JPH03100927A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光磁気ディスク等の光情報記録媒体を用いて
、情報の記録や再生、フォーカスエラー信号、トラック
エラー信号等の検出を行う光ピックアップ装置に関する
。

従来の技術 従来における光ピックアップ装置の一例を第５図に基づ
いて説明する。半導体レーザｌから出射された光はコリ
メートレンズ２により平行化され、２個のビーム整形プ
リズム３によりビーム整形された後、ビームスプリッタ
４により反射され、対物レンズ５により集光されて光デ
イスク６面上に照射され、これにより情報の記録等が行
われる。

また、光ディスク６からの反射光は、前記ビームスプリ
ッタ４を透過して集光レンズ７により集光され、デュア
ルグレーティング８の回折格子８ａに入射する。その入
射した光は反対側の面に形成された回折格子８ｂから出
射することにより、透過光Ｔと回折光にとに分離される
。

そして、透過光Ｔは４分割受光素子９ａに受光されるこ
とによって非点収差法を用いてフォーカスエラー信号を
検出することができ、回折光には２分割受光素子９ｂに
受光させることによってブシュプル法を用いてトラック
エラー信号を検出することができる。また、回折光にと
透過光Ｔとの強度差を求めることによって光磁気信号を
も再生することができる。

発明が解決しようとする課題 上述したような従来の装置においては、半導体レーザｌ
から出射された光が光ディスク６に照射されるまでの照
射光学系１０と、光ディスク６からの反射光がビームス
プリッタ４を通過し信号検出が行われるまでの信号検出
光学系１１とが別個に分離して設けられている。このた
めこれら２つの光学系が占める面積の割合が大きくなり
、装置の小型化を図ることができず、また、光磁気ヘッ
ドを搭載したものでは、そのヘッドの小型化の妨げとな
ってしまうという問題がある。

課題を解決するための手段 そこで、このような問題点を解決するために、本発明は
、レーザ光源より出射された光をコリメートレンズによ
り平行化し、その平行光を対物レンズにより集光して光
情報記録媒体に照射し情報の記録を行うと共に、その光
情報記録媒体からの反射光を用いて情報の再生やフォー
カスエラー信号、トラックエラー信号の検出を行う光ピ
ックアップ装置において、前記レーザ光源から出射され
た光が前記光情報記録媒体に向かう前記コリメートレン
ズと前記対物レンズとの間の光路上に、前記レーザ光源
側に位置する面に高密度ピッチを有する偏光分離回折格
子が形成され前記光情報記録媒体側に位置する面に前記
偏光分離回折格子とは異なるピッチを有するビーム分割
回折格子の形成されたデュアルグレーティングを設け、
このデュアルグレーティングを通過し偏光分離された光
を検出する前記光検知器を前記半導体レーザ側の光路上
に配設した。

作用 これにより、半導体レーザから出射された光は、コリメ
ートレンズを介して、デュアルグレーティングの偏光分
離回折格子及びビーム分割回折格子を通過することによ
り回折され、対物レンズにより集光されて光情報記録媒
体に導かれることにより情報の記録等が行われると共に
、光情報記録媒体からの反射光は、再びビーム分割回折
格子を通過することにより回折光となり、さらに、その
回折光は偏光分Ｊｌｉｉ回折格子を通過することにより
偏光分離され、これら偏光分離された光は光検知器に検
出され、これにより情報の再生やフォーカスエラー信号
、トラックエラー信号を検出することができる。

実施例 本発明の一実施例を第１図ないし第４図に基づいて説明
する。レーザ光源としての半導体レーザ１２から出射さ
れた光の光路上には、コリメートレンズ１３を介して、
デュアルグレーティング１４が配設されている。このデ
ュアルグレーティング１４は、前記半導体レーザ１２側
に位置する面に高密度ピッチを有する偏光分離回折格子
１４ａが形成され、これと反対側の面には前記偏光分離
回折格子１４ａとは異なるピッチを有するビーム分割回
折格子１４ｂが形成されている。このデュアルグレーテ
ィング１４の後方の光路上には、対物レンズ１５を介し
て、光５情報記録媒体としての光磁気ディスク１６が配
設されている。また、前記半導体レーザ１２の周辺部に
は、光検知器としての受光素子１７ａ〜１７ｄが設けら
れている。

第４図はそれらの受光素子１７ａ−１７ｄの配設状態を
前記半導体レーザ１２の光軸Ａ側がらみたものであり、
その半導体レーザ１２の両側には４分割受光素子１７　
ｂ、　　１７　ｃが配設され、さらに、その外側には２
分割受光素子１７ａ、１７ｄが配設されている。従って
、本実施例では、前記半導体レーザ１２と光磁気ディス
ク１６との間の一直線上の光路上に、前記コリメートレ
ンズ１３、デュアルグレーティング１４、対物レンズ１
５が配設された形となっている。

このような構成において、まず、デュアルグレーティン
グ１４の働きを第２図及び第３図に基づいて説明する。

偏光分離回折格子１４ａは、高密度ピッチ（ピッチが波
長と同程度若しくは波長以下）をなしている。このため
、第２図に示すように、デュアルグレーティング１４の
偏光分離回折格子１４ａに光が略直角に入射すると、高
密度ピッチであるため回折光は生じない。今、この理由
を第３図に基づいて説明する。高密度ピッチの場合、回
折機構はブラック回折であるので、入射光伝搬ベクトル
Ｖａと出射光伝搬ベクトルｖｂと格子ベクトルＶｃは、
閉じた二等辺三角形を形成する。このため、入射角が小
さくなると、Ｚ方向（格子ベクトルと平行な方向）の位
相整合条件（（１）式参照）が満たされるように回折角
は大きくなる。

λ ｓｉｎθｉ＋ｓｉｎθｏ＝−−・・（１）１ θｉ：入射角 θ０：出射角 λ：波長 Δ１：偏光分離回折格子のピッチ この場合、入射角がさらに小さくなることにより、Ｚ方
向の位相整合は満たされなくなり、回折は起こらない。

従って、この場合、光Ｐを第２図に示すように、垂直に
入射させることにより、偏光分離回折格子１４ａへの入
射光はほとんど回折されず、反対側の面のビーム分割回
折格子１４ｂに到達する。

そのビーム分割回折格子１４ｂでは、回折が生じるよう
にピッチが形成されており、そのピッチは偏光分離回折
格子１４ａのピッチよりも粗に設定されている。この場
合、回折角θ、は次式のようになる。

λ θ、　＝　ｓ　ｉ　ｎ−’　（−）　　・・・（２）Ａ
。

Δ、：ビーム分割回折格子のピッチ ただし、θ、は略３０″〜５０″になるようにΔ３を設
定する（この理由は後述する）。

そして、今、ビーム分割回折格子１４ｂを通過した光は
、光磁気ディスク１６上に照射され、これにより反射さ
れた光は、再びビーム分割回折格子１４ｂ入射する。そ
のビーム分割回折格子１４ｂにおいて、信号検出として
用いられる光の利用効率（Ｐ、）は、光磁気ディスク１
６により反射された光の回折光をすべて利用し、光磁気
ディスク１６での反射率は考えないとすると、 Ｐ、＝２　（１−２η、）η、　　　・・・（３）と表
される。この場合、η、はビーム分割回折格子１４ｂで
の回折効率であり、η、＝０．２５　の時、Ｐ、は最大
値０．２５　を得る。なお、η、の値は、回折格子の深
さを適切に設定することにより得られる。

このようにして、光磁気ディスク１６により反射され、
ビーム分割回折格子１４ｂを通過することにより生じた
±１次回折光は、各々偏光分離回折格子１４ａに入射す
る。今、その偏光分離回折格子１４ａに入射する入射角
θ、は、θ、どの間に次のような関係がある。

ｓｉｎθ、ｘｎｓｉｎθ、　　　　・　（４）ｎ：基板
の屈折率 ここで、前述したθ、＝３０”〜５０″　に設定した（
４５”が最良点である）理由としては、偏光分離回折格
子１４ａの偏光分離性能、すなわち、入射Ｓ偏光波の光
を回折され、入射Ｐ偏光波の光を透過させる性能を高め
る角度（ただし、その角度はブラック角となるように設
定する）だからである、従って、二のようにして、ビー
ム回折格子１４ｂから偏光分離回折格子１４ａに入射し
た±１次光はブラック回折され、Ｓ、Ｐの偏光波に偏光
分離されることになるわけである。

次に、上述したような機能をもつデュアルグレーティン
グ１４を用いて、本実施例の全体構成の流れを第１図に
基づいて説明する。まず、半導体レーザ１２から出射さ
れた光は、コリメートレンズ１３により平行化（ビーム
整形とコリメートは同時に行われる）された後、デュア
ルグレーティング１４の偏光分離回折格子１４ａにほぼ
垂直な状態で入射し、ビーム分割回折格子１４ｂを通過
することにより回折され、対物レンズ１５により集光さ
れ光磁気ディスク１６面上に照射され、これにより情報
の記録等が行われる。また、その光磁気ディスク１６か
らの反射光は、再び、デュアルグレーティング１４に導
かれることにより、そのビーム分割回折格子１４ｂによ
り１次光と一１次光とに分離され、さらに、これら分離
された光は偏光分離回折格子１４ａによりＳ偏光、Ｐ偏
光に分離される（この時、１次Ｐ偏光ａ、１次Ｓ偏光す
、−１次Ｓ偏光ｃ、−１次Ｐ偏光ｄ）。このようにして
、４種類に分離された光は、第４図に示すような４分割
受光素子１７ｂ、１７ｃ、２分割受光素子１７ａ、１７
ｄにそれぞれ受光される。

そして、半導体レーザ１２の出射偏光を偏光分離回折格
子１４ａの格子方向に対して４５°程度に傾けておくと
、Ｓ偏光とＰ偏光の強度比はほぼ同じになり、これらの
強度差から光磁気信号を検出することができる。なお、
ｌ吹Ｐ偏光ａ、１次Ｓ偏光ｂ、−１次Ｓ偏光Ｃ１−１次
Ｐ偏光ｄ−のどの偏光波を用いて光磁気信号を検出する
ようにしてもよいし、すべての偏光波を用いて検出する
ようにしてもよい。また、フォーカスエラー信号は、回
折光を用いて、１次Ｓ偏光又は−１次Ｓ偏光から検出す
ることができる。この場合、非点収差法を適用できるよ
うに、回折光が非点収差を生じさせる。その方法は、偏
光分離回折格子１４ａ、ビーム分割回折格子１４ｂ、又
は、それら両方の回折格子を変調ピッチ化することであ
る。さらに、トラックエラー信号は、上述した４つの光
のどれかにブシュプル法を適用することにより得ること
ができる。

このような信号検出を行う信号検出光学系の様子筆箱４
図（ａ）（ｂ）に示す、２つの回折光す、　ｃを４分割
受光素子１７ｂ、１７０に導きフォーカスエラー信号の
検出を行い、偏光分離回折格子１４ａの透過光ａ、ｄに
２分割受光素子１７ａ、１７ｄを用いてトラックエラー
信号の検出を行い。

それら回折光す、ｃと透過光ａ、ｄとの光量の差から光
磁気信号を検出するようにしたものである。

また、この第４図（ａ）（ｂ）において、２分割受光素
子１７ａ、１７ｄの分割線の方向は、それぞれ２つが同
時に互いに直交する方向を向くようにしてもよい。

なお、本実施例においては、受光素子は、４分割受光素
子１７ｂ、１７ｃを２個、２分割受光素子１７ａ、１７
ｄを２個、合計４個用いているが、この他の例として１
例えば、４分割受光素子及び２分割受光素子をそれぞれ
１個ずつ用いて信号検出を行うようにしてもよい、また
、前述したブシュプル法により検出する他に、サンプル
サーボ法を用いて検出する場合、゛２分割受光素子は無
分割受光素子として構成してもよい。

発明の効果 本発明は、偏光分離機能を有する偏光分離回折格子と回
折機能を有するビーム分割回折格子とを備えたデュアル
グレーティングを、単に半導体レーザと光情報記録媒体
との間の光路上に配設するだけで信号検出を容易に行う
ことができるため、従来のように出射光学系と信号検出
光学系との区別をなくし単に一つの光学系のみで信号検
出を行うことが可能となり、しかも、光学系の部品点数
を大幅に削減することができるため、安価で小型、軽量
な装置を得ることができるものである。

す説明図、第５図は従来例を示す構成図である。

１２・・・レーザ光源、１３・・・コリメートレンズ、
１４・・・デュアルグレーティング、１４ａ・・・偏光
分離回折格子、１４ｂ・・・ビーム分割回折格子、１５
・・・対物レンズ、１６・・・光情報記録媒体、１７ａ
〜１７ｄ・・・光検知器 出　願　人　　　　株式会社　リ　コ　−

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図はデュ
アルグレーティングの構成を示す側面図、第３図は受光
素子の構成を半導体レーザの出射光軸側からみた構成図
、第４図はデュアルグレーティングにより回折される光
の進行経路の様子な示３５図 ６

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レーザ光源より出射された光をコリメートレンズにより
   平行化し、その平行光を対物レンズにより集光して光情
   報記録媒体に照射し情報の記録を行うと共に、その光情
   報記録媒体からの反射光を光検知器により検出すること
   によって情報の再生やフォーカスエラー信号、トラック
   エラー信号の検出を行う光ピックアップ装置において、
   前記レーザ光源から出射された光が前記光情報記録媒体
   に向かう前記コリメートレンズと前記対物レンズとの間
   の光路上に、前記レーザ光源側に位置する面に高密度ピ
   ッチを有する偏光分離回折格子が形成され前記光情報記
   録媒体側に位置する面に前記偏光分離回折格子とは異な
   るピッチを有するビーム分割回折格子の形成されたデュ
   アルグレーティングを設け、このデュアルグレーティン
   グを通過し偏光分離された光を検出する前記光検知器を
   前記半導体レーザ側の光路上に配設したことを特徴とす
   る光ピックアップ装置。