JPH03278330A

JPH03278330A - 光ピックアップ装置

Info

Publication number: JPH03278330A
Application number: JP2077860A
Authority: JP
Inventors: Makoto Takashima; 誠高嶋; Shinji Kubota; 真司久保田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-03-27
Filing date: 1990-03-27
Publication date: 1991-12-10

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。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は光学式ディスク装置等に用いることのできる光
ピックアップ装置に関するものである。

従来の技術従来、記録媒体に書き込まれている信号を読み取る光ピ
ックアップ装置は、レンズ、　ミラー、プリズム等を組
み合わせてフォーカスおよびトラッキング誤差信号を検
出していた。最近、従来の光学部品のかわりにホログラ
ム素子を用いてフォーカスおよびトラッキング誤差信号
を検出する方式が考案されている。

第９図は従来のホログラム素子を用いた光ピックアップ
装置の一例の側断面図、第１０図は同ホログラム素子の
一例としてフォーカス誤差検出をスポ、トサイズディテ
クシ１ン（８１）ｏｔ　　５ｉ−ｚｅ　　Ｄｅｔｅｃｔ
ｉｏｎ略して５ＳＤ）法。

トラッキング誤差検出をプッシュプル法で行うホログラ
ム領域と誤差信号検出用光検出器との関係および記録媒
体上に正しく合焦したときの像を表した図である。

第９図において、１は光源である半導体レーザ、２は半
導体レーザ１を固定、冷却させるためのヒートシンク、
４は半導体基板であり、その上にはホログラム素子７に
よって分離された光を検出するフォーカスおよびトラッ
キング誤差信号検出用光検出器が構成されている。また
、半導体基板４はヒートシンク２に固定された半導体レ
ーザｌと直交した面に固定しである。５は半導体レーザ
の光出力制御用光検出器、７は記録媒体９で反射し、変
調を受けた反射光を光軸から分離しフォーカス誤差信号
、　トラッキング誤差信号を発生させるためのホログラ
ム素子である。８は記録媒体上に焦点を結ばせるための
有限焦点系フォーカスレンズ、９は記録媒体、９ａは信
号のピットである。１５は半導体レーザ１．ヒートシン
ク２．半導体基板４、光出力制御用光検出器５．ホログ
ラム素子７を一体構成しているパッケージである。

なお、第９図においてはフォーカスレンズ８を駆動する
アクチュエータは省略する。

第１０図において、７ａ＋７ｂはホログラム素子７の表
面に形成したトラッキング誤差信号を発生するホログラ
ム領域、７ｃ、７ｄはフォーカス誤差信号を発生するホ
ログラム領域、７ｅ、７ｆはホログラム領域上の記録媒
体９からの反射光のファーフィールドパターン、４　ａ
ｌ　　４　ｂはトラッキング誤差信号検出用光検出器、
４ｃ＋　　４ｄ、　　４ｅｌ　　４Ｌ　　４ｇ＋　　４
ｈはそれぞれフォーカス誤差信号検出用光検出器である
。ホログラム領域７　ａ。

７ｂには半導体レーザ１の位置から発散する球面波と、
トラッキング誤差信号検出用光検出器４　ａ。

４ｂの検出点から発散する球面波との干渉縞に相当する
ホログラムを形成している。また、ホログラム領域７ｃ
、７ｄには半導体レーザ１の位置から発散する球面波と
フォーカス誤差信号検出用光検出器４ｄの検出点の前か
ら発散する球面波、および半導体レーザ１の位置から発
散する球面波と光検出器４ｇの検出点の後から発散する
球面波との干渉縞に相当する２種類のホログラムを形成
している。

以上のように構成された従来の光ピックアップ装置につ
いて、以下その動作について説明する。

半導体レーザ１から放射された光はホログラム素子７上
に形成されたホログラム領域によって０次光と±１次光
以上の回折光とに分けられる。そのうちの０次光は直進
し、フォーカスレンズ８に入射し記録媒体９上に焦点を
結ぶ。記録媒体ｓ上に結んだビームスポットはピット９
ａによって変調され反射される。以後、光はホログラム
素子７までは逆の経路をたどる。

次に記録媒体９で反射され戻ってきた光をホログラム素
子７によって誤差信号を発生させるプロセスについて説
明する。

ビームスポットが記録媒体９上で合焦しているとき、記
録媒体９からの反射光はホログラム領域７ｃ、７ｄにて
回折され、光検出器４ｄ、４ｇの上下の２点に焦点を結
び、４ｃ〜４ｅ、４ｆ〜４ｈ上に同じ径のビームスポッ
トが得られる。

一方、デフォーカスしているときは焦点が移動するので
光検出器４０〜４ｅ、４ｆ〜４ｈ上におけるビームスポ
ット径の大きさに差が生じる。

フォーカス誤差信号は４ｄの出力に４ｆ、４ｈの出力を
、４ｇの出力に４ｃ＋４ｅの出力を加算しその差動をと
ることにより得られる。

また、トラッキング誤差信号の一検出法であるプッシュ
プル法は記録媒体からの反射光のファーフィールド像の
中でトラッキング誤差で強度が大きく変わる部分をホロ
グラム領域７　ａｔ　　７　ｂにて回折し誤差信号検出
用光検出器４　ａｔ　　４　ｂで検出する。このとき４
ａと４ｂの出力の差動をとることによりトラッキング誤
差信号が得られる。

一方、半導体レーザ１の後端面から放射される光は、光
出力制御用光検出器５によって検出され半導体レーザ１
の光出力が一定になるように制御される。

発明が解決しようとする課題上記のような構成による光ピックアップ装置では、記録
媒体からの反射光がホログラム素子で回折された光が誤
差信号検出用光検出器上に正確にビームスポットを結ぶ
ために、半導体レーザと誤差信号検出用光検出器に正確
に位置調整しなければならない。しかし、上記の構成で
は半導体レーザと誤差信号検出用光検出器の取付面が直
交しているため正確な位置決めが困難な問題点を育して
いた。

本発明は上記従来の問題点を解決するもので、半導体レ
ーザと誤差信号検出用光検出器の位置決めを容易にして
小型の光ピックアップ装置を提供することを目的とする
。

課題を解決するための手段上記目的を達成するために本発明の光ピックアップ装置
は、記録媒体へ光を放射する光源と、光源から放射され
た光を記録媒体上に焦点を結ばせる集光手段と、光源と
集光手段との間に配設され、記録媒体からの反射光を光
軸から分離するホログラム素子と、ホログラム素子によ
って分離された光を検出する第１の光検出器と、光源の
後端面から放射された光を検出する第２の光検出器とを
有する光ピックアップ装置において、ホログラム素子に
よって分離された光を反射させ第１の光検出器に入射さ
せる反射手段とより構成されている。

また、反射手段がプリズムで構成されている光ピックア
ップ装置であって、第１の光検出器面側の光検出器が同
一半導体基板の同一面に形成され、半導体基板とプリズ
ムがプリズムの屈折率ｎ、より小さい屈折率ｎ２の屈折
率ｎ１より小さい屈折率ｎ２の半導体基板に光源が固定
された構成となっている。

作用本発明の光ピックアップ装置は前記した構成により、光
源である半導体レーザから放射された光はホログラム素
子を透過し集光手段によって記録媒体にビームスポット
が結ばれる。そして、記録媒体からの反射光は逆進しホ
ログラム素子によって回折された光は光軸から分離され
る。分離された光はヒートシンクに固定された反射手段
によって反射され第１の光検出器に入射し検出出力が得
られる。一方、半導体レーザの後端面から放射された光
はヒートシンク上の第２の光検出器で検出され光源の光
出力制御を行う。

また、本発明は前記した構成により、光検出器を構成し
た半導体基板上に接着された半導体レーザから放射され
た光はホログラム素子を透過し集光手段によって記録媒
体にスポットが結ばれる。

そして、記録媒体からの反射光は逆進し、ホログラム素
子によって回折された光は光軸がら分離される。分離さ
れた光は半導体基板に接着されたプリズムによって反射
され第１の光検出器に入射し検出出力が得られる。一方
、半導体レーザの後端面から放射された光はプリズムに
入射しプリズムの反射面で反射され第２の光検出器で検
出され光源の光出力制御を行う。

ナオ、半導体レーザの後端面からの光はプリズムの屈折
率ｎ＋より小さな屈折率ｎ２の接着剤を用いることによ
り全反射させ第１の光検出器に入射しないようにする。

実施例以下、本発明の第１の実施例について図面を参照しなが
ら説明する。

第１図は本発明の第１の実施例における光ピックアップ
装置の斜視図、第２図は本実施例における光ピックアッ
プ装置の側断面図である。

第１図、第２図において、１．　２．　４．　７．　５
゜７ａ〜７ｄ、　　８＋　　９．　９ａは従来例の構成
要素名と同じである。

３は半導体レーザ１．半導体基板４を固定するためのサ
ブヒートシンク、３ａは半導体レーザ１を固定する面、
３ｂは半導体基板４を固定する面、３ｃは半導体基板４
の位置決めを行う面、６はホログラム素子７によって回
折された光を誤差信号検出用光検出器４ａ〜４ｇに導く
ためのミラーである。

なお、本図においてはフォーカスレンズ８を駆動するア
クチュエータは省略する。

以上のように構成された本実施例の光ピックアップａｆ
ｌｔについて、以下その動作について説明する。

光源である半導体レーザ１から放射された光はホログラ
ム素子７を透過した０次光はフォーカスレンズ８に入射
し、記録媒体９上に焦点を結ぶ。

記録媒体９上に焦点を結んだビームスポットはビット９
ａによって変調され、その反射光はもとの経路をたどる
。反射光が再びホログラム素子７上のホログラム領域７
ａ＋　　７ｂ＋　　７ｃ＋　　７６を通過するとき回折
される。ホログラム領域７Ｃ９７ｄで回折された光はミ
ラー６で反射された後、フォーカス誤差信号検出用光検
出器４ｃ＋　　４ｃＬ　　４ｅの上に焦点を結ぶような
ビームスポットと４ｆ。

４ｇ、４ｈの下に焦点を結ぶようなビームスポットが形
成される。ホログラム領域７　ａ＋　　７　ｂで回折さ
れた光はミラー６で反射された後、トラッキング誤差信
号検出用光検出器４ａ、４ｂの２点にビームスポットが
結ばれる。モして各光検出器の出力の演算の結果として
誤差信号が得られる。

一方、半導体レーザ１の後端面から放射された光は光出
力制御用光検出器５に入射し信号が得られ、半導体レー
ザ１の光出力を制御するために用いられる。

以上のように本実施例によれば、半導体レーザ１を固定
している固定面３ａと半導体基板４を固定している固定
面３ｂが平行で、かつ、固定面３Ｃに半導体基板４を当
てて固定する。このため半導体レーザ１と半導体基板４
上の誤差信号検出用光検出器の位置関係が従来例のよう
に直交していないため、調整が容易となり正確に位置決
めすることが可能となる。

以下本発明の第２の実施例について図面を参照しながら
説明する。

第３図は本発明の第２の実施例における光ピックアップ
装置の斜視図、第４図は本実施例における光ピックアッ
プ装置の側断面図である。

第３図、第４図において、Ｌ　　７，７ａ〜７ｄ。

８＋　　９，９　ａは第１の実施例の構成要素名と同じ
である。

１０は半導体基板で、この上にトラッキング誤差信号検
出用光検出器１０ａ、１０ｂと、フォーカス誤差信号検
出用光検出器１０ｃ＋　　１０ｄ。

１０　ｅ、　　１０　ｆ、　　１０　ｇ、　　１０　ｈ
、　　光出力制御用光検出器１０ｉが形成されている。

１１は屈折率ｎ１のプリズム、１１ａはプリズム１１の
反射面、１１ｂは半導体基板１０との接着面、１２は屈
折率ｎ２の接着剤（ｎ　＋＞　ｎｐ）である。

半導体レーザ１は半導体基板１０の誤差信号検出用光検
出器が形成されている面に固定する。

なお、本図においては第１の実施例と同様にフォーカス
レンズ８を駆動するアクチュエータは省略する。

以上のように構成された本実施例の光ピックアップ装置
について、以下その動作について説明する。

半導体レーザ１から放射された光が記録媒体９で反射さ
れた光がホログラム素子７に戻るまでの経路は第１の実
施例と同じであるので省略する。

記録媒体９で反射され、ホログラム領域７Ｃ１７ｄで回
折された光はプリズム１１に入射後反射而１１ａで反射
され、フォーカス誤差信号検出用光検出器１０　Ｃ１１
０ｄ＋　　１０　ｅの上に焦点を結ぶようなビームスポ
ットと１Ｏｆ、Ｌｏｇ、　　１０ｈの下に焦点を結ぶよ
うなビームスポットが形成される。また、ホログラム領
域７ａ、７ｂで回折された光はプリズム１１に入射複反
射面１１ａで反射され、トラッキング誤差信号検出用光
検出器１０ａ、１０ｂの２点にビームスポットが結ばれ
る。

そして演算の結果として誤差信号が得られる。

一方、半導体レーザ１の後端面から放射された光はプリ
ズム１１に入射後プリズムの接着面１１ｂに到達した光
はプリズムの屈折率ｎ１が接着剤の屈折率ｎ２より大き
いため全反射され反射面１１ａで反射され光出力制御用
光検出器１０ｊに入射し信号が得られ、その信号は半導
体レーザ１の光出力を制御するために用いられる。

なお、半導体レーザ１の光出力制御を行う必要がない場
合、光出力制御用光検出器１０ｉを半導体基板１０に構
成しなくても良いのは言うまでもない。

以上のように本実施例によれば、半導体基板１０上に誤
差信号検出用光検出器ｆｏａ〜１０ｉを形成し、半導体
レーザ１およびプリズム１１を半導体基板１０に接着、
固定しているため組立誤差の入る要因が第１の実施例よ
りさらに減り、組立が容易となる。

また、プリズム１１と半導体基板１０との接着に、プリ
ズムの屈折率ｎ、より小さな屈折率の接着剤を使用して
いるため、半導体レーザ１の後端面から放射された光は
一度接着面１１ｂで全反射する。このため半導体レーザ
１の後端面から放出された光が誤差信号検出用光検出器
に入射しないのでオフセットを抑えることができる。

以下、本発明の第３の実施例について図面を参照しなが
ら説明する。

第５図は本発明の第３の実施例における光ピックアップ
装置の斜視図、第６図は本実施例における光ピックアッ
プ装置の側断面図である。

第５図、第６図において、１．　７．　７ａ　〜７ｄ。

８＋　　９＋　　９　ａは第１の実施例の構成要素名と
同じである。

１３は半導体基板でこの表にトラッキング誤差信号検出
用光検出器１３　ａ＋　　１３　ｂｌ　　フォーカス誤
差信号検出用光検出器１３　ｃ、　　１３　ｄ、　　１
３　ｅ。

１３ｆ、１３ｇ、　　１３ｈが、また裏に光出力制御用
の光検出器１３ｉが形成されている。１４はプリズム、
１４ａはプリズムの反射面、１４ｂは半導体基板１３と
の接着面である。また、半導体レーザ１は半導体基板１
３の光出力制御用光検出器と同一面に固定されている。

なお、誤差信号検出用光検出器１３ａ〜１３ｉは１枚の
半導体基板で構成しても良いし、誤差信号検出用光検出
器１３ａ〜１３ｈを形成した半導体基板と光出力制御用
光検出器１３ｉを形成した半導体基板とを裏面どうしで
接着して構成しても良い。

半導体レーザ１から放射された光が記録媒体９で反射さ
れ、その光がホログラム素子７に戻るまでの経路は第１
の実施例と同じであるので省略する。

記録媒体９で反射され、ホログラム領域７　Ｃ１７ｄで
回折された光はプリズム１４に入射複反射面１４ａで反
射され、フォーカス誤差信号検出用光検出器１３ｃ＋　
　１３ｄ、１３ｅの上に焦点を結ぶようなビームスポッ
トと１３ｆ、　　１３ｇ、　　１３ｈの下に焦点を結ぶ
ようなビームスポットが形成される。また、ホログラム
領域７ａ、７ｂで回折された光はプリズム１４に入射複
反射面１４ａで反射され、トラッキング誤差信号検出用
光検出器１３ａ、１３ｂの２点にビームスポットが結ば
れる。そして演算の結果として誤差信号が得られる。

一方、半導体レーザの後端面から放射された光は光出力
制御用光検出器１３ｉに入射し信号が得られ、半導体レ
ーザ１の光出力を制御するために用いられる。

なお、半導体レーザ１の光出力制御を行う必要がない場
合、光出力制御用光検出器ｆ３ｉを半導体基板１３に構
成しなくても良いのは言うまでもない。

以上のように本実施例によれば、誤差信号検出用光検出
器１３ａ〜１３ｈと光出力制御用光検出器１３ｉが表裏
に形成されているため、半導体レーザ１の後端面から放
射される光による誤差信号検出用光検出器に対するオフ
セット発生の問題がなくなる。また、半導体基板１３と
半導体レーザ１とプリズム１４が一体化されているため
、発光および検出系が小型になる。

以下、本発明の第４の実施例について図面を参照しなが
ら説明する。

第７図は本発明の第４の実施例における光ピックアップ
装置の斜視図、第８図は本実施例における光ピックアッ
プ装置の側断面図である。

第７図、第８図において、１．　７．　７ａ　〜７ｄ。

８、　　ＥＬ　　９ａ＋　　１３＋　　１３ａ〜１３１
．　１４．　１４ａ、１４ｂは第３の実施例の構成要素
名と同じである。

プリズム１４には半導体基板１３を位置決めするための
コーナ部１４ｃが設けられている。半導体基板１３とプ
リズム１４はプリズム面１４ｂで接着されている。また
、半導体レーザ１はプリズム面１４ｄに固定されている
。

なお、第８図においては第１の実施例と同様にフォーカ
スレンズ８を駆動するアクチュエータは省略する。

本実施例の動作は第３の実施例の動作と同しであるので
省略する。

以上のように本実施例によれば、半導体基板１３の位置
決めはコーナ１４ｃに沿って誤差信号検出用光検出器１
３ａ〜１３ｈの信号をモニタしながらスライドさせるこ
とによって容易に実現できる。

なお、第１の実施例から第４の実施例までフォーカス誤
差検出にＳＳＤ法、トラッキング検出にプッシュプル法
を用いたが、別の検出方法、例えばフォーカス誤差検出
にダブルナイフェツジ法。

シングルナイフェツジ法、非点収差法、またトラッキン
グ誤差検出に３ビーム法を用いたホログラム素子を用い
ても良いのは言うまでもない。

発明の効果以上のように本発明によれば、光源と誤差信号検出用光
検出器を同一面または平行面に構成することにより両者
の位置決めを容易にしコストダウンを可能にする。また
、光源と誤差信号検出用光検出器と光出力制御用光検出
器を一体化できるため小型の光ピックアップを４１−１
成てきるので、その実用的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における光ピンクアップ
装置の斜視図、第２図は本発明の第１の実施例における
光ピンクアップ装置の側断面図、第３図は本発明の第２
の実施例における光ピンクアップ装置の斜視図、第４図
は本発明の第２の実施例における光ピックアップ装置の
側断面図、第５図は本発明の第３の実施例における光ピ
ンクアップ装置の斜視図、第６図は本発明の第３の実施
例における光ピックアップ装置の側断面図、第７図は本
発明の第４の実施例における光ピックアップ装置の斜視
図、第８図は本発明の第４の実施例における光ビックア
ンプ装置の側断面図、第９図は従来の光ピックアップ装
置の側断面図、第１０図は同従来の光ビックア、ブ装首
におけるホロブト・・半導体レーザ、　　２・・・ヒー
トシンク、３・・・サブヒートシンク、　　４．　１０
．　１３・・・半導体基板、　　４ａ　〜４ｈｙ　　１
０ａ　〜１０ｈ、１３ａ〜１３ｈ・・・光検出器、　　
４Ｌ　　５ｔ　　１０ｉｔ　　１３１・・・光出力制御
用光検出器、　　６・・・ミラー７・・・ホログラム素
子、　　８・・・フォーカスレンズ、９・・・記録媒体
、　　９ａ・・・ピット、　　１１．１４・・・プリズ
ム。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）記録媒体へ光を放射する光源と、前記光源から放射された光を記録媒体上に焦点を結ばせ
る集光手段と、前記光源と前記集光手段との間に配設され、前記記録媒
体からの反射光を光軸から分離するホログラム素子と、前記ホログラム素子によって分離された光を検出する第
１の光検出器とを有する光ピックアップ装置において、前記ホログラム素子によって分離された光を反射させ前
記第１の光検出器に入射させる反射手段を有することを
特徴とする光ピックアップ装置。
（２）光源の後端面から放射された光を検出する第２の
光検出器を有することを特徴とする請求項１記載の光ピ
ックアップ装置。
（３）光源と第１の光検出器がサブヒートシンクを介し
てヒートシンクに固定されていることを特徴とする請求
項１または２記載の光ピックアップ装置。
（４）請求項１または２記載の反射手段がプリズムで構
成されている光ピックアップ装置において、第１の光検
出器と第２の光検出器が同一半導体基板の同一面に形成
され、前記半導体基板と前記プリズムがプリズムの屈折
率ｎ＿１より小さい屈折率ｎ＿２の接着剤で接着され、
光検出器面側の半導体基板に光源が固定されたことを特
徴とする光ピックアップ装置。
（５）請求項１または２記載の反射手段がプリズムで構
成されている光ピックアップ装置において、第１の光検
出器と第２の光検出器が同一半導体基板の表裏に形成さ
れ、第１の光検出器面とプリズムが接着され、第２の光
検出器面側の半導体基板に光源が固定されたことを特徴
とする光ピックアップ装置。
（６）請求項１または２記載の反射手段がプリズムで構
成されている光ピックアップ装置において、第１の光検
出器と第２の光検出器が同一半導体基板の表裏に形成さ
れ、第１の光検出器面とプリズムが接着され、第１の光
検出面と、平行なプリズム面に光源が固定されたことを
特徴とする光ピックアップ装置。