JPH0460931A - optical pickup - Google Patents

optical pickup

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Publication number
JPH0460931A
JPH0460931A JP2167668A JP16766890A JPH0460931A JP H0460931 A JPH0460931 A JP H0460931A JP 2167668 A JP2167668 A JP 2167668A JP 16766890 A JP16766890 A JP 16766890A JP H0460931 A JPH0460931 A JP H0460931A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
light
semiconductor laser
hologram element
optical disk
Prior art date
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Pending
Application number
JP2167668A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshikazu Hori
義和 堀
Makoto Kato
誠 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2167668A priority Critical patent/JPH0460931A/en
Publication of JPH0460931A publication Critical patent/JPH0460931A/en
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  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce the thickness of an optical head by moving a base body in such a manner that diffracted light is condensed to the surface of an optical disk according to the detection signal detected by a photodetecting element. CONSTITUTION:The light reflected from the surface of the optical disk is subjected to wave front conversion by a hologram element 4 for splitting beams and is introduced to the photodetecting element 5 by which the servo signals of tracking and focusing are detected. The entire part of the base body 1 is moved by an actuator 6 according to these servo signals, by which the laser beam is so controlled as to be condensed as a microspot to the tracks of the optical disk 7. The diameter of the condensed spot by the 1st hologram element 3 is determined by the aperture diameter of the hologram element and, therefore, a specified or larger size is necessary, but the installation of the hologram element at a shallow angle to the base of the base body by designing of a grating is possible. The optical pickup contributing to the thickness reduction of the base body is obtd. in this way.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明(よ レーザ光を用いて光ディスク等の光記憶媒
体に記憶される情報の記録や読出し及びサーボ信号検出
を行うための光ピツクアップに関するものである。特に
本発明は光学系の簡略化と小型イK 薄型化をずるため
の描込を提供ずるものである。
[Detailed Description of the Invention] Industrial Field of Application The present invention relates to an optical pickup for recording and reading information stored in an optical storage medium such as an optical disk and detecting a servo signal using a laser beam. In particular, the present invention provides a method for simplifying the optical system and reducing the size and thickness of the optical system.

従来の技術 光ディスクに記憶された情報の読出しをレーザ光を用い
て行う従来の光ピツクアップの一例を第6図に示す。光
源としての半導体レーザ131、この半導体レーザから
出射する光を平行ビームに変換するコリメーションレン
ズ132、光デイスク134表面に1μm以下のスポッ
ト径に集光するための大きなNA(約0.45)を有す
る集光レンズ133、及び光ディスク134で反射する
先の一部を分離するビームスプリッタ135、その波面
に非点収差を与えて受光素子(ディテクタ)138に導
くためのシリンドリカルレンズ136、レンズ137、
及び記録信号、とサーボ信号を検出するための四分割の
受光素子138を含んで構成されている。受光素子13
8を通じて検出されるサーボ信号に応じて、集光レンズ
133が移動し光ディスク134の表面には常にほぼ回
折限界に絞られた微小スポットが形成されている。そし
て前記のように受光素子で検出される反射光強度から記
録信号が読みだされる。この様&へ 通常の光ピツクア
ップは光ディスクの表面で反射するレーザ光を受光素子
に導くためのビームスプリッタや反射光に非点収差等を
与え 光ディスクに集光された光の焦点ずれやトラッキ
ングずれを検出可能にして受光素子に結像せしめるため
の光学素子が必要とされるの玄 光学部品点数が増え光
軸合わせが困難となり製造価格が高価なものとなり、ま
た光ピツクアップを小型化する上で大きな問題となって
い九 そこで光ピツクアップの光学系を小型{t.  
簡素化するためにビームスプリッタとプリズムを一枚の
ホログラムで代替えしたホログラムヘッドが提案されて
いる。このホログラム型の光ビックアップの概略を第7
図に示す。半導体レーザ141より放射された光(よ 
ホログラム142を通過し 反射鏡146で進行方向が
折り曲げら札 対物レンズ143により光ディスク14
4の表面に集光される。光ディスク144の表面で反射
され記録情報に応じて反射光量の変調されて広がる光(
戴 再度対物レンズ143により収束され一部は半導体
レーザ141に戻る力( 一部は二つの領域(RlとR
2)に分割されたホログラム素子142により二方向に
分割され 四分割の受光素子145に結像され ナイフ
ェツジ法により焦点エラー信号、またプッシュプル法に
よりトラッキングサーボ信号が検出されるととも艮 前
記コンパクトディスクの信号が検出される。前記対物レ
ンズはサーボ信号に応じて移動し 光ディスク144の
表面にはほぼ回折限界に絞られた微小スポットが形成さ
れている。
Prior Art FIG. 6 shows an example of a conventional optical pickup in which information stored on an optical disk is read using a laser beam. A semiconductor laser 131 as a light source, a collimation lens 132 that converts the light emitted from this semiconductor laser into a parallel beam, and a large NA (approximately 0.45) to condense the light into a spot diameter of 1 μm or less on the surface of the optical disk 134. a condensing lens 133 and a beam splitter 135 that separates a portion of the beam reflected by the optical disk 134; a cylindrical lens 136 and a lens 137 for imparting astigmatism to the wavefront and guiding it to a light receiving element (detector) 138;
It is configured to include a four-part light receiving element 138 for detecting recording signals, and servo signals. Light receiving element 13
The condenser lens 133 moves in response to a servo signal detected through the optical disc 8, and a minute spot focused almost to the diffraction limit is always formed on the surface of the optical disc 134. Then, as described above, a recorded signal is read out from the intensity of reflected light detected by the light receiving element. In this way, a normal optical pickup uses a beam splitter to guide the laser light reflected on the surface of the optical disc to the light receiving element, and the reflected light has astigmatism, etc., which causes the focus shift and tracking shift of the light focused on the optical disc. An optical element is required to enable detection and form an image on the photodetector, which increases the number of optical components and makes it difficult to align the optical axis, making manufacturing expensive. Therefore, the optical system of the optical pickup was made smaller {t.
For simplicity, a hologram head has been proposed in which the beam splitter and prism are replaced with a single hologram. The outline of this hologram-type optical surprise is explained in Section 7.
As shown in the figure. The light emitted from the semiconductor laser 141
The optical disc 14 passes through the hologram 142 and is bent in the traveling direction by the reflecting mirror 146.
The light is focused on the surface of 4. Light that is reflected on the surface of the optical disk 144 and spreads with the amount of reflected light modulated according to the recorded information (
The force is again focused by the objective lens 143 and a portion returns to the semiconductor laser 141 (a portion is generated by the two regions (Rl and R
2) The compact disc is divided into two directions by the divided hologram element 142 and focused on the four-divided light receiving element 145, and a focus error signal is detected by the Naifezi method and a tracking servo signal is detected by the push-pull method. signal is detected. The objective lens moves in response to a servo signal, and a minute spot narrowed down to approximately the diffraction limit is formed on the surface of the optical disk 144.

発明が解決しようとする課題 ところがこのようなホログラムを用いて小型光ピツクア
ップを実現しても光ピツクアップの厚さは集光レンズ近
傍での光ビームの径とレンズの厚さの和で決定され ま
た特に前記のような集光レンズ移動型のホログラムヘッ
ドにおいてはレンズの軸外の収差をできるだけ抑制する
ために 約5mmの大口径のでしかも大きなNAを得る
ために数Pの厚い非球面レンズを用いる必要があり、こ
のため光ヘッドの薄型化には限界があった 即ち厚さ1
0mm以下の光ピツクアップを製造することはほとんど
不可能であっ九 光ヘッドの薄型化は装置を小型化する
上において、また同一の大きさの装置を考えたときその
大容量化を図る上において極めて重要な課題であっ九 本発明はかかる問題を克服し薄型(例えば厚さ3mm以
下)の光デイスク用光ピツクアップを提供するものであ
る。
Problems to be Solved by the Invention However, even if a compact optical pickup is realized using such a hologram, the thickness of the optical pickup is determined by the sum of the diameter of the optical beam near the condenser lens and the thickness of the lens. In particular, in the above-mentioned hologram head with a moving condenser lens, in order to suppress off-axis aberrations of the lens as much as possible, it is necessary to use a thick aspherical lens with a large diameter of about 5 mm and a thickness of several P in order to obtain a large NA. Therefore, there was a limit to how thin the optical head could be made, i.e., thickness 1
It is almost impossible to manufacture an optical pickup with a thickness of 0 mm or less.9 Reducing the thickness of the optical head is extremely important in terms of miniaturizing the device and increasing the capacity of the same size device. This is an important problem.The present invention overcomes these problems and provides a thin (eg, 3 mm or less thick) optical pickup for optical disks.

課題を解決するための手段 本発明は次の手段により上記の問題点を解決するもので
ある。
Means for Solving the Problems The present invention solves the above problems by the following means.

本発明は半導体レーザと、前記半導体レーザから放射さ
れ発散しつつ空間を伝搬する光を回折させかつ回折光を
光ディスクの一点に集光させる機能を有する第一のホロ
グラム素子、前記光ディスクから反射され前記光路を逆
方向に伝搬する光の一部を分割しかつ波面変換を行い光
検出素子に導く機能を有する第二のホログラム素子及び
信号を検出する光検出素子を含む複数の光学素子が同一
の基体に配置され 前記光検出素子で検出される検出信
号に応じて前記回折光が光ディスクの表面に集光される
ように前記の基体が移動される光ピツクアップを提供す
る。
The present invention includes a semiconductor laser, a first hologram element having a function of diffracting light emitted from the semiconductor laser and propagating in space while being diverging, and condensing the diffracted light to one point on an optical disk; A plurality of optical elements including a second hologram element that has the function of splitting a part of the light propagating in the opposite direction on the optical path, converting the wavefront, and guiding it to the photodetection element, and a photodetection element that detects the signal are on the same base. The present invention provides an optical pickup in which the base body is moved so that the diffracted light is focused on the surface of an optical disk in accordance with a detection signal detected by the photodetection element.

また本発明は半導体レーザと、前記半導体レーザから放
射され発散しつつ空間を伝搬する光を回折しかつ平行光
に変換する機能を有する第一のホログラム素子、前記回
折光を光ディスクの一点に集光させる機能を有する集光
レンズ、前記光ディスクから反射され前記光路を逆方向
に伝搬する光の一部を分割しかつ波面変換を行い光検出
素子に導く機能を有する第二のホログラム素子及び信号
を検出する光検出素子を含む複数の光学素子が同一の基
体に配置され 前記光検出素子で検出される検出信号に
応じて前記回折光が光ディスクの表面に集光されるよう
に前記の基体が移動される光ピツクアップを提供する。
The present invention also provides a semiconductor laser, a first hologram element having a function of diffracting light emitted from the semiconductor laser and propagating in space while diverging and converting it into parallel light, and condensing the diffracted light onto one point on an optical disk. a condensing lens having a function of splitting a part of the light reflected from the optical disk and propagating in the opposite direction along the optical path, a second hologram element having a function of performing wavefront conversion and guiding it to a photodetecting element, and detecting a signal. A plurality of optical elements including a photodetecting element are arranged on the same base, and the base is moved so that the diffracted light is focused on the surface of the optical disk in response to a detection signal detected by the photodetecting element. Provides optical pickup.

また本発明は 半導体レーザと、前記半導体レーザから
放射され発散しつつ空間を伝搬する光を回折させ光の進
行方向を変化させる第三のホログラム素子、前記回折光
を回折効果により光ディスクの一点に集光させる機能を
有する第一のホログラム素子、前記光ディスクから反射
され前記光路を逆方向に伝搬する光の一部を分割しかつ
波面変換を行い光検出素子に導く機能を有する第二のホ
ログラム素子及び信号を検出する受光素子を含む複数の
光学素子が同一の基体に配置され 前記光検出素子で検
出される検出信号に応じて前記回折光が光ディスクの表
面に集光されるように前記の基体が移動される光ピツク
アップを提供する。
The present invention also provides a semiconductor laser, a third hologram element that diffracts the light emitted from the semiconductor laser and propagating in space while diverging, and changes the direction of travel of the light, and the diffracted light is focused at one point on an optical disk by a diffraction effect. a first hologram element having a function of emitting light, a second hologram element having a function of splitting a part of the light reflected from the optical disk and propagating in the opposite direction along the optical path, converting the wavefront, and guiding it to the photodetecting element; A plurality of optical elements including a light-receiving element for detecting a signal are arranged on the same base, and the base is arranged so that the diffracted light is focused on the surface of the optical disk according to the detection signal detected by the light-detecting element. Provides a moved optical pickup.

そして、また 第三のホログラム素子が第二もしくは第
三のホログラム素子と同一の基板に形成されている構造
を提供する。
Also provided is a structure in which the third hologram element is formed on the same substrate as the second or third hologram element.

更番ヘ  本発明は 半導体レーザとして波長安定化半
導体レーザを用いる手段を提供する。
Next, the present invention provides means for using a wavelength stabilized semiconductor laser as a semiconductor laser.

また本発明は 第−及び第二のホログラム素子力(表面
に凹凸のグレーティングの形成された反射型のホログラ
ム素子であり、かつ前記グレーティングの溝方向が前記
半導体レーザの偏光方向に対してほぼ直角に配置されて
いる手段を提供する。
The present invention also provides a first and second hologram element force (a reflection type hologram element having an uneven grating formed on the surface thereof, and the groove direction of the grating is substantially perpendicular to the polarization direction of the semiconductor laser. Provide the means to be placed.

更?Q  また 本発明は第三のホログラム素子が第一
もしくは第二のホログラム素子が同一の基板に形成され
ている構造を提供する。
Further? Q: The present invention also provides a structure in which the third hologram element is formed on the same substrate as the first or second hologram element.

=9− O− 作用 本発明は半導体レーザから放射された発散性の光を反射
型の集光性の回折格子を用いて直接光ディスクに集光す
るものであり、しかもその反射型集光性回折素子の半導
体レーザに対する入射角度を45度以下に設定すること
により、光ピツクアップの薄型化を実現するものである
=9- O- Effect The present invention focuses the diverging light emitted from a semiconductor laser directly onto an optical disk using a reflective light-collecting diffraction grating, and moreover, the reflective light-collecting diffraction grating By setting the incident angle of the element to the semiconductor laser at 45 degrees or less, the optical pickup can be made thinner.

実施例 本発明の詳細を実施例を用いて説明する。本発明の第一
の実施例を第1図に示′?I′o  基体1に半導体レ
ーザ2、集光用ホログラム素子3(第一のホログラム素
子)、 ビーム分割用ホログラム素子4(第二のホログ
ラム素子)、及び受光素子5が形成されている。まず半
導体レーザ2から放射された光(よ 集光用ホログラム
素子3により反射されかつ光ディスク7の表面近傍に集
光される。光デイスク表面から反射された光はビーム分
割用ホログラム素子4により波面変換され受光素子5に
導かれトラッキングおよびフォーカッシングのサーボ信
号が検出される。このサーボ信号に応じてま1ま た基体1全体がアクチュエータ6により移動し光ディス
ク7のトラックにレーザ光が微小スポットに集光される
ように制御される。そして光ディスクに記録された信号
が正確に検出される。
Examples The details of the present invention will be explained using examples. A first embodiment of the present invention is shown in FIG. I'o A semiconductor laser 2, a condensing hologram element 3 (first hologram element), a beam splitting hologram element 4 (second hologram element), and a light receiving element 5 are formed on a base 1. First, the light emitted from the semiconductor laser 2 is reflected by the focusing hologram element 3 and focused near the surface of the optical disk 7.The light reflected from the optical disk surface is wavefront-converted by the beam splitting hologram element 4. The servo signal for tracking and focusing is detected by the light receiving element 5.According to this servo signal, the entire base 1 is moved by the actuator 6, and the laser beam is focused on a minute spot on the track of the optical disk 7. The signal recorded on the optical disc is then accurately detected.

ここで第一のホログラム素子3は基体の底面に対し一定
の角度に設置され そのグレーティングの形状がピッチ
の徐々に異なる同心円群から形成され −点(半導体レ
ーザ)から発散する光を回折効果により別の一点(光デ
ィスク)に集光する機能を有する。この集光スポット径
はホログラム素子の開口径で決定されるので一定以上の
ザイズ(ホログラム素子と光ディスクの距離と同等程度
)が必要となる力(グレーティングの設計によりホログ
ラム素子を基体の底面に対し例えば約20度といった浅
い角度に設置することが可能である。
Here, the first hologram element 3 is installed at a constant angle with respect to the bottom surface of the base, and the shape of its grating is formed from a group of concentric circles with gradually different pitches. It has the function of focusing light on a single point (optical disc). The diameter of this condensed spot is determined by the aperture diameter of the hologram element, so a force greater than a certain size (equivalent to the distance between the hologram element and the optical disk) is required (for example, due to the design of the grating, the hologram element is moved against the bottom surface of the substrate). It is possible to install it at a shallow angle of about 20 degrees.

その結果基体の薄型化厚さ約3mmの薄型化光ピツクア
ップが可能となる。本実施例でζ主 表面に凹凸のグレ
ーティングの形成された反射型のホログラム素子を用(
\ かつグレーティングの溝方向が前記半導体レーザの
偏光方向に対してほぼ直角に配置しているために 半導
体レーザの放射法がり角が厚さ方向には小さく構成でき
光の利用効率がよい。第二のホログラム素子4は第8図
に示す様に二組のフレネルゾーンプレートで形成された
領域a及びaoと、二組のりニアグレーティングの領域
す及びb′で形成されており、フォーカスエラー信号は
a及びaoの領域からの回折光によるスポットサイズ検
出万人 トラッキングエラー信号はbおよびb′の領域
からの回折光によるプッシュプル方式で検出される。以
上の実施例で(戴第二のホログラム素子を第一のホログ
ラム素子の上方に設置したが必ずしも上方に設置する必
要はなく、半導体レーザと第一のホログラムの中間に設
置してもよく、また第一のホログラム素子と第二のホロ
グラム素子を同一基板に形成してもよしもまたフォーカ
ッシングサーボ信号検出方式としてスッポットサイズ検
出方式を用いている力丈 必ずしもこれに限らず非点収
差万人 ナイフェツジ方式を用いることも可能である。
As a result, a thin optical pickup with a thin substrate of about 3 mm in thickness is possible. In this example, a reflective hologram element with an uneven grating formed on the ζ main surface is used (
Also, since the groove direction of the grating is arranged almost perpendicular to the polarization direction of the semiconductor laser, the radiation angle of the semiconductor laser can be configured to be small in the thickness direction, resulting in high light utilization efficiency. As shown in FIG. 8, the second hologram element 4 is formed of areas a and ao formed by two sets of Fresnel zone plates, and areas S and b' formed by two sets of linear gratings, and generates a focus error signal. The spot size is detected by the diffracted light from the regions a and ao.The tracking error signal is detected by a push-pull method using the diffracted light from the regions b and b'. In the above embodiment, the second hologram element was placed above the first hologram element, but it does not necessarily need to be placed above it, and may be placed between the semiconductor laser and the first hologram. The first hologram element and the second hologram element can be formed on the same substrate, and the spot size detection method is used as the focusing servo signal detection method. It is also possible to use a method.

本発明の第2の実施例を第2図に示’?+−基体21に
半導体レーザ22、コリメーション用ホログラム素子2
3 (第一のホログラム素子)、集光レンズ24、ビー
ム分割用ホログラム素子25 (第二のホログラム素子
)、及び受光素子26が形成されている。まず半導体レ
ーザ22から放射された光ζよ コリメーション用ホロ
グラム素子23により反射され 集光レンズ24を通じ
て光ディスク27の表面近傍に集光される。光デイスク
表面から反射された光は集光レンズ24を逆方向に通過
し またホログラム素子23により光源方向に進a 次
にビーム分割用ホログラム素子25により波面変換され
受光素子26に導かれトラッキングおよびフォーカッシ
ングのサーボ信号が検出される。このサーボ信号に応じ
てまた基体21全体がアクチュエータ27により移動し
光ディスク28のトラックにレーザ光が微小スポットに
集光されるように制御される。そして光ディスクに記録
された信号が正確に検出される。
A second embodiment of the invention is shown in FIG. +-Semiconductor laser 22 and collimation hologram element 2 on base 21
3 (first hologram element), a condensing lens 24, a beam splitting hologram element 25 (second hologram element), and a light receiving element 26. First, the light ζ emitted from the semiconductor laser 22 is reflected by the collimation hologram element 23 and focused near the surface of the optical disk 27 through the condenser lens 24 . The light reflected from the surface of the optical disk passes through the condenser lens 24 in the opposite direction, and travels toward the light source by the hologram element 23. Next, the beam is converted by the beam splitting hologram element 25, and guided to the light receiving element 26 for tracking and focusing. Cushing's servo signal is detected. In response to this servo signal, the entire base 21 is moved by the actuator 27 and controlled so that the laser beam is focused on a minute spot on the track of the optical disk 28. The signals recorded on the optical disc can then be accurately detected.

第一の実施例と同様にして、基体の薄型化即ち光ピツク
アップの薄型化が可能となる。また第二のホログラム素
子25は第一の実施例と同様に二組のフレネルゾーンプ
レートで形成された領域と、二組のりニアグレーティン
グの領域で形成されており、フォーカスエラー信号はス
ポットサイズ検出万人 トラッキングエラー信号はプッ
シュプル方式で検出される。この実施例では 第二のホ
ログラム素子を第一のホログラム素子と半導体レーザの
中間に設置した力丈 必ずしも中間に設置する必要はな
く、第一のホログラムの上方に設置してもよく、また第
一のホログラム素子と第二のホログラム素子を同一基板
に形成してもよい。またフォーカッシングサーボ信号検
出方式としてスッポットサイズ検出方式を用いている力
(必ずしもこれに限らず非点収差万人 ナイフェツジ方
式を用いることも可能である。
In the same way as the first embodiment, it is possible to make the base thinner, that is, to make the optical pickup thinner. Similarly to the first embodiment, the second hologram element 25 is formed of an area formed by two sets of Fresnel zone plates and an area formed by two sets of linear gratings, and the focus error signal is generated by spot size detection. The human tracking error signal is detected using a push-pull method. In this embodiment, the second hologram element is installed between the first hologram element and the semiconductor laser. The hologram element and the second hologram element may be formed on the same substrate. In addition, the focusing servo signal detection method uses a spot size detection method (not necessarily limited to this, it is also possible to use a knife method that can accommodate astigmatism).

第3図(戴 第1図の実施例を改良したものである。即
ち集光性ホログラム素子3は半導体レーザの波長変動に
より集光位置が変化したり、また収差が発生し微小スポ
ットの形成が困難となるので、半導体レーザの波長を安
定させるために集光性グレーティングミラー9を設置し
外部共振器型の構成を採用している。
FIG. 3 (Dai) This is an improved version of the embodiment shown in FIG. Therefore, in order to stabilize the wavelength of the semiconductor laser, a condensing grating mirror 9 is installed and an external resonator type configuration is adopted.

第4図の実施例は第2図の実施例を改良したものである
。即ちコリメーション用ホログラム素子23は半導体レ
ーザの波長変動により光の放射方向が変化したり、また
コリメーション度が悪化し集光レンズによる微小スポッ
トの形成が困難となるので、半導体レーザの波長を安定
させるために集光性グレーティングミラー29を設置し
外部共振器型の構成を採用している。本発明の更に他の
実施例を第5図に示す。基体31に・半導体レーザ32
、ホログラム素子33 (第三のホログラム素子)、集
光用ホログラム素子34 (第一のホログラム素子)、
ビーム分割用ホログラム素子35 (第二のホログラム
素子)、及び受光素子36が形成されている。まず半導
体レーザ32から放射された光は ホログラム素子33
により反射され次にホログラム素子34により光ディス
ク7の表面近傍に集光される。光デイスク表面から反射
された光はビーム分割用ホログラム素子35により波面
変換され受光素子36に導かれトラッキングおよびフォ
ーカッシングのサーボ信号が検出される。このサーボ信
号に応じてまた基体1全体がアクチュエータ38により
移動し光ディスク7のトラックにレーザ光が微小スポッ
トに集光されるように制御される。そして光ディスクに
記録された信号が正確に検出される。ここで第−及び第
二〇のホログラム素子33、34は基体の底面に対し一
定の角度に設置され それぞれそのグレーティングの形
状がピッチの徐々に異なる同心円群から形成され −点
(半導体レーザ)から発散する光が二つのホログラムの
回折効果により別の一点(光ディスク)に集光する。こ
の集光スポット径はホログラム素子の開口径で決定され
るので一定以上のサイズ(ホログラム素子と光ディスク
の距離と同等程度)が必要となる力丈 グレーティング
の設計によりホログラム素子を基体の底面に対し例えば
20度といった浅い角度に設置することが可能である。
The embodiment shown in FIG. 4 is an improvement on the embodiment shown in FIG. That is, the collimation hologram element 23 is used to stabilize the wavelength of the semiconductor laser, since the direction of light emission changes due to wavelength fluctuations of the semiconductor laser, and the degree of collimation deteriorates, making it difficult to form a minute spot with a condenser lens. A condensing grating mirror 29 is installed in the external resonator type configuration. Still another embodiment of the invention is shown in FIG. On the base 31/semiconductor laser 32
, hologram element 33 (third hologram element), condensing hologram element 34 (first hologram element),
A beam splitting hologram element 35 (second hologram element) and a light receiving element 36 are formed. First, the light emitted from the semiconductor laser 32 is transmitted to the hologram element 33
The light is then reflected by the hologram element 34 and focused near the surface of the optical disk 7 . The light reflected from the surface of the optical disk undergoes wavefront conversion by a beam splitting hologram element 35 and is guided to a light receiving element 36 where tracking and focusing servo signals are detected. In response to this servo signal, the entire base 1 is moved by the actuator 38, and the laser beam is controlled to be focused on a minute spot on the track of the optical disk 7. The signals recorded on the optical disc can then be accurately detected. Here, the -th and 20th hologram elements 33 and 34 are installed at a constant angle with respect to the bottom surface of the base, and the shapes of their respective gratings are formed from a group of concentric circles with gradually different pitches, and diverge from the -point (semiconductor laser). The light is focused on another point (the optical disk) by the diffraction effect of the two holograms. This focused spot diameter is determined by the aperture diameter of the hologram element, so it requires a certain size or more (equivalent to the distance between the hologram element and the optical disk).The grating design allows the hologram element to be attached to the bottom of the base, for example. It is possible to install it at a shallow angle such as 20 degrees.

その結果基体の薄型化即ち光ピツクアップの薄型化が可
能となる。また半導体レーザの波長は注入電流や温度に
より変化し それにともない第三及び第一のホログラム
素子における光の回折角度が変化する力丈 第三のホロ
グラム素子33による回折方向は第一のホログラム素子
34による回折により補償されその結果 半導体レーザ
の発振波長が変化しても第二のホログラム素子による集
光特性の劣化は緩和される。本実施例で(友表面に凹凸
のグレーティングの形成された反射型のホログラム素子
を用し\ かつグレーティングの溝方向が前記半導体レ
ーザの偏光方向に対してほぼ直角に配置しているため顛
 半導体レーザの放射法がり角が厚さ方向には小さく構
成でき光の利用効率がよL℃ 第二のホログラム素子3
5は二組のフレネルゾーンプレートで形成された領域と
、二組のりニアグレーティングの領域で形成されており
、フォーカスエラー信号はスポットサイズ検出万人 ト
ラッキングエラー信号はプッシュプル方式で検出される
。以上の実施例で(よ 第二のホログラム素子35を第
三のホログラム素子34の上方に設置したが必ずしも上
方に設置する必要はなく、半導体レーザと第一のホログ
ラムの中皿もしくは第一のホログラム素子と第三のホロ
グラム素子の中間に設置してもよく、あるいは第一もし
くは第三のホログラム素子と同一基板に形成してもよし
)。またフォーカッシングサーボ信号検出方式としてス
ッポットザイズ検出方式を用いている力丈 必ずしもこ
れに限らず非点収差方式 ナイフェツジ方式を用いるこ
とも可能である。
As a result, it is possible to make the substrate thinner, that is, to make the optical pickup thinner. In addition, the wavelength of the semiconductor laser changes depending on the injected current and temperature, and the diffraction angle of the light in the third and first hologram elements changes accordingly. This is compensated by diffraction, and as a result, even if the oscillation wavelength of the semiconductor laser changes, the deterioration of the light focusing property by the second hologram element is alleviated. In this embodiment, a reflection type hologram element having a grating with irregularities formed on its surface is used, and the groove direction of the grating is arranged almost perpendicular to the polarization direction of the semiconductor laser. The radiation slope angle can be configured to be small in the thickness direction, resulting in high light utilization efficiency. Second hologram element 3
5 is formed by an area formed by two sets of Fresnel zone plates and an area formed by two sets of linear gratings, and a focus error signal is detected by spot size detection and a tracking error signal is detected by a push-pull method. In the above embodiments, the second hologram element 35 was installed above the third hologram element 34, but it does not necessarily have to be installed above. It may be placed between the element and the third hologram element, or it may be formed on the same substrate as the first or third hologram element). Furthermore, the focusing servo signal detection method is not necessarily limited to the spot size detection method, but it is also possible to use the astigmatism method or the knife method.

発明の効果 以上の様に本発明は従来の光ピツクアップでは実現でき
なかった薄型の光ピツクアップを提供するものであり、
大きな価値を有するものである。
As described above, the present invention provides a thin optical pickup that could not be realized with conventional optical pickups.
It has great value.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の薄型のピックアップの第一の実施例の
要部断面@ 第2図は本発明の薄型のピックアップの第
二の実施例の要部断面は 第3図は第1図の実施例を改
良した薄型のピックアップの実施例の要部断面に 第4
図は第2図の実施例を改良した薄型のピックアップの実
施例の要部断面医 第5図は本発明の薄型のピックアッ
プの第一の他の実施例の要部断面医 第6図は従来のC
D用ピックアップヘッドの概略構成は 第7図は従来の
CD用ホログラムピックアップヘッドの概略構成阻 第
8図は本実施例に用いた波面変換用ホログラムを示す図
である。 1・・・基体 2・・・半導体レー哄 3・・・第一の
ホログラム素子、 4・・・第二のホログラム素子、 
5・・・受光素子、 6・・・アクヂュエー久 7・・
・光ディスク。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか1名一旬−
Figure 1 is a cross section of the main part of the first embodiment of the thin pickup of the present invention @ Figure 2 is the cross section of the main part of the second embodiment of the thin pickup of the present invention A cross-section of the main parts of an example of a thin pickup that is an improved version of the example.
The figure shows a cross section of the main part of an embodiment of a thin pickup that is an improvement on the embodiment shown in Fig. 2. Figure 5 shows a cross section of the main part of the first other embodiment of the thin pickup of the present invention. Figure 6 shows a conventional example. C of
FIG. 7 shows a schematic structure of a conventional CD hologram pickup head. FIG. 8 shows a wavefront conversion hologram used in this embodiment. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Base 2... Semiconductor laser 3... First hologram element, 4... Second hologram element,
5... Light-receiving element, 6... Acqueue 7...
·optical disk. Name of agent: Patent attorney Shigetaka Awano

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)半導体レーザと、前記半導体レーザから放射され
発散しつつ空間を伝搬する光を回折させかつ回折光を光
ディスクの一点に集光させる機能を有する第一のホログ
ラム素子、前記光ディスクから反射され前記光路を逆方
向に伝搬する光の一部を分割しかつ波面変換を行い光検
出素子に導く機能を有する第二のホログラム素子及び信
号を検出する受光素子を含む複数の光学素子が同一の基
体に配置され前記光検出素子で検出される検出信号に応
じて前記回折光が光ディスクの表面に集光されるように
前記の基体が移動される事を特徴とする事を特徴とする
光ピックアップ。 (2)半導体レーザと、前記半導体レーザから放射され
発散しつつ空間を伝搬する光を回折しかつ平行光に変換
する機能を有する第一のホログラム素子、前記回折光を
光ディスクの一点に集光させる機能を有する集光レンズ
、前記光ディスクから反射され前記光路を逆方向に伝搬
する光の一部を分割しかつ波面変換を行い光検出素子に
導く機能を有する第二のホログラム素子、及び信号を検
出する受光素子を含む複数の光学素子が同一の基体に配
置され前記光検出素子で検出される検出信号に応じて前
記回折光が光ディスクの表面に集光されるように前記の
基体が移動される事を特徴とする事を特徴とする光ピッ
クアップ。(3)半導体レーザが発振波長安定化レーザ
であることを特徴とする特許請求の範囲第1項または第
2項記載の光ピックアップ。 (4)波長安定化半導体レーザが、その活性層の一方の
端面から放射する発散性の放射光のうちの複数の特定の
波長の光だけを前記半導体レーザの活性層の片端面に直
接集光して光帰還を行なう機能を有し、かつ平面基板上
に形成された反射型の光回折素子で構成された外部共振
器鏡と、前記特定の波長で発振する半導体レーザを含ん
で形成された外部共振器型の半導体レーザである事を特
徴とする特許請求の範囲第3項に記載の光ピックアップ
。 (5)半導体レーザと、前記半導体レーザから放射され
発散しつつ空間を伝搬する光を回折させ光の進行方向を
変化させる第三のホログラム素子、前記回折光を回折効
果により光ディスクの一点に集光させる機能を有する第
一のホログラム素子、前記光ディスクから反射され前記
光路を逆方向に伝搬する光の一部を分割しかつ波面変換
を行い光検出素子に導く機能を有する第二のホログラム
素子、及び信号を検出する光検出素子を含む複数の光学
素子が同一の基体に配置され、前記光検出素子で検出さ
れる検出信号に応じて前記回折光が光ディスクの表面に
集光されるように前記の基体が移動される事を特徴とす
る事を特徴とする光ピックアップ。 (6)前記第一と第三のホログラム素子が、表面に凹凸
のグレーティングの形成された反射型のホログラム素子
であり、かつ前記グレーティングの溝方向が前記半導体
レーザの偏光方向に対してほぼ直角に配置されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項、第2項または第
5項に記載の光ピックアップ。 (7)第一のホログラム素子及び第二のホログラム素子
が同一の基板に形成されていることを特徴とする特許請
求の範囲第1項、第2項または第5項に記載の光ピック
アップ。 (8)第二のホログラム素子が第一もしくは第三のホロ
グラム素子と同一の基板に形成されていることを特徴と
する特許請求の範囲第5項に記載の光ピックアップ。
Scope of Claims: (1) a semiconductor laser; a first hologram element having a function of diffracting light emitted from the semiconductor laser and propagating in space while diverging; and condensing the diffracted light to a single point on an optical disk; a plurality of optics including a second hologram element having a function of splitting a part of the light reflected from the optical disk and propagating in the opposite direction along the optical path, performing wavefront conversion, and guiding it to a photodetecting element; and a light receiving element detecting a signal; The elements are arranged on the same base, and the base is moved so that the diffracted light is focused on the surface of the optical disk according to the detection signal detected by the photodetector. Optical pickup. (2) a semiconductor laser; a first hologram element having a function of diffracting the light emitted from the semiconductor laser and propagating in space while diverging and converting it into parallel light; and condensing the diffracted light onto one point on the optical disk. a condensing lens having a function, a second hologram element having a function of splitting a part of the light reflected from the optical disk and propagating in the opposite direction along the optical path, performing wavefront conversion and guiding it to a photodetecting element, and detecting a signal. A plurality of optical elements including a light-receiving element are arranged on the same base, and the base is moved so that the diffracted light is focused on the surface of the optical disk in response to a detection signal detected by the light-detecting element. An optical pickup characterized by: (3) The optical pickup according to claim 1 or 2, wherein the semiconductor laser is an oscillation wavelength stabilized laser. (4) A wavelength-stabilized semiconductor laser focuses only light of a plurality of specific wavelengths out of diverging synchrotron radiation emitted from one end surface of the active layer directly onto one end surface of the active layer of the semiconductor laser. an external resonator mirror that has the function of performing optical feedback and is formed on a flat substrate and is formed of a reflective optical diffraction element, and a semiconductor laser that oscillates at the specific wavelength. The optical pickup according to claim 3, which is an external cavity type semiconductor laser. (5) a semiconductor laser, a third hologram element that diffracts the light emitted from the semiconductor laser and propagating through space while diverging, and changes the traveling direction of the light; the diffracted light is focused on one point on the optical disk by the diffraction effect; a first hologram element having the function of splitting a part of the light reflected from the optical disk and propagating in the opposite direction along the optical path, performing wavefront conversion, and guiding it to the photodetecting element; A plurality of optical elements including a photodetection element for detecting a signal are arranged on the same substrate, and the diffracted light is focused on the surface of the optical disk in accordance with the detection signal detected by the photodetection element. An optical pickup characterized in that a base body is moved. (6) The first and third hologram elements are reflective hologram elements having uneven gratings formed on their surfaces, and the groove direction of the gratings is substantially perpendicular to the polarization direction of the semiconductor laser. The optical pickup according to claim 1, 2, or 5, characterized in that the optical pickup is arranged as follows. (7) The optical pickup according to claim 1, 2, or 5, wherein the first hologram element and the second hologram element are formed on the same substrate. (8) The optical pickup according to claim 5, wherein the second hologram element is formed on the same substrate as the first or third hologram element.
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