JPH10247335A

JPH10247335A - 光学ヘッド

Info

Publication number: JPH10247335A
Application number: JP10105976A
Authority: JP
Inventors: Kunio Yamamiya; 国雄山宮
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1998-04-16
Filing date: 1998-04-16
Publication date: 1998-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】光ヘッドにおいて、半導体レーザから出射し
た光束を効率よく利用し、小型化することを目的とす
る。【解決手段】半導体レーザ３が配置された支持基板２
上に透明部材である平行平面板４を配置し、該平行平面
板４に光ビーム整形機能を有するホログラム６を配置し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、例えば記録媒体に記録された情
報を読取る光学ヘッドの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開昭６４−１０４３３の第１図（Ａ，
Ｂ）に示されているように、Ａ１等の熱伝導性材料から
なる凹状の保持部材１１の底部１１ａに半導体レーザ１
２を保持すると共に、この保持部材１１に半導体レーザ
１２と光検出器２０に対して透明なガラスやプラスチッ
クなどより成る透明基板１３が接着固定してある。透明
基板１３には半透鏡１４，１５を設けるとともに半導体
レーザと対向する下面１３ａとは反対側の上面１３ｂに
はホログラムレンズ１６，１７を接合して設ける。半導
体レーザ１２からの非点隔差を補正するホログラムレン
ズ１６とした光学読取り装置であり、第７図には光学系
全体をパッケージ６０に収納して埃などの影響を少なく
するため、ホログラムレンズ１６，１７を保護するた
め、窓ガラス６２を設けたり、前記ホログラムレンズ１
６，１７が透明基板１３と一体に成形する点が開示され
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た先行技術では半導体レーザから出射した光束を整形す
ることなく記録媒体へ差し向けた構成となっている。こ
のようにビーム整形機能を有しない光学系では半導体レ
ーザの光の利用効率が悪化したり、光ディスク上に集光
された光のスポット形状が楕円化し、信号の記録、再生
能力を悪化させるという欠点を有している。また、ビー
ム整形機能をユニットの外に設けた場合には装置が大型
化してしまうという欠点がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の光学ヘッドは、
半導体レーザが配置された支持基板上に透明部材を配置
し、該透明部材に光ビーム整形機能を有するホログラム
を配置したことを特徴とするものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態（以下「実施形態」という）を説明する。

【０００６】図１は本発明の第１実施形態に係り図１は
光学ヘッドの構成を示す説明図である。図１に示すよう
に、光学ヘッド１は、支持基板２を備えている。この支
持基板２の一端側には上方に突出した段部２ａが形成さ
れ、この段部２ａ上に半導体レーザ３が設けられてい
る。この半導体レーザ３は、水平方向に光を出射するよ
うに配置されている。この半導体レーザ３の出射光の光
路上には、前記支持基板２上に取り付けられた平行平面
板４が配置されている。この平行平面板４の半導体レー
ザ３側の端面には、第１のホログラムレンズ６が設けら
れ、反対側の端面には、第２のホログラムレンズ７が設
けられている。前記第１のホログラムレンズ６は、非点
隔差を補正する機能を有する。また、第２のホログラム
レンズ７は、半導体レーザ３の出射光を平行光にするコ
リメータレンズの機能を有する。また支持基板２上には
プリズム８が配置されている。このプリズム８の斜面に
は、半透膜２１を形成している。また、保護板１１のパ
ッケージの内側の端面に、回折ホログラム２２を形成し
ている。この回折ホログラム２２は、第１実施例と異な
り対物レンズの機能を有せず、従って、パッケージの外
部に対物レンズ２３を設けている。

【０００７】尚、第１のホログラムレンズ６または第２
のホログラム７に、ビーム整形作用を持たせても良い。
半導体レーザ３の出射光は第１実施形態と同様であり、
第１ホログラムレンズ６及び第２ホログラムレンズ７よ
り非点隔差が補正された平行光が出射され、前記半透膜
２１に入射する。この半透膜２１を透過した光の光路上
の支持基板２上には、前方モニタ用光検出器２５が設け
られている。

【０００８】また、前記回折ホログラム２２は、半導体
レーザ３の出射光をゼロ次，±１次の回折光に分離し、
ゼロ次の光は対物レンズ２３によって記録媒体１５面上
に収束され、±１次の光は対物レンズ２３外に回折し、
記録媒体１５には収束されないようになっている。従っ
て、大部分の光量はゼロ次光として記録媒体１５に向か
うように、回折ホログラム２２が形成されている。記録
媒体１５面上で反射した光は、対物レンズ２３を通過し
平行光となり、再び回折ホログラム２２に入射する。こ
の場合、大部分の光量が±１次光として得られるように
回折され３分割される。この光は、半透膜２１を通過
し、そのうちの±１次光が、プリズム８端面と支持基板
２の間に設けられた光検出器２６で受光されるようにな
っている。そして、この光検出器２６によって、非点収
差法やスポットサイズ法等によるフォーカスエラー信
号、プッシュブル法等によるトラッキングエラー信号、
及び情報信号が得られるようになっている。

【０００９】次に、本形態例の作用について説明する。
半導体レーザ３から出射された光束は、第１のホログラ
ムレンズ６で非点隔差を補正され、第２ホログラムレン
ズ７で平行光にされると共に円形状となり、プリズム８
の半透膜２１に入射する。この半透膜２１を透過した光
は、空気中からプリズム８に斜めに入射するので屈折し
て、前方モニタ用光検出器２５で受光される。そして、
このモニタ用光検出器２５の出力により、半導体レーザ
３の出力制御等が行われる。一方、前記半透膜２１で反
射した光は、回折ホログラム２２に入射し、ゼロ次の回
折光が対物レンズ２３によって記録媒体１５面上に収束
される。記録媒体１５で反射された光は、再び回折ホロ
グラム２２に入射し、大部分の光量が±１次光として得
られるように回折され３分割され、半透膜２１を通過
し、そのうちの±１次光が、光検出器２６で受光され
る。そして、この光検出器２６の出力より、情報信号，
フォーカス，トラッキングエラー信号が得られる。

【００１０】ところで、従来は、整形プリズムを用い
て、半導体レーザから出射された光をプリズム面に斜め
に入射させて楕円ビームを円形ビームに変換する手段も
考えられていたが、支持基板２上に整形プリズムを配置
したとき、支持基板２上での半導体レーザをプリズムの
面に対して斜めに配置したり、半導体レーザを水平，垂
直方向に位置する場合には２面を利用した屈折，反射に
よる整形方法を用いる必要がある等の理由で、プリズム
が大きくなったり、配置スペースが大きくなったりす
る。これに対し、本実施例では、第１のホログラムレン
ズ６または第２ホログラムレンズ７に、非点隔差補正ま
たはコリメータ作用と共にビーム整形作用を持たせてい
るので、光学ヘッド１の小型化に更に寄与している。

【００１１】第２図は本発明の第２実施形態の光学ヘッ
ドの構成を示す説明図である。本実施形態において、半
導体レーザ３，第１ホログラムレンズ６，第２ホログラ
ムレンズ７の構成は、第１または第２実施例と同様であ
る。

【００１２】本実施形態では、平行光にする第２のホロ
グラムレンズ７を通過したＳ偏光（紙面に対し垂直方向
に振動する直線偏光）の光は、支持基板２上に設けられ
たプリズム４１の斜面に形成された表面側に誘電多層膜
を蒸着した回折ホログラムの偏光用ホログラム４２に入
射するようになっている。前記Ｓ偏光の光は、この偏光
用ホログラム４２で全反射され、保護板１１のパッケー
ジ内側の端面に設けられた１／４波長板４３で円偏光と
なり、対物レンズ２３によって記録媒体１５上に収束さ
れる。尚、前記１／４波長板４３の位置は、図中破線で
示すように対物レンズ２３と保護板１１の間でも良い。
記録媒体１５で反射された光は、対物レンズ２３で平行
光となり、１／４波長板４３を通過してＰ偏光（紙面内
方向に振動する直線偏光）となり、偏光用ホログラム４
２に入射する。このＰ偏光の光は、偏光用ホログラム４
２で透過，屈折し、プリズム４１の支持基板２上のプリ
ズム面４５で反射され、プリズム４１の上面に形成した
反射型の第３のホログラムレンズ４６に入射する。この
第３のホログラムレンズ４６は、フォーカス／トラッキ
ングエラー信号検出用に光束を３光束に分割，分離し、
各光束は、支持基板２上に設けられた光検出器４７で受
光される。そして、この光検出器４７の出力より、情報
信号，フォーカストラッキングエラー信号が得られる。

【００１３】反射型の前記第３のホログラムレンズ４６
は、金属膜をコーティングすることで簡単に実現可能で
ある。上述のように、偏光用ホログラム４２は、作用的
には偏光ビームスプリッタ膜であるから、従来の偏光ビ
ームスプリッタ膜でも良い。しかし、単なる偏光ビーム
スプリッタを用いた場合には、この偏光ビームスプリッ
タを通過した光の一部が、光検出器４７に入り易くな
る。すなわち、空気中の屈折率をｎ０、プリズムの屈
折率をｎ、入射角をθ０、屈折角をθとすると、ｎｓｉｎθ＝ｎ０ｓｉｎθ０、すなわち、ｓｉｎθ＝（ｎ０／ｎ）ｓｉｎθ０であるから、例えばｎ０＝１，ｎ＝１．５，θ０＝
４５°とすると、ｓｉｎθ＝０．４３，θ＝２８．５°
となり、偏り角が１６．５°程度となり光検出器４７に
入り易くなる。そこで、これを防止するために、プリズ
ム４１としてある程度厚いものが必要となる。これに対
し、偏光用ホログラム４２を用いると、一方の偏光面に
ついて回折角を大きくすることができるため、プリズム
４１の厚さを薄くすることができ、光学ヘッド１を一層
小型な偏平タイプとすることができる。

【００１４】尚、図２では、プリズム４１の下面と上面
で１回ずつ反射するようになっているが、反射の回数は
任意に設定可能である。また、偏光用ホログラム４２
で、エラー信号検出用に光束を３光束に分割，分離する
ようにして第３のホログラムレンズ４６を省略しても良
い。この場合、偏光用ホログラム４２で分割，分離され
た各光束は、プリズム４１の下面と上面で反射され、光
検出器４７に入射する。この場合、更に、前記各光束を
反射するプリズム４１の上面は、金属反射面にしても良
い。

【００１５】その他の構成，作用及び効果は第１実施形
態と同様である。尚、以上第１ないし第２実施形態にお
いて、第１のホログラムレンズと第２のホログラムレン
ズの機能を逆にして、第１のホログラムレンズ６に半導
体レーザ３の出射光を平行光にするコリメータレンズの
機能を持たせ、第２のホログラムレンズ７に非点隔差を
補正する機能を持たせても良い。

【００１６】図３は光学ヘッドの一部を示す説明図、図
４は非点隔差の補正を説明するための説明図、図５はホ
ログラムの作成方法を示す説明図である。本実施形態
は、１枚のホログラム５１に、非点隔差の補正機能とコ
リメータ機能を持たせ、第１ないし第２実施形態に示さ
れる第１のホログラムレンズ６及び第２のホログラムレ
ンズ７を、１枚のホログラム５１で置き換えたものであ
る。このホログラム５１は、図３に示すように、平行平
面板４の一方の端面に設けられる。このように、ホログ
ラムを１枚とすることにより、回折効率が上がり、出射
光量のロスが少なくなる。

【００１７】次に、前記ホログラム５１の作成方法につ
いて説明する。図４に示すように、非点隔差を有する半
導体レーザ５３の出射球面波は、半導体レーザ５３の出
射光に対して斜めに配置された平行平面板５４を透過す
ることにより、非点隔差を補正される。この補正された
透過光は、コリメータレンズ５５によって平行光とな
る。

【００１８】従って、ホログラム５１は、図５に示すよ
うな方法で作成することができる。すなわち、同一光源
からの光ビームをコリメータレンズにより平行光とし、
半透膜により２分割し、一方の光を平面波の参照光とし
てホログラム乾板５６に照射する。また、他方の光は、
ミラー５７で反射させた後、単レンズ５８で収束させ絞
り５９を通して球面波とし、この光ビームに対して所定
の角度で傾けられた平行平面板６０を通過させて非点隔
差を持った球面波の物体光として、前記ホログラム乾板
５６に照射する。そして、この参照光と物体光の二重露
光によって、ホログラム５１を作成することができる。
このホログラム５１に、物体光側より、半導体レーザか
らの非点隔差を持った球面波を照射すると、非点隔差が
補正された平行光が出る。すなわち、非点隔差を持った
半導体レーザの球面波は、ホログラム面の非点隔差成分
と干渉させキャンセルさせて、非点隔差を除去するもの
である。

【００１９】

【発明の効果】本発明は、半導体レーザから出射した光
束を効率よく利用でき、且つ小型な光学ヘッドを実現で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示す図で、光学ヘッド
の構成を示す図である。

【図２】本発明の第２実施形態を示す図で、光学ヘッド
の構成を示す図である。

【図３】光学ヘッドの一部を示す図である。

【図４】非点隔差の補正を説明するための図である。

【図５】ホログラムの作成方法を示す図である。

【符号の説明】

１光学ヘッド３半導体レーザ４平行平面板６第１のホログラムレンズ７第２のホログラムレンズ８プリズム１３回折ホログラム１４光検出器１５記録媒体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体レーザが配置された支持基板上に
透明部材を配置し、該透明部材に光ビーム整形機能を有
するホログラムを配置したことを特徴とする光学ヘッ
ド。
【請求項２】上記支持基板２上の突起した形状で、そ
の上面に半導体レーザを配置したことを特徴とする請求
項１記載の光学ヘッド。
【請求項３】上記支持基板２上に光ビーム整形機能を
有するホログラムと誘電多層膜よりなるビームスプリッ
タおよび検光子が透明基板上に形成し、上記透明基板は
上記支持基板とパッケージ内に収納され、開口部は透明
基板を接着剤にて接着し、密封したことを特徴とする請
求項１記載の光学ヘッド。