JPH0567345A - 光基板型光情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 装置構成の小型化および軽量化が図れると共
に、迷光による悪影響を確実に排除でき、誤動作が生じ
ることがない光基板型光情報記録再生装置を実現する。 【構成】 透明基板１０の長手方向一端面に実装された
半導体レーザ１１から透明基板１０の内部に向けて出射
され、回折格子１２、ホログラムビームスプリッタ１
５、ホログラムレンズ２３を経て対物レンズ１４により
光ディスク７に集光され、続いて、光ディスク７から反
射され、対物レンズ１４、ホログラムレンズ２３、ホロ
グラムビームスプリッタ１５を経て、ミラー１９によっ
て反射され、多分割光検出器１６に検出されるレーザ光
の本来の光路から外れた位置、例えば回折格子１２の周
辺部に別の回折格子１０１を形成し、これにより迷光１
０２、１０３を透明基板１０の外部に放出して多分割光
検出器１６のＳ／Ｎ比を向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光を使用する情
報処理分野において用いられる光基板型光情報記録再生
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンパクトディスク装置、ビデオ
ディスク装置、書込み型光ディスク装置、書き換え型光
ディスク装置および光カード装置等のように、レーザ光
を利用して光ディスク等の媒体上に微少な光スポットを
形成し、これにより情報を再生または記録する情報機器
が広く使用されるようになって来ている。

【０００３】ところで、従来のコンパクトディスク装置
の中心部分を構成する信号処理光学系は、コリメータレ
ンズ、回折格子、ハーフプリズム、ミラープリズム、対
物レンズ等の各種レンズ、光検出器および半導体レーザ
等の多数の光学部品で構成されていた。また、対物レン
ズを光ディスクに対して接離移動させるアクチュエータ
等の電気部品が並設されていた。

【０００４】このため、光学部品の部品点数が増え、装
置構成が大型化、重量化且つ複雑化するという欠点があ
った。

【０００５】そこで、最近ではこれらの光学部品の部品
点数を削減し、小型化を図る目的で、ホログラムピック
アップと呼ばれる信号処理光学系を有する光情報記録再
生装置が提案されて来ている。図５はこの種のホログラ
ムピックアップの一従来例を示す。以下にその構成の概
略を説明する。

【０００６】半導体レーザ１から上方に出射されるレー
ザ光は、回折格子２、ホログラムビームスプリッタ５お
よびコリメータレンズ３を透過した後、対物レンズ４に
より光ディスク８上に集光される。対物レンズ４は図示
しないアクチュエータにより光ディスク８に対して接離
移動可能になっており、これにより集光スポットが合焦
点状態で光ディスク８のピットに集光される。

【０００７】なお、回折格子２は入射光を０次、±１次
の３本の光ビームに回折する。±１次の回折光も光ディ
スク８上の別の位置に集光され、トラッキングエラー信
号を検出するために利用される。

【０００８】一方、光ディスク８からの反射光は上記と
は逆の経路で対物レンズ４およびコリメータレンズ３を
通過し、ホログラムビームスプリッタ５で回折されて多
分割光検出器６上のいくつかの集光点に集光される。こ
れらの集光点に集光される光を利用して、記録信号、フ
ォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号の検
出が行われる。

【０００９】このホログラムピックアップは、部品点数
が削減され、装置構成が簡略化される利点を有するもの
の、各光学部品相互間の位置調整が必要であるため、製
作に手間取るという欠点があつた。また、小型化を図る
上でも限界があった。

【００１０】このような従来技術の問題点を解決するも
のとして、本願出願人が特願平３−１６４６２１で提案
した光集積回路（ホログラムピックアップ）がある。こ
れは、該光集積回路の構成要素である光学部品の殆どを
ガラスやプラスチックを材料とした一つの透明基板上に
一体形成することにより、部品点数の削減を図ると共
に、光学部品相互間の位置調整を不要にする。それ故、
この光集積回路によれば、小型、軽量、かつ製作性の向
上が図れる信号処理光学系を実現できるので、該光集積
回路を応用すれば薄型で軽量、高速の光情報処理装置が
可能になる。以下にその理由を示す。

【００１１】図６はこの光集積回路の構成を示す。ブロ
ック状をなす透明基板１０の長手方向一端面にはレーザ
光を透明基板１０の内部に向けて出射する半導体レーザ
１１が実装されている。半導体レーザ１１から出射され
たレーザ光は透明基板１０の下面１０ａの一端側に形成
された回折格子１２で０次、±１次の３本の光ビームに
回折される。続いて、この３本の光ビームは透明基板１
０の上面１０ｂの長手方向中央部に形成されたホログラ
ムビームスプリッタ１５、透明基板１０の下面１０ａの
他端側に形成されたホログラムレンズ２３および基板上
面１０ｂのホログラムレンズ２３の上方に相当する部分
に形成された対物レンズ１４を介して光ディスク７のピ
ット８上に集光され、３つの光スポットを形成する。

【００１２】これは、いわゆる３ビーム法と呼ばれるト
ラッキングエラー信号を検出する方法であり、中央の０
次の光スポットでピット８に記録されているピット情報
を検出する一方、±１次の光ビームによる両側の光スポ
ットを利用してトラッキングエラー信号を検出し、０次
の光スポットを所望のトラックに固定するサーボ信号を
得る。

【００１３】光ディスク７に集光されたレーザ光は、デ
ィスク面より反射され、対物レンズ１４、ホログラムレ
ンズ２３を通り、ホログラムビームスプリッタ１５で回
折され、続いて、回折格子１２に並設されたミラー１９
で反射された後、多分割光検出器１６に集光される。こ
れにより、再生信号フォーカスエラー信号、トラッキン
グエラー信号が検出される。

【００１４】この光集積回路の信号処理光学系は、各光
学部品を一体成型加工で作製することができるので、光
学部品相互間の位置調整が不要になる。従って、製作性
の向上が図れる。また、レーザ光が透明基板１０内部を
折り返して進行するので、装置構成の小型化、軽量化が
図れる。

【００１５】なお、書込み型光ディスク装置では、上記
した回折格子１２の代わりに３つの発光点を有する半導
体レーザを用いる。すなわち、この３つの発光点のうち
両側のものは光ディスクに書込みがなされない低光出力
で発光し、トラッキングエラー信号の検出に用いられ
る。そして、中央の発光点からのレーザ光は高光出力で
発光されて光ディスクに対する記録が行われる一方、低
光出力で発光されて情報再生に用いられる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
光集積回路は、信号処理に供されない不要なレーザ光が
透明基板１０の内面で反射を繰り返した後に光検出器１
６に入射される迷光の問題があった。すなわち、該迷光
に起因して検出精度が劣化するという問題があった。特
に、上記構成の光集積回路では、回折格子１２、ホログ
ラムビームスプリッタ１５、ホログラムレンズ２３の不
要な回折光が透明基板１０の内面で全反射を繰り返し
て、光検出器１６に入射されるため、信号光のＳ／Ｎ比
およびフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号
のＳ／Ｎ比が低下し、しばしば誤動作を生じるという問
題があった。

【００１７】本発明はこのような従来技術の問題点を解
決するものであり、装置構成の小型化、軽量化が図れる
と共に、迷光による悪影響を確実に排除でき、誤動作が
生じることがない光基板型光情報記録再生装置を提供す
ることを目的とする。

【００１８】

【問題を解決するための手段】本発明の光基板型光情報
記録再生装置は、ブロック状をなす透明基板に、多種多
様な光学部品を一体形成し、該透明基板の内部をレーザ
光が伝搬するようにした光基板型光情報記録再生装置に
おいて、該透明基板の該レーザ光の本来の光路から外れ
た位置に、該透明基板内で反射されて迷光となる光を外
部に放出する回折格子を一体形成してなり、そのことに
より上記目的が達成される。

【００１９】また、本発明の光基板型光情報記録再生装
置は、ブロック状をなす透明基板に、レーザ光源や光検
出器等の多種多様な光学部品を一体形成し、該透明基板
の内部をレーザ光が伝搬するようにした光基板型光情報
記録再生装置において、該光検出器に検出される信号光
の経路に偏波面変換用光学部品および偏波面選択用光学
部品を設けてなり、そのことにより上記目的が達成され
る。

【００２０】前記偏波面変換用光学部品としては、直線
偏光と円偏光および楕円偏光との変換機能を有するもの
或は直線偏光の偏波面回転機能を有すものが好ましい。

【００２１】

【作用】上記のように回折格子により透明基板内部の迷
光を外部に放出するものとすると、迷光が透明基板に一
体形成される光学部品の内の光検出器に検出されること
がない。従って、該光検出器のＳ／Ｎ比を向上できる。

【００２２】また、上記のように信号光の経路に偏波面
変換用光学部品および偏波面選択用光学部品を設ける
と、これらにより迷光成分が光検出器に入射するのを防
止できる。従って、最終的に該信号光を検出する光検出
器のＳ／Ｎ比を向上できる。

【００２３】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。

【００２４】（第１実施例）図１は本発明光基板型光情
報記録再生装置の第１実施例を示す。透明基板１はブロ
ック状をなし、透明ガラス又は透明プラスチックによっ
て作製される。透明基板１０の図上左側に相当する長手
方向一端面は傾斜面１０ｃになっており、該傾斜面１０
ｃに半導体レーザ１１が実装されている。半導体レーザ
１１から出射されるレーザ光は透明基板１０の内部を進
行し、透明基板１０の下面１０ａにおける一端側に一体
形成された回折格子１２に入射する。回折格子１２はレ
ーザ光を０次、±１次の３本の光ビームに回折する。

【００２５】続いて、この３本の光ビームは透明基板１
０の上面１０ｂの長手方向中央部に形成されたホログラ
ムビームスプリッタ１５、透明基板１０の下面１０ａの
他端側に形成されたホログラムレンズ２３および基板上
面１０ｂのホログラムレンズ２３の上方に相当する部分
に形成された対物レンズ１４を介して光ディスク７のピ
ット上に集光され、３つの光スポットを形成する。

【００２６】中央の０次の光スポットを利用してピット
に記録されているピット情報が検出される。また、０次
の両側に位置する±１次の光スポットを利用してトラッ
キングエラー信号が検出され、０次の光スポットを所望
のトラックに固定するサーボ信号が得られる。

【００２７】光ディスク７に集光されたレーザ光は、デ
ィスク面より反射され、対物レンズ１４、ホログラムレ
ンズ２３を通り、ホログラムビームスプリッタ１５で回
折され、続いて、回折格子１２に並設されたミラー１９
で反射された後、多分割光検出器１６に集光される。こ
れにより、再生信号フォーカスエラー信号、トラッキン
グエラー信号が検出される。

【００２８】ところで、半導体レーザ１１から出射され
るレーザ光は放射角が広いため回折格子１２の周囲にも
入射される。図中破線で示すように、この入射光は透明
基板１０の下面１０ａによって基板内部に向けて反射さ
れる不要光、すなわち迷光１０２となる。また、回折格
子１２によって回折される回折光の中には、上記した０
次、±１次の回折光の他に、高次の回折光も存在する。
この高次の回折光も回折角が大きいため、ホログラムビ
ームスプリッタ１５の周辺部に入射し、ここで基板内部
に向けて反射される迷光１０３となる。

【００２９】このような迷光１０２、１０３を放置する
と、上記したように多分割光検出器１６のＳ／Ｎ比が低
下し、光基板型光情報記録再生装置の誤動を招来する。
そこで、本実施例では回折格子１２およびホログラムビ
ームスプリッタ１５の周辺部を含む透明基板１０の下面
１０ａおよび上面１０ｂに別の回折格子１０１、１０１
をそれぞれ一体形成し、これらの回折格子１０１、１０
１により迷光１０２、１０３を透明基板１０の外部に有
効に放出する構成をとる。

【００３０】図示するように、この回折格子１０１は透
明基板１０の長手方向両端面にも形成されている。すな
わち、本実施例では上記した光学部品の位置を除く透明
基板１０の全面に回折格子１０１が形成されている。こ
のような構成によれば、同様に光ディスク７およびホロ
グラムレンズ２３からの戻り光であって、ホログラムレ
ンズ２３、ホログラムビームスプリッタ１５および回折
格子１２の周辺部に入射する０次光を含む不要な次数の
迷光を透明基板１０の外部に確実に放出することができ
る。

【００３１】従って、本実施例の光基板型光情報記録再
生装置によれば、Ｓ／Ｎ比の低下を来す迷光を多分割光
検出器１６が検出することがない。

【００３２】（第２実施例）図２は本発明の第２実施例
を示す。この第２実施例では、透明基板１０内の光路中
に偏波面変換要素（偏波面変換用光学部品）１１１、即
ち、いわゆる偏光子と偏波面選択要素（偏波面選択用光
学部品）１１２とを形成し、これらによって迷光１０３
が多分割光検出器１６によって検出されるのを防止する
構成する。

【００３３】偏波面変換要素１１１は対物レンズ１４の
入射側に形成される。該偏波面変換要素１１１は、例え
ば、所望の結晶方位に切り出され、所望の厚みを有する
水晶板で構成され、透明基板１０の上面１０ｂに貼り付
けられて固定されている。この偏波面変換要素１１１は
入射光を直線偏光から円偏光に変換する機能を有する。
また、偏波面選択要素１１２は多分割光検出器１６の入
射側に形成される。該偏波面選択要素１１２は紙面に垂
直な方向の偏波面を有する光のみを検出する機能を有す
る。それ故、該偏波面選択要素１１２を通して入射光を
検出する多分割光検出器１６も同様にこの方向の偏波面
を有する入射光のみを検出する。

【００３４】以下にその詳細を説明する。但し、上記第
１実施例と対応する部分については同一の番号を付し、
構造等の詳細については省略する。

【００３５】半導体レーザ１１は図中に記号←→で示す
ように紙面に平行な偏波面を有し、該半導体レーザ１１
から透明基板１０の内部に向けて出射されるレーザ光
は、回折格子１２、ホログラムビームスプリッタ１５、
ホログラムレンズ２３を通って、偏波面変換要素１１１
に入射する。このレーザ光は偏波面変換要素１１１によ
り直線偏光から円偏光に変換される。続いて、レーザ光
は対物レンズ１４により光ディスク７のピット８に集光
される。

【００３６】光ディスク７から反射されたレーザ光は光
偏波面変換要素１１１に再入射し、該偏波面変換要素１
１１によって直線偏光に変換される。この時、レーザ光
は図中に中心部が黒丸の同心円からなる記号で示すよう
に、半導体レーザ１１の出射光と直角の紙面に垂直な偏
波面を有する。続いて、レーザ光はホログラムレンズ２
３を通り、ホログラムビームスプリッタ１５によって分
離され、その後、ミラー１９によって反射され、偏波面
選択要素１１２を通して多分割光検出器１６に入射す
る。

【００３７】上記のように偏波面選択要素１１２は紙面
に垂直な偏波面を有するレーザ光のみを通して多分割光
検出器１６に検出させるので、この垂直方向の偏波面を
有する光ディスク７からの反射光、すなわち前記レーザ
光は多分割光検出器１６により検出されることになる。

【００３８】これに対して透明基板１０内で多重反射を
繰り返される迷光は多分割光検出器１６により検出され
ることがない。すなわち、今、一例として、図中破線で
示される迷光１０３を例にとって説明すると、この迷光
１０３は偏波面変換要素１１１を通過しないため、紙面
に垂直な偏波面を有せず図中の記号←→で示すように紙
面に水平な偏波面を有する光である。従って、該迷光１
０３が偏波面選択要素１１２を通して多分割光検出器１
６により検出さることがない。それ故、本実施例によれ
ば迷光１０３の悪影響を確実に排除でき、多分割光検出
器１６のＳ／Ｎ比を向上できる。

【００３９】なお、上記実施例では、偏波面変換要素１
１１として、直線偏光と円偏光しの変換機能を有するも
のを用いたが、直線偏光と楕円偏光との変換機能を有す
る偏波面変換要素を用いてもよい。

【００４０】（第３実施例）図３は本発明の第３実施例
を示す。この第３実施例では、偏波面変換要素１１１を
ホログラムレンズ２３の周辺部に配置する構成をとる。
こうような構成によれば、レーザ光がこの部分を４回通
過することになり、その分、光路長を稼げるので、透明
基板１０の厚みが上記第１、第２実施例の透明基板１０
の厚みの１／２で良いことになる。従って、本実施例に
よれば、上記実施例同様の効果を奏することができるこ
とはもちろんのこと、光基板型光情報記録再生装置の重
量を更に一層低減できる利点がある。

【００４１】なお、上記実施例と対応する部分について
は同一の番号を付し、具体的な説明については省略す
る。

【００４２】（第４実施例）図４は本発明の第４実施例
を示す。上記第２、第３実施例では偏波面変換要素１１
１として直線偏光と円偏光の変換機能をもつものを用い
たが、本実施例では、Ｂｉ置換ガーネット、ＹＩＧ、Ｂ
ｉ₁₂ＳｉＯ₂₀、ＺｎＳｅ等の材質からなるファラデー回
転素子等のように直線偏波の偏波面を回転する機能をも
つ偏波面変換要素を用いる。

【００４３】図４に示すようにファラデー回転素子１２
１はホログラムレンズ２３の周辺部に形成されており、
透明基板１０の前後両側面の対応する位置に該ファラデ
ー回転素子１２１に磁界を与える永久磁石１２２が配設
される。

【００４４】また、本実施例の偏波面選択要素１１２
は、透明基板１０の一部を形成するプリズム１１４と、
該プリズム１１４の入射面、すなわち多分割光検出器１
６に向かう光の入射面となる面に形成された誘電体多層
膜１１３とで構成されている。このような構成の偏波面
選択要素１１２はＰ偏光成分を透過し、Ｓ偏光成分を反
射する。

【００４５】プリズム１１４は誘電体多層膜１１３を貼
付した後、接着剤を用いて透明基板の長手方向一端面に
接着される。そして、接着後に透明基板１０の傾斜面１
０ｃとなるプリズム１１４の一面に半導体レーザ１１お
よび多分割光検出器１６が形成される。

【００４６】本実施例において、半導体レーザ１１から
出射され、光ディスク７に集光された後反射されるレー
ザ光は以下のようにして多分割光検出器１６に検出され
る。すなわち、半導体サーザ１１から出射され、紙面に
垂直な方向の偏波面を有するレーザ光は、回折素子１
２、ホログラムビームスプリッタ１５、ホログラムレン
ズ２３およびファラデー回転素子１２１を通り、対物レ
ンズ１４により光ディスク７に集光される。ファラデー
回転素子１２１を通る時、レーザ光の偏波面は４５°回
転される。

【００４７】光ディスク７からの反射光は対物レンズ１
４を経てファラデー素子１２１を通り、その後、ホログ
ラムビームスプリッタ１５、ミラー１９を経て、偏波面
選択要素１１２を通して多分割光検出器１６により検出
される。反射光はファラデー回転素子１２１を通過する
際に偏波面が再度４５°回転される。従って、半導体レ
ーザ１１から出射されたレーザ光は結局偏波面が９０°
回転された状態で多分割光検出器１６に入射することに
なる。すなわち、紙面に水平な偏波面を有するレーザ光
となるので、誘電体多層膜１１４を透過し、プリズム１
１３を通して多分割光検出器１６に検出される。

【００４８】これに対して、ファラデー回転素子１２１
を通過しない不要光、すなわち迷光は紙面に垂直な偏波
面を有するため、誘電体多層膜１１３を通過することが
できず、多分割光検出器１６には入射しない。従って、
本実施例においても、上記実施例同様に多分割光検出器
１６のＳ／Ｎ比を向上できる。

【００４９】

【発明の効果】請求項１記載の光基板型光情報記録再生
装置によれば、透明基板の内部で発生する迷光が回折格
子により基板外に確実に放出されるので、光学部品の内
の光検器のＳ／Ｎ比を向上できる。従って、検出精度を
向上でき、誤動作を生じることがない。また、光検出器
を含む多種多様な光学部品が透明基板に一体形成されて
いるので、光学部品相互間の位置調整が不要になる。従
って、製作性の向上が図れる。更には、レーザ光が透明
基板の内部を折り返して進行するので、装置構成の小型
化、軽量化が図れるという利点もある。

【００５０】また、請求項２〜請求項４記載の光基板型
光情報記録再生装置によれば、偏波面変換用光学部品お
よび偏波面選択用光学部品により迷光成分が光検出器に
入射するのを防止できるので、最終的に該信号光を検出
する光検出器のＳ／Ｎ比を向上できる。従って、請求項
１記載の光基板型光情報記録再生装置同様に、検出精度
を向上でき、誤動作を生じることがない。また、同様に
製作性の向上および装置構成の小型化、軽量化が図れ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明光基板型光情報記録再生装置の第１実施
例を示す側面図。

【図２】本発明光基板型光情報記録再生装置の第２実施
例を示す側面図。

【図３】本発明光基板型光情報記録再生装置の第３実施
例を示す側面図。

【図４】本発明光基板型光情報記録再生装置の第４実施
例を示す側面図。

【図５】従来のホログラムピックアップを示す斜視図。

【図６】本願出願人が先に提案した光集積回路を示す斜
視図。

【符号の説明】

７ 光ディスク １０ 透明基板 １０ａ 透明基板の下面 １０ｂ 透明基板の上面 １１ 半導体レーザ １２ 回折格子 １３ コリメータレンズ １４ 対物レンズ １５ ホログラムビームスプリッタ １６ 多分割光検出器 １９ ミラー １０１ 回折格子 １０２、１０３ 迷光 １１１ 偏波面変換要素 １１２ 偏波面選択要素 １１３ 誘電体多層膜 １１４ プリズム １２１ ファラデー回転素子 １２２ 永久磁石

フロントページの続き (72)発明者 加藤 昭七 大阪市阿倍野区長池町22番22号 シヤープ 株式会社内 (72)発明者 中道 眞澄 大阪市阿倍野区長池町22番22号 シヤープ 株式会社内 (72)発明者 浜田 敏正 大阪市阿倍野区長池町22番22号 シヤープ 株式会社内 (72)発明者 松井 完益 大阪市阿倍野区長池町22番22号 シヤープ 株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ブロック状をなす透明基板に、多種多様な
   光学部品を一体形成し、該透明基板の内部をレーザ光が
   伝搬するようにした光基板型光情報記録再生装置におい
   て、 該透明基板の該レーザ光の本来の光路から外れた位置
   に、該透明基板内で反射されて迷光となる光を外部に放
   出する回折格子を一体形成した光基板型光情報記録再生
   装置。
2. 【請求項２】ブロック状をなす透明基板に、レーザ光源
   や光検出器等の多種多様な光学部品を一体形成し、該透
   明基板の内部をレーザ光が伝搬するようにした光基板型
   光情報記録再生装置において、 該光検出器に検出される信号光の経路に偏波面変換用光
   学部品および偏波面選択用光学部品を設けた光基板型光
   情報記録再生装置。
3. 【請求項３】前記偏波面変換用光学部品が直線偏光と円
   偏光および楕円偏光との変換機能を有する請求項１記載
   の光基板型光情報記録再生装置。
4. 【請求項４】前記偏波面変換用光学部品が直線偏光の偏
   波面回転機能を有する請求項１記載の光基板型光情報記
   録再生装置。