JPH02121131A

JPH02121131A - 光ピックアップ

Info

Publication number: JPH02121131A
Application number: JP63273827A
Authority: JP
Inventors: Kunio Yamamiya; 国雄山宮
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1988-10-28
Filing date: 1988-10-28
Publication date: 1990-05-09

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、光学系にホログラムを用いた光ピックアップ
に関する。

［従来の技術と発明が解決しようとする課題］近年、情
報に関する産業の進展がめざましく、取扱われる情報記
も増大する傾向にある。このため、従来の磁気ヘッドを
用いて情報を記録したり、再生したりする記録または再
生装置に代わり、光ビームを照射して、記録媒体に高密
度で情報を記録したり、記録媒体に高密度で記録された
情報を高速度で再生したりすることのできる光学的情報
記録再生装置が注目される状況にある。

ところで、前記光学的情報記録再生装置に用いられる光
ピックアップは、アクセス時間短縮のため、小型、軽量
であることが望ましい。そこで、最近、光ピックアップ
の小型化、軽量化のために、例えば、「光技術］ンタク
ト」誌、１９８７年１２月号、第６９８〜７０７頁に掲
載された「ホログラフィック光学素子の産業への応用Ｊ
に示されるように、光学系にホログラムを用いたものが
提案されている。

また、更に、光ピックアップを小型化、軽量化するもの
として、特開昭６２−１６２２４１公報や、特開昭６２
−９７１４１号公報には、ボログラムを用いた光ピック
アップにおいて、半導体レーザ等の光源と、情報及び制
御信号検出用の光検出器とを、同一基板上に設ｃノたも
のが開示されている。

前記特開昭６２−１６２２４６号公報に示される光ピッ
クアップでは、レーデ光源を含み光軸に直交する平面内
のレーザ光源の外周上に光検出器を配置し、これらと、
記録媒体との間に、レーザ光源からの光束を記録媒体に
収束させ、記録媒体からの反射光を光検出器にηく２枚
の表面レリーフ型グレーティング（ホログラム）を配置
している。２枚のホログラムは、それぞれ回折される偏
光方向が異なっており、これにより、往路と復路の光束
を分離している。また、フォーカス、トラッキングのエ
ラー信号検出については、レーザ光源の外周に、４分割
の光検出器を配置し、各光検出器の出力のバランスによ
って、フォーカス、トラッキングのエラー信号を得るよ
うになっている。

また、前記特開昭６２−９７１１１号公報に示される光
ピックアップでは、戻り光の光路中にビームを２分割す
る回折格子を配てし、これによって分割された各ビーム
を、それぞれ、２分割の光検出器で検出するようになっ
ている。そして、４つの光検出器の出力のバランスによ
って、フォーカス、トラッキングのエラー信号を得るよ
うになっている。

しかしながら、前記特開昭６２−１６２２４６号公報、
特開昭６２−９７１４１号公報に示される光ピックアッ
プでは、いずれも、フォーカス。

トラッキングエラー信号検出において、フォーカス検出
用のビームとトラッキング検出用のビームが混在するた
め、フォーカスオフセットに対し、トラッキングエラー
信号が影響し、また、逆に、トラックオフセットに対し
、フォーカスエラー信号が影響を及ぼすという問題点が
ある。

また、ホログラムは、光源からの熱によって光学歪、す
なわち、波面収差が発生し、フォーカス。

トラッキングオフセットが生じるという問題点がある。

また、ホログラムとして、偏光特性を右する表面レリー
フ型を用いた場合、このホログラムは、グレーティング
の格子溝幅が小さいため、はこりやごみに対して弱いと
いう問題点がある。すなわち、格子に、はこりやごみが
堆積すると、回折効率が変化する。

また、前記特開昭６２−１６２２４６号公報に示される
光ピックアップでは、半導体レーザがらのＰ偏光の出射
光は、１／４波長板を経て、記録媒体で反射し、再び１
７４波長板を経て、Ｓ偏光となり、Ｓ偏光を回折するホ
ログラムによって光検出器に導かれるようになっている
。しかしながら、記録媒体の複屈折の影響で、Ｐ偏光成
分が生じると、半導体レーザヘ一部の光が戻り、半導体
レージのノイズが増大し、半導体レーザの後方モニタ光
を用いる△ＰＣ回路においては、問題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、小型
化、軽量化を可能とすると共に、フォーカスエラー信号
とトラッキングエラー信号の相互の干渉をなくした光ピ
ックアップを提供することを目的としている。

本発明は、更に、光源の熱によってホログラムが影響を
受けることを防止できるようにした光ピックアップを提
供することを目的としている。

本発明は、更に、はこりやごみによってホログラムが影
響を受けることを防止できるようにした光ピックアップ
を提供することを目的としている。

本発明は、更に、記録媒体の複屈折によるノイズの影響
を受けない△ＰＣ回路を実現できるようにした光ピック
アップを提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］本発明の光ピックアップは、記録媒体に照！）Ｊ′！す
る光を出射する光源と、前記光源から出射され、前記記
録媒体で反射された光束を、フォーカスとトラッキング
の各エラー信号を互いに独立に検出可能とするために、
少なくとも２つに分割すると共に、分割された各光束を
前記光源とは異なる方向に導く光束分割用ホログラムと
、前記光束分割用ホログラムによって分割された２つの
光束の少なくとも一方の光路上に配置され、フォーカス
またはトラッキングのエラー信号検出のための光束を生
成するエラー信号検出用ホログラムと、前記光束分割用
ホログラムによって分割された各光束を受光し、情報（
ｆｆｉ　、４を検出可能であると共に、フォーカスとト
ラッキングの各エラー信号をＨいに独立に検出可能な複
数の光検出器とを描えると共に、前記光源と、前記複数
の光検出器とが一体基板上に設けられ、前記エラー信号
検出用ホログラムが、前記一体基板と前記光束分割用ホ
ログラムとの間に配置されているものである。　例えば
、前記エラー信号検出用ホログラムと、前記光束分割用
ホログラムの少なくとも一方は、透明基板により密封さ
れている。

また、例えば、前記光源及び複数の光検出器が設けられ
た一体基板は、透明基板の一方の面に配置され、この透
明基板の他方の面に、前記エラー信号検出用ホログラム
と、前記光源の前方光モニタ用の光検出器とが配置され
る。

［作用］本発明では、光源から出射された光は、記録媒体で反射
され、光束分割用ホログラムによって、少なくとも２つ
に分割され、且つ、光源とは異なる方向に導かれる。前
記光束分割用ホログラムによって分割された２つの光束
の少なくとも一方は、エラー信号検出用ホログラムによ
って、フォーカスまたはトラッキングのエラー信号検出
のための光束にされる。そして、前記光束分割用ホログ
ラムによって分割された各光束は、複数の光検出器によ
って受光され、情報信号が検出されると共に、フォーカ
スとトラッキングの各エラー信号が互いに独立に検出さ
れる。

また、光源と複数の光樟出器とが一体長板上に設けられ
、前記エラー信号検出用ホログラムが、前記一体基板と
光束分割用ホログラムとの間に配置されていることから
、光ピックアップの小型化。

軽量化が可能となる。

また、エラー信号検出用ホログラムと光束分割用ホログ
ラムの少なくとも一方を、透明基板により密封すること
により、ホログラムが、光源の熱や、はこりやごみによ
って影響を受けることが防止される。

また、光源及び複数の光検出器が設けられた一体基板を
、透明基板の一方の面に配置し、この透明基板の他方の
面に、エラー信号検出用ホログラムと光源の前方光モニ
タ用の光検出器とを配置することにより、光源の前方光
をモニタすることができ、記録媒体の複屈折によるノイ
ズの影響を受けないＡＰＣ回路を実現できる。

［実施例］以下、図面を参照して本発明の詳細な説明りる。

第１図ないし第６図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は光ピックアップの描成を示す説明図、第２図は半導
体レーザの出射ビームの形状を示す説明図、第３図は本
実施例の主要部を示す平面図、第４図は本実施例の主要
部を示す平面図、第５図は情報信号及びフォーカス、ト
ラッキングエラー信号検出用の回路を示す回路図、第６
図（ａ）は合焦時における各光検出器上の光束の形状を
示す説明図、第６図（ｂ）は合焦点よりも記録媒体が遠
い場合における各光検出器上の光束の形状を示す説明図
である。

第１図に示すように、記録再生用記録媒体３に対して、
情報の記録、再生を行う追記型（ＤＲＡＷ）あるいは再
生専用型の光ピックアップ１は、光源としての半導体レ
ーザ２を備え、この半導体レーザ２と記録媒体３との間
に、半導体レーザ２側より順に、第３ホログラム１３及
び第４ホログラム１４、第２ホログラム１２．１／４波
長板１０１及び第１ホログラム１１が配設されている。

また、前記半導体レーザ２の側方には、第４図に示？ｌ
’　にうに、この半導体レーザ２と一体基板６上に設け
られた光検出器５Ａ、５Ｂ、５Ｇが配置されている。

第４図に示すように、前記半導体レーザ２及び光検出１
Ｗ５Ａ、５Ｂ、５Ｃが設けられた基板６は、透明基板７
の一方の面に接合され、この透明基板７の他方の面には
、第３図に示すように、前記第３ホログラム１３、第４
ホログラム１４が密封されていると共に、前方モニタ（
光検出器）８Ａ。

８Ｂが接合されている。

前記半導体レーザ２から出射される光ビームは、第２図
に示すように、楕円形状であり、楕円の短軸方向がＰ偏
光の偏光面になっている。

前記第３ホログラム１３及び第４ホログラム１４は、前
記半導体レーザ２の楕円ビームをけらないように、楕円
ビームの短軸方向の両側に配置されている。また、前記
前方モニタ８Ａ、８Ｂは、楕円ビームの長軸方向の両側
であって、この楕円ビームの長袖方向の両端部側を受光
可能な位置に配置されている。モして、前記半導体レー
ザ２の楕円ビームは、前記第３ホログラム１３．第４ホ
ログラム１４．及び前方モニタ８Ａ、８Ｂによって囲わ
れた中央部分を通過する際に、前方モニタ８Ａ、８Ｂに
よって長軸方向の両端部が遮光され、略円形のビームに
変換されるようになっている。

前記第２ホログラム１２には、Ｐ偏光を透過し、Ｓ偏光
を回折するような表面レリーフ型ホログラムを用いてい
る。また、この第２ホログラム１２は、記録媒体３から
の反射光束を２分割し、一方の光束を第３ホログラム１
３へ、他方の光束を第４ホログラム１４へ導くように回
折するようになっている。尚、第３図において、符号１
５は第２ホログラム１２で分割され、第３ホログラム１
３に投影される光束を示し、１６は第２ホログラム１２
で分割され、第４ホログラム１４に投影される光束を示
している。

また、第１ホログラム１１は、対物レンズの機能を有し
、半導体レーザ２からの光束を収束して、記録媒体３上
にスポット状に集束させる共に、この記録媒体３からの
反射光を、収束するように回折するようになっている。

また、前記第３ホログラム１３は、第３図に示りように
、２分割され、それぞれ、Ｓ偏光を回折する表面レリー
フ型ホログラムを用いており、第２ホログラム１２から
の光束１５を２分割し、−方の光束を光検出器５Ｂへ、
他方の光束を光検出器５Ｃへ尋くように回折するように
なっている。

また、前記第４ホログラム１４には、Ｓ偏光を回折する
表面レリーフ型ホログラムを用いており、第２ホログラ
ム１２からの光束１６を光検出器５Ａへ導くように回折
するようになっている。また、前記光検出器５Ａは、２
分割の光検出器になっている。

次に、本実施例の作用について説明する。

紙面内振動づるＰ偏光のりｒ導体レーザ２がらの楕円ビ
ームは、透明基板７を経て、第３ホログラム１３．第４
ホログラム１４．及び前方モニタ８Ａ、８Ｂによって囲
われた中央部分を通過する際に、略円形のビームに変！
９！される。この円形ビームは、第２ホログラム１２を
透過し、１／４波長板１０で、Ｐ偏光の直線偏光から円
偏光に変換される。この円偏光のビームは、第１ホログ
ラム１１によって、記録媒体３上にスポット状に集束さ
せる。この記録媒体３で反射された光は、前記第１ホロ
グラム１１によって収束するように回折され、再び、１
／４波長板１ｏを通過して、円偏光からＳ偏光の直線偏
光に変換される。この１／４波長板１０を通過した光は
、第２ホログラム１２によって、２つの半円ビームに２
分割される。

第２ボログラム１２によって分割された一方の半円ビー
ムは、第３ホログラム１３に入射し、２つの１／４円ビ
ームに２分割される。一方の１７４円ビームは、光検出
器５Ｂに入射し、他方の１／４円ビームは、光検出器５
Ｃに入射する。そして、２つの光検出器５Ｂ、５Ｃの出
力信号より、トラッキングエラー信号が生成されるよう
になっている。

また、第２ホログラム１２によって分割された他方の半
円ビームは、第４ホログラム１４に入射して回折され、
光検出器５△に入射する。そしてこの２分割の光検出器
５Ａの出力信号より、フォーカスエラー信号が生成され
るようになっている。

第５図に示すように、トラッキングエラー信号は、減算
器２１によって、光検出器５Ｂ、５Ｃの出力の差信号を
生成することにより得られる。また、フォーカスエラー
信号は、減算器２２によって、光検出器５Ａの各光検出
器５Ａ１．５Ａ２の出力の差信号を生成することにより
ｊｌられる。また、情報信号は、加？、ｉ器２３によっ
て得られる光検出器５Ｂ、５Ｃの出力の和信号と、加算
器２４によってｔ７られる光検出器５Ａ＋　、５Ａ２の
出力の和信号とを、加算器２５によって加免づ−ること
により得られる。すなわち、情報信号は、全光検出器５
Ａ、５Ｂ、５Ｃの出力の和より得られる。

尚、トラッキングエラー信号検出は、記録媒体３の案内
溝に対し、照射される光スポットのずれを検出する方法
を用いており、光スポットが案内溝に対してずれている
ときは、光検出器５Ｂ、５Ｃに入射する１／４円の光ビ
ームの大きさがずれる。号なわら、光検出器５Ｂの１／
４円が大きくなると光検出器５Ｃの１／４円が小さくな
り、逆に、光検出器５Ｃの１／４円が大ぎくなると光検
出器５Ｂの１／４円が小さくなる。

また、フォーカスエラー信号検出は、第２ホログラム１
２をナイフェツジに利用したナイフェツジ法を用いてお
り、合焦点よりも記録媒体３が近い場合には、記録媒体
３上ではデフォーカス状態となり、第５図に示すように
、光検出器５Ａ１側に半円が投影される。また、第６図
（ａ）に示すように、合焦状態では、光検出器５Ａ、５
Ｂ、５Ｃに対して、いずれも結像された状態となり、光
検出器５Ａ＋　、５Ａ２間に焦点を結ぶ。また、合焦点
よりも記録媒体３が遠い場合には、記録媒体３上ではデ
フォーカス状態となり、第６図（ｂ）に示すように、光
検出器５△２側に半円が投影される。このとき、光検出
器５８．５Ｇに投影される１／４円の形状は、第５図の
場合と逆（裏）になる。

また、前方モニタ８Ａ、８Ｂの出力は、半導体レーザ２
の発光出力を自動調整するＡＰＣ回路に送られる。

このように、本実施例によれば、第２ホログラム１２に
よって、記録媒体３からの戻り光を、フォーカスエラー
信号検出用のビームと、トラッキングエラー信号検出用
のビームとに分離し、各ビームを、別々の光検出器５Ａ
と、５Ｂ及び５Ｃによって受光するようにしたので、フ
ォーカスとトラッキングの各エラー信号を互いに独立に
検出することができ、相りの干渉がなくなる。

また、半導体レーザ２と複数の光検出器５Ａ。

５Ｂ、５Ｃとが一体基板６上に設けられ、エラー信号検
出用の第３．第４ホログラム１３．１４が、前記一体基
板６と光束分割用の第２ホログラム１２との間に配置さ
れているので、光ピックアップ１の小型化、軽か化が可
能となる。

また、第３．第４ホログラム１３．１４を、透明基板７
により密封することにより、半導体レーザ２からの熱に
よるホログラム１３．１４の光学歪、すなわち、収差発
生によるフォーカス、トラッキングＡフセットを除去す
ることができる。

また、第３．第４ホログラム１３．１４を、透明基板７
により密封することにより、これらのホログラムに、格
子満の幅の狭い、偏光特性を有する空間周波数の高いホ
ログラムを使用した場合、このホログラムが、はこりや
ごみによって影響を受けることを防止できる。

また、半導体レー’ｆ２及び光検出Ｚ５Ａ、５Ｂ。

５Ｃが設けられた一体基板６を、透明基板７の一方の面
に配置し、この透明基板７の他方の面に、第３．第４ホ
ログラム１３．１４と前方モニタ８Ａ、８Ｂとを配置す
ることにより、半導体レーザ２の前方光をモニタするこ
とができ、記録媒体３の複屈折によるノイズの影響を受
けないＡＰＣ回路を実現できる。

尚、本実施例において、第４ホログラム１４を設けずに
、第２ボログラム１２′ｃ分割された半円形ビームを、
そのまま、光検出器５△に入射させても良い。

第７図は本発明の第２実施例の光ピックアップを示す説
明図である。

本実施例では、第１のホログラム１１をコリメータレン
ズの機能を有するものとし、この第１のホログラム１１
と記録媒体３との間に、別体の対物レンズ３１を設けて
いる。従って、記録媒体に照射される光ビームは、第１
ホログラム１１によって平ｔ１光束にされ、対物レンズ
３１によって記録媒体３上に集束され、また、この記録
媒体３からの反射光は、対物レンズ３１によって収束さ
れる。

また、前記対物レンズ３１以外の光学系は、−体化され
ている。ブなわら、第１実施例と同様に、透明Ｌ１板７
の一方の面に、半導体レーザ２と光検出器５△、５Ｂ、
５Ｃが設（）られた一体基板６を接合し、他方の面上に
、第３．第４ホログラム１３．１４及び前方モニタ８Δ
、８Ｂを設けでいる。

更に、他の透明基板３２を設け、この透明基板３２の一
方の面に、第２ホログラム１２を密封し、他方の面に、
１／４波長板１０及び第１ホログラム１１を設けている
。イして、透明基板７と透明基板３２の間に、スペーサ
３３を設【ノで、両透明基板７．３２間に空間部を設け
、更に、透明基板７及び透明基板３２を、枠体３４で保
持することにより、対物レンズ３１以外の光学系を一体
化している。

そして、対物レンズ３１のみを、移動可能としてフォー
カス、トラッキング制御するようにしている。

本実施例によれば、表面レリーフ型ホログラムを用いた
第２ホログラム１２も密封したので、この第２ホログラ
ム１２も、半導体レーザ２の熱やほこり、ごみ等から保
護される。

また、対物レンズ３１以外の光学系を一体化したので、
光ピックアップをより小型化、軽量化すことができる。

その他の構成２作用及び効果は、第１実施例と同様であ
る。

第８図及び第９図は本発明の第３実施例に係り、第８図
は光ピックアップの構成を示す説明図、第９図はホログ
ラムの説明図である。

本実施例では、第２実施例と同様に、第１のホログラム
１１をコリメータレンズの機能を有するものとし、この
第１のホログラム１１と記録媒体３との間に、別体の対
物レンズ３１を設けている。

また、本実施例では、第１実施例における第２゜第３．
第４ホログラム１２．１３．１４を、一つのホログラム
４１で兼用している。このホログラム４１は、透明基板
３２の一方の面に密封されている。

前記ホログラム４１は、第９図に示すように、手内部分
４１Δと、２つの１／４内部分４１Ｂ。

４１Ｇで構成されている。各部分は、いずれもＳ偏光を
回折する偏光特性を右する表面レリーフ型ボログラムを
用いており、手内部分４１Ａは・光検出器５Ａに、１７
４内部分４１Ｂ（よ光検出器５Ｂに、１／４内部分４１
Ｃは光検出器５Ｃに、それぞれ、光ビームを導くように
回折するようになっている。

本実施例によれば、構成が筒中に４ｒる。

その他の構成１作用及び効果は、第１実施例と同様であ
る。

尚、本発明は、上記各実施例に限定されず、例えば、第
３．第４ホログラム１３．１４は、偏光性を有しないホ
ログラムでもあっても良い。

［発明の効果１以り説明したように本発明によれば、光源と複数の光検
出器とが一体基板上に設けられ、エラー信号検出用ホロ
グラムが、前記一体基板と光束分割用ホログラムとの間
に配置されているので、光ピックアップの小型化、軽り
化が可能になり、しかも、光束分割用ホログラムによっ
て、フォーカスとトラッキングの各エラー信号を互いに
独立に検出可能なように分割して、分割された各光束を
複数の光検出器によって受光するようにしたので、フォ
ーカスとトラッキングの各エラー信号を互いに独立に検
出することができ、各エラー信号の相互の干渉がなくな
るという効果がある。

また、エラー信号検出用ホログラムと光束分割用ホログ
ラムの少なくとも一方を、透明基板により密封すること
により、ホログラムが、光源の熱や、はこりやごみによ
って［’を受けることを防止“Ｃぎるという効果がある
。

また、光源及び複数の光検出器が設けられた一体基板を
、透明基板の一方の面に配置し、この透明基板の他方の
面に、エラー信丹検出用ホログラムと光源の前方光モニ
タ用の光検出器とを配ｍすることにより、光源の前方光
をモニタすることができ、記録媒体の複屈折によるノイ
ズの影響を受けないＡＰＣ回路を実現できるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は光ピックアップの構成を示す説明図、第２図は半導
体レーザの出射ビームの形状を示す説明図、第３図は本
実施例の主要部を示づ平面図、第４図は本実施例の主要
部を示づ平面図、第５図は情報信号及びフォーカス、ト
ラッキングエラー信号検出用の回路を示ず回路図、第６
図（ａ）は合焦時における各光検出器上の光束の形状を
示す説明図、第６図（ｂ）は合焦点よりも記録媒体が遠
い場合における各光検出器上の光束の形状を示す説明図
、第７図は本発明の第２実施例の光ピックアップを示す
説明図、第８図及び第９図は本発明の第３実施例に係り
、第８図は光ピックアップの構成を示づ説明図、第９図
はホログラムの説明図ぐある。１・・・光ピックアップ　　２・・・半導体レーザ５Ａ
、５Ｂ、５Ｃ・・・光検出器６・・・一体基板　　　　　７・・・透明基板８Δ、８
Ｂ・・・前方モニタ１１・・・第１ホログラム　１２・・・第２ホログラム
１３・・・第３ホログラム　１４・・・第４ホログラム
第１図第２図第３図第７図第５図Ｃ第６図（ａ）（ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）記録媒体に照射する光を出射する光源と、前記光
源から出射され、前記記録媒体で反射された光束を、フ
ォーカスとトラッキングの各エラー信号を互いに独立に
検出可能とするために、少なくとも２つに分割すると共
に、分割された各光束を前記光源とは異なる方向に導く
光束分割用ホログラムと、前記光束分割用ホログラムによって分割された２つの光
束の少なくとも一方の光路上に配置され、フォーカスま
たはトラッキングのエラー信号検出のための光束を生成
するエラー信号検出用ホログラムと、前記光束分割用ホログラムによって分割された各光束を
受光し、情報信号を検出可能であると共に、フォーカス
とトラッキングの各エラー信号を互いに独立に検出可能
な複数の光検出器と、を備えると共に、前記光源と、前記複数の光検出器とが一体基板上に設け
られ、前記エラー信号検出用ホログラムが、前記一体基板と前
記光束分割用ホログラムとの間に配置されていることを
特徴とする光ピックアップ。
（２）前記エラー信号検出用ホログラムと、前記光束分
割用ホログラムの少なくとも一方は、透明基板により密
封されていることを特徴とする請求項１記載の光ピック
アップ。
（３）前記光源及び複数の光検出器が設けられた一体基
板は、透明基板の一方の面に配置され、この透明基板の
他方の面に、前記エラー信号検出用ホログラムと、前記
光源の前方光モニタ用の光検出器とが配置されているこ
とを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。