JPH0271442A - optical head - Google Patents
optical headInfo
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- JPH0271442A JPH0271442A JP63222750A JP22275088A JPH0271442A JP H0271442 A JPH0271442 A JP H0271442A JP 63222750 A JP63222750 A JP 63222750A JP 22275088 A JP22275088 A JP 22275088A JP H0271442 A JPH0271442 A JP H0271442A
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B11/00—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor
- G11B11/10—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field
- G11B11/105—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field using a beam of light or a magnetic field for recording by change of magnetisation and a beam of light for reproducing, i.e. magneto-optical, e.g. light-induced thermomagnetic recording, spin magnetisation recording, Kerr or Faraday effect reproducing
- G11B11/10532—Heads
- G11B11/10541—Heads for reproducing
- G11B11/10543—Heads for reproducing using optical beam of radiation
Landscapes
- Optical Head (AREA)
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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野コ
本発明は光磁気記録再生装置に用いられる光学ヘッドの
構造に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to the structure of an optical head used in a magneto-optical recording/reproducing device.
[従来の技術]
従来の光磁気記録再生装置用の光学ヘッドとしては、特
開昭63−32743にあるように回折格子をビームス
プリッタとして用いて光学系をコンパクトにしたものが
ある。[Prior Art] As a conventional optical head for a magneto-optical recording/reproducing device, there is one in which a diffraction grating is used as a beam splitter to make the optical system compact, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-32743.
[発明が解決しようとする課題]
しかし、前述の従来の光学ヘッドではコリメータレンズ
、回折格子がディスクワードに組まれていることから、
位置合わせのために筒体が複雑、大型化するという問題
点を有する。そこで本発明はこのような問題点を解決す
るもので、その目的とするところは要素の集積化を進め
ることによってさらに部品点数を少なくし、小型、薄型
の光学ヘッドを提供するところにある。[Problems to be Solved by the Invention] However, in the conventional optical head described above, since the collimator lens and the diffraction grating are assembled in the disk word,
There is a problem that the cylinder becomes complicated and large due to positioning. The present invention is intended to solve these problems, and its purpose is to further reduce the number of parts by increasing the integration of elements, and to provide a small and thin optical head.
[t!I!題を解決するための手段]
本発明の第1の光学ヘッドは、半導体レーザと、該半導
体レーザからの光を記録媒体に集光する対物レンズと、
前面に検光子が配置された受光素子と、前記半導体レー
ザから前記対物レンズに至る光路中にある透明基板の一
方の面に形成され、前記半導体レーザからの楕円状の遠
視野像を持つ発散光を平行光に変換する楕円状のフレネ
ルレンズと、前記透明基板のもう一方の面に形成され前
記記録媒体からの反射光を前記受光素子の方向へ分岐す
る回折格子レンズと、前記フレネルレンズによる平行光
を反射して前記対物レンズへ入射させる回折格子ミラー
とを備えていることを特徴とする。[t! I! Means for Solving the Problem] A first optical head of the present invention includes a semiconductor laser, an objective lens that focuses light from the semiconductor laser onto a recording medium,
A light-receiving element with an analyzer disposed on the front surface, and a diverging light having an elliptical far-field pattern from the semiconductor laser, which is formed on one surface of a transparent substrate in the optical path from the semiconductor laser to the objective lens. an elliptical Fresnel lens that converts light into parallel light; a diffraction grating lens formed on the other surface of the transparent substrate that branches reflected light from the recording medium toward the light receiving element; It is characterized by comprising a diffraction grating mirror that reflects light and makes it incident on the objective lens.
本発明の第2の光学ヘッドは、半導体レーザ、前面に検
光子が配置された受光素子が同一のパッケージ内にあり
、フレネルレンズ及び回折格子レンズが形成された透明
基板がパッケージの窓になっていることを特徴とする。In the second optical head of the present invention, a semiconductor laser and a light receiving element with an analyzer placed on the front are in the same package, and a transparent substrate on which a Fresnel lens and a diffraction grating lens are formed serves as a window of the package. It is characterized by the presence of
本発明の第3の光学ヘッドは、パッケージの、光軸に対
して垂直方向の断面形状が円形でないことを特徴とする
。The third optical head of the present invention is characterized in that the cross-sectional shape of the package in the direction perpendicular to the optical axis is not circular.
本発明の第4の光学ヘッドは、回折格子ミラ対物レンズ
を含む筐体だけが移動可能であることを特徴とする。The fourth optical head of the present invention is characterized in that only the housing containing the diffraction grating mirror objective lens is movable.
本発明の第5の光学ヘッドは、半導体レーザが、該半導
体レーザからの出射光が基板に対して垂直方向にでる構
造のものであり、受光素子の形成されている前記基板上
に形成されていることを特徴とする。In a fifth optical head of the present invention, the semiconductor laser has a structure in which the emitted light from the semiconductor laser is emitted in a direction perpendicular to the substrate, and the semiconductor laser is formed on the substrate on which the light receiving element is formed. It is characterized by the presence of
[作用]
半導体レーザからでた発散光は、透明基板の一方の面に
形成された回折格子レンズに入射し、格子レンズの0次
光が透明基板のもう一方の面に形成されたコリメータレ
ンズとしてのフレネルレンズに入射する。半導体レーザ
からの出射光の遠視野像は楕円状であり、この楕円状の
遠視野像を平行光に変換するパターンでフレネルレンズ
を構成すれば、円形フレネルレンズの場合に生じる光束
のけられがなく半導体レーザからの光のパワーを有効に
利用することができるとともに、楕円の長軸方向を記録
媒体に平行に配置することにより、光束を光学ヘッドの
厚み方向に偏平にすることができ、光学ヘッドの薄型化
を可能にする。[Operation] The diverging light emitted from the semiconductor laser enters the diffraction grating lens formed on one surface of the transparent substrate, and the 0th order light of the grating lens is used as a collimator lens formed on the other surface of the transparent substrate. enters the Fresnel lens. The far-field pattern of light emitted from a semiconductor laser is elliptical, and if a Fresnel lens is constructed with a pattern that converts this elliptical far-field pattern into parallel light, the vignetting of the light beam that occurs with a circular Fresnel lens can be avoided. In addition, by arranging the long axis of the ellipse parallel to the recording medium, the light beam can be flattened in the thickness direction of the optical head, making it possible to effectively utilize the power of the light from the semiconductor laser. Enables thinner heads.
フレネルレンズによって平行にされた光はミラーではね
上げられて対物レンズに入射し記録媒体に集光されるの
であるが、楕円状のフレネルレンズによって平行にされ
た光を円形の対物レンズに入射させるためには、楕円状
の光束を円形の光束に変換する必要があり、そのために
はブラッグ反射を利用した回折格子で構成されるミラー
を用いる。The light that has been made parallel by the Fresnel lens is bounced up by a mirror, enters the objective lens, and is focused on the recording medium, but in order to make the light that has been made parallel by the elliptical Fresnel lens enter the circular objective lens. To do this, it is necessary to convert an elliptical beam into a circular beam, and for this purpose a mirror consisting of a diffraction grating that utilizes Bragg reflection is used.
記録媒体からの反射光は、対物レンズ、回折格子ミラー
フレネルレンズと戻って回折格子レンズに入射する。The reflected light from the recording medium passes through the objective lens, the diffraction grating mirror, and the Fresnel lens, and then returns to the diffraction grating lens.
回折格子レンズでの1次回折光、−1次回折光の方向に
受光素子を配置し、それぞれの受光素子の前面には検光
子が配置されており、それぞれの透過軸は直交しかつ半
導体レーザの接合方向とは45°をなしており、記録媒
体の情報による偏光面の回転方向を検出する。A light-receiving element is arranged in the direction of the first-order diffracted light and -1st-order diffracted light by the diffraction grating lens, and an analyzer is arranged in front of each light-receiving element. The direction is 45°, and the direction of rotation of the polarization plane based on information on the recording medium is detected.
格子レンズを、対物レンズに対する記録媒体の遠近によ
って非点収差を発生させるように設計しておけば、受光
素子の一方を4分割しておくことによってフォーカシン
グエラー信号を得ることができる。また、 トラッキン
グエラー信号もプッシュプル法で検出することができる
。If the grating lens is designed to generate astigmatism depending on the distance of the recording medium relative to the objective lens, a focusing error signal can be obtained by dividing one of the light receiving elements into four parts. Tracking error signals can also be detected using the push-pull method.
半導体レーザ、検光子が前面に配置された受光素子を同
一パッケージに配置し、フレえルレンズと回折格子レン
ズが形成された透明基板をパッケージの窓とすれば、光
学ヘッドの光学系はこのパッケージと回折格子ミラーと
対物レンズだけで構成できることになる。If a semiconductor laser and a light receiving element with an analyzer placed on the front are placed in the same package, and a transparent substrate on which a Freil lens and a diffraction grating lens are formed is used as the window of the package, the optical system of the optical head can be integrated into this package. This means that it can be constructed using only a diffraction grating mirror and an objective lens.
さらに、受光素子が形成されているSi等の基板上に半
導体レーザを形成し、半導体レーザからの出射光を基板
に対して垂直に出すようにすることによって、充電変換
素子も集積化する事が出来る。Furthermore, by forming a semiconductor laser on a substrate such as Si on which the light receiving element is formed and emitting light from the semiconductor laser perpendicularly to the substrate, it is possible to integrate the charge conversion element as well. I can do it.
以下、実施例により本発明の詳細を示す。Hereinafter, the details of the present invention will be shown by examples.
[実施例]
実施例1
第1図は本発明の光学ヘッドの第1の実施例を示す図で
、第1図(a)は記録媒体側から見た平面的な構成、第
1図(b)は記録媒体の形成されているディスク基板も
含む主要断面を示している。[Example] Example 1 FIG. 1 is a diagram showing a first example of the optical head of the present invention. FIG. ) shows a main cross section including the disk substrate on which the recording medium is formed.
半導体レーザ101がヒートシンク102に取り付けら
れており、その両脇にシート状の偏光板である検光子1
04a、104bが前面に接着されているフォトダイオ
ード103a、103bが配置されている。A semiconductor laser 101 is attached to a heat sink 102, and analyzers 1, which are sheet-shaped polarizing plates, are mounted on both sides of the semiconductor laser 101.
Photodiodes 103a and 103b with 04a and 104b bonded to the front surface are arranged.
透明基板であるガラス基板105には、半導体レーザ1
01側の面に回折格子レンズ106、もう一方の面には
コリメータレンズとしてのフレネルレンズ107が形成
されており、パッケージ119の窓になっている。A semiconductor laser 1 is mounted on a glass substrate 105 which is a transparent substrate.
A diffraction grating lens 106 is formed on the surface on the 01 side, and a Fresnel lens 107 as a collimator lens is formed on the other surface, forming a window of the package 119.
後で述べるが、フレネルレンズ107は長軸と短軸の長
さの比がおおよそ3;1の楕円形状をしており、従って
、パッケージの、光軸に対して垂直方向の断面形状は長
方形になっている。なお、パッケージの断面形状は長方
形に限らず、偏平なものであればよい。As will be described later, the Fresnel lens 107 has an elliptical shape with a length ratio of major axis to minor axis of approximately 3:1, so the cross-sectional shape of the package in the direction perpendicular to the optical axis is rectangular. It has become. Note that the cross-sectional shape of the package is not limited to a rectangle, and may be any flat shape.
回折格子レンズ106は、記録媒体112からの戻り光
のフォトダイオード103aへの回折光111aに、第
2図に示すように対物レンズ109に対する記録媒体1
12の遠近によって非点収差201.202を生じさせ
るパターンを有している。第2図は、半導体レーザ10
1、フォトダイオード103a、103bをガラス基板
105側からみた図であり、検光子104a、104b
は省いである。記録媒体112が対物レンズの合焦位置
にあるときにはフォトダイオード上の戻り光の像は最小
錯乱円になる。フォトダイオード113aを第2図のよ
うに4分割し、各分割A、 B、C,Dカラノ出力電
圧ヲV (A)、V(B)、V(C)、v(D)とすル
トV (A) +V (C) −V (B) −V (
D)からフォーカスエラー信号を得ることができる。As shown in FIG.
It has a pattern that causes astigmatism 201 and 202 due to the distance of 12. FIG. 2 shows a semiconductor laser 10
1. This is a diagram of photodiodes 103a and 103b viewed from the glass substrate 105 side, and analyzers 104a and 104b.
is omitted. When the recording medium 112 is at the focused position of the objective lens, the image of the returned light on the photodiode becomes a circle of least confusion. The photodiode 113a is divided into four parts as shown in Fig. 2, and the output voltages of each division A, B, C, and D are set to V(A), V(B), V(C), and v(D). (A) +V (C) -V (B) -V (
A focus error signal can be obtained from D).
一方、 トラッキングエラー信号を検出する場合は、フ
ォトダイオード103aにおいてV(A)−V(C)か
ら得るか、あるいは、もう一方のフォトダイオード10
3bを第2図の破線で示したように2分割してその差信
号から検出してもよい。On the other hand, when detecting a tracking error signal, it is obtained from V(A)-V(C) at the photodiode 103a, or from the other photodiode 10.
3b may be divided into two as shown by the broken line in FIG. 2, and detection may be made from the difference signal.
このようにして得られるエラー信号によって対物レンズ
109がレンズアクチュエータ116によって駆動され
、集光スポット120が常に所望のトラック上および記
録媒体面上にあるように制御される。なお、本実施例で
はフォーカスエラー信号を非点収差法によって得ること
を述べたが、回折格子レンズのパターンを変えてその他
の方法、例えばフーコー法などによって得てもよい。The objective lens 109 is driven by the lens actuator 116 based on the error signal obtained in this way, and the focused spot 120 is controlled so as to be always on the desired track and on the surface of the recording medium. In this embodiment, it has been described that the focus error signal is obtained by the astigmatism method, but it may be obtained by other methods such as the Foucault method by changing the pattern of the diffraction grating lens.
さて、回折格子レンズ106を透過した、半導体レーザ
101からの発散光110はフレネルレンズ107によ
って平行光に変換される。接合型の半導体レーザからの
放射光の遠視野像は接合面に垂直な方向に長軸を持つ楕
円状であり、第1図(a)において半導体レーザ101
の接合面を紙面に垂直に配置し、フレネルレンズ107
を第3図のような楕円状パターンとし、その長軸方向を
記録媒体112に平行に配置しである。Now, the divergent light 110 from the semiconductor laser 101 that has passed through the diffraction grating lens 106 is converted into parallel light by the Fresnel lens 107. The far-field image of the emitted light from the junction type semiconductor laser is elliptical with its long axis in the direction perpendicular to the junction surface.
The Fresnel lens 107 is placed with its cemented surface perpendicular to the plane of the paper.
is an elliptical pattern as shown in FIG. 3, and its long axis direction is arranged parallel to the recording medium 112.
回折格子レンズ106は、ガラス基板105の一方の面
にフォトレジストをコーティングし、格子パターンが描
かれているフォトマスクを通して紫外線で露光し、現像
後ガラスをエツチングして形成できる。一方、フレネル
レンズ107は、半導体レーザ101からの発散光を平
行光に変換する干渉パターンを計算し、電子ビームある
いはし−ザビームでガラス基板105上にコーティング
したレジストに描画して、かつ効率を上げるためにブレ
ーズ化を行い、このレジストをマスクにしてガラスをエ
ツチングして形成できる。なお、回折格子レンズ、フレ
ネルレンズのマスターを上記の方法で作り、電鋳法等に
よってその形状を写し取ったスタンバを作り、ガラス基
板105にコーティングした樹脂にスタンパを押しつけ
て回折格子レンズ106、フレネルレンズ107の形状
を転写してもよい。The diffraction grating lens 106 can be formed by coating one surface of the glass substrate 105 with photoresist, exposing it to ultraviolet light through a photomask on which a grating pattern is drawn, and etching the glass after development. On the other hand, the Fresnel lens 107 calculates an interference pattern that converts the diverging light from the semiconductor laser 101 into parallel light, and draws it on the resist coated on the glass substrate 105 with an electron beam or laser beam, and increases efficiency. For this reason, it can be formed by blazing and etching the glass using this resist as a mask. In addition, a master of the diffraction grating lens and Fresnel lens is made by the above method, a stamper is made by copying the shape by electroforming, etc., and a stamper is pressed onto the resin coated on the glass substrate 105 to form the diffraction grating lens 106 and Fresnel lens. The shape of 107 may be transferred.
なお、ガラス基板105の半導体レーザ側の面にフレネ
ルレンズ、もう一方の面に回折格子レンズを形成しても
よい。また、透明基板としてはガラス基板に限定される
ものではない。Note that a Fresnel lens may be formed on the semiconductor laser side surface of the glass substrate 105, and a diffraction grating lens may be formed on the other surface. Further, the transparent substrate is not limited to a glass substrate.
フレネルレンズ107によって平行にされた光束の断面
は第4図402に示すように楕円状であり、長軸と短軸
の比は半導体レーザの遠視野像に対応して約3:1であ
る。第4図に断面を示した回折格子ミラー401では、
この楕円状の光束を対1勿レンズ109に入射させるた
めに光路を直角に曲げて、かつ、円形の光束403にす
る必要があり、ブレーズ化された直線状の回折格子が傾
きθが約19°の斜面に形成されている。この斜面は、
くさび状に研磨したプリズムの一つの面でも良いし、平
行平板に回折格子を形成してこの平行平板を傾けて配置
してもよい。回折格子の周期は約1.3μm、ブレーズ
角θBは約266である。The cross section of the light beam made parallel by the Fresnel lens 107 is elliptical as shown in FIG. 4 402, and the ratio of the long axis to the short axis is about 3:1, corresponding to the far-field pattern of the semiconductor laser. In the diffraction grating mirror 401 whose cross section is shown in FIG.
In order to make this elliptical light beam incident on the pair of lenses 109, it is necessary to bend the optical path at right angles and make it into a circular light beam 403, and the blazed linear diffraction grating has an inclination θ of approximately 19 It is formed on a slope of °. This slope is
It may be one surface of a prism polished into a wedge shape, or a diffraction grating may be formed on a parallel plate and the parallel plate may be arranged at an angle. The period of the diffraction grating is about 1.3 μm, and the blaze angle θB is about 266.
回折格子の表面にはA1が蒸着しである。A1 is deposited on the surface of the diffraction grating.
回折格子ミラー108で反射された光を、対物レンズ1
09によってディスク基板113を通して磁性膜からな
る記録媒体112に集光し、磁界印加手段114で記録
媒体への印加磁界の向きを反転させることによって情報
が記録される。The light reflected by the diffraction grating mirror 108 is transferred to the objective lens 1
09, the light is focused on the recording medium 112 made of a magnetic film through the disk substrate 113, and information is recorded by reversing the direction of the magnetic field applied to the recording medium by the magnetic field applying means 114.
一方、情報を再生する場合は、記録媒体からの反射光の
偏光面が、記録されている磁化の向きによって異なる方
向へ回転することを検出する。On the other hand, when reproducing information, it is detected that the polarization plane of reflected light from the recording medium rotates in different directions depending on the direction of recorded magnetization.
対物レンズ109、回折格子ミラー108、フレネルレ
ンズ107と戻ってきた光は、回折格子レンズ106に
入射し、1次回折光と一1次回折光がそれぞれフォトダ
イオード103a、103bに入射する。The light that has returned from the objective lens 109, the diffraction grating mirror 108, and the Fresnel lens 107 is incident on the diffraction grating lens 106, and the first-order diffracted light and the first-order diffracted light are incident on photodiodes 103a and 103b, respectively.
それぞれのフォトダイオードの前面には検光子104a
、104bが貼付けられている。ガラス基板105側か
ら半導体レーザ101、検光子104a、104bを見
た第5図に示すように、検光子104a、104bの透
過軸502は互いに直交し、かつ、半導体レーザ101
の出射光の偏光面501に対してそれぞれ45″を成し
ている。An analyzer 104a is installed in front of each photodiode.
, 104b are attached. As shown in FIG. 5 when the semiconductor laser 101 and the analyzers 104a and 104b are viewed from the glass substrate 105 side, the transmission axes 502 of the analyzers 104a and 104b are orthogonal to each other, and the semiconductor laser 101
45'' with respect to the polarization plane 501 of the emitted light.
従って、4分割されているフォトダイオード103aの
全和信号V (A) +v (B) +V (C) +
V(D)と、フォトダイオード103bからの信号の差
信号を得ることによって、記録媒体による偏光面501
0回転の方向を検出できる。フォトダイオード103b
が分割されている場合はその全和信号をフォトダイオー
ド103aの全和信号から引けばよい。Therefore, the total sum signal V (A) +v (B) +V (C) + of the photodiode 103a divided into four.
By obtaining the difference signal between V(D) and the signal from the photodiode 103b, the polarization plane 501 by the recording medium is
The direction of 0 rotation can be detected. Photodiode 103b
If the total sum signal is divided, the total sum signal may be subtracted from the total sum signal of the photodiode 103a.
以上述べた要素は筐体118内に配置され、所望のトラ
ックへ移動する場合は筒体ごと、図示していないがボイ
スコイルモータなどで移動(121)させる。The above-mentioned elements are arranged in the housing 118, and when moving to a desired track, the entire cylinder is moved (121) by a voice coil motor or the like (not shown).
以上実施例を説明したが、光学ヘッド内を走る光束が、
光学ヘッドの厚み方向に従来の約3分の1になっており
、光学系を薄型化できるとともに、半導体レーザ、前面
に検光子が配置されたフォトダイオード、回折格子レン
ズ及びフレネルレンズが形成されたガラス基板が1つの
パッケージに収められており、光学ヘッドの組み立てを
容易にすることができる。Although the embodiment has been described above, the light flux running inside the optical head is
The thickness of the optical head is approximately one-third that of the conventional one, allowing the optical system to be made thinner, and a semiconductor laser, a photodiode with an analyzer placed on the front, a diffraction grating lens, and a Fresnel lens are formed. The glass substrate is housed in one package, making it easy to assemble the optical head.
実施例2
第6図は本発明の光学ヘッドの第2の実施例を示す主要
断面図である。第1の実施例と同じ要素には同じ番号を
付けである。Embodiment 2 FIG. 6 is a main sectional view showing a second embodiment of the optical head of the present invention. The same elements as in the first embodiment are given the same numbers.
回折捨子ミラー108、対物レンズ109、レンズアク
チュエータ116が筐体601内に配置されている。筐
体601は半導体レーザ、フォトダイオードなどが含ま
れるパッケージ119とは分離されている。フレネルレ
ンズ107からは平行光が回折格子ミラー108に入射
するため、所望のトラックへ集光スポット120を移動
させるには、パッケージ119は固定しておいて、筐体
601だけを、図示していないがボイスコイルモータな
どで移動(602)させればよい。この場合、移動させ
るべき重量は実施例1に比べてパッケージ119に含ま
れる重さ及び筐体118の分だけ軽くなるので高速アク
セスが可能となる。A diffraction sacrificial mirror 108, an objective lens 109, and a lens actuator 116 are arranged in a housing 601. The housing 601 is separated from a package 119 that includes a semiconductor laser, a photodiode, and the like. Since parallel light from the Fresnel lens 107 enters the diffraction grating mirror 108, in order to move the focused spot 120 to a desired track, the package 119 should be fixed and only the casing 601 (not shown) may be moved (602) using a voice coil motor or the like. In this case, the weight to be moved is lighter than in the first embodiment by the weight included in the package 119 and the casing 118, so high-speed access is possible.
光学的な機能は実施例1と同様であるので説明は省略す
る。Since the optical functions are the same as those in Example 1, the explanation will be omitted.
実施例3
第7図は本発明の光学ヘッドの第3の実施例を示すもの
であり、第7図(a)は記録媒体側から見た平面的な構
成、第7図(b)は記録媒体の形成されているディスク
基板も含む主要断面を示している。Embodiment 3 FIG. 7 shows a third embodiment of the optical head of the present invention, in which FIG. 7(a) shows a planar configuration seen from the recording medium side, and FIG. 7(b) shows a recording head. A main cross section is shown that also includes the disk substrate on which the media is formed.
実施例1とは、半導体レーザ及びフォトダイオードの構
成だけが異なっているのでその部分だけ説明し、回折格
子レンズ、フレネルレンズ、回折格子ミラー 対物レン
ズなどの構珠 機能は同じであるので説明は省く。実施
例1と同様の要素は実施例1と同じ番号を付けである。The only difference from Example 1 is the configuration of the semiconductor laser and photodiode, so only that part will be explained, and the functions of the diffraction grating lens, Fresnel lens, diffraction grating mirror, objective lens, etc. are the same, so the explanation will be omitted. . Elements similar to those in Example 1 are numbered the same as in Example 1.
フォトダイオード703a、703bがpin接合によ
って形成されているSi基板701に半導体レーザ70
2が直接形成されている要素がパッケージ119に収め
られている。この要素について第8図によって詳しく説
明する。A semiconductor laser 70 is mounted on a Si substrate 701 on which photodiodes 703a and 703b are formed by pin junction.
The element on which 2 is directly formed is housed in a package 119. This element will be explained in detail with reference to FIG.
Si基板701には、pin接合によってフォトダイオ
ード703a、703bが形成されており、フォトダイ
オード703aは4つの領域に分割されている。これは
実施例1で述べたように、フォーカスエラー信号、 ト
ラッキングエラー信号を得るためである。 トラッキン
グエラー信号を得るために、フォトダイオード703b
を2分割してもよい。Photodiodes 703a and 703b are formed on the Si substrate 701 by pin junction, and the photodiode 703a is divided into four regions. This is to obtain a focus error signal and a tracking error signal, as described in the first embodiment. In order to obtain a tracking error signal, a photodiode 703b
may be divided into two.
Si基板701に化合物半導体の膜をT11層した後エ
ツチングすることによって半導体レーザ702を形成す
る。テーパーエツチングによって450の傾きをもつミ
ラー801を形成し、半導体レーザからの出射光を基板
に垂直方向に反射する。A semiconductor laser 702 is formed by forming a T11 layer of a compound semiconductor film on a Si substrate 701 and then etching it. A mirror 801 having an angle of 450 is formed by taper etching, and reflects the light emitted from the semiconductor laser in a direction perpendicular to the substrate.
このとき半導体レーザからの出射光の偏光面の方向は5
01の方向である。At this time, the direction of the polarization plane of the light emitted from the semiconductor laser is 5
01 direction.
半導体レーザ702のミラー801側とは反対の面80
2には全反射ミラーを形成し、フォトダイオード703
bに光が漏れないようにする。なお、フォトダイオード
703a、703bを、半導体レーザ702の共振器の
延長線上からずらして配置し、半導体レーザの端面から
の光があっても影響を受けないようにし、そのフォトダ
イオードの位置に合わせて回折格子レンズ106の格子
パターンを設計してもよい。Surface 80 of semiconductor laser 702 opposite to mirror 801 side
A total reflection mirror is formed in 2, and a photodiode 703
Make sure that no light leaks into b. Note that the photodiodes 703a and 703b are arranged offset from the extension line of the resonator of the semiconductor laser 702 so that they will not be affected by light from the end face of the semiconductor laser, and The grating pattern of the diffraction grating lens 106 may be designed.
フォトダイオード703a、703bの表面には、第8
図では破線で描いであるが検光子704a、704bが
貼付けてあり、それぞれの透過軸502は直交し、かつ
、半導体レーザ702からの出射光の偏光面の方向50
1とはそれぞれ450の角度をなす。この構成による記
録媒体からの信号検出法については実施例1で述べであ
る。On the surfaces of the photodiodes 703a and 703b, an eighth
Although shown in broken lines in the figure, analyzers 704a and 704b are attached, and their respective transmission axes 502 are perpendicular to each other, and the direction 50 of the polarization plane of the light emitted from the semiconductor laser 702 is
1 and each form an angle of 450. The method of detecting a signal from a recording medium using this configuration is described in the first embodiment.
以上述べたように、半導体レーザとフォトダイオードを
同一基板に形成することにより、パッケージ119に含
まれる要素は、半導体レーザとフォトダイオードを集積
化した光電変換要素と、回折格子レンズ106とフレネ
ルレンズ107が集積化されたレンズ要素の2点だけに
なる。As described above, by forming a semiconductor laser and a photodiode on the same substrate, the elements included in the package 119 include a photoelectric conversion element that integrates a semiconductor laser and a photodiode, a diffraction grating lens 106, and a Fresnel lens 107. There are only two integrated lens elements.
なお、半導体レーザを集積化する基板としてはSiに限
定されることなく、化合物半導体基板でもよい。また、
半導体レーザの構造も本実施例の構造に限定されること
なく、基板に垂直方向にその遠視野像が楕円に近い光が
放射されるものであればよい。その際、半導体レーザか
らの放射光の偏光比が小さい場合には、偏光素子を半導
体レーザの前面に挿入して記録媒体へ照射される光の偏
光比を上げてもよい。また、フォトダイオードの前面に
配置される検光子としては、フォトダイオードの表面に
誘電体多層膜を積層したものを用いてもよい。Note that the substrate on which the semiconductor laser is integrated is not limited to Si, and may be a compound semiconductor substrate. Also,
The structure of the semiconductor laser is not limited to the structure of this embodiment, and any structure may be used as long as it emits light whose far-field pattern is close to an ellipse in a direction perpendicular to the substrate. At this time, if the polarization ratio of the light emitted from the semiconductor laser is small, a polarization element may be inserted in front of the semiconductor laser to increase the polarization ratio of the light irradiated onto the recording medium. Furthermore, as the analyzer disposed in front of the photodiode, one in which a dielectric multilayer film is laminated on the surface of the photodiode may be used.
実施例4
第9図は本発明の光学ヘッドの第4の実施例を示す主要
断面図である。Embodiment 4 FIG. 9 is a main sectional view showing a fourth embodiment of the optical head of the present invention.
半導体レーザとフォトダイオードが実施例3で第8図を
用いて説明したように集積化されているところを除けば
、実施例2と機能は同じであり、回折格子ミラー108
、対物レンズ109、レンズアクチュエータ116を含
む箕体601だけをボイスコイルモータで移動(602
)させるためにアクセス時間を短くできる。The functions are the same as in the second embodiment except that the semiconductor laser and the photodiode are integrated as described in the third embodiment using FIG. 8, and the diffraction grating mirror 108
, only the gator body 601 including the objective lens 109 and the lens actuator 116 is moved by the voice coil motor (602
), the access time can be shortened.
以上実施例を述べたが、本発明は、検光子を取り除いて
フォトダイオードの配置を変えれば、光磁気記録再生装
置以外の、光を用いて記録あるいは再生を行なう装置の
光学ヘッドにも応用が可能である。Although the embodiments have been described above, the present invention can also be applied to optical heads of devices that perform recording or reproduction using light, other than magneto-optical recording and reproducing devices, by removing the analyzer and changing the arrangement of the photodiodes. It is possible.
[発明の効果]
以上述べたように本発明によれば、コリメータレンズと
しての楕円形状のフレネルレンズと、記録媒体からの反
射光を半導体レーザからの光軸から分離してフォトダイ
オードに導く回折格子レンズを一枚の透明基板の両面に
形成し、コリメータレンズによって平行にされた光をブ
ラッグ反射を利用した回折格子ミラーで対物レンズへ入
射させることにより、半導体レーザからの光のパワーを
有効に利用できるとともに、光学ヘッド内を走る光束が
楕円状に偏平になるため、光学ヘッドの厚みを従来の3
分の1程度にできるという効果を有する。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, an elliptical Fresnel lens is used as a collimator lens, and a diffraction grating separates reflected light from a recording medium from an optical axis from a semiconductor laser and guides it to a photodiode. Effectively utilizes the power of light from a semiconductor laser by forming lenses on both sides of a single transparent substrate and collimating the light using a collimator lens and making it incident on the objective lens using a diffraction grating mirror that utilizes Bragg reflection. At the same time, the light flux running inside the optical head becomes flat in an elliptical shape, making the thickness of the optical head 3 times smaller than that of the conventional one.
It has the effect that it can be reduced to about one-fold.
また、半導体レーザ及び前面に検光子を配置したフォト
ダイオードを同一パッケージにいれ、フレネルレンズと
回折格子レンズが形成された透明基板をパッケージの窓
とすることにより、光学ヘッドが組み立て易くなるとと
もに、このパッケージを固定しておき、回折格子ミラー
、対物レンズ及びレンズアクチュエータが含まれる2体
だけをボイスコイルモータなどで移動させることにより
、移動させるべき重量が軽くなるためにアクセス時間を
短くできるという効果も有する。In addition, by putting a semiconductor laser and a photodiode with an analyzer on the front in the same package, and using the transparent substrate on which the Fresnel lens and the diffraction grating lens are formed as the window of the package, it becomes easier to assemble the optical head. By keeping the package fixed and moving only the two components, including the diffraction grating mirror, objective lens, and lens actuator, using a voice coil motor, etc., the weight to be moved is reduced, and access time can be shortened. have
さらに、半導体レーザをフォトダイオードと同一基板に
形成することにより、個別の半導体レーザとフォトダイ
オードを実装する必要がなくなるという効果も有する。Furthermore, by forming the semiconductor laser on the same substrate as the photodiode, there is also the effect that there is no need to mount the semiconductor laser and photodiode separately.
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の光学ヘッドの第1の実施例を示す図
で、第1図(a)は記録媒体側から兄た主要構成図、第
1図(b)は記録媒体の形成されているディスク基板も
含む主要断面図。第2図は本発明の光学ヘッドの第1の
実施例におけるフォトダイオードの分割及びエラー信号
の検出方法を説明する図。第3図は、本発明の光学ヘッ
ドに用いられるフレネルレンズの平面的なパターンを示
す図。第4図は、本発明の光学ヘッドに用いられる回折
格子ミラーの断面図。第5図は、本発明の光学ヘッドに
おける検光子の配置を示す図。第6図は本発明の光学ヘ
ッドの第2の実施例を示す図で、記録媒体の形成されて
いるディスク基板も含む主要断面図。第7図は、本発明
の光学ヘッドの第3の実施例を示す図で、第7図(a)
は記録媒体側から見た主要構成図、第7図(b)は記録
媒体の形成されているディスク基板も含む主要断面図。
第8図は本発明の光学ヘッドの第3及び第4の実施例で
用いられる、半導体レーザとフォトダイオードの集積化
要素の斜視図。第9図は本発明の光学ヘッドの第4の実
施例を示す図で、記録媒体の形成されているディスク基
板も含む主要断面101 ・・・
102 ・・・
1 0 3 a。
1 0 4 a。
105 ・・・
106 ・・・
107 ・・・
108川
109 ・・・
110 ・・・
1 1 1 a。
112 ・・・
113 ・・・
114 ・・・
115 ・・・
116 ・・・
117 ・・・
118 ・・・
119 ・・・
半導体レーザ
ヒートシンク
103b ・・・
104b ・・・検光子
ガラス基板
回折格子レンズ
フレネルレンズ
回折格子ミラー
対物レンズ
半導体レーザ出射光
111b ・・・回折光
記録媒体
ディスク基板
磁界印加手段
スピンドル
レンズアクチュエータ
端子
筐体
パッケージ
フォトダイオード
120 ・・・集光スボヅト
121 ・・・筐体移動方向
201.202 ・・・光量分布
A、 B、 C,D ・・・ フォトダイオード
分割要素
401.402 ・・・光束断面形状
501 ・・・半導体レーザ出射光偏光面502 ・・
・検光子透過軸
601 ・・・筐体
602 ・・・筐体移動方向
701 ・・・ Si基板
702 ・・・半導体レーザ
703a、703b ・・・ フォトダイオード70
4a、704b ・・・検光子
801 ・・・ ミラー
802 ・・・端面
以 上
出願人 セイコーエプソン株式会社
代理人 弁理士 鈴木喜三部他1名
第5図
第8
図BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the optical head of the present invention. FIG. ) is a main sectional view including the disk substrate on which the recording medium is formed. FIG. 2 is a diagram illustrating a method for dividing a photodiode and detecting an error signal in the first embodiment of the optical head of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing a planar pattern of a Fresnel lens used in the optical head of the present invention. FIG. 4 is a sectional view of a diffraction grating mirror used in the optical head of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing the arrangement of analyzers in the optical head of the present invention. FIG. 6 is a diagram showing a second embodiment of the optical head of the present invention, and is a main sectional view including a disk substrate on which a recording medium is formed. FIG. 7 is a diagram showing a third embodiment of the optical head of the present invention, and FIG. 7(a)
7(b) is a main configuration diagram as seen from the recording medium side, and FIG. 7(b) is a main sectional view including the disk substrate on which the recording medium is formed. FIG. 8 is a perspective view of an integrated element of a semiconductor laser and a photodiode used in the third and fourth embodiments of the optical head of the present invention. FIG. 9 is a diagram showing a fourth embodiment of the optical head of the present invention, and the main cross section 101...102...103a also includes the disk substrate on which the recording medium is formed. 1 0 4 a. 105 ... 106 ... 107 ... 108 river 109 ... 110 ... 1 1 1 a. 112 ... 113 ... 114 ... 115 ... 116 ... 117 ... 118 ... 119 ... Semiconductor laser heat sink 103b ... 104b ... Analyzer glass substrate diffraction grating lens Fresnel lens Diffraction grating mirror Objective lens Semiconductor laser emitted light 111b ... Diffractive optical recording medium disk substrate Magnetic field applying means Spindle Lens actuator Terminal housing package Photodiode 120 ... Focusing slot 121 ... Housing moving direction 201. 202...Light amount distribution A, B, C, D...Photodiode dividing element 401.402...Light beam cross-sectional shape 501...Semiconductor laser output light polarization plane 502...
-Analyzer transmission axis 601...Housing 602...Housing moving direction 701...Si substrate 702...Semiconductor lasers 703a, 703b...Photodiode 70
4a, 704b...Analyzer 801...Mirror 802...End face or above Applicant Seiko Epson Co., Ltd. Agent Patent attorney Kizobe Suzuki and one other person Figure 5 Figure 8
Claims (5)
媒体に集光する対物レンズと、前面に検光子が配置され
た受光素子と、前記半導体レーザから前記対物レンズに
至る光路中にある透明基板の一方の面に形成され、前記
半導体レーザからの楕円状の遠視野像を持つ発散光を平
行光に変換する楕円状のフレネルレンズと、前記透明基
板のもう一方の面に形成され前記記録媒体からの反射光
を前記受光素子の方向へ分岐する回折格子レンズと、前
記フレネルレンズによる平行光を反射して前記対物レン
ズへ入射させる回折格子ミラーとを備えていることを特
徴とする光学ヘッド。(1) A semiconductor laser, an objective lens that focuses light from the semiconductor laser onto a recording medium, a light-receiving element with an analyzer placed on the front surface, and a transparent element in the optical path from the semiconductor laser to the objective lens. an elliptical Fresnel lens formed on one surface of the substrate for converting diverging light having an elliptical far-field pattern from the semiconductor laser into parallel light; and an elliptical Fresnel lens formed on the other surface of the transparent substrate for converting the diverging light having an elliptical far-field pattern from the semiconductor laser into parallel light. An optical head comprising: a diffraction grating lens that branches reflected light from a medium toward the light receiving element; and a diffraction grating mirror that reflects parallel light from the Fresnel lens and causes it to enter the objective lens. .
子が同一のパッケージ内にあり、フレネルレンズ及び回
折格子レンズが形成された透明基板がパッケージの窓に
なっていることを特徴とする請求項1記載の光学ヘッド
。(2) A claim characterized in that a semiconductor laser and a light receiving element with an analyzer arranged on the front are in the same package, and a transparent substrate on which a Fresnel lens and a diffraction grating lens are formed is a window of the package. Item 1. The optical head according to item 1.
が円形でないことを特徴とする請求項2記載の光学ヘッ
ド。(3) The optical head according to claim 2, wherein the cross-sectional shape of the package in the direction perpendicular to the optical axis is not circular.
動可能であることを特徴とする請求項1叉は請求項2叉
は請求項3記載の光学ヘッ ド。(4) The optical head according to claim 1, 2, or 3, wherein only the housing including the diffraction grating mirror and the objective lens is movable.
基板に対して垂直方向にでる構造のものであり、受光素
子の形成されている前記基板上に形成されていることを
特徴とする請求項1叉は請求項2叉は請求項3叉は請求
項4記載の光学ヘッド。(5) A claim characterized in that the semiconductor laser has a structure in which light emitted from the semiconductor laser exits in a direction perpendicular to the substrate, and is formed on the substrate on which a light receiving element is formed. An optical head according to claim 1, claim 2, claim 3, or claim 4.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63222750A JP2864018B2 (en) | 1988-09-06 | 1988-09-06 | Optical head |
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Publications (2)
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JPH0271442A true JPH0271442A (en) | 1990-03-12 |
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---|---|
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