JP2869318B2 - 光ピックアップ装置 - Google Patents

光ピックアップ装置

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JP2869318B2
JP2869318B2 JP5317220A JP31722093A JP2869318B2 JP 2869318 B2 JP2869318 B2 JP 2869318B2 JP 5317220 A JP5317220 A JP 5317220A JP 31722093 A JP31722093 A JP 31722093A JP 2869318 B2 JP2869318 B2 JP 2869318B2
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裕之 山本
幸夫 倉田
啓至 酒井
圭男 吉田
訓明 岡田
功治 南
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光磁気ディスクに記録
再生を行う光学的記録再生装置において使用される光ピ
ックアップ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図8を用いて従来の光磁気ディスク装置
用ピックアップの光学系について説明する。光源(半導
体レーザ)81から出射された光はホログラム82、コ
リメータレンズ83、偏光ビームスプリッタ84を透過
し、ミラー85で方向を変えられ、対物レンズ86によ
って光磁気ディスク87上に集光される。光磁気ディス
87で反射された光は、対物レンズ86とミラー85
を通って偏光ビームスプリッタ84に入射する。偏光ビ
ームスプリッタ84に入射した光は、サーボエラー信号
検出光と光磁気信号検出光に2分割される。サーボエラ
ー信号検出光は偏光ビームスプリッタ84を透過して、
コリメータレンズ83によって集光されホログラム82
に入射,回折され、フォトダイオード88に導かれる。
一方、光磁気信号検出光の方は、ウォラストンプリズム
89,ミラー90,スポットレンズ91を通り、光磁気
信号検出器92へと導かれる。
【0003】これらの光学系において、半導体レーザ
1とフォトダイオード88は共通のステム上にマウント
され一つのパッケージに収められ、ホログラム82はパ
ッケージ93の上面に接着固定されている。このように
半導体レーザ81,フォトダイオード88ホログラム
82は一体化されており、小型軽量化、耐環境性能の向
上が図られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来例ではサーボエラ
ー信号検出用フォトダイオードと光源とを同じパッケー
ジ内に配置することで小型軽量化を図っているが、ディ
スクからの反射光は偏光ビームスプリッタで2分割され
別々の光路をとるため、これがピックアップ小型化の根
本的な妨げになっている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、コリメータレ
ンズ,対物レンズ、及び、それらの間に配され光軸を9
0°折り曲げる反射ミラーを用いて、光源からの光を記
録担体に集光するとともに前記記録担体からの戻り光を
回折素子へと導き、該回折素子で回折された光を第1の
光検出素子で受光することにより信号を検出する光ピッ
クアップ装置において、前記全反射ミラーに一体化され
て前記全反射ミラーの光入射側に配置されており、前記
戻り光の一部を前記回折素子を通さずに前記光源と同一
パッケージ内の第2の光検出素子へと導くよう設けられ
たハーフミラーを有してなることを特徴とする
【0006】また、前記ハーフミラーが、断面がくさび
状に形成されてなることを特徴とする更に、前記ハー
フミラーが、偏光特性をもち、カー回転角増倍作用を有
することを特徴とするまた、前記全反射ミラーが、前
記ハーフミラーの裏面に直接形成されてなることを特徴
とする
【0007】
【作用】光学部品数が減り、ピックアップの小型,軽量
化が図れ、コストダウンにつながる。各素子の位置関係
が安定に保たれ、耐環境性能が向上する。
【0008】
【実施例】図1を用いて本発明の光学系について説明す
る。光源(半導体レーザ)1から出射された光はホログ
ラム2、コリメータレンズ3を透過し、ハーフミラーと
全反射ミラーから成る複合ミラー4で方向を変えられ対
物レンズ5によって光磁気ディスク6上に集光される。
光磁気ディスク6で反射された光は対物レンズ5を通っ
て複合ミラー4に入射する。複合ミラー4に入射された
光はサーボエラー信号検出光と光磁気信号検出光に2分
割される。サーボエラー信号検出光は複合プリズム4か
らコリメータレンズ3によって集光され、ホログラム2
に入射、回折されフォトダイオード7に導かれ、信号が
検出される。一方光磁気信号検出光の方は断面がくさび
形のハーフミラーの奥の面(全反射ミラー)で反射さ
れ、サーボエラー信号検出光とθの角度をもって複合ミ
ラー4から出射し、コリメータレンズ3により集光され
ホログラム2は通らず光導波路素子8のカプラー部分に
導かれる。光導波路素子では偏光分離、検出が行われ
る。
【0009】次に複合ミラー部分について図3を用いて
説明する。A面はハーフミラー,B面は全反射ミラーに
なっていて、例えば誘電体多層膜や金属膜などから成っ
ている。A面のハーフミラーには特に偏光特性をもたせ
てあり、カー回転角の増倍を図っている。主な光の進路
としては、A面に入射した光が直角に反射され対物レン
ズ,光磁気ディスクへと進み、再び同じ光路を通りA面
に戻ってくる。そしてA面を透過しB面で全反射され再
びA面を透過していく。このときに行きの光と帰りの光
の成す角θは、戻り光が図1に示すホログラム2にかか
らないようにするための値で、コリメータレンズの焦点
距離とホログラムの大きさおよびホログラム面でのビー
ム径から決められる。またθを達成するためのハーフミ
ラー板31のくさび角αは、ハーフミラー材の屈折率と
θから求まる。代表的な値として屈折率1.5でθ=9
°,α=2.5°の値をとった。ハーフミラー板31の
厚さは不要な光の影響を抑えるために必要な値があり、
次のようにして求められる。
【0010】図4に示すように複合ミラーのA面で透過
した光はB面での全反射、ディスク上での反射を受け再
びA面に戻ってくる(一部は対物レンズ径より外れてし
まう)。ここでこのA面を透過しB面で反射されA面を
透過して出射される不要な光を,A面で反射される不
要な光をとする。の光はハーフミラー板を通るため
必要な光と成す角はθとなり、これは複合ミラー4と
ホログラム2の距離を適当に離すことで信号検出器に入
るのを防ぐことができる。の光はと平行になるの
で、ハーフミラー板の厚さを適当にすることでとの
間隔は変えられ、信号検出器に入るのを防ぐことができ
る。代表的な値としてビーム径が3.8mm,ハーフミ
ラー材の屈折率が1.5の場合、ハーフミラー板に必要
な厚さは2.4mmとなる。
【0011】この複合ミラーを用いた場合のカー回転角
の増倍率は、その偏光特性によって決まる。A面ハーフ
ミラーでのP偏光の反射率をp、S偏光の反射率をsと
すると、B面は全反射であるから、図3のような複合ミ
ラーのカー回転角増倍率Bは
【0012】
【数1】
【0013】となる。一般的にはs≦1−pという関係
があり、sを設定するとpが制限される。この複合ミラ
ーを用いた場合の光利用効率もその偏光特性から求ま
り、P偏光で(1−p)2,S偏光で(1−s)2とな
る。代表的な値としてP偏光反射0%,S偏光反射70
%の場合、カー回転角増倍率は3.33倍、S偏光の利
用効率は9%となる。
【0014】図1ではハーフミラー部が45゜である場
合の光学系について説明したが、図2のように、複合ミ
ラーの全反射ミラー部を45゜にする構成も可能であ
る。この場合ハーフミラーの偏光特性の最適値も異なる
値となる。また図1では複合ミラーからの戻り光が行き
の光軸に対して図中上の方向へθ傾いているが、これは
ハーフミラー板の厚み勾配を変えることにより下の方向
へθ傾けることも可能である。このことは図2の構成に
ついても同様である。
【0015】図7は図1に示すパッケージ内での光源
フォトダイオード光導波路素子の配置例を示す平面図
である。ホログラムからの回折光はフォトダイオードの
位置と、光源をはさんで反対側とに±1次回折光が導か
れているので、この光の影響を避けるために光導波路素
子はフォトダイオードと直角の位置に配置してある。ト
ラックに対する入射ビームの偏光方向から決まる光源の
偏光方向、複合プリズムの偏光特性、フォトダイオード
の形状などからもこの位置が望ましい。また光磁気ディ
スクにおいて、カー効果による偏光面の回転は1〜2°
と微小であるので、ディスクに集光される光の偏光方向
に対して±45°の方位となる偏光成分を検出し、その
差信号を検出するのが好ましい。図7においては半導体
レーザ71の接合方位はX軸に平行になっており、よっ
て半導体レーザ71からの出射光の偏光方位もX軸に平
行である。そして光導波路素子78はY軸に対して45
°傾けて配置されるので、光導波路素子内のTEモード
およびTMモードは半導体レーザ71からの出射光の偏
光方位に対して±45°の方位の偏光成分に対応するよ
うになり、S/Nの高い再生信号が得られる。
【0016】さらに、この光導波路素子は、カプラーに
対する最適結合角が3次元的に決まるので、これを満足
するように配置されている。カプラーの位置は他に高さ
の制限も受ける。例えばトラッキンクサーボを3ビーム
法により行う場合(図示せず)には、メインビームとサ
ブビームが完全に分離されている方が続く偏光分離・検
出に対して有効であり、よってビームが3つに分離され
る距離までコリメータレンズ〜カプラー間を離さなけれ
ばならない。
【0017】次に図5を用いて光磁気信号検出用光導波
路素子について説明する。図5はその1例を示すもの
で、半導体基板55上に光導波路54が形成されてい
る。光導波路はSi基板に熱酸化生成した厚さ約2μm
のSiO2膜の上に例えば無アルカリホウケイ酸ガラス
を成膜することで作製される。光カプラー51から光導
波路に導かれた光は偏光分離素子52を通過することで
各偏光成分に分離され、フォトダイオード53で光磁気
信号が検出される。光カプラーは例えばピッチ約0.5
μmのグレーティングや、マイクロプリズムなどから成
る。偏光分離素子52については例えば各偏光の屈折率
差を利用するモードスプリッタ(特願平4−23550
2)が使用される。光導波路素子はICの技術の応用で
作製できるため、生産性に極めて富んでいる。
【0018】本発明の実施例において、複合ミラーは図
3に示したように直角プリズムとくさび形のハーフミラ
ー板を貼り合わせた構成となっているが、図6に示すよ
うな、ハーフミラー板61の裏面を全反射ミラーにした
ものでも同様の働きをする。A′面がハーフミラー面,
B′面が全反射ミラー面である。
【0019】
【発明の効果】対物レンズとコリメータレンズの間のミ
ラーを断面がくさび形のハーフミラー板との二重構造に
し、入射光軸に対して角度をもたせて戻り光を反射させ
ることにより、従来パッケージの外にあった光磁気信号
検出系をレーザパッケージ内に配置することが可能とな
る。構成部品数が減り、ピックアップの小型軽量化が図
られ、耐環境性、生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光学系の実施例を示す構成図である。
【図2】別の実施例を示す構成図である。
【図3】複合プリズムの構成を示す側面図である。
【図4】複合プリズムの構成を示す側面図である。
【図5】光導波路素子の平面図である。
【図6】複合ミラーの別の実施例を示す側面図である。
【図7】パッケージ内の配置を示す平面図である。
【図8】従来の光学系を示す構成図である。
【符号の説明】
1,21,71 光源(半導体レーザ) 2,22 ホログラム 3,23 コリメータレンズ 4,24 複合プリズム 5,25 対物レンズ 6.26 ディスク 7,27,77 フォトダイオード(第1の光検出素
子) 8,28,78 光導波路素子 31 ハーフミラー53 フォトダイオード(第2の光検出素子)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 圭男 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 岡田 訓明 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 南 功治 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G11B 11/10 G11B 7/135

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コリメータレンズ,対物レンズ、及び、
    それらの間に配され光軸を90°折り曲げる反射ミラー
    を用いて、光源からの光を記録担体に集光するとともに
    前記記録担体からの戻り光を回折素子へと導き、該回折
    素子で回折された光を第1の光検出素子で受光すること
    により信号を検出する光ピックアップ装置において前記全反射ミラーに一体化されて前記全反射ミラーの光
    入射側に配置されており、前記戻り光の一部を前記回折
    素子を通さずに前記光源と同一パッケージ内の第2の光
    検出素子へと導くよう設けられたハーフミラーを有して
    なることを特徴とする光ピックアップ装置
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の光ピックアップ装置に
    おいて前記ハーフミラーは、断面がくさび状に形成されてなる
    ことを特徴とする光ピックアップ装置
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の光ピックアップ装置に
    おいて前記ハーフミラーは、偏光特性をもち、カー回転角増倍
    作用を有することを特徴とする光ピックアップ装置
  4. 【請求項4】 請求項2又は請求項3に記載の光ピック
    アップ装置において前記全反射ミラーは、前記ハーフミラーの裏面に直接形
    成されてなることを特徴とする光ピックアップ装置
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JP2001034999A (ja) 1999-05-14 2001-02-09 Fujitsu Ltd 光情報記憶装置および光学素子

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