JPH03130939A - 焦点検出装置 - Google Patents
焦点検出装置Info
- Publication number
- JPH03130939A JPH03130939A JP6812390A JP6812390A JPH03130939A JP H03130939 A JPH03130939 A JP H03130939A JP 6812390 A JP6812390 A JP 6812390A JP 6812390 A JP6812390 A JP 6812390A JP H03130939 A JPH03130939 A JP H03130939A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- light receiving
- emitting element
- reflected
- irradiated object
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 30
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 26
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 13
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 14
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 description 13
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 101100243025 Arabidopsis thaliana PCO2 gene Proteins 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 101100298998 Caenorhabditis elegans pbs-3 gene Proteins 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 231100000989 no adverse effect Toxicity 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
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。
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〕
この発明は、例えば光ディスク、光カード、光磁気ディ
スク等の光学式情報記録媒体に対して情報の記録および
/または再生を行う記録/再生装置に用いるに好適な焦
点検出装置に関する。
スク等の光学式情報記録媒体に対して情報の記録および
/または再生を行う記録/再生装置に用いるに好適な焦
点検出装置に関する。
従来の焦点検出装置として、例えば第14図に示すもの
が提案されている。第14図において、レーザダイオー
ド(LD)1から放射された光は、レンズ2、偏光ビー
ムスプリッタ(PBS)3.174波長板4および対物
レンズ5を経て光ディスク6に投射され、その反射光は
対物レンズ5.1/4波長板4、PBS3、ホログラム
素子7およびレンズ8を経て光検出器9に入射するよう
になっている。
が提案されている。第14図において、レーザダイオー
ド(LD)1から放射された光は、レンズ2、偏光ビー
ムスプリッタ(PBS)3.174波長板4および対物
レンズ5を経て光ディスク6に投射され、その反射光は
対物レンズ5.1/4波長板4、PBS3、ホログラム
素子7およびレンズ8を経て光検出器9に入射するよう
になっている。
光検出器9は、第15図に示すように、同一平面上に配
置されたフォーカスエラー(FB)信号を検出するため
の一対の受光部10および11と、トラッキングエラー
(TB)信号を検出するための一対の受光部12および
13と、情報再生(RF)信号を検出するための受光部
14とを有し、ホログラム素子7およびレンズ8により
光ディスク6からの戻り光を分離して受光部12および
13に入射させると共に、0次回行光を受光部14に、
±1次回折光を受光部lOおよび11にそれぞれ入射さ
せるようにしている。
置されたフォーカスエラー(FB)信号を検出するため
の一対の受光部10および11と、トラッキングエラー
(TB)信号を検出するための一対の受光部12および
13と、情報再生(RF)信号を検出するための受光部
14とを有し、ホログラム素子7およびレンズ8により
光ディスク6からの戻り光を分離して受光部12および
13に入射させると共に、0次回行光を受光部14に、
±1次回折光を受光部lOおよび11にそれぞれ入射さ
せるようにしている。
なお、受光部12.13および14に入射する光は、各
受光部の受光面上に結像するようになっており、受光部
IOに入射する+1次回折光は受光部10の前方に、受
光部11に入射する一1次回折光は受光部11の後方に
それぞれ結像するようになっている。
受光部の受光面上に結像するようになっており、受光部
IOに入射する+1次回折光は受光部10の前方に、受
光部11に入射する一1次回折光は受光部11の後方に
それぞれ結像するようになっている。
また、受光部lOおよび11は、それぞれ3個の受光領
域10A、 IOB、 IOCおよびIIA、 IIB
、 IICをもって構成されている。
域10A、 IOB、 IOCおよびIIA、 IIB
、 IICをもって構成されている。
このようにして、受光部10.11の受光領域10A。
10B、 IOC; IIA、 IIB、 IICの出
力10a、 10b、 10c ;lla。
力10a、 10b、 10c ;lla。
11b、 llcから、[10a−(10b+10C)
)二(lla −(11b+ 1ie)]によりFE信
号を、受光部12.13の出力差からTB倍信号、受光
部14の出力からRF信号をそれぞれ検出するようにし
ている。
)二(lla −(11b+ 1ie)]によりFE信
号を、受光部12.13の出力差からTB倍信号、受光
部14の出力からRF信号をそれぞれ検出するようにし
ている。
また、従来の他の焦点検出装置として、第16図に示す
ものが提案されている。第16図においては、LD21
および光検出器22とを同一平面上に配置して、LD2
1からの光をレンズ23、ホログラム素子24および対
物レンズ25を経て光ディスク26に投射し、その反射
光を対物レンズ25、ホログラム素子24およびレンズ
23を経て光検出器22に入射させるようにしている。
ものが提案されている。第16図においては、LD21
および光検出器22とを同一平面上に配置して、LD2
1からの光をレンズ23、ホログラム素子24および対
物レンズ25を経て光ディスク26に投射し、その反射
光を対物レンズ25、ホログラム素子24およびレンズ
23を経て光検出器22に入射させるようにしている。
光検出器22は、第17図に示すように、FB信号およ
びRF信号を検出するための一対の受光部27および2
8と、TE倍信号検出するための一対の受光部29およ
び30とを有し、ホログラム素子24およびレンズ23
により光ディスク26からの戻り光を分離して受光部2
9および30に入射させると共に、+1次回折光を分離
して受光部27および28にそれぞれ入射させるように
している。
びRF信号を検出するための一対の受光部27および2
8と、TE倍信号検出するための一対の受光部29およ
び30とを有し、ホログラム素子24およびレンズ23
により光ディスク26からの戻り光を分離して受光部2
9および30に入射させると共に、+1次回折光を分離
して受光部27および28にそれぞれ入射させるように
している。
なお、受光部29および30に入射する光は、各受光部
の受光面上に結像するようになっており、受光部27お
よび28に入射する+1次回折光は受光部IOの前方お
よび後方にそれぞれ結像するようになっている。また、
受光部27および28は、第15図におけると同様にそ
れぞれ3個の受光領域27A、 27B、 27Cおよ
び28A、 28B、 28Cをもって構成されている
。
の受光面上に結像するようになっており、受光部27お
よび28に入射する+1次回折光は受光部IOの前方お
よび後方にそれぞれ結像するようになっている。また、
受光部27および28は、第15図におけると同様にそ
れぞれ3個の受光領域27A、 27B、 27Cおよ
び28A、 28B、 28Cをもって構成されている
。
このようにして、受光部27.28の受光領域27A。
278.27C,28A、28B、28Cの出力27a
、 27b、 27c ; 28a。
、 27b、 27c ; 28a。
28b、 28cから、 [27a −(27b+27
c)) −(28a −(28b+28c)] によ
りFB信号を、受光部27.28の各受光領域の出力の
和からRF信号を、受光部29.30の出力の差からT
E倍信号をそれぞれ検出するようにしている。
c)) −(28a −(28b+28c)] によ
りFB信号を、受光部27.28の各受光領域の出力の
和からRF信号を、受光部29.30の出力の差からT
E倍信号をそれぞれ検出するようにしている。
更に、従来の他の焦点検出装置として、例えば特開昭5
6−57013号公報、同63−10325号公報に開
示されているようなものがある。この従来の焦点検出装
置においては、第18図に示すように、LD 101か
ら放射された光を平板102の半透過面103で反射さ
せた後、対物レンズ104を経てディスク105に収束
し、その反射光を対物レンズ104を経て平板102の
半透過面103を透過させた後、該平板102の反射面
106で反射させ、その後再び半透過面103を透過さ
せて光検出器107で受光するようにしている。
6−57013号公報、同63−10325号公報に開
示されているようなものがある。この従来の焦点検出装
置においては、第18図に示すように、LD 101か
ら放射された光を平板102の半透過面103で反射さ
せた後、対物レンズ104を経てディスク105に収束
し、その反射光を対物レンズ104を経て平板102の
半透過面103を透過させた後、該平板102の反射面
106で反射させ、その後再び半透過面103を透過さ
せて光検出器107で受光するようにしている。
ここで、ディスク105からの反射光は、対物レンズ1
04を経て平板102に斜めから入射して透過すること
になるので、平板102の厚みによって非点収差が発生
する。光検出器107は、この非点収差によるビームの
変化を検出し得るように、第19図に示すように、4分
割された受光領域108A−1080をもって構成され
、これら受光領域108A、 108B、 108Cお
よび108Dの出力108a、 108b、 108c
および108dから、((108a+108c) −(
108b+108d) ] によりPE信号を、(10
8a+108c+108b+108d)によりRF信号
をそれぞれ検出するようにしている。
04を経て平板102に斜めから入射して透過すること
になるので、平板102の厚みによって非点収差が発生
する。光検出器107は、この非点収差によるビームの
変化を検出し得るように、第19図に示すように、4分
割された受光領域108A−1080をもって構成され
、これら受光領域108A、 108B、 108Cお
よび108Dの出力108a、 108b、 108c
および108dから、((108a+108c) −(
108b+108d) ] によりPE信号を、(10
8a+108c+108b+108d)によりRF信号
をそれぞれ検出するようにしている。
しかしながら、第14図に示す構成の焦点検出装置にあ
っては、±1次回折光を用いているので、光の利用効率
が良く、高感度の焦点検出ができるという利点があるが
、LDIと光検出器9とを異なる平面に設けるようにし
ているため、全体が大形になるという問題がある。
っては、±1次回折光を用いているので、光の利用効率
が良く、高感度の焦点検出ができるという利点があるが
、LDIと光検出器9とを異なる平面に設けるようにし
ているため、全体が大形になるという問題がある。
これに対し、第16図に示す構成の焦点検出装置にあっ
ては、LD21と光検出器22とを同一平面に設けるよ
うにしているので、全体を小形にできるという利点があ
るが、+1次回折光のみを用いるようにしているため、
光の利用効率が悪く、高感度の焦点検出ができないとい
う問題がある。
ては、LD21と光検出器22とを同一平面に設けるよ
うにしているので、全体を小形にできるという利点があ
るが、+1次回折光のみを用いるようにしているため、
光の利用効率が悪く、高感度の焦点検出ができないとい
う問題がある。
このような問題を解決するものとして、第20図に示す
ように、LD31と、FE信号を得るための2個のフォ
トダイオード(PD)32.33とを同一平面上に配置
し、LD31からの光をホログラム素子34および対物
レンズ35を経て光ディスク36に投射し、その反射光
を対物レンズ35を経てホログラム素子34に入射させ
て、その士■次回折光を結像位置を異ならせてPD32
.33に入射させ、これらPD32.33の出力の差に
基づいてFB倍信号得る構成が考えられる。
ように、LD31と、FE信号を得るための2個のフォ
トダイオード(PD)32.33とを同一平面上に配置
し、LD31からの光をホログラム素子34および対物
レンズ35を経て光ディスク36に投射し、その反射光
を対物レンズ35を経てホログラム素子34に入射させ
て、その士■次回折光を結像位置を異ならせてPD32
.33に入射させ、これらPD32.33の出力の差に
基づいてFB倍信号得る構成が考えられる。
しかし、このようにそれぞれ独立したLD31. PD
32.33を用いる構成においては、PD32.33の
光軸方向(2)゛の位置調整の他に、LD31に対して
PD32.33をホログラム素子34での回折方向(X
)およびこれと直交するy方向に位置調整する必要があ
るため、調整工数が増大し、コスト高になるという問題
がある。
32.33を用いる構成においては、PD32.33の
光軸方向(2)゛の位置調整の他に、LD31に対して
PD32.33をホログラム素子34での回折方向(X
)およびこれと直交するy方向に位置調整する必要があ
るため、調整工数が増大し、コスト高になるという問題
がある。
例えば、第20図において、LD31から放射されるレ
ーザ光の波長λがλ=780±10nmで、LD31の
発光点とPD32.33への±1次回折光の入射点との
間の間隔を0.4mmとする場合において、フォーカス
オフセットを±0.2μm以内、フォーカス感度変化を
20%以内にするためには、PD32.33およびホロ
グラム素子34に要求される第21図〜第24図に示す
位置決め精度を表す各パラメータの許容値は下表のよう
になる。
ーザ光の波長λがλ=780±10nmで、LD31の
発光点とPD32.33への±1次回折光の入射点との
間の間隔を0.4mmとする場合において、フォーカス
オフセットを±0.2μm以内、フォーカス感度変化を
20%以内にするためには、PD32.33およびホロ
グラム素子34に要求される第21図〜第24図に示す
位置決め精度を表す各パラメータの許容値は下表のよう
になる。
表
ただし、
X、;tOに対するPDのX方向の位置ずれYp ;
LDに対するPDのy方向の位置ずれZp;LDに対す
るPDの2方向の位置ずれθp ; PDの回転ずれ Xdi PD間のX方向の位置ずれ Ya;PD間のy方向の位置ずれ XH;ホログラム素子のX方向の位置ずれYH;ホログ
ラム素子のy方向の位置ずれZH;ホログラム素子の2
方向の位置ずれθ8;ホログラム素子の回転ずれ を表す。なお、Z、およびZHは第21図〜第24図に
は示していない。また、第23図のXは、PD32゜3
3に入射する±1次回折光の入射点間の間隔を示すもの
で、この場合x=0.8mmとなる。
LDに対するPDのy方向の位置ずれZp;LDに対す
るPDの2方向の位置ずれθp ; PDの回転ずれ Xdi PD間のX方向の位置ずれ Ya;PD間のy方向の位置ずれ XH;ホログラム素子のX方向の位置ずれYH;ホログ
ラム素子のy方向の位置ずれZH;ホログラム素子の2
方向の位置ずれθ8;ホログラム素子の回転ずれ を表す。なお、Z、およびZHは第21図〜第24図に
は示していない。また、第23図のXは、PD32゜3
3に入射する±1次回折光の入射点間の間隔を示すもの
で、この場合x=0.8mmとなる。
上記表から、PD32.33の位置を調整するにあたっ
ては、Yp、YaおよびZ、が非常に厳しい値となるこ
とがわかる。
ては、Yp、YaおよびZ、が非常に厳しい値となるこ
とがわかる。
ここで、Yp 、YaおよびZ、のずれを、ホログラム
素子34のパラメータによって調整する場合について考
えると、Y、の場合、これを調整するパラメータとして
はθ□が考えられる。しかし、θ□の調整による±1次
回折光のPD32.33上でのスポットの移動は第24
図に示すようになるため、一方のPD32または33に
スポットを位置決めすることはできても、他方のPD3
3または32にはスポット。
素子34のパラメータによって調整する場合について考
えると、Y、の場合、これを調整するパラメータとして
はθ□が考えられる。しかし、θ□の調整による±1次
回折光のPD32.33上でのスポットの移動は第24
図に示すようになるため、一方のPD32または33に
スポットを位置決めすることはできても、他方のPD3
3または32にはスポット。
を導くことができないため、結局調整ができないことに
なる。また、Ydの場合もθ□による調整が考えられる
が、この場合も上記のY、の場合と同様に、PD32.
33の両方にスポットを導くことができない。さらに、
Z、の場合には、これを調整するパラメータとしてXH
が考えられる。基本的には、XHを調整すれば、スポッ
トが2方向に移動するのでZ、の調整が可能のはずであ
るが、X)lを調整すると+1次回折光と、−1次回折
光とでスポットの動きが異なるため、結局調整ができな
いことになる。
なる。また、Ydの場合もθ□による調整が考えられる
が、この場合も上記のY、の場合と同様に、PD32.
33の両方にスポットを導くことができない。さらに、
Z、の場合には、これを調整するパラメータとしてXH
が考えられる。基本的には、XHを調整すれば、スポッ
トが2方向に移動するのでZ、の調整が可能のはずであ
るが、X)lを調整すると+1次回折光と、−1次回折
光とでスポットの動きが異なるため、結局調整ができな
いことになる。
以上のように、それぞれ独立したLD31. PD32
.33を用い、LD31に関してPD32.33を対称
に配置してポログラム素子34の±1次回折光を受光し
、これらPD32.33の出力に基づいて焦点状態を検
出する構成にあっては、LD31に対するPD32.3
3の位置ずれを他のパラメータで調整することができな
いため、PD32.33をLD31に対して厳しい精度
で位置合わせしなければならず、これがため上述したよ
うに調整工数が増大して、コスト高になるという問題が
ある。
.33を用い、LD31に関してPD32.33を対称
に配置してポログラム素子34の±1次回折光を受光し
、これらPD32.33の出力に基づいて焦点状態を検
出する構成にあっては、LD31に対するPD32.3
3の位置ずれを他のパラメータで調整することができな
いため、PD32.33をLD31に対して厳しい精度
で位置合わせしなければならず、これがため上述したよ
うに調整工数が増大して、コスト高になるという問題が
ある。
また、第18図に示す焦点検出装置においては、LD
101と光検出器107とが別体となっているため、小
形化が困難であると共に、平板102の厚さに誤差が生
じると光検出器107に戻る光軸がずれてスポットが動
いてしまうという問題がある。すなわち、光検出器10
7を所定の位置にセットした場合、平板102の厚さに
誤差が無いときは、第25図Aに示すように、戻り光の
スポット111の中心が光検出器107を4分割する分
割線の交点に一致するが、平板102の厚さが設計値よ
りも薄いと、第25図Bに示すようにスポット111の
中心が分割線の交点から上方(LD 101側)にずれ
、また平板102の厚さが設計値よりも厚いと、第25
図Cに示すようにスポット111の中心が分割線の交点
から下方にずれることになる。
101と光検出器107とが別体となっているため、小
形化が困難であると共に、平板102の厚さに誤差が生
じると光検出器107に戻る光軸がずれてスポットが動
いてしまうという問題がある。すなわち、光検出器10
7を所定の位置にセットした場合、平板102の厚さに
誤差が無いときは、第25図Aに示すように、戻り光の
スポット111の中心が光検出器107を4分割する分
割線の交点に一致するが、平板102の厚さが設計値よ
りも薄いと、第25図Bに示すようにスポット111の
中心が分割線の交点から上方(LD 101側)にずれ
、また平板102の厚さが設計値よりも厚いと、第25
図Cに示すようにスポット111の中心が分割線の交点
から下方にずれることになる。
このように、平板102の厚さの誤差によって戻り光の
光軸がずれた場合には、その戻り光に対して光検出器1
07を調整する必要があるが、この調整には5μm以下
の厳しい精度が必要となるため、調整工数が増え、コス
ト高になるという問題がある。
光軸がずれた場合には、その戻り光に対して光検出器1
07を調整する必要があるが、この調整には5μm以下
の厳しい精度が必要となるため、調整工数が増え、コス
ト高になるという問題がある。
この発明は、上述した従来の問題点に着目してなされた
もので、調整を簡単にでき、したがって安価にできると
共に、焦点状態を常に高精度で検出でき、しかも小形に
できるよう適切に構成した焦点検出装置を提供すること
を目的とする。
もので、調整を簡単にでき、したがって安価にできると
共に、焦点状態を常に高精度で検出でき、しかも小形に
できるよう適切に構成した焦点検出装置を提供すること
を目的とする。
〔課題を解決するための手段および作用〕上記目的を遠
戚するため、この発明では、同一半導体基体上に形成し
た発光部および2個の受光部を有する受発光素子と、こ
の受発光素子の発光部からの光を収束して被照射物体に
導くと共に、該被照射物体からの反射光を回折させて、
その±1次回折光を前記受発光素子の2個の受光部に、
該2個の受光部上でビーム形状の変化が互いにほぼ逆方
向となるように入射させるホログラム素子とを具え、前
記受発光素子の2個の受光部の出力に基づいて前記ホロ
グラム素子の前記被照射物体に対する焦点状態を検出す
るよう構成する。
戚するため、この発明では、同一半導体基体上に形成し
た発光部および2個の受光部を有する受発光素子と、こ
の受発光素子の発光部からの光を収束して被照射物体に
導くと共に、該被照射物体からの反射光を回折させて、
その±1次回折光を前記受発光素子の2個の受光部に、
該2個の受光部上でビーム形状の変化が互いにほぼ逆方
向となるように入射させるホログラム素子とを具え、前
記受発光素子の2個の受光部の出力に基づいて前記ホロ
グラム素子の前記被照射物体に対する焦点状態を検出す
るよう構成する。
さらに、この発鳴では、同一半導体基体上に形成した発
光部および2個の受光部を有する受発光素子と、この受
発光素子の発光部からの光を収束して被照射物体に投射
する収束光学系と、前記受発光素子と前記被照射物体と
の間の光路中に配置され、前記受発光素子の発光部から
の光を透過すると共に、前記被照射物体からの反射光を
回折させて、その±1次回折光を前記受発光素子の2個
の受光部に、該2個の受光部上でビーム形状の変化が互
いにほぼ逆方向となるように入射させるホログラム素子
とを具え、前記受発光素子の2個の受光部の出力に基づ
いて前記収束光学系の前記被照射物体に対する焦点状態
を検出するよう構成する。
光部および2個の受光部を有する受発光素子と、この受
発光素子の発光部からの光を収束して被照射物体に投射
する収束光学系と、前記受発光素子と前記被照射物体と
の間の光路中に配置され、前記受発光素子の発光部から
の光を透過すると共に、前記被照射物体からの反射光を
回折させて、その±1次回折光を前記受発光素子の2個
の受光部に、該2個の受光部上でビーム形状の変化が互
いにほぼ逆方向となるように入射させるホログラム素子
とを具え、前記受発光素子の2個の受光部の出力に基づ
いて前記収束光学系の前記被照射物体に対する焦点状態
を検出するよう構成する。
また、この発明の好適実施例においては、前記ホログラ
ム素子を、ハーフミラ−面より成る第1面と、反射形ホ
ログラム面より成る第2面とをもって構威し、前記受発
光素子からの光を前記第1面で反射させた後前記収束光
学系を経て前記被照射物体に導き、該被照射物体からの
反射光を前記収束光学系を経て前記第1面を透過させた
後、前記第2面で反射させて±1次回折光を発生させ、
これら±1次回折光を前記第1面を透過させて前記受発
光素子の2個の受光部に入射させるよう構成する。
ム素子を、ハーフミラ−面より成る第1面と、反射形ホ
ログラム面より成る第2面とをもって構威し、前記受発
光素子からの光を前記第1面で反射させた後前記収束光
学系を経て前記被照射物体に導き、該被照射物体からの
反射光を前記収束光学系を経て前記第1面を透過させた
後、前記第2面で反射させて±1次回折光を発生させ、
これら±1次回折光を前記第1面を透過させて前記受発
光素子の2個の受光部に入射させるよう構成する。
さらにまた、この発明の好適実施例においては、前記ホ
ログラム素子を、ハーフミラ−の反射形ホログラム面よ
り成る第1面と、ミラー面より成る第2面とをもって構
成し、前記受発光素子からの光を前記第1面で屈折透過
させて前記第2面で反射させ、その後再び前記第1面を
屈折透過させて前記収束光学系を経て前記被照射物体に
導き、該被照射物体からの反射光を前記収束光学系を経
て前記第1面で回折反射させて±1次回折光を発生させ
、これら±1次回折光を前記受発光素子の2個の受光部
に入射させるよう構成する。
ログラム素子を、ハーフミラ−の反射形ホログラム面よ
り成る第1面と、ミラー面より成る第2面とをもって構
成し、前記受発光素子からの光を前記第1面で屈折透過
させて前記第2面で反射させ、その後再び前記第1面を
屈折透過させて前記収束光学系を経て前記被照射物体に
導き、該被照射物体からの反射光を前記収束光学系を経
て前記第1面で回折反射させて±1次回折光を発生させ
、これら±1次回折光を前記受発光素子の2個の受光部
に入射させるよう構成する。
第1図はこの発明の第1実施例を示すものである。この
実施例では、発光面および受光面が同一平面に位置する
ように、同一半導体基体上にLD51と、その両側にP
D52.53とを一体に形成した受発光素子54を用い
、LD51からの光をホログラム素子55および対物レ
ンズ56を経て光ディスク等の被照射物体57に収束し
て投射するようにする。被照射物体57での反射光は、
対物レンズ56を経てホログラム素子55に入射させ、
その±1次回折光をPD52゜53でそれぞれ受光する
ようにすると共に、ホログラム素子55により±1次回
折光に非点収差を与えて、PD52.53上で±1次回
折光のビーム形状が互いにほぼ逆方向に変化するように
する。このようにして、PD52.53の出力の差に基
づいて、対物レンズ56の被照射物体57に対する焦点
状態を検出する。
実施例では、発光面および受光面が同一平面に位置する
ように、同一半導体基体上にLD51と、その両側にP
D52.53とを一体に形成した受発光素子54を用い
、LD51からの光をホログラム素子55および対物レ
ンズ56を経て光ディスク等の被照射物体57に収束し
て投射するようにする。被照射物体57での反射光は、
対物レンズ56を経てホログラム素子55に入射させ、
その±1次回折光をPD52゜53でそれぞれ受光する
ようにすると共に、ホログラム素子55により±1次回
折光に非点収差を与えて、PD52.53上で±1次回
折光のビーム形状が互いにほぼ逆方向に変化するように
する。このようにして、PD52.53の出力の差に基
づいて、対物レンズ56の被照射物体57に対する焦点
状態を検出する。
上記のように、ホログラム素子55によって±1次回折
光に非点収差を与えると、第2図に示すように、±1次
回折光にはそれぞれ2つの焦点A I +A、l ;A
2. A2’が存在することになる。ここで、AI+A
2は例えば子午面の焦点、AIZA2′は球欠面の焦点
で、これらは共役の関係にあり、AI+ AI’ およ
びA!+ A21は光軸(z)を中心に互いに反対側に
生じる。
光に非点収差を与えると、第2図に示すように、±1次
回折光にはそれぞれ2つの焦点A I +A、l ;A
2. A2’が存在することになる。ここで、AI+A
2は例えば子午面の焦点、AIZA2′は球欠面の焦点
で、これらは共役の関係にあり、AI+ AI’ およ
びA!+ A21は光軸(z)を中心に互いに反対側に
生じる。
第1図および第2図において、焦点AIr AI’ +
A2+A 、l は、ホログラム素子55による回折
方向、すなわちLD51およびPD52.53の配列方
向をxXxおよび光軸(z)と直交する方向をyとして
、x−z平面に位置させる。ここで、ホログラム素子5
5から焦点AI+ AI’ + A2+ A、l まで
の2方向の距離をそれぞれZl+ z、I 、 Zl、
Zz’ 、LD51とホログラム素子55との間の距
離をRとすると、これら間には以下の関係が成り立つ。
A2+A 、l は、ホログラム素子55による回折
方向、すなわちLD51およびPD52.53の配列方
向をxXxおよび光軸(z)と直交する方向をyとして
、x−z平面に位置させる。ここで、ホログラム素子5
5から焦点AI+ AI’ + A2+ A、l まで
の2方向の距離をそれぞれZl+ z、I 、 Zl、
Zz’ 、LD51とホログラム素子55との間の距
離をRとすると、これら間には以下の関係が成り立つ。
したがって、第2図に示すように、A1とA1゛ の位
置をZl>Zl’ とすれば、共役像A2+ A、lの
位置関係はZl < Z!′となり、+1次回折光と=
1次回折光とで非点収差の方向が逆になる。
置をZl>Zl’ とすれば、共役像A2+ A、lの
位置関係はZl < Z!′となり、+1次回折光と=
1次回折光とで非点収差の方向が逆になる。
以上のことから、受発光素子54のLD51の発光面お
よびその両側のPD52.53の受光面を±1次回折光
の各々の2焦点の間に配置して、±1次回折光をPD5
2.53で受光するようにすれば、PD52.53に入
射する±1次回折光のビーム形状は、被照射物体57が
対物レンズ56の焦点位置に位置する合焦状態では、第
3図Bに示すように互いに等しくなり、被照射物体57
が対物レンズ56の焦点位置よりも対物レンズ56側に
近づいたときは第3図Aに示すようになり、逆に対物レ
ンズ56の焦点位置よりも遠ざかったときは第3図Cに
示すようになる。すなわち、PD52.53に入射する
±1次回折光のビーム形状は、合焦状態においては等し
くなり、非合焦状態においては、焦点ずれの方向に応じ
て互いにほぼ逆方向に変化することになる。したがって
、PD52.53の出力の差を検出すれば、対物レンズ
56の被照射物体57に対する焦点状態を表すフォーカ
スエラー(FB)信号を得ることができる。
よびその両側のPD52.53の受光面を±1次回折光
の各々の2焦点の間に配置して、±1次回折光をPD5
2.53で受光するようにすれば、PD52.53に入
射する±1次回折光のビーム形状は、被照射物体57が
対物レンズ56の焦点位置に位置する合焦状態では、第
3図Bに示すように互いに等しくなり、被照射物体57
が対物レンズ56の焦点位置よりも対物レンズ56側に
近づいたときは第3図Aに示すようになり、逆に対物レ
ンズ56の焦点位置よりも遠ざかったときは第3図Cに
示すようになる。すなわち、PD52.53に入射する
±1次回折光のビーム形状は、合焦状態においては等し
くなり、非合焦状態においては、焦点ずれの方向に応じ
て互いにほぼ逆方向に変化することになる。したがって
、PD52.53の出力の差を検出すれば、対物レンズ
56の被照射物体57に対する焦点状態を表すフォーカ
スエラー(FB)信号を得ることができる。
第4図は受発光素子54の一例の構成を示すものである
。この受発光素子54は、n−GaAsより成る半導体
基体61上にLD51およびPD52.53を形成した
ものである。LD51は、ストライプ形ダブルへテロ(
DH)構造のもので、基体61の一方の面上に、n形の
Ga+ −z ALx Asより成るクラッド層62、
GaAsより成る活性層63、p形のGat −x A
Lx Asより成るクラッド層64、p−GaAs層6
5、酸化膜66および電極金属67を順次に積層して設
け、他方の面上に電極金属68を設けて構成する。すな
わち、このLD51は、クラッド層62.64の結晶の
襞間面を利用して、pn接合面と垂直な方向において光
学的に平行平面なファブリペロ−反射鏡を形成すると共
に、活性層63をクラッド層62.64でサンドウィッ
チするDH構造とすることによって、キャリアの閉じ込
めと光の閉じ込めとの両効果を得るようにしたものであ
る。なお、このLD51は、活性層63内に横方向の屈
折率分布をもたない典型的な利得導波型のもので、活性
層63の厚さは、通常0.1〜0.5μm1クラツド層
62.64の厚さは、通常l〜2μmである。また、ク
ラッド層64上のp−GaAs層65は、電極をとり易
くするためのものであり、酸化膜66は電流を部分的に
流して単一基本横モードを得るためのもので、ストライ
プ構造となっている。このように構成したLD51の順
方向電圧は約2V、逆方向のブレークダウン電圧は10
〜50Vである。
。この受発光素子54は、n−GaAsより成る半導体
基体61上にLD51およびPD52.53を形成した
ものである。LD51は、ストライプ形ダブルへテロ(
DH)構造のもので、基体61の一方の面上に、n形の
Ga+ −z ALx Asより成るクラッド層62、
GaAsより成る活性層63、p形のGat −x A
Lx Asより成るクラッド層64、p−GaAs層6
5、酸化膜66および電極金属67を順次に積層して設
け、他方の面上に電極金属68を設けて構成する。すな
わち、このLD51は、クラッド層62.64の結晶の
襞間面を利用して、pn接合面と垂直な方向において光
学的に平行平面なファブリペロ−反射鏡を形成すると共
に、活性層63をクラッド層62.64でサンドウィッ
チするDH構造とすることによって、キャリアの閉じ込
めと光の閉じ込めとの両効果を得るようにしたものであ
る。なお、このLD51は、活性層63内に横方向の屈
折率分布をもたない典型的な利得導波型のもので、活性
層63の厚さは、通常0.1〜0.5μm1クラツド層
62.64の厚さは、通常l〜2μmである。また、ク
ラッド層64上のp−GaAs層65は、電極をとり易
くするためのものであり、酸化膜66は電流を部分的に
流して単一基本横モードを得るためのもので、ストライ
プ構造となっている。このように構成したLD51の順
方向電圧は約2V、逆方向のブレークダウン電圧は10
〜50Vである。
PD52.53は、基体61上にLD51と同様に形成
し、LD51とPD52.53とのそれぞれの間は、エ
ツチング等により基体61に到達するまで溝69.70
を形成して電気的にアイソレートする。なお、PD52
.53においては、LD51におけるような電流を部分
的に流すためのストライプ構造の酸化膜66は設けない
ようにする。
し、LD51とPD52.53とのそれぞれの間は、エ
ツチング等により基体61に到達するまで溝69.70
を形成して電気的にアイソレートする。なお、PD52
.53においては、LD51におけるような電流を部分
的に流すためのストライプ構造の酸化膜66は設けない
ようにする。
すなわち、温度変化等によってLD51におけるレーザ
光の波長が変動すると、第1図に示すホログラム素子5
5による±1次回折光はX方向に変動する。このため、
PD52.53の活性層63をLD51におけると同様
に閉じ込め構造とすると、そのX方向における感度は第
5図に実線Aで示すようになり、波長の変動によって検
出感度が変動してしまうことになる。そこで、PD52
.53においては活性層63を閉じ込め構造としないよ
うにするため、ストライプ構造の酸化膜66を設けない
ようにする。このようにすれば、活性層63の感度を第
5図に実線Bで示すように、X方向において一様とする
ことができるので、温度変化等によってLD51におけ
るレーザ光の波長が変動しても、常に一定の検出感度を
得ることができる。
光の波長が変動すると、第1図に示すホログラム素子5
5による±1次回折光はX方向に変動する。このため、
PD52.53の活性層63をLD51におけると同様
に閉じ込め構造とすると、そのX方向における感度は第
5図に実線Aで示すようになり、波長の変動によって検
出感度が変動してしまうことになる。そこで、PD52
.53においては活性層63を閉じ込め構造としないよ
うにするため、ストライプ構造の酸化膜66を設けない
ようにする。このようにすれば、活性層63の感度を第
5図に実線Bで示すように、X方向において一様とする
ことができるので、温度変化等によってLD51におけ
るレーザ光の波長が変動しても、常に一定の検出感度を
得ることができる。
なお、このような受発光素子54の製作プロセスやレー
ザ発振特性、PD特性は「モノシリツクに集積化したG
aALAsレーザ/ディテクタ・アレイ」電子通信学会
、 QOE86−1−14. PP73〜77、198
6.4 、21に詳しく述べられている。
ザ発振特性、PD特性は「モノシリツクに集積化したG
aALAsレーザ/ディテクタ・アレイ」電子通信学会
、 QOE86−1−14. PP73〜77、198
6.4 、21に詳しく述べられている。
第6図に示すように、受発光素子54のLD51には順
方向電圧を印加してレーザ光を放射させるようにし、P
D52.53には逆方向電圧を印加してフォトダイオー
ドとして作用させて、これらPD52.53の出力を差
動増幅器71に供給し、これにより対物レンズ56の被
照射物体57に対する焦点状態を表すFE信号を得るよ
うにする。また、被照射物体57の反射光から該被照射
物体57に記録された情報を読み取る場合には、PD5
2.53の出力を加算器72に供給してRF信号を得る
ようにする。
方向電圧を印加してレーザ光を放射させるようにし、P
D52.53には逆方向電圧を印加してフォトダイオー
ドとして作用させて、これらPD52.53の出力を差
動増幅器71に供給し、これにより対物レンズ56の被
照射物体57に対する焦点状態を表すFE信号を得るよ
うにする。また、被照射物体57の反射光から該被照射
物体57に記録された情報を読み取る場合には、PD5
2.53の出力を加算器72に供給してRF信号を得る
ようにする。
なお、上述したように、PD52.53をLD51と同
一の半導体基体61に同様に形成した場合のPD52.
53の厚さ方向、すなわちy方向の感度特性は、第7図
に示すようになるが、この感度特性はPD52.53に
印加する逆方向電圧によっである程度コントロールする
ことができる。
一の半導体基体61に同様に形成した場合のPD52.
53の厚さ方向、すなわちy方向の感度特性は、第7図
に示すようになるが、この感度特性はPD52.53に
印加する逆方向電圧によっである程度コントロールする
ことができる。
以上のように、この実施例においては、LD51および
PD52.53を同一半導体基体上に形成するようにし
たので、LD51に対するPD52.53の位置調整が
不要となり、したがって調整工数を大幅に低減でき、安
価にできる。また、PD52.53における受光感度を
、ホログラム素子55による回折方向(X方向)におい
てほぼ−様としたので、温度変化等によってLD51に
おけるレーザ光の波長が変動しても、常に一定の検出感
度を得ることができ、したがって常に高精度の焦点検出
を行うことができる。
PD52.53を同一半導体基体上に形成するようにし
たので、LD51に対するPD52.53の位置調整が
不要となり、したがって調整工数を大幅に低減でき、安
価にできる。また、PD52.53における受光感度を
、ホログラム素子55による回折方向(X方向)におい
てほぼ−様としたので、温度変化等によってLD51に
おけるレーザ光の波長が変動しても、常に一定の検出感
度を得ることができ、したがって常に高精度の焦点検出
を行うことができる。
第8図はこの発明の第2実施例を示すものである。この
実施例は、ホログラム素子55に、LD51からのレー
ザ光を被照射物体に収束させる対物レンズの作用をも持
たせたもので、その他の構成および作用は第1実施例と
同様である。
実施例は、ホログラム素子55に、LD51からのレー
ザ光を被照射物体に収束させる対物レンズの作用をも持
たせたもので、その他の構成および作用は第1実施例と
同様である。
このように、ホログラム素子55に対物レンズ作用をも
持たせるようにすれば、構成をより簡単にでき、かつ安
価にできると共に、超軽量化を図ることができる。また
、受発光素子54およびホログラム素子55を軽量にで
きるので、FB信号に基づいてフォーカスサーボを行う
にあたっては、これらを一体に駆動することもでき、こ
れにより駆動装置を簡単にでき、大幅なコストダウンを
図ることができる。
持たせるようにすれば、構成をより簡単にでき、かつ安
価にできると共に、超軽量化を図ることができる。また
、受発光素子54およびホログラム素子55を軽量にで
きるので、FB信号に基づいてフォーカスサーボを行う
にあたっては、これらを一体に駆動することもでき、こ
れにより駆動装置を簡単にでき、大幅なコストダウンを
図ることができる。
第9図はこの発明の第3実施例を示すものである。この
実施例は、受発光素子75からの光をホログラム素子7
6および対物レンズ77を経て被照射物体78に入射さ
せ、その反射光を対物レンズ77およびホログラム素子
76を経て受発光素子75で受光するようにしたもので
ある。
実施例は、受発光素子75からの光をホログラム素子7
6および対物レンズ77を経て被照射物体78に入射さ
せ、その反射光を対物レンズ77およびホログラム素子
76を経て受発光素子75で受光するようにしたもので
ある。
受発光素子75は、第1O図に示すように、同一半導体
基体上にLD79と、その一方の側にPCO2,81と
を溝82.83および84によって第4図と同様に電気
的にアイソレートして形成する。また、ホログラム素子
76は、第9図に示すように、第1面85をハーフミラ
−面、第2面86を反射形ホログラム面とした平行平板
をもって構成する。
基体上にLD79と、その一方の側にPCO2,81と
を溝82.83および84によって第4図と同様に電気
的にアイソレートして形成する。また、ホログラム素子
76は、第9図に示すように、第1面85をハーフミラ
−面、第2面86を反射形ホログラム面とした平行平板
をもって構成する。
この実施例では、LD79からの光をホログラム素子7
6の第1面85で反射させて対物レンズ77により被照
射物体78に収束して投射し、その反射光を対物レンズ
77およびホログラム素子76の第1面85を透過させ
てその第2面86で反射させ、これにより非点収差を有
する±1次回折光を発生させて、これら±1次回折光を
ホログラム素子76の第1面85を透過させて受発光素
子75のPCO2,81で受光する。
6の第1面85で反射させて対物レンズ77により被照
射物体78に収束して投射し、その反射光を対物レンズ
77およびホログラム素子76の第1面85を透過させ
てその第2面86で反射させ、これにより非点収差を有
する±1次回折光を発生させて、これら±1次回折光を
ホログラム素子76の第1面85を透過させて受発光素
子75のPCO2,81で受光する。
なお、±1次回折光に与える非点収差は、第1実施例と
同様に、PCO2,81上でビーム形状が互いにほぼ反
対方向に変化するようにする。
同様に、PCO2,81上でビーム形状が互いにほぼ反
対方向に変化するようにする。
このように、ホログラム素子76の反射面を往路および
復路で変えれば、往路および復路で光軸をずらすことが
できるので、PCO2,81に入射する迷光を極めて少
なくすることができる。すなわち、PCO2,81に入
射する迷光は、往路でホログラム素子76の第1面85
を透過し、第2面86で反射された後再び第1面85を
透過する経路を通り、復路でホログラム素子76の第1
面85を透過し、第2面86で反射され、さらに第1面
85および第2面86で順次に反射された後、第1面8
5を透過する経路を通った光となるが、この光は実際に
信号検出に用いる光と光路長が異なるため、PCO2,
81上では信号検出に用いるスポットに比べ十分大きな
スポットとなる。さらに、信号検出に用いる光に対して
半透過面で2回多く反射しているため、著しい光量損失
を受けている。したがって、PCO2,81に入射する
迷光の光量が非常に少なくなるので、焦点検出信号に入
るノイズ成分を非常に少なくすることができる。
復路で変えれば、往路および復路で光軸をずらすことが
できるので、PCO2,81に入射する迷光を極めて少
なくすることができる。すなわち、PCO2,81に入
射する迷光は、往路でホログラム素子76の第1面85
を透過し、第2面86で反射された後再び第1面85を
透過する経路を通り、復路でホログラム素子76の第1
面85を透過し、第2面86で反射され、さらに第1面
85および第2面86で順次に反射された後、第1面8
5を透過する経路を通った光となるが、この光は実際に
信号検出に用いる光と光路長が異なるため、PCO2,
81上では信号検出に用いるスポットに比べ十分大きな
スポットとなる。さらに、信号検出に用いる光に対して
半透過面で2回多く反射しているため、著しい光量損失
を受けている。したがって、PCO2,81に入射する
迷光の光量が非常に少なくなるので、焦点検出信号に入
るノイズ成分を非常に少なくすることができる。
なお、第3実施例では、ホログラム素子76の厚みによ
って発生する非点収差が大きいと、焦点検出感度に悪影
響を及ぼすので、この非点収差が第2面86の反射形ホ
ログラム面で与える非点収差よりも十分小さくなるよう
に、好適にはその厚さを薄くする。
って発生する非点収差が大きいと、焦点検出感度に悪影
響を及ぼすので、この非点収差が第2面86の反射形ホ
ログラム面で与える非点収差よりも十分小さくなるよう
に、好適にはその厚さを薄くする。
第11図はこの発明の第4実施例を示すものである。こ
の実施例は、ホログラム素子89として、第1面90を
ハーフミラ−の反射形ホログラム面、第2面91をミラ
ー面とした平行平板のものを用いたもので、その他の構
成は第3実施例と同様である。
の実施例は、ホログラム素子89として、第1面90を
ハーフミラ−の反射形ホログラム面、第2面91をミラ
ー面とした平行平板のものを用いたもので、その他の構
成は第3実施例と同様である。
すなわち、この実施例では、受発光素子75のLD79
からの光を、ホログラム素子89の第1面90を屈折透
過させて第2面91で反射させ、その後再び第1面90
を屈折透過させて対物レンズ77により被照射物体78
に収束して投射する。また、被照射物体78での反射光
は、対物レンズ77を経てホログラム素子89の第1面
90で回折反射させると共に、ここで非点収差を有する
±1次回折光を発生させて、これら±1次回折光を受発
光素子75のPD80.81で受光する。
からの光を、ホログラム素子89の第1面90を屈折透
過させて第2面91で反射させ、その後再び第1面90
を屈折透過させて対物レンズ77により被照射物体78
に収束して投射する。また、被照射物体78での反射光
は、対物レンズ77を経てホログラム素子89の第1面
90で回折反射させると共に、ここで非点収差を有する
±1次回折光を発生させて、これら±1次回折光を受発
光素子75のPD80.81で受光する。
なお、ホログラム素子89の第1面90のホログラムは
、反射における±1次回折光の回折効率に比べ、透過の
±1次回折光の回折効率が十分小さくなるようなパター
ンとする。また、PD80.81に入射させる±1次回
折光に与える非点収差は、上述した実施例と同様に、P
D80.81上でビーム形状が互いにほぼ反対方向に変
化するようにする。
、反射における±1次回折光の回折効率に比べ、透過の
±1次回折光の回折効率が十分小さくなるようなパター
ンとする。また、PD80.81に入射させる±1次回
折光に与える非点収差は、上述した実施例と同様に、P
D80.81上でビーム形状が互いにほぼ反対方向に変
化するようにする。
この実施例においても、第3実施例と同様に、ホログラ
ム素子89の反射面を往路および復路で変えて、往路お
よび復路での光軸をずらすようにしたので、PD80.
81に入射する迷光を極めて少なくすることができ、し
たがって焦点検出の感度低下を有効に防止することがで
きる。なお、この実施例においても、ホログラム素子8
9の厚みによって発生する非点収差が大きいと、焦点検
出感度に悪影響を及ぼすので、この非点収差が第1面9
0の反射形ホログラム面で与える非点収差よりも十分小
さくなるように、好適にはその厚さを薄くする。
ム素子89の反射面を往路および復路で変えて、往路お
よび復路での光軸をずらすようにしたので、PD80.
81に入射する迷光を極めて少なくすることができ、し
たがって焦点検出の感度低下を有効に防止することがで
きる。なお、この実施例においても、ホログラム素子8
9の厚みによって発生する非点収差が大きいと、焦点検
出感度に悪影響を及ぼすので、この非点収差が第1面9
0の反射形ホログラム面で与える非点収差よりも十分小
さくなるように、好適にはその厚さを薄くする。
以上の第3実施例および第4実施例によれば、ホログラ
ム素子76、89の厚みの誤差によるPD80.81上
でのスポットの移動方向が、PD80.81の分割方向
と一致することになるので、焦点検出に何ら悪影響を及
ぼすことがない。
ム素子76、89の厚みの誤差によるPD80.81上
でのスポットの移動方向が、PD80.81の分割方向
と一致することになるので、焦点検出に何ら悪影響を及
ぼすことがない。
なお、この発明は上述した実施例にのみ限定されるもの
ではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば
、上述した実施例では、ホログラム素子により±1次回
折光に非点収差を与えるようにしたが、ホログラム素子
による±1次回折光の結像点を、例えば第2図において
焦点AIl A2のように異ならせて、ビームサイズ法
により焦点状態を検出するよう構成することもできる。
ではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば
、上述した実施例では、ホログラム素子により±1次回
折光に非点収差を与えるようにしたが、ホログラム素子
による±1次回折光の結像点を、例えば第2図において
焦点AIl A2のように異ならせて、ビームサイズ法
により焦点状態を検出するよう構成することもできる。
この場合には、合焦状態では第12図Bに示すようにP
D52゜53に入射する±1次回折光のビームの大きさ
は等しくなり、被照射物体が焦点位置よりも近づいたと
きは第12図Aに示すように一方のビームが小さくなっ
て他方のビームが大きくなり、逆に焦点位置から遠ざか
ったときは第12図Cに示すようにその関係が逆になる
。したがって、PD52.53の出力の差を検出すれば
、上述した実施例と同様に常に高精度で焦点状態を検出
することができる。
D52゜53に入射する±1次回折光のビームの大きさ
は等しくなり、被照射物体が焦点位置よりも近づいたと
きは第12図Aに示すように一方のビームが小さくなっ
て他方のビームが大きくなり、逆に焦点位置から遠ざか
ったときは第12図Cに示すようにその関係が逆になる
。したがって、PD52.53の出力の差を検出すれば
、上述した実施例と同様に常に高精度で焦点状態を検出
することができる。
また、第1,3および4実施例では対物レンズを有限系
とし、第2実施例ではホログラム素子に有限系の対物レ
ンズの作用を持たせるようにしたが、コリメータレンズ
を付加して、これらを無限系とすることもできる。
とし、第2実施例ではホログラム素子に有限系の対物レ
ンズの作用を持たせるようにしたが、コリメータレンズ
を付加して、これらを無限系とすることもできる。
さらに、上述した実施例では、受発光素子のLDを、活
性層内に横方向の屈折率分布をもたない典型的な利得導
波型としたが、横方向に屈折率差をつけて光の閉じ込め
を行う屈折率導波型、または高周波で変調してもスペク
トルが拡がらずに単一縦モードで発振でき、流す電流に
よって発振波長が変化しない分布帰還型(DFB)ある
いは分布反射型(DBR)とすることもできる。また、
LDおよびPDを構成する半導体基体は、GaAsに限
らず、Siを用いることもできる。この場合には、Si
基体にプリアンプ等の周辺回路をも一体に形成すること
ができるので、構成をより簡単にできる。さらにまた、
半導体基体はn型に限らず、p型とすることもでき、こ
の場合には第6図に示す印加電圧の極性を逆にすればよ
い。
性層内に横方向の屈折率分布をもたない典型的な利得導
波型としたが、横方向に屈折率差をつけて光の閉じ込め
を行う屈折率導波型、または高周波で変調してもスペク
トルが拡がらずに単一縦モードで発振でき、流す電流に
よって発振波長が変化しない分布帰還型(DFB)ある
いは分布反射型(DBR)とすることもできる。また、
LDおよびPDを構成する半導体基体は、GaAsに限
らず、Siを用いることもできる。この場合には、Si
基体にプリアンプ等の周辺回路をも一体に形成すること
ができるので、構成をより簡単にできる。さらにまた、
半導体基体はn型に限らず、p型とすることもでき、こ
の場合には第6図に示す印加電圧の極性を逆にすればよ
い。
また、第3および4実施例においては、ホログラム素子
を平行平板をもって構成したが、くさび状や曲面状(回
転楕円面、放物面等)の種々の形状をもって構成するこ
ともできる。
を平行平板をもって構成したが、くさび状や曲面状(回
転楕円面、放物面等)の種々の形状をもって構成するこ
ともできる。
さらに、第3および4実施例においては、第13図に示
すように、受発光素子95として同一半導体基体上にL
D96と、その一方の側にPD97〜100とを溝10
1〜104によって電気的にアイソレートして順次に設
けたものを用い、±1次回折光を最外側のPD97およ
び100に入射させ、0次回行光を内側のPD98およ
び99に2分割するように入射させて、PD97および
100の出力の差動により焦点誤差信号を得、またPD
98および99の出力によりプッシュプル法によってト
ラッキング誤差信号を得るよう構成することもできる。
すように、受発光素子95として同一半導体基体上にL
D96と、その一方の側にPD97〜100とを溝10
1〜104によって電気的にアイソレートして順次に設
けたものを用い、±1次回折光を最外側のPD97およ
び100に入射させ、0次回行光を内側のPD98およ
び99に2分割するように入射させて、PD97および
100の出力の差動により焦点誤差信号を得、またPD
98および99の出力によりプッシュプル法によってト
ラッキング誤差信号を得るよう構成することもできる。
上述したように、この発明によれば、発光部および2個
の受光部を同−半導体基体上に形成した受発光素子を用
い、その2個の受光部に、ホログラム素子により被照射
物体からの反射光の±1次回折光を、該2個の受光部上
でビーム形状の変化が互いにほぼ逆方向となるように入
射させて、これら2個の受光部の出力に基づいて焦点状
態を検出するようにしたので、発光部に対する2個の受
光部の位置調整が不要となり、したがって調整工数を大
幅に低減できると共に安価にでき、しかも焦点状態を常
に高精度で検出することができる。
の受光部を同−半導体基体上に形成した受発光素子を用
い、その2個の受光部に、ホログラム素子により被照射
物体からの反射光の±1次回折光を、該2個の受光部上
でビーム形状の変化が互いにほぼ逆方向となるように入
射させて、これら2個の受光部の出力に基づいて焦点状
態を検出するようにしたので、発光部に対する2個の受
光部の位置調整が不要となり、したがって調整工数を大
幅に低減できると共に安価にでき、しかも焦点状態を常
に高精度で検出することができる。
第1図はこの発明の第1実施例を示す図、第2図は第1
図に示すホログラム素子の作用を説明するための図、 第3図A、 BおよびCは第1図に示す受発光素子のP
Dに入射するビームの変化を説明するための図、 第4図は第1図に示す受発光素子の一例の構成を示す図
、 第5図はそのPDの活性層における感度特性を示す図、 第6図は受発光素子の駆動回路および信号処理回路の一
例を示す図、 第7図はPDの厚さ方向における感度特性を示す図、 第8図はこの発明の第2実施例を示す図、第9図はこの
発明の第3実施例を示す図、第10図は第9図に示す受
発光素子の拡大図、第11図はこの発明の第4実施例を
示す図、第12図A、 BおよびCはこの発明の詳細な
説明するための図、 第13図はこの発明の他の変形例において用いる受発光
素子の構成を示す図、 第14図〜第25図A、 B、 Cは従来の技術を説明
するための図である。 51−・−[、D 52.53・・・
−PD54−・−受発光素子 55°・′−ホロ
グラム素子56・・−・対物レンズ 57・・・
・被照射物体61・・−半導体基体 62.64
・・−・クラッド層63−・・−活性層 6
7、68−・−電極金属69.70−・−溝
7■・・−・差動増幅器75−・・・受発光素子
76、89−・・−ホログラム素子77・・・・対
物レンズ 78・・−被照射物体79・・・−L
D 80.81・・・・PD82、8
3.84°・・−溝 85.90・・・・第
1面86.91−・・・第2面 95・・・・受
発光素子96−・・・LD 97〜1
00−・PDlol−104・・・−溝 第1図 第4図 54 第5図 第6図 第8図 第9図 θσ @IO図 σ亭 σj σZ 第1I図 第13図 にη γγがゾl 第14図 第15図 1C 7A 111:3 第16図 第17図 第18図 第19図 第21図
図に示すホログラム素子の作用を説明するための図、 第3図A、 BおよびCは第1図に示す受発光素子のP
Dに入射するビームの変化を説明するための図、 第4図は第1図に示す受発光素子の一例の構成を示す図
、 第5図はそのPDの活性層における感度特性を示す図、 第6図は受発光素子の駆動回路および信号処理回路の一
例を示す図、 第7図はPDの厚さ方向における感度特性を示す図、 第8図はこの発明の第2実施例を示す図、第9図はこの
発明の第3実施例を示す図、第10図は第9図に示す受
発光素子の拡大図、第11図はこの発明の第4実施例を
示す図、第12図A、 BおよびCはこの発明の詳細な
説明するための図、 第13図はこの発明の他の変形例において用いる受発光
素子の構成を示す図、 第14図〜第25図A、 B、 Cは従来の技術を説明
するための図である。 51−・−[、D 52.53・・・
−PD54−・−受発光素子 55°・′−ホロ
グラム素子56・・−・対物レンズ 57・・・
・被照射物体61・・−半導体基体 62.64
・・−・クラッド層63−・・−活性層 6
7、68−・−電極金属69.70−・−溝
7■・・−・差動増幅器75−・・・受発光素子
76、89−・・−ホログラム素子77・・・・対
物レンズ 78・・−被照射物体79・・・−L
D 80.81・・・・PD82、8
3.84°・・−溝 85.90・・・・第
1面86.91−・・・第2面 95・・・・受
発光素子96−・・・LD 97〜1
00−・PDlol−104・・・−溝 第1図 第4図 54 第5図 第6図 第8図 第9図 θσ @IO図 σ亭 σj σZ 第1I図 第13図 にη γγがゾl 第14図 第15図 1C 7A 111:3 第16図 第17図 第18図 第19図 第21図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、同一半導体基体上に形成した発光部および2個の受
光部を有する受発光素子と、 この受発光素子の発光部からの光を収束して被照射物体
に導くと共に、該被照射物体からの反射光を回折させて
、その±1次回折光を前記受発光素子の2個の受光部に
、該2個の受光部上でビーム形状の変化が互いにほぼ逆
方向となるように入射させるホログラム素子とを具え、
前記受発光素子の2個の受光部の出力に基づいて前記ホ
ログラム素子の前記被照射物体に対する焦点状態を検出
するよう構成したことを特徴とする焦点検出装置。 2、同一半導体基体上に形成した発光部および2個の受
光部を有する受発光素子と、 この受発光素子の発光部からの光を収束して被照射物体
に投射する収束光学系と、 前記受発光素子と前記被照射物体との間の光路中に配置
され、前記受発光素子の発光部からの光を透過すると共
に、前記被照射物体からの反射光を回折させて、その±
1次回折光を前記受発光素子の2個の受光部に、該2個
の受光部上でビーム形状の変化が互いにほぼ逆方向とな
るように入射させるホログラム素子とを具え、前記受発
光素子の2個の受光部の出力に基づいて前記収束光学系
の前記被照射物体に対する焦点状態を検出するよう構成
したことを特徴とする焦点検出装置。 3、前記ホログラム素子を、ハーフミラー面より成る第
1面と、反射形ホログラム面より成る第2面とをもって
構成し、前記受発光素子からの光を前記第1面で反射さ
せて前記被照射物体に導き、該被照射物体からの反射光
を前記第1面を透過させた後、前記第2面で反射させて
±1次回折光を発生させ、これら±1次回折光を前記第
1面を透過させて前記受発光素子の2個の受光部に入射
させるよう構成したことを特徴とする請求項2記載の焦
点検出装置。 4、前記ホログラム素子を、ハーフミラーの反射形ホロ
グラム面より成る第1面と、ミラー面より成る第2面と
をもって構成し、前記受発光素子からの光を前記第1面
で屈折透過させて前記第2面で反射させ、その後再び前
記第1面を屈折透過させて前記被照射物体に導き、該被
照射物体からの反射光を前記第1面で回折反射させて±
1次回折光を発生させ、これら±1次回折光を前記受発
光素子の2個の受光部に入射させるよう構成したことを
特徴とする請求項2記載の焦点検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/556,363 US5233444A (en) | 1989-07-25 | 1990-07-24 | Focus error detecting apparatus |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1-190642 | 1989-07-25 | ||
JP19064289 | 1989-07-25 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03130939A true JPH03130939A (ja) | 1991-06-04 |
Family
ID=16261472
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6812390A Pending JPH03130939A (ja) | 1989-07-25 | 1990-03-20 | 焦点検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03130939A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5301182A (en) * | 1991-04-17 | 1994-04-05 | Matsushita Electric Industrial, Co., Ltd. | Optical pickup head |
-
1990
- 1990-03-20 JP JP6812390A patent/JPH03130939A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5301182A (en) * | 1991-04-17 | 1994-04-05 | Matsushita Electric Industrial, Co., Ltd. | Optical pickup head |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6728035B2 (en) | Optical device with diffraction grating having plural grating regions | |
US6747939B2 (en) | Semiconductor laser device and optical pickup device using the same | |
US5233444A (en) | Focus error detecting apparatus | |
JPH04232623A (ja) | 集積光学ヘッド構造体 | |
EP0692785B1 (en) | Optical head device | |
US6813235B2 (en) | Optical pickup apparatus an optical axis correcting element | |
JPS58220248A (ja) | 光学式ピツクアツプ | |
US6339570B1 (en) | Optical pickup system | |
US6816450B2 (en) | Optical pickup apparatus that emits two light beams having two different wavelengths | |
US6912234B2 (en) | Optical pickup apparatus and laser diode chip | |
US5144606A (en) | Focusing-error detecting apparatus with a simple photodetector unit for use in an optical recording/reproducing device | |
CN101609698B (zh) | 光拾取装置 | |
US5703863A (en) | Optical device which detects reflected light with a push-pull method without dividing the reflected light | |
US5715227A (en) | Optical pickup device | |
JPH03130939A (ja) | 焦点検出装置 | |
JPH0619847B2 (ja) | 光情報処理装置 | |
JP2795913B2 (ja) | 光ピックアップ | |
JP2864018B2 (ja) | 光学ヘッド | |
US6671236B2 (en) | Light receiving and emitting compound element and optical pick-up device using the same | |
JPH07153111A (ja) | 光ヘッド | |
JP2000331369A (ja) | 光ピックアップ装置 | |
JPH046632A (ja) | 焦点検出装置 | |
JP2000222769A (ja) | 光導波路素子及び光ピックアップ | |
JPH07114025B2 (ja) | 光学式情報再生装置 | |
US6985421B2 (en) | Optical device having a light emission unit emitting a light beam reflected by a light reflection unit to a substrate, and optical information recording apparatus using the same |