JPH05307759A - 光ピックアップ - Google Patents
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- JPH05307759A JPH05307759A JP4110022A JP11002292A JPH05307759A JP H05307759 A JPH05307759 A JP H05307759A JP 4110022 A JP4110022 A JP 4110022A JP 11002292 A JP11002292 A JP 11002292A JP H05307759 A JPH05307759 A JP H05307759A
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- light
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- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
- G11B7/1353—Diffractive elements, e.g. holograms or gratings
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- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
- G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
- G11B7/0943—Methods and circuits for performing mathematical operations on individual detector segment outputs
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- G11B7/123—Integrated head arrangements, e.g. with source and detectors mounted on the same substrate
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- G11B7/13—Optical detectors therefor
- G11B7/131—Arrangement of detectors in a multiple array
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- G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
- G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
- G11B7/0901—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following only
- G11B7/0903—Multi-beam tracking systems
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- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
- G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
- G11B7/0908—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for focusing only
- G11B7/0909—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for focusing only by astigmatic methods
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- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
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- G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
- G11B7/0908—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for focusing only
- G11B7/0912—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for focusing only by push-pull method
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
- Optical Head (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 小形かつ安価にでき、トラッキングエラー信
号を高感度で検出でき、かつフォーカスエラー信号を広
範囲で検出できる光ピックアップを提供する。 【構成】 半導体基板６上に設けた半導体レーザ９およ
び複数の光検出器11〜16と、半導体レーザ９からの出射
光をメインおよびサブビームに分離する回折格子8aと、
メインおよびサブビームを記録媒体４に照射する収束光
学系３と、メインおよびサブビームの反射光を、互いに
逆方向のパワーを与えて回折させてその±１次回折光を
光検出器11〜16に入射させるホログラム8bとを有し、記
録媒体４から半導体レーザ９への結像倍率をβ、メイン
およびサブビームの記録媒体４上でのスポット間隔をＬ
mm、収束光学系３の半導体レーザ９側の開口数をNA、ホ
ログラム8bの±１次回折光の焦点位置の光軸方向のズレ
量をｄmmとするとき、ｄ／β 2 ＞0.01mmおよびNA・ｄ＜
Ｌ・βを満足するよう構成する。
号を高感度で検出でき、かつフォーカスエラー信号を広
範囲で検出できる光ピックアップを提供する。 【構成】 半導体基板６上に設けた半導体レーザ９およ
び複数の光検出器11〜16と、半導体レーザ９からの出射
光をメインおよびサブビームに分離する回折格子8aと、
メインおよびサブビームを記録媒体４に照射する収束光
学系３と、メインおよびサブビームの反射光を、互いに
逆方向のパワーを与えて回折させてその±１次回折光を
光検出器11〜16に入射させるホログラム8bとを有し、記
録媒体４から半導体レーザ９への結像倍率をβ、メイン
およびサブビームの記録媒体４上でのスポット間隔をＬ
mm、収束光学系３の半導体レーザ９側の開口数をNA、ホ
ログラム8bの±１次回折光の焦点位置の光軸方向のズレ
量をｄmmとするとき、ｄ／β 2 ＞0.01mmおよびNA・ｄ＜
Ｌ・βを満足するよう構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、光ディスク等の光学
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／再生装置に用いる光ピックアップに関する
ものである。
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／再生装置に用いる光ピックアップに関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の光ピックアップとして、１本のメ
インビームと２本のサブビームとを収束光学系を経て記
録媒体に照射し、そのメインビームの反射光からビーム
サイズ法によりフォーカスエラー信号を、２本のサブビ
ームの反射光からトラッキングエラー信号を検出するよ
うにした、いわゆる３ビーム法を採用するものが種々提
案されている。
インビームと２本のサブビームとを収束光学系を経て記
録媒体に照射し、そのメインビームの反射光からビーム
サイズ法によりフォーカスエラー信号を、２本のサブビ
ームの反射光からトラッキングエラー信号を検出するよ
うにした、いわゆる３ビーム法を採用するものが種々提
案されている。
【０００３】このような３ビーム法においては、一般に
は図７に示すように、記録媒体のトラックＴの中心にメ
インビームのスポット（メインスポット）Ｍの中心を位
置させ、当該トラックＴの一方のエッジに一方のサブビ
ームのスポット（サブスポット）Ｓ１の中心を位置さ
せ、他方のエッジに他方のサブビームのサブスポットＳ
２を位置させるように設定している。この場合、記録媒
体および３ビームがトラックＴと交差する方向に相対的
に移動すると、一方のサブビームの反射光を受光して得
られる信号は図８Ａに示すようになり、他方のサブビー
ムの反射光を受光して得られる信号は図８Ｂに示すよう
になって、互いのサブビームによる信号の位相差が１８
０°となり、それらの差信号として得られるトラッキン
グエラー信号の振幅が最大となる。したがって、トラッ
キングエラー信号の振幅の減少を有効に抑え、トラッキ
ングエラー信号を高感度で検出するためには、トラック
方向におけるメインビームとサブビームとの間隔を小さ
くして、光ピックアップが光軸を中心に回転したときに
生じるサブビームのタンジェンシャル方向へのずれを小
さくすることが望ましい。
は図７に示すように、記録媒体のトラックＴの中心にメ
インビームのスポット（メインスポット）Ｍの中心を位
置させ、当該トラックＴの一方のエッジに一方のサブビ
ームのスポット（サブスポット）Ｓ１の中心を位置さ
せ、他方のエッジに他方のサブビームのサブスポットＳ
２を位置させるように設定している。この場合、記録媒
体および３ビームがトラックＴと交差する方向に相対的
に移動すると、一方のサブビームの反射光を受光して得
られる信号は図８Ａに示すようになり、他方のサブビー
ムの反射光を受光して得られる信号は図８Ｂに示すよう
になって、互いのサブビームによる信号の位相差が１８
０°となり、それらの差信号として得られるトラッキン
グエラー信号の振幅が最大となる。したがって、トラッ
キングエラー信号の振幅の減少を有効に抑え、トラッキ
ングエラー信号を高感度で検出するためには、トラック
方向におけるメインビームとサブビームとの間隔を小さ
くして、光ピックアップが光軸を中心に回転したときに
生じるサブビームのタンジェンシャル方向へのずれを小
さくすることが望ましい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、メイン
ビームとサブビームとの間隔を小さくすると、光検出器
上でメインビームとサブビームとのスポットが干渉する
という問題が生じる。この問題を解決する方法として
は、例えば特開昭６０−１４７９４１号公報に記載され
ているように、記録媒体からの反射光路中に凹レンズを
配置して結像倍率を上げ、これにより光検出器上でのメ
インビームとサブビームとのスポット間隔を広げること
が考えられる。しかし、この場合には、別途に凹レンズ
が必要となるため、コストアップになるという問題が生
じることになる。
ビームとサブビームとの間隔を小さくすると、光検出器
上でメインビームとサブビームとのスポットが干渉する
という問題が生じる。この問題を解決する方法として
は、例えば特開昭６０−１４７９４１号公報に記載され
ているように、記録媒体からの反射光路中に凹レンズを
配置して結像倍率を上げ、これにより光検出器上でのメ
インビームとサブビームとのスポット間隔を広げること
が考えられる。しかし、この場合には、別途に凹レンズ
が必要となるため、コストアップになるという問題が生
じることになる。
【０００５】また、本願人も、特願平３−２１４９２号
において、上記の３ビーム法を採用する光ピックアップ
を提案している。この光ピックアップにおいては、３ビ
ームの戻り光をホログラムにより回折させ、その各々の
±１次回折光をそれぞれの光検出器で受光するようにし
ている。このように、ホログラムによって光路分岐を行
う場合には、光路の分離角をあまり大きくとることがで
きないため、ホログラムと光検出器との間に上記のよう
な凹レンズを配置することは、非常に困難となる。この
ため、記録媒体上でトラック方向におけるメインビーム
とサブビームとの間隔をあまり小さくできず、十分満足
したトラッキングエラー信号の検出感度が得られないと
いう問題がある。
において、上記の３ビーム法を採用する光ピックアップ
を提案している。この光ピックアップにおいては、３ビ
ームの戻り光をホログラムにより回折させ、その各々の
±１次回折光をそれぞれの光検出器で受光するようにし
ている。このように、ホログラムによって光路分岐を行
う場合には、光路の分離角をあまり大きくとることがで
きないため、ホログラムと光検出器との間に上記のよう
な凹レンズを配置することは、非常に困難となる。この
ため、記録媒体上でトラック方向におけるメインビーム
とサブビームとの間隔をあまり小さくできず、十分満足
したトラッキングエラー信号の検出感度が得られないと
いう問題がある。
【０００６】一方、光検出器上でのメインビームとサブ
ビームとのスポットの干渉を防止する他の方法として、
収束光学系の倍率を上げて光検出器上でのスポット径を
小さくすることも考えられるが、この場合には光路長が
長くなって光ピックアップが大形になるという問題が生
じると共に、フォーカスエラー信号の検出範囲が狭くな
るという問題が生じることになる。
ビームとのスポットの干渉を防止する他の方法として、
収束光学系の倍率を上げて光検出器上でのスポット径を
小さくすることも考えられるが、この場合には光路長が
長くなって光ピックアップが大形になるという問題が生
じると共に、フォーカスエラー信号の検出範囲が狭くな
るという問題が生じることになる。
【０００７】この発明は、上述した種々の問題点に着目
してなされたもので、小形かつ安価にでき、しかもトラ
ッキングエラー信号を高感度で検出できると共に、フォ
ーカスエラー信号を広範囲で検出できるよう適切に構成
した光ピックアップを提供することを目的とする。
してなされたもので、小形かつ安価にでき、しかもトラ
ッキングエラー信号を高感度で検出できると共に、フォ
ーカスエラー信号を広範囲で検出できるよう適切に構成
した光ピックアップを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明では、同一半導体基板上に設けた半導体レ
ーザおよび複数の光検出器と、前記半導体レーザからの
出射光を記録または再生用のメインビームとトラッキン
グエラー信号検出用のサブビームとに分離する回折格子
と、前記メインビームおよびサブビームを光学式情報記
録媒体に照射する収束光学系と、前記光学式情報記録媒
体からの前記メインビームおよびサブビームの反射光
を、互いに逆方向のパワーを与えて回折させてその±１
次回折光を前記複数の光検出器に入射させるホログラム
とを有し、前記光学式情報記録媒体から前記半導体レー
ザへの結像倍率をβ、前記メインビームおよびサブビー
ムの前記光学式情報記録媒体上でのスポット間隔をＬｍ
ｍ、前記収束光学系の前記半導体レーザ側の開口数をＮ
Ａ、前記ホログラムの＋１次回折光および−１次回折光
の焦点位置の光軸方向のズレ量をｄｍｍとするとき、 ｄ／β2 ＞０．０１ｍｍ ＮＡ・ｄ＜Ｌ・β を満足するよう構成する。
め、この発明では、同一半導体基板上に設けた半導体レ
ーザおよび複数の光検出器と、前記半導体レーザからの
出射光を記録または再生用のメインビームとトラッキン
グエラー信号検出用のサブビームとに分離する回折格子
と、前記メインビームおよびサブビームを光学式情報記
録媒体に照射する収束光学系と、前記光学式情報記録媒
体からの前記メインビームおよびサブビームの反射光
を、互いに逆方向のパワーを与えて回折させてその±１
次回折光を前記複数の光検出器に入射させるホログラム
とを有し、前記光学式情報記録媒体から前記半導体レー
ザへの結像倍率をβ、前記メインビームおよびサブビー
ムの前記光学式情報記録媒体上でのスポット間隔をＬｍ
ｍ、前記収束光学系の前記半導体レーザ側の開口数をＮ
Ａ、前記ホログラムの＋１次回折光および−１次回折光
の焦点位置の光軸方向のズレ量をｄｍｍとするとき、 ｄ／β2 ＞０．０１ｍｍ ＮＡ・ｄ＜Ｌ・β を満足するよう構成する。
【０００９】
【作用】このように、ｄ／β2 ＞０．０１ｍｍおよびＮ
Ａ・ｄ＜Ｌ・βを満足させれば、凹レンズを用いること
なく、かつ収束光学系の開口数や倍率を大きくすること
なく、光学式情報記録媒体上でのメインビームおよびサ
ブビームのスポット間隔を小さくでき、しかも複数の光
検出器上でのメインビームとサブビームとの干渉を有効
に防止することが可能となり、光ピックアップを小形か
つ安価にでき、トラッキングエラー信号を高感度で検出
できると共に、フォーカスエラー信号を広範囲で検出す
ることが可能となる。
Ａ・ｄ＜Ｌ・βを満足させれば、凹レンズを用いること
なく、かつ収束光学系の開口数や倍率を大きくすること
なく、光学式情報記録媒体上でのメインビームおよびサ
ブビームのスポット間隔を小さくでき、しかも複数の光
検出器上でのメインビームとサブビームとの干渉を有効
に防止することが可能となり、光ピックアップを小形か
つ安価にでき、トラッキングエラー信号を高感度で検出
できると共に、フォーカスエラー信号を広範囲で検出す
ることが可能となる。
【００１０】
【実施例】図１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、半導体レーザ、光検出器および
ホログラムをユニット化し、このユニット１からの出射
光を絞り２および対物レンズ３を経て記録媒体４に照射
し、その反射光（戻り光）を逆の経路をたどってユニッ
ト１に入射させる。
ある。この実施例では、半導体レーザ、光検出器および
ホログラムをユニット化し、このユニット１からの出射
光を絞り２および対物レンズ３を経て記録媒体４に照射
し、その反射光（戻り光）を逆の経路をたどってユニッ
ト１に入射させる。
【００１１】ユニット１は、図２に断面図を示すよう
に、基板５に半導体基板６を設けると共に、スペーサ７
を介してＨＯＥ（Hologram Optical Element）８を設け
て構成する。半導体基板６には、図３に平面図をも示す
ように、半導体レーザ９をマウントすると共に、この半
導体レーザ９のｘ方向両側にｙ方向に並んで、それぞれ
３個の光検出器１１，１２，１３および１４，１５，１
６を形成する。なお、中央の光検出器１２および１５
は、それぞれｙ方向に３分割した受光領域１２ａ，１２
ｂ，１２ｃおよび１５ａ，１５ｂ，１５ｃをもって構成
する。また、半導体レーザ９は、図４に部分断面図を示
すように、半導体基板６にエッチングにより形成した凹
部６ａにマウントし、その凹部６ａのエッチングによる
斜面６ｂをミラー面として、半導体レーザ９から半導体
基板６の平面と平行な方向に出射される光束を、ミラー
面６ｂで半導体基板６のほぼ法線方向に反射させるよう
にする。
に、基板５に半導体基板６を設けると共に、スペーサ７
を介してＨＯＥ（Hologram Optical Element）８を設け
て構成する。半導体基板６には、図３に平面図をも示す
ように、半導体レーザ９をマウントすると共に、この半
導体レーザ９のｘ方向両側にｙ方向に並んで、それぞれ
３個の光検出器１１，１２，１３および１４，１５，１
６を形成する。なお、中央の光検出器１２および１５
は、それぞれｙ方向に３分割した受光領域１２ａ，１２
ｂ，１２ｃおよび１５ａ，１５ｂ，１５ｃをもって構成
する。また、半導体レーザ９は、図４に部分断面図を示
すように、半導体基板６にエッチングにより形成した凹
部６ａにマウントし、その凹部６ａのエッチングによる
斜面６ｂをミラー面として、半導体レーザ９から半導体
基板６の平面と平行な方向に出射される光束を、ミラー
面６ｂで半導体基板６のほぼ法線方向に反射させるよう
にする。
【００１２】さらに、ＨＯＥ８には、図２に示すよう
に、半導体基板６側の表面に半導体レーザ９からの光束
を０次光および±１次回折光の３本の光束に分離するグ
レーティング８ａを形成し、反対側の表面にホログラム
パターン８ｂを形成する。ホログラムパターン８ｂは、
記録媒体４からの戻り光の±１次回折光に互いに逆方向
のパワーを与えるように、下記の数１を満足するパター
ンをもって形成する。なお、ｘ，ｙ，ｚ座標の原点は、
光軸とホログラム面の交点とし、光軸方向をｚ軸、ホロ
グラムの回折方向をｘ軸としている。
に、半導体基板６側の表面に半導体レーザ９からの光束
を０次光および±１次回折光の３本の光束に分離するグ
レーティング８ａを形成し、反対側の表面にホログラム
パターン８ｂを形成する。ホログラムパターン８ｂは、
記録媒体４からの戻り光の±１次回折光に互いに逆方向
のパワーを与えるように、下記の数１を満足するパター
ンをもって形成する。なお、ｘ，ｙ，ｚ座標の原点は、
光軸とホログラム面の交点とし、光軸方向をｚ軸、ホロ
グラムの回折方向をｘ軸としている。
【数１】 ｆ（ｘ，ｙ）＝Ｆｘ＋Ｇｘ2 ＋Ｈｙ2 −ｎλ＝０ ただし、ｎは整数、λは波長、Ｆ，Ｇ，Ｈは定数であ
る。
る。
【００１３】上記構成において、半導体レーザ９からの
出射光は、ミラー面６ｂで反射された後、グレーティン
グ８ａで一本のメインビームと２本のサブビームとの３
本のビームに分離され、それぞれ絞り２および対物レン
ズ３を経て記録媒体４に図７に示すような位置関係で照
射される。これら３本の光束の記録媒体４からの戻り光
は、逆の経路をたどってホログラムパターン８ｂに入射
してそれぞれ回折され、メインビームの±１次回折光
が、中央の光検出器１２および１５にそれぞれ入射し、
一方のサブビームの±１次回折光が、例えば光検出器１
１および１４に、他方のサブビームの±１次回折光が、
光検出器１３および１６にそれぞれ入射する。なお、ホ
ログラムパターン８ｂは、±１次回折光に互いに逆方向
のパワーを与えるよう構成されているので、各光束の例
えば＋１次回折光は半導体基板６の後方で焦点を結び、
−１次回折光は前方で焦点を結ぶことになる。
出射光は、ミラー面６ｂで反射された後、グレーティン
グ８ａで一本のメインビームと２本のサブビームとの３
本のビームに分離され、それぞれ絞り２および対物レン
ズ３を経て記録媒体４に図７に示すような位置関係で照
射される。これら３本の光束の記録媒体４からの戻り光
は、逆の経路をたどってホログラムパターン８ｂに入射
してそれぞれ回折され、メインビームの±１次回折光
が、中央の光検出器１２および１５にそれぞれ入射し、
一方のサブビームの±１次回折光が、例えば光検出器１
１および１４に、他方のサブビームの±１次回折光が、
光検出器１３および１６にそれぞれ入射する。なお、ホ
ログラムパターン８ｂは、±１次回折光に互いに逆方向
のパワーを与えるよう構成されているので、各光束の例
えば＋１次回折光は半導体基板６の後方で焦点を結び、
−１次回折光は前方で焦点を結ぶことになる。
【００１４】ここで、記録媒体４に対して対物レンズ３
が合焦位置にあるとき、図５Ｂに示すように、光検出器
１２および１５に入射するそれぞれの光束のスポット１
７および１８の大きさが等しく、かつそれらのスポット
１７および１８の中心が受光領域１２ａおよび１５ａの
中心にそれぞれ位置するように設定すれば、対物レンズ
３が合焦位置よりも記録媒体４側に近づいたときには例
えば図５Ａに示すようになり、反対に遠ざかったときに
は図５Ｃに示すようになり、非合焦の方向に応じてスポ
ット１７および１８の大きさが反転することになる。し
たがって、光検出器１２の受光領域１２ａ，１２ｂ，１
２ｃの出力をそれぞれＡ１，Ａ２，Ａ３とし、光検出器
１５の受光領域１５ａ，１５ｂ，１５ｃの出力をそれぞ
れＡ４，Ａ５，Ａ６とすると、フォーカスエラー信号Ｆ
ＥＳは、下記の数２により得ることができる。
が合焦位置にあるとき、図５Ｂに示すように、光検出器
１２および１５に入射するそれぞれの光束のスポット１
７および１８の大きさが等しく、かつそれらのスポット
１７および１８の中心が受光領域１２ａおよび１５ａの
中心にそれぞれ位置するように設定すれば、対物レンズ
３が合焦位置よりも記録媒体４側に近づいたときには例
えば図５Ａに示すようになり、反対に遠ざかったときに
は図５Ｃに示すようになり、非合焦の方向に応じてスポ
ット１７および１８の大きさが反転することになる。し
たがって、光検出器１２の受光領域１２ａ，１２ｂ，１
２ｃの出力をそれぞれＡ１，Ａ２，Ａ３とし、光検出器
１５の受光領域１５ａ，１５ｂ，１５ｃの出力をそれぞ
れＡ４，Ａ５，Ａ６とすると、フォーカスエラー信号Ｆ
ＥＳは、下記の数２により得ることができる。
【数２】 ＦＥＳ＝（Ａ１＋Ａ５＋Ａ６）−（Ａ２＋Ａ３＋Ａ４）
【００１５】また、トラッキングエラー信号ＴＥＳは、
光検出器１１，１３，１４，１６の出力をそれぞれＢ
１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４とすると、いわゆる３ビーム法に
より、下記の数３から得ることができる。
光検出器１１，１３，１４，１６の出力をそれぞれＢ
１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４とすると、いわゆる３ビーム法に
より、下記の数３から得ることができる。
【数３】ＴＥＳ＝（Ｂ１＋Ｂ３）−（Ｂ２＋Ｂ４）
【００１６】この実施例では、記録媒体４から半導体レ
ーザ９への結像倍率（β）をβ＝−５．５、記録媒体４
上でのメインビームのスポットとサブビームのスポット
との間隔（Ｌ）をＬ＝０．０１８ｍｍ、対物レンズ３の
半導体レーザ９側の開口数（ＮＡ）をＮＡ＝０．０８
２、半導体レーザ９の発光点からグレーティング８ａま
での距離（Ｄ１）をＤ１＝１．２５ｍｍ、ＨＯＥ８の厚
さ（Ｄ２）をＤ２＝２．０ｍｍ、ＨＯＥ８の屈折率を
１．５１０５２とし、かつ図６に示すように、光検出器
１１〜１６の各寸法および間隔ｄ１〜ｄ８を、ミラー面
６ｂでの半導体レーザ９の中心光線の反射点を基準とし
て、ｄ１＝３００μｍ、ｄ２＝４８５μｍ、ｄ３＝１２
０μｍ、ｄ４＝３０μｍ、ｄ５＝２２μｍ、ｄ６＝５６
μｍ、ｄ７＝３６μｍ、ｄ８＝５４μｍとする。
ーザ９への結像倍率（β）をβ＝−５．５、記録媒体４
上でのメインビームのスポットとサブビームのスポット
との間隔（Ｌ）をＬ＝０．０１８ｍｍ、対物レンズ３の
半導体レーザ９側の開口数（ＮＡ）をＮＡ＝０．０８
２、半導体レーザ９の発光点からグレーティング８ａま
での距離（Ｄ１）をＤ１＝１．２５ｍｍ、ＨＯＥ８の厚
さ（Ｄ２）をＤ２＝２．０ｍｍ、ＨＯＥ８の屈折率を
１．５１０５２とし、かつ図６に示すように、光検出器
１１〜１６の各寸法および間隔ｄ１〜ｄ８を、ミラー面
６ｂでの半導体レーザ９の中心光線の反射点を基準とし
て、ｄ１＝３００μｍ、ｄ２＝４８５μｍ、ｄ３＝１２
０μｍ、ｄ４＝３０μｍ、ｄ５＝２２μｍ、ｄ６＝５６
μｍ、ｄ７＝３６μｍ、ｄ８＝５４μｍとする。
【００１７】ここで、ホログラムパターン８ｂの±１次
回折光の像位置は、以下のように算出することができ
る。すなわち、ホログラムパターン８ｂは、上記の数１
により、（ｘ，ｙ）＝（−５．１０，０，０）を中心と
する同心円群であり、またこのパターンに平行光を入射
したときにできる像位置Ｑは、ホログラムへの入射光の
方向余弦を（ｌ，ｍ，ｎ）、その出射光の方向余弦を
（ｌ′，ｍ′，ｎ′）、ホログラムパターンのｘ方向の
ピッチをＰx 、ｙ方向のピッチをＰy とすると、
回折光の像位置は、以下のように算出することができ
る。すなわち、ホログラムパターン８ｂは、上記の数１
により、（ｘ，ｙ）＝（−５．１０，０，０）を中心と
する同心円群であり、またこのパターンに平行光を入射
したときにできる像位置Ｑは、ホログラムへの入射光の
方向余弦を（ｌ，ｍ，ｎ）、その出射光の方向余弦を
（ｌ′，ｍ′，ｎ′）、ホログラムパターンのｘ方向の
ピッチをＰx 、ｙ方向のピッチをＰy とすると、
【数４】ｌ′＝ｌ±λ／Ｐx ｍ′＝ｍ±λ／Ｐy ｎ′＝（１−ｌ′2 −ｍ′2 ）1/2 となり、また上記の数１で表されるホログラムパターン
のＰx およびＰy は、
のＰx およびＰy は、
【数５】 Ｐx ＝λ／（∂ｆ(x,y) ／∂ｘ）＝λ／（Ｆ＋２Ｇｘ） Ｐy ＝λ／（∂ｆ(x,y) ／∂ｙ）＝λ／２Ｈｙ となるので、上記数４および５から
【数６】ｌ′＝±（Ｆ＋２Ｇｘ）＝０ ｍ′＝±２Ｈｙ となり、近軸においては、
【数７】Ｑ＝１／２Ｈ＝２０．８３ｍｍ となる。したがって、像位置の座標は、（ｘ，ｙ，ｚ）
＝（−５．１０，０，−２０．８）となるので、ホログ
ラムパターン８ｂは、参照光を平行光、物体光を（ｘ，
ｙ，ｚ）＝（−５．１０，０，−２０．８）の位置を光
源とする光によりできたパターンと等価になる。
＝（−５．１０，０，−２０．８）となるので、ホログ
ラムパターン８ｂは、参照光を平行光、物体光を（ｘ，
ｙ，ｚ）＝（−５．１０，０，−２０．８）の位置を光
源とする光によりできたパターンと等価になる。
【００１８】一方、任意の参照光と物体光とにより作成
されたホログラムパターンに、ある再生光を入射させた
ときの直接像および共役像のそれぞれの位置は、参照光
Ｓ0の座標位置を（０，０，Ｒ）、物点Ｂの座標位置を
（ｘ，ｙ，ｚ）、再生光Ｓrの座標位置を（η，ξ，
Ｒ′）、直接光Ｂ1 ′の座標位置を（ｘ1 ′，ｙ1 ′，
ｚ1 ′）、共役像Ｂ2 ′の座標位置を（ｘ2 ′，
ｙ2 ′，ｚ2 ′）とすると、「ホログラム入門」（J.c
h.Vienot 他共著）第４０頁から、
されたホログラムパターンに、ある再生光を入射させた
ときの直接像および共役像のそれぞれの位置は、参照光
Ｓ0の座標位置を（０，０，Ｒ）、物点Ｂの座標位置を
（ｘ，ｙ，ｚ）、再生光Ｓrの座標位置を（η，ξ，
Ｒ′）、直接光Ｂ1 ′の座標位置を（ｘ1 ′，ｙ1 ′，
ｚ1 ′）、共役像Ｂ2 ′の座標位置を（ｘ2 ′，
ｙ2 ′，ｚ2 ′）とすると、「ホログラム入門」（J.c
h.Vienot 他共著）第４０頁から、
【数８】ｚ1 ′＝１／（１／ｚ＋１／Ｒ′−１／Ｒ） ｘ1 ′＝ｚ1 ′・η／Ｒ′＋ｚ1 ′・ｘ／ｚ ｙ1 ′＝ｚ1 ′・ξ／Ｒ′＋ｚ1 ′・ｙ／ｚ
【数９】ｚ2 ′＝１／（−１／ｚ＋１／Ｒ′＋１／Ｒ） ｘ2 ′＝ｚ2 ′・η／Ｒ′−ｚ2 ′・ｘ／ｚ ｙ2 ′＝ｚ2 ′・ξ／Ｒ′−ｚ2 ′・ｙ／ｚ となる。
【００１９】したがって、上記の数８および９におい
て、参照光に平行光を、物体光の物点に（−５．１０，
０，−２０．８）を、再生光に（０，０，−２．５７）
を像点とする記録媒体４からの反射光を代入して、ホロ
グラムパターン８ｂの回折光の像位置を求めると、
て、参照光に平行光を、物体光の物点に（−５．１０，
０，−２０．８）を、再生光に（０，０，−２．５７）
を像点とする記録媒体４からの反射光を代入して、ホロ
グラムパターン８ｂの回折光の像位置を求めると、
【数１０】Ｂ1 ′＝（−０．５６，０，−２．２９） Ｂ2 ′＝（０．７２，０，−２．９７） となり、ホログラムパターン８ｂの±１次回折光の像位
置の光軸方向のズレ量ｄは、ｄ＝０．６４ｍｍとなる。
置の光軸方向のズレ量ｄは、ｄ＝０．６４ｍｍとなる。
【００２０】なお、図６において、光検出器１２の受光
領域１２ｂ，１２ｃと、光検出器１５の受光領域１５
ｂ，１５ｃとが非対称なのは、記録媒体４が遠側にデフ
ォーカスしたときに、フォーカスエラー信号に擬似合焦
点（ゼロクロス）が発生しないようにするためである。
領域１２ｂ，１２ｃと、光検出器１５の受光領域１５
ｂ，１５ｃとが非対称なのは、記録媒体４が遠側にデフ
ォーカスしたときに、フォーカスエラー信号に擬似合焦
点（ゼロクロス）が発生しないようにするためである。
【００２１】この実施例によれば、ｄ／β2 がほぼ０．
０２１ｍｍ、ＮＡ・ｄがほぼ０．０５２ｍｍ、Ｌ・βが
０．０９９ｍｍとなっている。ここで、ｄ／β2 は、フ
ォーカスエラー信号の検出範囲のほぼ２倍に比例するパ
ラメータとなっている。光ディスクのピックアップにお
いては、一般にフォーカスエラー信号の検出範囲の下限
を０．００５ｍｍ程度においているので、ｄ／β2 ＞
０．０１ｍｍを満たすことによりフォーカスエラー信号
の検出範囲を十分取ることができ、この実施例でもこの
条件を満足している。
０２１ｍｍ、ＮＡ・ｄがほぼ０．０５２ｍｍ、Ｌ・βが
０．０９９ｍｍとなっている。ここで、ｄ／β2 は、フ
ォーカスエラー信号の検出範囲のほぼ２倍に比例するパ
ラメータとなっている。光ディスクのピックアップにお
いては、一般にフォーカスエラー信号の検出範囲の下限
を０．００５ｍｍ程度においているので、ｄ／β2 ＞
０．０１ｍｍを満たすことによりフォーカスエラー信号
の検出範囲を十分取ることができ、この実施例でもこの
条件を満足している。
【００２２】一方、Ｌおよびβはなるべく小さい方が良
いが、光検出器上でのメインビームとサブビームとの干
渉を考えると、むやみに小さくすることはできない。Ｎ
Ａ・ｄ＜Ｌ・βはその条件を与えるもので、ＮＡ・ｄは
ほぼ光検出器上でのスポットの直径を、Ｌ・βはメイン
ビームとサブビームとの光検出器上でのスポット間隔を
表すパラメータであり、ＮＡ・ｄ＜Ｌ・βを満たすこと
により、光検出器上でのメインビームとサブビームとの
干渉を有効に防止でき、この実施例はこの条件を満たし
ている。
いが、光検出器上でのメインビームとサブビームとの干
渉を考えると、むやみに小さくすることはできない。Ｎ
Ａ・ｄ＜Ｌ・βはその条件を与えるもので、ＮＡ・ｄは
ほぼ光検出器上でのスポットの直径を、Ｌ・βはメイン
ビームとサブビームとの光検出器上でのスポット間隔を
表すパラメータであり、ＮＡ・ｄ＜Ｌ・βを満たすこと
により、光検出器上でのメインビームとサブビームとの
干渉を有効に防止でき、この実施例はこの条件を満たし
ている。
【００２３】したがって、この実施例によれば、凹レン
ズを用いることなく、かつ対物レンズ３の開口数や倍率
を大きくすることなく、記録媒体４上でのメインビーム
スポットとサブビームスポットとの間隔を小さくでき、
しかも光検出器１１〜１６上でのメインビームとサブビ
ームとの干渉を有効に防止することができると共に、フ
ォーカスエラー信号の擬似合焦点の発生も有効に防止す
ることができるので、小形かつ安価な構成で、トラッキ
ングエラー信号を高感度で検出できると共に、フォーカ
スエラー信号を広範囲で検出することができる。
ズを用いることなく、かつ対物レンズ３の開口数や倍率
を大きくすることなく、記録媒体４上でのメインビーム
スポットとサブビームスポットとの間隔を小さくでき、
しかも光検出器１１〜１６上でのメインビームとサブビ
ームとの干渉を有効に防止することができると共に、フ
ォーカスエラー信号の擬似合焦点の発生も有効に防止す
ることができるので、小形かつ安価な構成で、トラッキ
ングエラー信号を高感度で検出できると共に、フォーカ
スエラー信号を広範囲で検出することができる。
【００２４】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、記録
媒体から半導体レーザへの結像倍率をβ、メインビーム
およびサブビームの記録媒体上でのスポット間隔をＬｍ
ｍ、収束光学系の半導体レーザ側の開口数をＮＡ、ホロ
グラムの＋１次回折光および−１次回折光の焦点位置の
光軸方向のズレ量をｄｍｍとするとき、ｄ／β2 ＞０．
０１ｍｍおよびＮＡ・ｄ＜Ｌ・βを満足するように構成
したので、光ピックアップを小形かつ安価にでき、トラ
ッキングエラー信号を高感度で検出できると共に、フォ
ーカスエラー信号を広範囲で検出することができる。
媒体から半導体レーザへの結像倍率をβ、メインビーム
およびサブビームの記録媒体上でのスポット間隔をＬｍ
ｍ、収束光学系の半導体レーザ側の開口数をＮＡ、ホロ
グラムの＋１次回折光および−１次回折光の焦点位置の
光軸方向のズレ量をｄｍｍとするとき、ｄ／β2 ＞０．
０１ｍｍおよびＮＡ・ｄ＜Ｌ・βを満足するように構成
したので、光ピックアップを小形かつ安価にでき、トラ
ッキングエラー信号を高感度で検出できると共に、フォ
ーカスエラー信号を広範囲で検出することができる。
【図１】この発明の一実施例を示す図である。
【図２】図１に示すユニットの構成を示す断面図であ
る。
る。
【図３】図２に示す半導体基板の平面図である。
【図４】同じく半導体基板の部分断面図である。
【図５】図１の実施例によるフォーカスエラー信号の検
出動作を説明するための図である。
出動作を説明するための図である。
【図６】図３に示す各光検出器の具体的寸法および間隔
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図７】記録媒体のトラックに対する３ビームの位置関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図８】サブビームから得られる信号波形を説明するた
めの図である。
めの図である。
１ ユニット ２ 絞り ３ 対物レンズ ４ 記録媒体 ５ 基板 ６ 半導体基板 ６ａ 凹部 ６ｂ ミラー面 ７ スペーサ ８ ＨＯＥ ８ａ グレーティング ８ｂ ホログラムパターン ９ 半導体レーザ １１〜１６ 光検出器 １２ａ〜１２ｃ，１５ａ〜１５ｃ 受光領域 １７，１８ スポット
Claims (1)
- 【請求項１】 同一半導体基板上に設けた半導体レーザ
および複数の光検出器と、前記半導体レーザからの出射
光を記録または再生用のメインビームとトラッキングエ
ラー信号検出用のサブビームとに分離する回折格子と、
前記メインビームおよびサブビームを光学式情報記録媒
体に照射する収束光学系と、前記光学式情報記録媒体か
らの前記メインビームおよびサブビームの反射光を、互
いに逆方向のパワーを与えて回折させてその±１次回折
光を前記複数の光検出器に入射させるホログラムとを有
し、 前記光学式情報記録媒体から前記半導体レーザへの結像
倍率をβ、 前記メインビームおよびサブビームの前記光学式情報記
録媒体上でのスポット間隔をＬｍｍ、 前記収束光学系の前記半導体レーザ側の開口数をＮＡ、 前記ホログラムの＋１次回折光および−１次回折光の焦
点位置の光軸方向のズレ量をｄｍｍとするとき、 ｄ／β2 ＞０．０１ｍｍ ＮＡ・ｄ＜Ｌ・β を満足するよう構成したことを特徴とする光ピックアッ
プ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4110022A JPH05307759A (ja) | 1992-04-28 | 1992-04-28 | 光ピックアップ |
| US08/341,087 US5648946A (en) | 1992-04-28 | 1994-11-17 | Optical pick-up apparatus with holographic optical element to diffract both forward and return light beams |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4110022A JPH05307759A (ja) | 1992-04-28 | 1992-04-28 | 光ピックアップ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05307759A true JPH05307759A (ja) | 1993-11-19 |
Family
ID=14525136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4110022A Pending JPH05307759A (ja) | 1992-04-28 | 1992-04-28 | 光ピックアップ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5648946A (ja) |
| JP (1) | JPH05307759A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5406543A (en) * | 1993-04-07 | 1995-04-11 | Olympus Optical Co., Ltd. | Optical head with semiconductor laser |
| EP0715302A1 (de) * | 1994-12-02 | 1996-06-05 | Deutsche Thomson-Brandt Gmbh | Vorrichtung zur berührungslosen optischen Abtastung von Informationen bei der Aufzeichnung aud und/oder Wiedergabe von einem Aufzeichnungsträger mit Aufzeichnungsspuren |
| US5608695A (en) * | 1993-11-08 | 1997-03-04 | Olympus Optical Co., Ltd. | Optical pick-up apparatus with tracking error detection by detection of amount of light in fan field |
| US5680385A (en) * | 1995-03-30 | 1997-10-21 | Nec Corporation | Optical head with a heat sink |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1011785A (ja) * | 1996-06-21 | 1998-01-16 | Sharp Corp | 光学ヘッド |
| JPH10241188A (ja) * | 1997-02-24 | 1998-09-11 | Sanyo Electric Co Ltd | 光ピックアップ装置およびそれを備えた光学記録媒体駆動装置 |
| US7153366B1 (en) | 1998-03-24 | 2006-12-26 | Quantum Corporation | Systems and method for forming a servo pattern on a magnetic tape |
| US7029726B1 (en) | 1999-07-27 | 2006-04-18 | Quantum Corporation | Method for forming a servo pattern on a magnetic tape |
| US6940676B1 (en) | 2000-06-07 | 2005-09-06 | Quantum Corporation | Triple push-pull optical tracking system |
| US7187515B2 (en) | 2003-02-05 | 2007-03-06 | Quantum Corporation | Method and system for tracking magnetic media with embedded optical servo tracks |
| US6980390B2 (en) * | 2003-02-05 | 2005-12-27 | Quantum Corporation | Magnetic media with embedded optical servo tracks |
| EP1649564A4 (en) * | 2003-07-03 | 2007-09-05 | Pd Ld Inc | USE OF VOLUME BRAGG GRIDS FOR THE PREPARATION OF LASER EMISSION SCALE SIZES |
| US7626900B2 (en) * | 2003-09-24 | 2009-12-01 | Sony Corporation | Optical pickup and disk drive apparatus |
| JP2006114096A (ja) * | 2004-10-13 | 2006-04-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザユニットおよびそれを備えた光ピックアップ装置 |
Citations (2)
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| JPH02292735A (ja) * | 1989-05-02 | 1990-12-04 | Olympus Optical Co Ltd | フォーカス検出装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0305169B1 (en) * | 1987-08-24 | 1994-05-11 | Sharp Kabushiki Kaisha | Optical pickup apparatus and optical grating assembly therefor |
| JPH0675300B2 (ja) * | 1988-04-11 | 1994-09-21 | 三菱電機株式会社 | 光学式ヘッド装置 |
| US5049732A (en) * | 1988-10-21 | 1991-09-17 | Sharp Kabushiki Kaisha | Optical pickup device with diffraction device |
| US5315574A (en) * | 1988-10-28 | 1994-05-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical head with polarized beam hologram |
| JPH0520711A (ja) * | 1991-07-15 | 1993-01-29 | Olympus Optical Co Ltd | 光ピツクアツプ |
| JPH05120755A (ja) * | 1991-10-25 | 1993-05-18 | Olympus Optical Co Ltd | 光ヘツド |
| CA2088701C (en) * | 1992-02-05 | 1998-01-27 | Yoshio Yoshida | Optical information reproducing apparatus |
| JP3500158B2 (ja) * | 1992-04-20 | 2004-02-23 | オリンパス株式会社 | 光ヘッド |
| US5406543A (en) * | 1993-04-07 | 1995-04-11 | Olympus Optical Co., Ltd. | Optical head with semiconductor laser |
-
1992
- 1992-04-28 JP JP4110022A patent/JPH05307759A/ja active Pending
-
1994
- 1994-11-17 US US08/341,087 patent/US5648946A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
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| JPS63229640A (ja) * | 1987-03-19 | 1988-09-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光ヘツド装置 |
| JPH02292735A (ja) * | 1989-05-02 | 1990-12-04 | Olympus Optical Co Ltd | フォーカス検出装置 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5648946A (en) | 1997-07-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980210 |