JPH11312334A - 光学ユニットおよびこれを用いる光学ピックアップ装置 - Google Patents
光学ユニットおよびこれを用いる光学ピックアップ装置Info
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- JPH11312334A JPH11312334A JP11045051A JP4505199A JPH11312334A JP H11312334 A JPH11312334 A JP H11312334A JP 11045051 A JP11045051 A JP 11045051A JP 4505199 A JP4505199 A JP 4505199A JP H11312334 A JPH11312334 A JP H11312334A
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Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
- Optical Head (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 少ない受光領域数で焦点状態を検出でき、光
学ピックアップ装置を小型化できると共に、組み立ても
容易にできる光学ユニットおよびこれを用いる光学ピッ
クアップ装置を提供する。 【解決手段】 半導体基板1上に配置された半導体レー
ザ2と、半導体基板1上に形成され、2本の分割線で分
割された3つの受光領域を有する3分割光検出器3と、
半導体レーザ2からのレーザ光を対物レンズ5を経て記
録媒体6側に出射させ、記録媒体6からの戻り光を3分
割光検出器3側に導く往復光路分離手段4dと、3分割
光検出器3に入射する戻り光の断面を分割して複数の光
束を得る光束分割手段4c,9とを有し、光束分割手段
で分割された複数の光束を、3分割光検出器3の一方の
分割線を含む両側の受光領域と、他方の分割線を含む両
側の受光領域とに入射させて焦点状態を検出する。
学ピックアップ装置を小型化できると共に、組み立ても
容易にできる光学ユニットおよびこれを用いる光学ピッ
クアップ装置を提供する。 【解決手段】 半導体基板1上に配置された半導体レー
ザ2と、半導体基板1上に形成され、2本の分割線で分
割された3つの受光領域を有する3分割光検出器3と、
半導体レーザ2からのレーザ光を対物レンズ5を経て記
録媒体6側に出射させ、記録媒体6からの戻り光を3分
割光検出器3側に導く往復光路分離手段4dと、3分割
光検出器3に入射する戻り光の断面を分割して複数の光
束を得る光束分割手段4c,9とを有し、光束分割手段
で分割された複数の光束を、3分割光検出器3の一方の
分割線を含む両側の受光領域と、他方の分割線を含む両
側の受光領域とに入射させて焦点状態を検出する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学ユニット、お
よび該光学ユニットを用い、特に、半導体レーザからの
光ビームを光学式ディスクプレーヤなどの記録媒体に入
射させ、記録媒体からの反射ビームを光検出器に導くこ
とにより、情報の記録再生を行う光学ピックアップ装置
に関するものである。
よび該光学ユニットを用い、特に、半導体レーザからの
光ビームを光学式ディスクプレーヤなどの記録媒体に入
射させ、記録媒体からの反射ビームを光検出器に導くこ
とにより、情報の記録再生を行う光学ピックアップ装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体レーザからのレーザ光を記録媒体
に入射させ、該記録媒体からの反射ビームを光検出器に
導いて記録媒体に記録された情報の読み取りを行う光学
ピックアップ装置の一例として、特開昭64−4624
3号公報に記載されているものがある。この光学ピック
アップ装置では、半導体基板上に半導体レーザを配置す
ると共に、半導体基板に第1,第2の光検出部を形成
し、これら第1,第2の光検出部上に全反射グレーティ
ングを形成したプリズムを配置して、半導体レーザから
のレーザ光を全反射グレーティングで反射させて3本の
光ビームを得ている。これら3本の光ビームは、パッケ
ージのカバー部材内面に形成した曲線干渉縞パターンの
ホログラムからなるビームスプリッタに入射させ、この
ビームスプリッタを透過した3本の光ビームをコリメー
タレンズおよび対物レンズを経て光ディスクに照射する
ようにしている。
に入射させ、該記録媒体からの反射ビームを光検出器に
導いて記録媒体に記録された情報の読み取りを行う光学
ピックアップ装置の一例として、特開昭64−4624
3号公報に記載されているものがある。この光学ピック
アップ装置では、半導体基板上に半導体レーザを配置す
ると共に、半導体基板に第1,第2の光検出部を形成
し、これら第1,第2の光検出部上に全反射グレーティ
ングを形成したプリズムを配置して、半導体レーザから
のレーザ光を全反射グレーティングで反射させて3本の
光ビームを得ている。これら3本の光ビームは、パッケ
ージのカバー部材内面に形成した曲線干渉縞パターンの
ホログラムからなるビームスプリッタに入射させ、この
ビームスプリッタを透過した3本の光ビームをコリメー
タレンズおよび対物レンズを経て光ディスクに照射する
ようにしている。
【0003】光ディスクで反射された3本の戻り光は、
対物レンズおよびコリメータレンズを経てビームスプリ
ッタに入射させて、該ビームスプリッタから偏向して出
射させ、これら偏向して出射される3本の戻り光をプリ
ズムの上面から入射させて第1の光検出部で受光すると
共に、該第1の光検出部の受光面でそれぞれ反射される
3本の戻り光をプリズムの上面で反射させて第2の光検
出部で受光するようにしている。ここで、第1,第2の
光検出部は、戻り光の焦点位置の前後に位置し、それぞ
れ3本の戻り光のうちの中央の戻り光を受光する3分割
光検出器と、両側の戻り光を受光する2個の光検出器と
をもって構成されている。
対物レンズおよびコリメータレンズを経てビームスプリ
ッタに入射させて、該ビームスプリッタから偏向して出
射させ、これら偏向して出射される3本の戻り光をプリ
ズムの上面から入射させて第1の光検出部で受光すると
共に、該第1の光検出部の受光面でそれぞれ反射される
3本の戻り光をプリズムの上面で反射させて第2の光検
出部で受光するようにしている。ここで、第1,第2の
光検出部は、戻り光の焦点位置の前後に位置し、それぞ
れ3本の戻り光のうちの中央の戻り光を受光する3分割
光検出器と、両側の戻り光を受光する2個の光検出器と
をもって構成されている。
【0004】このようにして、第1の光検出部の中央の
3分割光検出器の3つの受光領域の出力と第2の光検出
部の中央の3分割光検出器の3つの受光領域の出力とに
基づいて、情報信号を検出すると共に、ビームサイズ法
によりフォーカスエラー信号を検出し、第1の光検出部
の両側の2個の光検出器の出力と第2の光検出部の両側
の2個の光検出器の出力とに基づいて、3ビーム法によ
りトラッキングエラー信号を検出するようにしている。
3分割光検出器の3つの受光領域の出力と第2の光検出
部の中央の3分割光検出器の3つの受光領域の出力とに
基づいて、情報信号を検出すると共に、ビームサイズ法
によりフォーカスエラー信号を検出し、第1の光検出部
の両側の2個の光検出器の出力と第2の光検出部の両側
の2個の光検出器の出力とに基づいて、3ビーム法によ
りトラッキングエラー信号を検出するようにしている。
【0005】また、従来の他の光学ピックアップ装置と
して、特開平2−173937号公報に記載されている
ものがある。この光学ピックアップ装置では、光源から
出射されて平行光とされた光ビームをハーフミラーで反
射させて対物レンズを経て記録媒体に照射している。記
録媒体からの戻り光は、対物レンズを経てハーフミラー
に入射させ、該ハーフミラーを透過した戻り光を凸レン
ズで収斂させて偏光ビームスプリッタに入射させ、該偏
光ビームスプリッタを透過する戻り光を2分割光検出器
で受光し、偏光ビームスプリッタで反射される戻り光は
段差を有する反射光学素子で断面2光束に分割して反射
させることにより、これら2光束を凸レンズの焦点位置
の前後において4分割光検出器で受光するようにしてい
る。
して、特開平2−173937号公報に記載されている
ものがある。この光学ピックアップ装置では、光源から
出射されて平行光とされた光ビームをハーフミラーで反
射させて対物レンズを経て記録媒体に照射している。記
録媒体からの戻り光は、対物レンズを経てハーフミラー
に入射させ、該ハーフミラーを透過した戻り光を凸レン
ズで収斂させて偏光ビームスプリッタに入射させ、該偏
光ビームスプリッタを透過する戻り光を2分割光検出器
で受光し、偏光ビームスプリッタで反射される戻り光は
段差を有する反射光学素子で断面2光束に分割して反射
させることにより、これら2光束を凸レンズの焦点位置
の前後において4分割光検出器で受光するようにしてい
る。
【0006】このようにして、2分割光検出器の2つの
受光領域の出力に基づいてプッシュプル法によりトラッ
キングエラー信号を検出し、4分割光検出器の4つの受
光領域の出力に基づいて非点収差法によりフォーカスエ
ラー信号を得るようにしている。
受光領域の出力に基づいてプッシュプル法によりトラッ
キングエラー信号を検出し、4分割光検出器の4つの受
光領域の出力に基づいて非点収差法によりフォーカスエ
ラー信号を得るようにしている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
特開昭64−46243号公報に記載の光学ピックアッ
プ装置にあっては、2個の3分割光検出器を用いてフォ
ーカスエラー信号を得るようにしているため、光検出器
の数が多く、したがって受光領域の数も多くなり、それ
に伴って各受光領域の出力を処理する演算回路も多くな
って装置が大型になるという問題があると共に、各受光
領域と対応する演算回路との接続工数が増え、組み立て
が面倒になるという問題がある。
特開昭64−46243号公報に記載の光学ピックアッ
プ装置にあっては、2個の3分割光検出器を用いてフォ
ーカスエラー信号を得るようにしているため、光検出器
の数が多く、したがって受光領域の数も多くなり、それ
に伴って各受光領域の出力を処理する演算回路も多くな
って装置が大型になるという問題があると共に、各受光
領域と対応する演算回路との接続工数が増え、組み立て
が面倒になるという問題がある。
【0008】また、上記の特開平2−173937号公
報に記載の光学ピックアップ装置では、4分割光検出器
を用いてフォーカスエラー信号を得るようにしているた
め、受光領域の数が多く、これがため上記の場合と同様
に、装置が大型になると共に、組み立てが面倒になると
いう問題がある。
報に記載の光学ピックアップ装置では、4分割光検出器
を用いてフォーカスエラー信号を得るようにしているた
め、受光領域の数が多く、これがため上記の場合と同様
に、装置が大型になると共に、組み立てが面倒になると
いう問題がある。
【0009】本発明は、上記の問題点に着目してなされ
たもので、少ない受光領域数でフォーカス状態を検出で
き、したがって光学ピックアップ装置を小型化できると
共に、組み立ても容易にできる光学ユニットおよびこれ
を用いる光学ピックアップ装置を提供しようとするもの
である。
たもので、少ない受光領域数でフォーカス状態を検出で
き、したがって光学ピックアップ装置を小型化できると
共に、組み立ても容易にできる光学ユニットおよびこれ
を用いる光学ピックアップ装置を提供しようとするもの
である。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に記載の光学ユニットの発明は、半導体基
板上に配置された半導体レーザと、前記半導体基板上に
形成され、2本の分割線で分割された3つの受光領域を
有する3分割光検出器と、前記半導体レーザからのレー
ザ光を記録媒体側に出射させ、前記記録媒体からの戻り
光を前記3分割光検出器側に導く往復光路分離手段と、
前記3分割光検出器に入射する前記戻り光の断面を分割
して複数の光束を得る光束分割手段とを有し、前記光束
分割手段で分割された複数の光束が、前記3分割光検出
器の一方の分割線を含む両側の受光領域、および他方の
分割線を含む両側の受光領域に入射し得るよう構成した
ことを特徴とするものである。
め、請求項1に記載の光学ユニットの発明は、半導体基
板上に配置された半導体レーザと、前記半導体基板上に
形成され、2本の分割線で分割された3つの受光領域を
有する3分割光検出器と、前記半導体レーザからのレー
ザ光を記録媒体側に出射させ、前記記録媒体からの戻り
光を前記3分割光検出器側に導く往復光路分離手段と、
前記3分割光検出器に入射する前記戻り光の断面を分割
して複数の光束を得る光束分割手段とを有し、前記光束
分割手段で分割された複数の光束が、前記3分割光検出
器の一方の分割線を含む両側の受光領域、および他方の
分割線を含む両側の受光領域に入射し得るよう構成した
ことを特徴とするものである。
【0011】請求項2に記載の発明は、請求項1記載の
光学ユニットにおいて、前記光束分割手段は、前記3分
割光検出器上に配置され、該3分割光検出器の受光面に
対して傾斜した傾斜面を有するプリズムと、このプリズ
ムの前記傾斜面に接合して設けた平面板とを有し、前記
往復光路分離手段で分離された前記戻り光を前記プリズ
ムに入射させて、前記傾斜面で一部反射させると共に、
該傾斜面を透過した光束の少なくとも一部を前記平面板
に入射させて、該平面板の前記傾斜面との接合面と対向
する面で反射させることにより複数の光束を得るよう構
成したことを特徴とするものである。
光学ユニットにおいて、前記光束分割手段は、前記3分
割光検出器上に配置され、該3分割光検出器の受光面に
対して傾斜した傾斜面を有するプリズムと、このプリズ
ムの前記傾斜面に接合して設けた平面板とを有し、前記
往復光路分離手段で分離された前記戻り光を前記プリズ
ムに入射させて、前記傾斜面で一部反射させると共に、
該傾斜面を透過した光束の少なくとも一部を前記平面板
に入射させて、該平面板の前記傾斜面との接合面と対向
する面で反射させることにより複数の光束を得るよう構
成したことを特徴とするものである。
【0012】請求項3に記載の発明は、請求項1記載の
光学ユニットにおいて、前記光束分割手段はホログラム
を有し、該ホログラムにより前記記録媒体からの戻り光
の断面を分割して複数の光束を得るようにしたことを特
徴とするものである。
光学ユニットにおいて、前記光束分割手段はホログラム
を有し、該ホログラムにより前記記録媒体からの戻り光
の断面を分割して複数の光束を得るようにしたことを特
徴とするものである。
【0013】請求項4に記載の発明は、請求項1,2ま
たは3記載の光学ユニットにおいて、前記往復光路分離
手段は、前記半導体レーザ上に配置され、該半導体レー
ザからのレーザ光を透過または反射させ、前記記録媒体
からの戻り光を反射または透過させて往復光路を分離す
るビームスプリッタからなることを特徴とするものであ
る。
たは3記載の光学ユニットにおいて、前記往復光路分離
手段は、前記半導体レーザ上に配置され、該半導体レー
ザからのレーザ光を透過または反射させ、前記記録媒体
からの戻り光を反射または透過させて往復光路を分離す
るビームスプリッタからなることを特徴とするものであ
る。
【0014】請求項5に記載の発明は、請求項2記載の
光学ユニットにおいて、さらに、前記半導体基板上に形
成された2分割光検出器と、該2分割光検出器上に配置
され、前記往復光路分離手段で分離された前記戻り光を
反射および透過させて、その一方を前記2分割光検出器
に、他方を前記光束分割手段にそれぞれ導くビームスプ
リッタを有することを特徴とするものである。
光学ユニットにおいて、さらに、前記半導体基板上に形
成された2分割光検出器と、該2分割光検出器上に配置
され、前記往復光路分離手段で分離された前記戻り光を
反射および透過させて、その一方を前記2分割光検出器
に、他方を前記光束分割手段にそれぞれ導くビームスプ
リッタを有することを特徴とするものである。
【0015】請求項6に記載の発明は、請求項1〜5の
いずれか一項に記載の光学ユニットを用いる光学ピック
アップ装置であって、前記光学ユニットから出射される
前記半導体レーザからのレーザ光を入射するように、前
記光学ユニットと記録媒体との間に対物レンズを配置
し、前記3分割光検出器の一方の分割線を含む両側の受
光領域に入射する光束と、他方の分割線を含む両側の受
光領域に入射する光束とが、前記記録媒体が前記対物レ
ンズの焦点位置にある合焦状態で、前記3分割光検出器
の受光面に対して前後に集光するようにして、該3分割
光検出器の出力に基づいて前記対物レンズの前記記録媒
体に対する焦点状態を検出するよう構成したことを特徴
とするものである。
いずれか一項に記載の光学ユニットを用いる光学ピック
アップ装置であって、前記光学ユニットから出射される
前記半導体レーザからのレーザ光を入射するように、前
記光学ユニットと記録媒体との間に対物レンズを配置
し、前記3分割光検出器の一方の分割線を含む両側の受
光領域に入射する光束と、他方の分割線を含む両側の受
光領域に入射する光束とが、前記記録媒体が前記対物レ
ンズの焦点位置にある合焦状態で、前記3分割光検出器
の受光面に対して前後に集光するようにして、該3分割
光検出器の出力に基づいて前記対物レンズの前記記録媒
体に対する焦点状態を検出するよう構成したことを特徴
とするものである。
【0016】
【発明の実施の形態】図1は、本発明に係る光学ピック
アップ装置の第1実施の形態の構成を示す図である。半
導体基板1には、半導体レーザ(ここでは、垂直共振型
面発光レーザ)2を、そのレーザビーム出射面を半導体
基板1の表面に一致させて配置する。また、半導体基板
1には、その表面に図2に示すように2本の平行な分割
線で分割された3つの受光面(受光領域)e,d,fを
有する3分割光検出器3を形成すると共に、該3分割光
検出器3の各受光面上および面発光レーザ2のレーザビ
ーム出射面上に亘ってマイクロプリズム4を載置する。
アップ装置の第1実施の形態の構成を示す図である。半
導体基板1には、半導体レーザ(ここでは、垂直共振型
面発光レーザ)2を、そのレーザビーム出射面を半導体
基板1の表面に一致させて配置する。また、半導体基板
1には、その表面に図2に示すように2本の平行な分割
線で分割された3つの受光面(受光領域)e,d,fを
有する3分割光検出器3を形成すると共に、該3分割光
検出器3の各受光面上および面発光レーザ2のレーザビ
ーム出射面上に亘ってマイクロプリズム4を載置する。
【0017】マイクロプリズム4は、平行四辺形の第1
の光学部材4aと三角形の第2の光学部材4bとから構
成されており、3分割光検出器3の上方に第1の光学部
材4aを位置させ、面発光レーザ2の上方に第2の光学
部材4bを位置させる。第1の光学部材4aの傾斜面4
cは、上半分を反射面とし、下半分は透過面として、こ
の透過面に平行平面板9を接合して光束分割手段を構成
する。また、第1の光学部材4aと第2の光学部材4b
との接合面には、往復光路分離手段としてのビームスプ
リッタからなるビームスプリッタ4dを形成する。さら
に、面発光レーザ2と対向するマイクロプリズム4の上
面には、該上面からマイクロプリズム4に入射する光束
(後述する記録媒体6からの戻り光)を回折させるホロ
グラムレンズ8を接合して設ける。
の光学部材4aと三角形の第2の光学部材4bとから構
成されており、3分割光検出器3の上方に第1の光学部
材4aを位置させ、面発光レーザ2の上方に第2の光学
部材4bを位置させる。第1の光学部材4aの傾斜面4
cは、上半分を反射面とし、下半分は透過面として、こ
の透過面に平行平面板9を接合して光束分割手段を構成
する。また、第1の光学部材4aと第2の光学部材4b
との接合面には、往復光路分離手段としてのビームスプ
リッタからなるビームスプリッタ4dを形成する。さら
に、面発光レーザ2と対向するマイクロプリズム4の上
面には、該上面からマイクロプリズム4に入射する光束
(後述する記録媒体6からの戻り光)を回折させるホロ
グラムレンズ8を接合して設ける。
【0018】このようにして、半導体基板1、面発光レ
ーザ2、3分割光検出器3、マイクロプリズム4、ホロ
グラムレンズ8および平行平面板9を有して光学ユニッ
トを構成する。
ーザ2、3分割光検出器3、マイクロプリズム4、ホロ
グラムレンズ8および平行平面板9を有して光学ユニッ
トを構成する。
【0019】本実施の形態では、上記の光学ユニットか
ら出射される面発光レーザ2からのレーザ光が入射する
ように、該光学ユニットと記録媒体6との間に対物レン
ズ5を配置して光学ピックアップ装置を構成する。
ら出射される面発光レーザ2からのレーザ光が入射する
ように、該光学ユニットと記録媒体6との間に対物レン
ズ5を配置して光学ピックアップ装置を構成する。
【0020】図1に示す光学ピックアップ装置におい
て、面発光レーザ2から出射されたレーザビームは、ビ
ームスプリッタ4dを透過し、さらにホログラムレンズ
8を透過して、対物レンズ5を介して記録媒体6上で集
束する。記録媒体6で反射された戻り光は、対物レンズ
5を経てホログラムレンズ8で回折されてマイクロプリ
ズム4に入射する。
て、面発光レーザ2から出射されたレーザビームは、ビ
ームスプリッタ4dを透過し、さらにホログラムレンズ
8を透過して、対物レンズ5を介して記録媒体6上で集
束する。記録媒体6で反射された戻り光は、対物レンズ
5を経てホログラムレンズ8で回折されてマイクロプリ
ズム4に入射する。
【0021】マイクロプリズム4に入射した戻り光は、
そのビームスプリッタ4dで第1の光学部材4aの方向
に反射され、その戻り光の上半分が傾斜面4cの反射面
で反射され、下半分が傾斜面4cを透過して平行平面板
9の空気と接する反射面9aで反射されることにより断
面2分割される。これら断面2分割された戻り光のう
ち、傾斜面4cの反射面で反射された戻り光は、図2に
示すように3分割光検出器3の一方の分割線を含む両側
の受光面d,eに入射し、傾斜面4cを透過して平行平
面板9の反射面9aで反射され、再び第1の光学部材4
aに入射した戻り光は、3分割光検出器3の他方の分割
線を含む両側の受光面d,fに入射する。ここで、受光
面d,eに入射する戻り光および受光面d,fに入射す
る戻り光は、記録媒体6が対物レンズ5の焦点位置に位
置する合焦状態で、それぞれの集束点が受光面の前後に
位置するようにする。なお、ホログラムレンズ8に、ブ
レーズ特性を有する回折格子を設けることによって、往
路においてホログラムレンズ8で回折される±1次光を
対物レンズ5の瞳外にもって行くことができ、これによ
り記録媒体6からの迷光を除去することができる。
そのビームスプリッタ4dで第1の光学部材4aの方向
に反射され、その戻り光の上半分が傾斜面4cの反射面
で反射され、下半分が傾斜面4cを透過して平行平面板
9の空気と接する反射面9aで反射されることにより断
面2分割される。これら断面2分割された戻り光のう
ち、傾斜面4cの反射面で反射された戻り光は、図2に
示すように3分割光検出器3の一方の分割線を含む両側
の受光面d,eに入射し、傾斜面4cを透過して平行平
面板9の反射面9aで反射され、再び第1の光学部材4
aに入射した戻り光は、3分割光検出器3の他方の分割
線を含む両側の受光面d,fに入射する。ここで、受光
面d,eに入射する戻り光および受光面d,fに入射す
る戻り光は、記録媒体6が対物レンズ5の焦点位置に位
置する合焦状態で、それぞれの集束点が受光面の前後に
位置するようにする。なお、ホログラムレンズ8に、ブ
レーズ特性を有する回折格子を設けることによって、往
路においてホログラムレンズ8で回折される±1次光を
対物レンズ5の瞳外にもって行くことができ、これによ
り記録媒体6からの迷光を除去することができる。
【0022】図2は、3分割光検出器3の受光面d,
e,f上に形成される2分割された戻り光のビームスポ
ット形状を示すもので、図2(a)は、対物レンズ5の
焦点位置に記録媒体6が位置している合焦状態における
ビームスポット形状を示している。この合焦状態では、
フォーカスエラー信号SF は、 SF =d−(e+f)=0 となる。
e,f上に形成される2分割された戻り光のビームスポ
ット形状を示すもので、図2(a)は、対物レンズ5の
焦点位置に記録媒体6が位置している合焦状態における
ビームスポット形状を示している。この合焦状態では、
フォーカスエラー信号SF は、 SF =d−(e+f)=0 となる。
【0023】図2(b)は、記録媒体6が対物レンズ5
の焦点位置から対物レンズ側に近付いた状態におけるビ
ームスポット形状を示している。この状態では、戻り光
は図2(a)に示した合焦時に比べてより遠い位置で集
束するため、ビームスポットの大小関係が合焦時と逆に
なる。したがって、フォーカスエラー信号SF は、 SF =d−(e+f)>0 となる。
の焦点位置から対物レンズ側に近付いた状態におけるビ
ームスポット形状を示している。この状態では、戻り光
は図2(a)に示した合焦時に比べてより遠い位置で集
束するため、ビームスポットの大小関係が合焦時と逆に
なる。したがって、フォーカスエラー信号SF は、 SF =d−(e+f)>0 となる。
【0024】図2(c)は、記録媒体6が対物レンズ5
の焦点位置から離れた状態におけるビームスポット形状
を示している。この状態では、戻り光は図2(a)に示
した合焦時に比べてより近い位置で集束するため、受光
素子d,e上にできるスポットは合焦時のスポットと形
状が反転し、受光素子d,f上にできるスポットは形状
が同じでより大きなものとなる。したがって、フォーカ
スエラー信号SF は、 SF =d−(e+f)<0 となる。
の焦点位置から離れた状態におけるビームスポット形状
を示している。この状態では、戻り光は図2(a)に示
した合焦時に比べてより近い位置で集束するため、受光
素子d,e上にできるスポットは合焦時のスポットと形
状が反転し、受光素子d,f上にできるスポットは形状
が同じでより大きなものとなる。したがって、フォーカ
スエラー信号SF は、 SF =d−(e+f)<0 となる。
【0025】本実施の形態によれば、温度変化等によっ
て戻り光の光軸ずれが発生した場合でも、3分割光検出
器3に形成される2つのスポットは同じ方向に移動する
ことになるので、各スポットに生じるオフセットを相殺
することができ、焦点状態を常に正確に、安定した状態
で検出することができる。
て戻り光の光軸ずれが発生した場合でも、3分割光検出
器3に形成される2つのスポットは同じ方向に移動する
ことになるので、各スポットに生じるオフセットを相殺
することができ、焦点状態を常に正確に、安定した状態
で検出することができる。
【0026】図3は、本発明に係る光学ピックアップ装
置の第2実施の形態の構成を示す図である。本実施の形
態では、図1に示した第1実施の形態の光学ピックアッ
プ装置において、マイクロプリズム4を構成する第1の
光学部材4aの傾斜面4cを全て反射面として平行平面
板9を取り除くと共に、マイクロプリズム4の上面にホ
ログラムレンズ8に代えて、戻り光にフーコープリズム
効果が働くように回折格子を形成したホログラムレンズ
10が接合したもので、その他の構成は第1実施の形態
と同様である。
置の第2実施の形態の構成を示す図である。本実施の形
態では、図1に示した第1実施の形態の光学ピックアッ
プ装置において、マイクロプリズム4を構成する第1の
光学部材4aの傾斜面4cを全て反射面として平行平面
板9を取り除くと共に、マイクロプリズム4の上面にホ
ログラムレンズ8に代えて、戻り光にフーコープリズム
効果が働くように回折格子を形成したホログラムレンズ
10が接合したもので、その他の構成は第1実施の形態
と同様である。
【0027】したがって、本実施の形態では、戻り光は
ホログラムレンズ10にて断面2光束に分割され、これ
ら2光束は誘電体多層面4dおよび反射プリズム面4c
にて反射されて位置のずれた2本のビームとなり、その
一方のビームが、第1実施の形態の場合と同様、図4に
示すように3分割光検出器3の一方の分割線を含む両側
の受光面d,eに、他方のビームが他方の分割線を含む
両側の受光面d,fに、それぞれの集束点が合焦状態に
おいて受光面の前後に位置するように入射することにな
る。
ホログラムレンズ10にて断面2光束に分割され、これ
ら2光束は誘電体多層面4dおよび反射プリズム面4c
にて反射されて位置のずれた2本のビームとなり、その
一方のビームが、第1実施の形態の場合と同様、図4に
示すように3分割光検出器3の一方の分割線を含む両側
の受光面d,eに、他方のビームが他方の分割線を含む
両側の受光面d,fに、それぞれの集束点が合焦状態に
おいて受光面の前後に位置するように入射することにな
る。
【0028】図4は、図3に示した光学ピックアップ装
置の3分割光検出器3の受光面d,e,f上に形成され
る戻り光のビームスポット形状を示すもので、スポット
形状の変化は、第4図に示すものと同じである。図4
(a)は、対物レンズ5の焦点位置に記録媒体6が位置
している合焦状態におけるビームスポット形状を示し、
この合焦状態では、フォーカスエラー信号SF は、 SF =d−(e+f)=0 となる。
置の3分割光検出器3の受光面d,e,f上に形成され
る戻り光のビームスポット形状を示すもので、スポット
形状の変化は、第4図に示すものと同じである。図4
(a)は、対物レンズ5の焦点位置に記録媒体6が位置
している合焦状態におけるビームスポット形状を示し、
この合焦状態では、フォーカスエラー信号SF は、 SF =d−(e+f)=0 となる。
【0029】図4(b)は、記録媒体6が対物レンズ5
の焦点位置から対物レンズ側に近付いた状態におけるビ
ームスポット形状を示し、この状態では、フォーカスエ
ラー信号SF は、 SF =d−(e+f)>0 となる。
の焦点位置から対物レンズ側に近付いた状態におけるビ
ームスポット形状を示し、この状態では、フォーカスエ
ラー信号SF は、 SF =d−(e+f)>0 となる。
【0030】図4(c)は、記録媒体6が対物レンズ5
の焦点位置から離れた状態におけるビームスポット形状
を示し、この状態では、フォーカスエラー信号SF
は、 SF =d−(e+f)<0 となる。
の焦点位置から離れた状態におけるビームスポット形状
を示し、この状態では、フォーカスエラー信号SF
は、 SF =d−(e+f)<0 となる。
【0031】図5は、本発明に係る光学ピックアップ装
置の第3実施の形態の構成を示す図である。本実施の形
態は、第1実施の形態において、半導体基板1の表面に
さらにトラッキングエラー検出用の2分割光検出器13
を形成すると共に、マイクロプリズム4の第1の光学部
材4aにさらにビームスプリッタ4eを形成したもので
ある。ビームスプリッタ4eは、ビームスプリッタ4d
と傾斜面4cとの間に平行に形成し、該ビームスプリッ
タ4eで反射される戻り光を2分割光検出器13に入射
させ、透過する戻り光を傾斜面4cを経て、第1実施の
形態と同様にして3分割光検出器3に入射させるように
する。その他の構成は、第1実施の形態と同様である。
置の第3実施の形態の構成を示す図である。本実施の形
態は、第1実施の形態において、半導体基板1の表面に
さらにトラッキングエラー検出用の2分割光検出器13
を形成すると共に、マイクロプリズム4の第1の光学部
材4aにさらにビームスプリッタ4eを形成したもので
ある。ビームスプリッタ4eは、ビームスプリッタ4d
と傾斜面4cとの間に平行に形成し、該ビームスプリッ
タ4eで反射される戻り光を2分割光検出器13に入射
させ、透過する戻り光を傾斜面4cを経て、第1実施の
形態と同様にして3分割光検出器3に入射させるように
する。その他の構成は、第1実施の形態と同様である。
【0032】本実施の形態において、面発光レーザ2か
ら出射されたレーザビームは、ビームスプリッタ4dお
よびホログラムレンズ8を透過し、対物レンズ5を介し
て記録媒体6上に集束する。記録媒体6からの戻り光
は、対物レンズ5を介してホログラムレンズ8で回折さ
れた後、ビームスプリッタ4dて反射され、さらにビー
ムスプリッタ4eに入射して反射光と透過光との2本の
光ビームに分離される。ビームスプリッタ4eで反射さ
れた光ビームは、トラッキングエラー検出用の2分割光
検出器13に入射し、ビームスプリッタ4eを透過した
光ビームは、傾斜面4cで第1実施の形態と同様にして
平行平面板9の作用により、さらに2分割されて3分割
光検出器3に入射する。
ら出射されたレーザビームは、ビームスプリッタ4dお
よびホログラムレンズ8を透過し、対物レンズ5を介し
て記録媒体6上に集束する。記録媒体6からの戻り光
は、対物レンズ5を介してホログラムレンズ8で回折さ
れた後、ビームスプリッタ4dて反射され、さらにビー
ムスプリッタ4eに入射して反射光と透過光との2本の
光ビームに分離される。ビームスプリッタ4eで反射さ
れた光ビームは、トラッキングエラー検出用の2分割光
検出器13に入射し、ビームスプリッタ4eを透過した
光ビームは、傾斜面4cで第1実施の形態と同様にして
平行平面板9の作用により、さらに2分割されて3分割
光検出器3に入射する。
【0033】図6は、上記2分割光検出器13および3
分割光検出器3の受光面の平面図である。本実施の形態
では、2分割光検出器13の2個の受光領域g、hの出
力の差から、プッシュプル法によりトラッキングエラー
信号を検出することができる。また、3分割光検出器3
の3個の受光領域d,e,fから、d−(e+f)を演
算することにより、第1実施の形態と同様にしてダブル
ナイフエッジ法によりフォーカスエラー信号を検出する
ことができ、さらに2分割光検出器13および3分割光
検出器3の各受光領域d〜hの出力の総和から情報信号
を得ることができる。
分割光検出器3の受光面の平面図である。本実施の形態
では、2分割光検出器13の2個の受光領域g、hの出
力の差から、プッシュプル法によりトラッキングエラー
信号を検出することができる。また、3分割光検出器3
の3個の受光領域d,e,fから、d−(e+f)を演
算することにより、第1実施の形態と同様にしてダブル
ナイフエッジ法によりフォーカスエラー信号を検出する
ことができ、さらに2分割光検出器13および3分割光
検出器3の各受光領域d〜hの出力の総和から情報信号
を得ることができる。
【0034】上述した各実施の形態において、面発光レ
ーザ2は、1990年、オプトロニクス(OPTRON
ICS)、No.6に記載された垂直共振型面発光レー
ザを使用するのが好ましいが、同文献に記載されている
水平共振器型の面発光レーザや、曲がり共振器型の面発
光レーザを使用することもできる。例えば、上記の垂直
共振型面発光レーザを用いる場合には、+電極がリング
電極として形成されているので、半導体基板の面発光レ
ーザ埋め込み部分を、面発光レーザの厚みよりやや厚め
にエッチングして、この埋め込み部分にリング状の錫半
田領域を設け、面発光レーザを埋め込み部分のエッジに
突き当てて位置決めを行なって、マイナス電極とマイク
ロプリズムの端面との間に間隙が形成されるように配置
する。
ーザ2は、1990年、オプトロニクス(OPTRON
ICS)、No.6に記載された垂直共振型面発光レー
ザを使用するのが好ましいが、同文献に記載されている
水平共振器型の面発光レーザや、曲がり共振器型の面発
光レーザを使用することもできる。例えば、上記の垂直
共振型面発光レーザを用いる場合には、+電極がリング
電極として形成されているので、半導体基板の面発光レ
ーザ埋め込み部分を、面発光レーザの厚みよりやや厚め
にエッチングして、この埋め込み部分にリング状の錫半
田領域を設け、面発光レーザを埋め込み部分のエッジに
突き当てて位置決めを行なって、マイナス電極とマイク
ロプリズムの端面との間に間隙が形成されるように配置
する。
【0035】また、半導体レーザは、面発光レーザに限
らず、ストライプ型のレーザを用いることもできる。こ
の場合、+電極がレーザ構造の下面全面に形成されてい
るので、特開昭63−306548号公報に記載されて
いるように、半導体基板上に錫半田領域を設け、この領
域に半導体レーザを半田付けして基板に固定すればよ
い。
らず、ストライプ型のレーザを用いることもできる。こ
の場合、+電極がレーザ構造の下面全面に形成されてい
るので、特開昭63−306548号公報に記載されて
いるように、半導体基板上に錫半田領域を設け、この領
域に半導体レーザを半田付けして基板に固定すればよ
い。
【0036】
【発明の効果】本発明に係る光学ユニットによれば、光
束分割手段により戻り光の断面を分割して複数の光束を
得、これらの光束を半導体基板上に2本の分割線で分割
された3つの受光領域を有する3分割光検出器の一方の
分割線を含む両側の受光領域と、他方の分割線を含む両
側の受光領域とに入射させ得るようにしたので、光学ピ
ックアップ装置に用いた場合に、一つの3分割光検出器
の出力に基づいて対物レンズの記録媒体に対する焦点状
態を検出することができる。したがって、受光領域の数
を少なくできるので、小型にできる。
束分割手段により戻り光の断面を分割して複数の光束を
得、これらの光束を半導体基板上に2本の分割線で分割
された3つの受光領域を有する3分割光検出器の一方の
分割線を含む両側の受光領域と、他方の分割線を含む両
側の受光領域とに入射させ得るようにしたので、光学ピ
ックアップ装置に用いた場合に、一つの3分割光検出器
の出力に基づいて対物レンズの記録媒体に対する焦点状
態を検出することができる。したがって、受光領域の数
を少なくできるので、小型にできる。
【0037】また、本発明に係る光学ピックアップ装置
によれば、上記の光学ユニットを用いて、半導体レーザ
からのレーザ光を対物レンズを経て記録媒体に照射し、
その戻り光の断面を光学ユニットにおいて光束分割手段
で分割して複数の光束を得、これらの光束を3分割光検
出器の一方の分割線を含む両側の受光領域と、他方の分
割線を含む両側の受光領域とに、対物レンズが記録媒体
に対して合焦状態にあるときに受光面に対して前後に集
光するように入射させて、該3分割光検出器の出力に基
づいて対物レンズの記録媒体に対する焦点状態を検出す
るようにしたので、3分割光検出器の出力を処理する演
算回路も少なくでき、装置を小型化できると共に、演算
回路との接続工数も減少でき、組み立ても容易にでき
る。
によれば、上記の光学ユニットを用いて、半導体レーザ
からのレーザ光を対物レンズを経て記録媒体に照射し、
その戻り光の断面を光学ユニットにおいて光束分割手段
で分割して複数の光束を得、これらの光束を3分割光検
出器の一方の分割線を含む両側の受光領域と、他方の分
割線を含む両側の受光領域とに、対物レンズが記録媒体
に対して合焦状態にあるときに受光面に対して前後に集
光するように入射させて、該3分割光検出器の出力に基
づいて対物レンズの記録媒体に対する焦点状態を検出す
るようにしたので、3分割光検出器の出力を処理する演
算回路も少なくでき、装置を小型化できると共に、演算
回路との接続工数も減少でき、組み立ても容易にでき
る。
【図1】本発明に係る光学ピックアップ装置の第1実施
の形態の構成を示す図である。
の形態の構成を示す図である。
【図2】図1に示す3分割光検出器上に形成される各焦
点状態における戻り光のスポット形状を示す図である。
点状態における戻り光のスポット形状を示す図である。
【図3】本発明に係る光学ピックアップ装置の第2実施
の形態の構成を示す図である。
の形態の構成を示す図である。
【図4】図3に示す3分割光検出器上に形成される各焦
点状態における戻り光のスポット形状を示す図である。
点状態における戻り光のスポット形状を示す図である。
【図5】本発明に係る光学ピックアップ装置の第3実施
の形態の構成を示す図である。
の形態の構成を示す図である。
【図6】図5に示す2分割光検出器および3分割光検出
器に形成される戻り光のスポット形状を示す図である。
器に形成される戻り光のスポット形状を示す図である。
1 半導体基板 2 面発光レーザ 3 3分割光検出器 4 マイクロプリズム 5 対物レンズ 6 記録媒体 8,10 ホログラムレンズ 9 平行平面板 13 2分割光検出器
Claims (6)
- 【請求項1】 半導体基板上に配置された半導体レーザ
と、 前記半導体基板上に形成され、2本の分割線で分割され
た3つの受光領域を有する3分割光検出器と、 前記半導体レーザからのレーザ光を記録媒体側に出射さ
せ、前記記録媒体からの戻り光を前記3分割光検出器側
に導く往復光路分離手段と、 前記3分割光検出器に入射する前記戻り光の断面を分割
して複数の光束を得る光束分割手段とを有し、 前記光束分割手段で分割された複数の光束が、前記3分
割光検出器の一方の分割線を含む両側の受光領域、およ
び他方の分割線を含む両側の受光領域に入射し得るよう
構成したことを特徴とする光学ユニット。 - 【請求項2】 前記光束分割手段は、前記3分割光検出
器上に配置され、該3分割光検出器の受光面に対して傾
斜した傾斜面を有するプリズムと、このプリズムの前記
傾斜面に接合して設けた平面板とを有し、前記往復光路
分離手段で分離された前記戻り光を前記プリズムに入射
させて、前記傾斜面で一部反射させると共に、該傾斜面
を透過した光束の少なくとも一部を前記平面板に入射さ
せて、該平面板の前記傾斜面との接合面と対向する面で
反射させることにより複数の光束を得るよう構成したこ
とを特徴とする請求項1記載の光学ユニット。 - 【請求項3】 前記光束分割手段はホログラムを有し、
該ホログラムにより前記記録媒体からの戻り光の断面を
分割して複数の光束を得るようにしたことを特徴とする
請求項1記載の光学ユニット。 - 【請求項4】 前記往復光路分離手段は、前記半導体レ
ーザ上に配置され、該半導体レーザからのレーザ光を透
過または反射させ、前記記録媒体からの戻り光を反射ま
たは透過させて往復光路を分離するビームスプリッタか
らなることを特徴とする請求項1,2または3記載の光
学ユニット。 - 【請求項5】 さらに、前記半導体基板上に形成された
2分割光検出器と、該2分割光検出器上に配置され、前
記往復光路分離手段で分離された前記戻り光を反射およ
び透過させて、その一方を前記2分割光検出器に、他方
を前記光束分割手段にそれぞれ導くビームスプリッタを
有することを特徴とする請求項2記載の光学ユニット。 - 【請求項6】 請求項1〜5のいずれか一項に記載の光
学ユニットを用いる光学ピックアップ装置であって、 前記光学ユニットから出射される前記半導体レーザから
のレーザ光を入射するように、前記光学ユニットと記録
媒体との間に対物レンズを配置し、 前記3分割光検出器の一方の分割線を含む両側の受光領
域に入射する光束と、他方の分割線を含む両側の受光領
域に入射する光束とが、前記記録媒体が前記対物レンズ
の焦点位置にある合焦状態で、前記3分割光検出器の受
光面に対して前後に集光するようにして、該3分割光検
出器の出力に基づいて前記対物レンズの前記記録媒体に
対する焦点状態を検出するよう構成したことを特徴とす
る光学ピックアップ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04505199A JP3439363B2 (ja) | 1999-02-23 | 1999-02-23 | 光学ピックアップ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04505199A JP3439363B2 (ja) | 1999-02-23 | 1999-02-23 | 光学ピックアップ装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02218057A Division JP3083834B2 (ja) | 1990-08-21 | 1990-08-21 | 光学ピックアップ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11312334A true JPH11312334A (ja) | 1999-11-09 |
| JP3439363B2 JP3439363B2 (ja) | 2003-08-25 |
Family
ID=12708567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04505199A Expired - Fee Related JP3439363B2 (ja) | 1999-02-23 | 1999-02-23 | 光学ピックアップ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3439363B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7782737B2 (en) | 2005-05-13 | 2010-08-24 | Sharp Kabushiki Kaisha | Optical integrated unit and optical pickup apparatus including the same |
-
1999
- 1999-02-23 JP JP04505199A patent/JP3439363B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7782737B2 (en) | 2005-05-13 | 2010-08-24 | Sharp Kabushiki Kaisha | Optical integrated unit and optical pickup apparatus including the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3439363B2 (ja) | 2003-08-25 |
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