6個のエレメント 2 7 a、 2 7 b、 2 7 c , 2 7 d、 2 7 e及 び 2 7 f から構成され、 受光素子 2 8は、 2個のエレメント 2 a及び 2 8 bから構成されている。 図 3、 図 4に示すように、 受光基板 2 3は、 複数の端子 2 4を有するパッケージ 1 5の内部に配設され、 パッケージ 1 5の上部には 3ビーム生成用回折格子 1 8及び回折格子 1 9がー体的 に形成されたホログラム光学素子 1 6がキヤップとして配置されている t 尚、 図 6に示すように、 回折格子 1 9は、 レンズ効果の異なる 2つの回 折格子領域 1 9 a及び 1 9 bから構成されている。 また、 図 6中の曲線 及びその間隔は、 回折格子のピッチの曲線及びその間隔の大体の様子を 表している。 図 3、 図 4に示すように、 ホログラム光学素子 1 6上には， 偏光ビームスプリツ夕一 2 0、 反射ミラー 2 1及びウォラストンプリズ ム 2 2がー体的に形成された複合マイクロプリズム 1 7が搭載されてい る。 偏光ビームスプリツター 2 0は、 その反射面が、 半導体レーザ素子 1 から出射されたレーザ光 L 1 (図 3、 図 4において破線で示す） 及び戻 り光 L 2 (図 3、 図 4において破線で示す） の光軸 b (図 3において一 点鎖線で示す） に対して 4 5 ° だけ傾いた状態で配置されている。 ここ で、 偏光ビームスプリツター 2 0の反射面は、 図 2 Bの曲線 Yに示すの と同様に、 戻り光 L 2の入射角度が 4 5 ° のときに反射率が最小となり、 戻り光 L 2の入射角度が 4 5 ° からずれるに従って （すなわち、 戻り光 L 2の光軸 bからずれるに従って） 反射率が増加するような反射特性を 有している。 この反射特性も、 上記第 1の実施の形態と同様にして実現 することができる。
半導体レーザ素子 1から出射されたレーザ光 L 1の光強度は、 図 2 A の曲線 Xに示すのと同様な出射角依存性を有しており、 光軸中心からず れるに従って光強度が低下する。 そして、 このままでは、 対物レンズ 6 が情報記録媒体 7のラジアル方向にシフトした場合に、 対物レンズ 6に 取り込まれるレーザ光 L 1の光強度が低下してしまい、 その結果、 トラ ッキング誤差信号の信号量が低下して、 サーポ動作が不安定になってし まう。 しかし、 上記したように、 本実施の形態においては、 偏光ビーム スプリツター 2 0の反射面が、 戻り光 L 2の入射角度が 4 5 ° のときに 反射率が最小となり、 戻り光 L 2の入射角度が 4 5 ° からずれるに従つ て反射率が増加するような反射特性を有しているので、 半導体レーザ素 子 1から出射されるレーザ光 L 1の光強度の出射角依存性を補正するこ とができる。 その結果、 対物レンズ 6が光記録媒体 7のラジアル方向に シフトしたときのトラツキング誤差信号の信号量の低下を抑制すること ができる。 その結果、 図 2 Cの曲線 Zに示すのと同様に、 トラッキング 誤差信号強度の対物レンズシフト依存性が従来の場合 （図 8 B ) に比べ て非常に小さくなるので、 サ一ポ動作が不安定になることはない。 次に、 本実施の形態における光学式へッド装置の動作について説明す る。
図 3、 図 4に示すように、 半導体レーザ素子 1から出射されたレーザ 光 L 1は、 3ビーム生成用回折格子 1 8を透過する際に、 0次回折光、 ± 1次回折光の 3つのビームに分岐され、 偏光ビームスプリッタ一 2 0 を透過した後、 コリメートレンズ 3に入射する。 コリメートレンズ 3に 入射したレーザ光 L 1は、 コリメートレンズ 3を通過する際に発散光束 から平行光束に一旦変換され、 立ち上げミラ一 5で反射した後、 対物レ ンズ 6によって情報記録媒体 7上に集光される。 情報記録媒体 7で反射 した光は、 戻り光 L 2となって上述した光路を逆に迪り、 再び偏光ビー ムスプリッター 20に入射する。
偏光ビ一ムスプリッ夕ー 20に入射した戻り光 L 2の一部は、 そのま ま偏光ビ一ムスプリッ夕ー 20を透過し （以下、 偏光ビ一ムスプリッタ 一 2 0を透過した戻り光 L 2を 『透過分岐光』 という） 、 回折格子 1 9 に入射した際に、 2つの回折格子領域 1 9 a及び 1 9 bによってそれぞ れ異なる回折'集光作用を受ける。 すなわち、 回折格子領域 1 9 aに入 射した透過分岐光の中のメインビームは、 その + 1次回折光が受光素子 26のエレメント 26 d、 26 e及び 26 f に入射し、 その一 1次回折 光が受光素子 27のエレメント 27 a、 2 7 b及び 2 7 cに入射する。 同様に、 回折格子領域 1 9 bに入射した透過分岐光の中のメインビーム は、 その + 1次回折光が受光素子 2 6のエレメント 26 a、 26 b及び 26 cに入射し、 その一 1次回折光が受光素子 27のエレメント 2 7 d、 2 7 e及び 2 7 f に入射する。 ここで、 フォーカス誤差信号 F Eは、 D — S SD (ダブルスポットサイズディテクシヨン、 Double Spot Size D etection) 法により、 下記 [式 1 ] で表記される演算を用いて検出する ことができる。 [式 1]
F E= { ( 26 b + 26 e )
+ (2 7 a + 2 7 c + 2 7 d + 27 f ) }
一 { (26 a+ 26 c + 26 d + 26 f )
+ (27 b + 2 7 e) }
尚、 上記 [式 1] において、 26 a、 2 6 b等のエレメントを示す符 号がそのままエレメントに入射する光の強度を表すものとする。
また、 図 5中、 2 5は半導体レーザ素子 1から出射された光を反射さ せて 3ビーム生成用回折格子 1 8の方向に導くためのマイクロミラーを 示しており、 回折格子 1 9によって回折されるサブビームは、 簡単のた め省略されている。
一方、 偏光ビームスプリッター 20に入射した戻り光 L 2の残りの一 部は、 偏光ビームスプリッ夕ー 20で反射され （以下、 偏光ビ一ムスプ リッ夕ー 2 0で反射された戻り光 L 2を 『反射分岐光』 という） 、 その 後、 さらに反射ミラー 2 1で反射されて、 ウォラストンプリズム 2 2に 入射する。 ウォラストンプリズム 2 2に入射した反射分岐光は、 そこで P偏光成分と S偏光成分とに分離され、 メインビ一ムは受光素子 2 8の 2個のエレメント 2 8 a及び 2 8 bによって各偏光成分ごとに受光され る。 また、 2つのサブビームは、 それぞれ受光素子 2 9、 30によって P偏光成分及び S偏光成分がまとめて受光される。 ここで、 トラツキン グ誤差信号 TEは、 3ビーム法により、 下記 [式 2] で表記される演算 を用いて検出することができる。
[式 2]
TE= 2 9 - 3 0
また、 情報信号 RFは、 例えば、 MDの RAMディスクや M〇ディス クの場合、 下記 [式 3] で表記される差動演算を用いて検出される。 ぼ 3〕
RF= 2 8 a- 28 b
また、 例えば、 CD、 CD-ROM, CD-R, CD-RW. MDの ROMディスク、 DVD、 DVD-ROM, DVD— RAM等のディス クの場合、 下記 [式 4] で表記される演算を用いて検出される。
ぼ 4]
RF= 2 8 a+ 28 b
尚、 上記 [式 2] 〜 [式 4] において、 2 9、 28 a等の受光素子並 びにエレメントを示す符号がそのまま受光素子並びにエレメントに入射 する光の強度を表すものとする。
以上のように、 偏光ビ一ムスプリッター 20からの反射分岐光を用い てトラッキング誤差信号を検出するようにすれば、 上記第 1の実施の形 態と同様の効果により、 サーポ動作の安定な光学式へッド装置を実現す ることができる。 さらに、 光学式ヘッド装置を構成するのに必要な構成 部材をほとんど全て集積一体化しているため、 小型 ·軽量の光学式へッ ド装置を実現することができる。 また、 情報信号 RFも偏光ビームスプ リツター 20からの反射分岐光を用いて検出していることから、 対物レ ンズ 6が情報記録媒体 7のラジアル方向にシフトした場合であっても、 情報信号の信号量が劣化することはほとんどなく、 品質の良好な情報信 号が得られる。 産業上の利用可能性
本発明の光学式へッド装置によれば、 反射手段におけるレーザ光の反射 率がレーザ光の光軸からずれるに従って増加するような反射特性を有す るため、 レーザ光の光強度の出射角依存性を補正することができる。 従 つて、 対物レンズが情報記録媒体のラジアル方向にシフトしたときのト ラッキング誤差信号の信号量の低下を抑制することができる。 その結果、 トラツキング誤差信号強度の対物レンズシフト依存性が従来と比べて非 常に小さくなるので、 安定なサーポ動作を実現することのできる光学式 へッド装置を提供することができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 情報記録媒体にレーザ光を照射する半導体レーザ素子と、 前記 情報記録媒体で反射して戻る前記レ一ザ光を反射させる反射手段とを備 えた光学式ヘッド装置であって、 前記反射手段における前記レーザ光の 反射率が前記レーザ光の光軸からずれるに従って増加することを特徴と する光学式へッド装置。
2 . 前記反射手段で反射したレーザ光を受光する受光素子がさらに 備わった請求項 1に記載の光学式へッド装置。
3 . 前記反射手段として、 前記情報記録媒体で反射して戻る前記レ 一ザ光を分岐させる偏光性光分岐手段を用いる請求項 1に記載の光学式 へッド装置。
4 . 前記偏光性光分岐手段が偏光ビームスプリツ夕一である請求項 3に記載の光学式へッド装置。
5 . 前記情報記録媒体で反射して戻る前記レーザ光の前記偏光性分 岐手段の反射面への入射角度が 4 5 ° のときに前記レーザ光の P偏光成 分の反射率が最小になる請求項 3に記載の光学式へッド装置。
6 . 前記情報記録媒体で反射して戻る前記レーザ光の前記偏光性分 岐手段の反射面への入射角度が 4 5 ° のときに前記レ一ザ光の S偏光成 分の反射率が最小になる請求項 3に記載の光学式へッド装置。
7 . 前記半導体レ一ザ素子から出射される前記レーザ光を先行サブ ビーム及び後行サブビームを含む複数のサブビームに分岐する回折手段 と、 トラッキング誤差信号を検出する手段とをさらに備え、 前記先行サ ブビーム又は前記後行サブビームに関する前記情報記録媒体からの反射 光を、 前記反射手段によって反射し、 その反射光を用いて前記トラツキ ング誤差信号を検出する請求項 1に記載の光学式へッド装置。
8 .. 前記半導体レーザ素子から出射される前記レーザ光を先行サブビ ーム及び後行サブビームを含む複数のサブビームに分岐する回折手段と， 情報信号及びトラッキング誤差信号を検出する手段とをさらに備え、 前 記先行サブビーム又は前記後行サブビームに関する前記情報記録媒体か らの反射光を、 前記反射手段によって反射し、 その反射光をさらに偏光 性光分岐手段によって P偏光成分及び S偏光成分の 2光束に分岐し、 前 記 2光束を同一の受光領域で検出して前記情報信号及び前記トラツキン グ誤差信号を検出する請求項 1に記載の光学式へッド装置。
補正書の請求の範囲
[ 2 0 0 1年 7月 4曰 （0 4 . 0 7 . 0 1 ) 国際事務局受理：出願当初の請求の範囲 1は補正 された；他の請求の範囲は変更なし。 （ 1頁） ]
1 . (補正後） 情報記録媒体にレーザ光を照射する半導体レーザ素子 と、 前記情報記録媒体で反射して戻る前記レーザ光を反射させる反射手 段とを備えた光学式ヘッド装置であって、 前記反射手段は前記レーザ光 の波長の 1 Z 4倍の厚さを有する膜が内部に形成されたものであり、 か つ、 前記反射手段における前記レーザ光の反射率が前記レーザ光の光軸 からずれるに従って増加することを特徴とする光学式へッド装置。
2 . 前記反射手段で反射したレーザ光を受光する受光素子がさらに 備わった請求項 1に記載の光学式へッド装置。
3 . 前記反射手段として、 前記情報記録媒体で反射して戻る前記レ 一ザ光を分岐させる偏光性光分岐手段を用いる請求項 1に記載の光学式 へッド装置。
4 . 前記偏光性光分岐手段が偏光ビームスプリッターである請求項 3に記載の光学式へッド装置。
5 . 前記情報記録媒体で反射して戻る前記レーザ光の前記偏光性分 岐手段の反射面への入射角度が 4 5 ° のときに前記レーザ光の P偏光成 分の反射率が最小になる請求項 3に記載の光学式へッド装置。
6 . 前記情報記録媒体で反射して戻る前記レーザ光の前記偏光性分 岐手段の反射面への入射角度が 4 5 ° のときに前記レーザ光の S偏光成 分の反射率が最小になる請求項 3に記載の光学式へッド装置。
7 . 前記半導体レーザ素子から出射される前記レーザ光を先行サブ ビーム及び後行サブビームを含む複数のサブビームに分岐する回折手段 と、 トラッキング誤差信号を検出する手段とをさらに備え、 前記先行サ ブビーム又は前記後行サブビームに関する前記情報記録媒体からの反射 光を、 前記反射手段によって反射し、 その反射光を用いて前記トラツキ ング誤差信号を検出する請求項 1に記載の光学式へッド装置。
19
捕正された用紙 （条約第 19条） P CT 1 9条 （1) の規定に基づく説明書 （？ 0丁規則46.4) 請求の範囲第 1項を補正し、 反射手段を 『レ一ザ光の波長の 1 4倍 の厚さを有する膜が内部に形成されたもの』 に限定した。
引用の特開平 5— 3 145 7 2号、 特開昭 6 1— 20 69 2 5号、 特 開 2 0 0 0— 1 140 3号の各公報のいずれにも、 『反射手段における レーザ光の反射率が前記レ一ザ光の光軸からずれるに従って増加するこ と』 に関する具体的な手段については、 何ら記載されておらず、 それを 示唆する記載すらない。 本発明は、 レーザ光の波長の 1 4倍の厚さを 有する膜が内部に形成された構成を備える反射手段を用いることにより. レ一ザ光の反射率がレーザ光の光軸からずれるにしたがって増加するよ うな反射特性を実現することができる。
PCT/JP2001/000725 2000-02-04 2001-02-01 Dispositif de tete optique WO2001057862A1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP01902732A EP1253588A4 (en) 2000-02-04 2001-02-01 OPTICAL HEAD

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000-027452 2000-02-04
JP2000027452 2000-02-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2001057862A1 true WO2001057862A1 (fr) 2001-08-09

Family

ID=18553021

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2001/000725 WO2001057862A1 (fr) 2000-02-04 2001-02-01 Dispositif de tete optique

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20020181384A1 (ja)
EP (1) EP1253588A4 (ja)
KR (1) KR100470469B1 (ja)
CN (1) CN1213417C (ja)
TW (1) TW492000B (ja)
WO (1) WO2001057862A1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007193894A (ja) * 2006-01-19 2007-08-02 Sony Corp 光記録再生装置、光学ピックアップ及びトラッキングエラー信号検出方法
US7852732B2 (en) 2007-02-20 2010-12-14 Canon Kabushiki Kaisha Lens apparatus
JP5386553B2 (ja) * 2011-07-15 2014-01-15 シャープ株式会社 光ピックアップ装置
CN103076286B (zh) * 2011-10-26 2015-06-24 联发科技股份有限公司 用于观察物体的光声显微镜系统及其方法
KR102180125B1 (ko) 2019-03-11 2020-11-17 이상현 포장용 종이백

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61206925A (ja) * 1985-03-08 1986-09-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光学記録再生装置
JPH05314572A (ja) * 1992-05-13 1993-11-26 Ricoh Co Ltd 光ピックアップ装置
JPH06168462A (ja) * 1992-11-30 1994-06-14 Sharp Corp 光学ヘッド
JP2000011403A (ja) * 1998-06-29 2000-01-14 Sony Corp 光情報記録再生装置および光情報記録再生方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58190906A (ja) * 1982-05-01 1983-11-08 Sano Kiko Kk ビ−ムスプリツタ−
JPH0677351B2 (ja) * 1986-11-15 1994-09-28 ソニー株式会社 光学ピツクアツプ装置
GB2248989B (en) * 1990-10-15 1995-05-24 Applied Magnetics Corp Focus sensing apparatus and method
EP0601862A1 (en) * 1992-12-09 1994-06-15 Omron Corporation An optical device formed of multiple film layers
WO1995014299A1 (fr) * 1993-11-19 1995-05-26 Sony Corporation Appareil de lecture optique
JP3601219B2 (ja) * 1996-11-13 2004-12-15 松下電器産業株式会社 光ピックアップ用の平行プリズム
KR19990074812A (ko) * 1998-03-14 1999-10-05 윤종용 호환형 광픽업장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61206925A (ja) * 1985-03-08 1986-09-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光学記録再生装置
JPH05314572A (ja) * 1992-05-13 1993-11-26 Ricoh Co Ltd 光ピックアップ装置
JPH06168462A (ja) * 1992-11-30 1994-06-14 Sharp Corp 光学ヘッド
JP2000011403A (ja) * 1998-06-29 2000-01-14 Sony Corp 光情報記録再生装置および光情報記録再生方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP1253588A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP1253588A1 (en) 2002-10-30
US20020181384A1 (en) 2002-12-05
KR20020081201A (ko) 2002-10-26
EP1253588A4 (en) 2005-03-23
TW492000B (en) 2002-06-21
CN1397069A (zh) 2003-02-12
KR100470469B1 (ko) 2005-02-05
CN1213417C (zh) 2005-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH06176426A (ja) 光学ピックアップ装置
JPH08249710A (ja) 光ヘッド
JPWO2004003901A1 (ja) 光ピックアップ
JP2010238274A (ja) 光ピックアップ装置
JPH07176095A (ja) 光磁気ヘッド装置
US6192020B1 (en) Semiconductor laser device
US7218598B2 (en) Optical pickup using two-wavelength light source module
JPH1139705A (ja) 光ピックアップ装置
US8315140B2 (en) Optical pickup apparatus
US7586827B2 (en) Optical pickup apparatus
WO2001057862A1 (fr) Dispositif de tete optique
US8045443B2 (en) Optical pickup apparatus
JPH03250437A (ja) 光情報記録再生装置及び二重回折格子
KR100464419B1 (ko) 기록/재생용 호환형 광픽업
JP3213650B2 (ja) 光ピックアップ
JP3389416B2 (ja) 光ピックアップ装置
JPH0729233A (ja) 光磁気ヘッド
JP2993273B2 (ja) 光磁気ヘッド装置
JP3583564B2 (ja) 光ピックアップ
JP3458024B2 (ja) 光ヘッド
JP2003123305A (ja) 光ヘッド装置
JPH0887782A (ja) 光学ピックアップ
JPH10269587A (ja) 光ピックアップ装置
JPH09265656A (ja) 光ピックアップ
JP2003272212A (ja) Ｎ波長受光素子

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): CN JP KR US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE TR

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020027001920

Country of ref document: KR

ENP Entry into the national phase

Ref country code: JP

Ref document number: 2001 557031

Kind code of ref document: A

Format of ref document f/p: F

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 10130775

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2001902732

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 018043666

Country of ref document: CN

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1020027001920

Country of ref document: KR

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2001902732

Country of ref document: EP

WWR Wipo information: refused in national office

Ref document number: 1020027001920

Country of ref document: KR