JPH08297875A - 光学ピックアップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型に構成されると共に、コストが低減され
るようにした、光学ピックアップを提供すること。 【構成】 光ビームを出射する光源１１と、この光源か
ら出射された光ビームを光磁気記録媒体ＭＯの記録面上
に合焦するように照射する対物レンズ１３と、この光源
と対物レンズとの間に配設された基材４１の一面の設け
られ、前記光源１１からの光ビームと、前記対物レンズ
１３を介した光磁気記録媒体ＭＯの記録面からの戻り光
ビームとを光磁気記録媒体の半径方向に分離するための
第一の偏光分離手段１２と、前記基材４１の他の面に設
けられると共に、前記第一の偏光分離手段によって分離
された戻り光ビームを分離する第二の偏光分離手段１４
と、この第二の偏光分離手段で分離された各光ビームを
受光する光検出器１５とを備えるように光学ピックアッ
プ１０を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光磁気ディスクに記録
及び／または再生を行なうための光学ピックアップに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような光磁気ディスクの記録
及び／または再生を行なうための光学ピックアップは、
図８に示すように構成されている。即ち、図８におい
て、光学ピックアップ１は、半導体レーザ素子２，ホロ
グラム素子３，コリメータレンズ４，ビームスプリッタ
５，対物レンズ６，ウォラストンプリズム７，光検出器
８から構成されている。

【０００３】上記半導体レーザ素子２は、半導体の再結
合発光を利用した発光素子であり、光源として使用され
る。半導体レーザ素子２は、実際には、図９及び図１０
に示すように、半導体レーザ素子２から出射した光ビー
ムは、ホログラム素子３に導かれる。

【０００４】ここで、ウォラストンプリズム７は、ビー
ムスプリッタ５で反射された戻り光ビームに基づいて、
偏光分離を行なうことにより、複数、図示の場合、３つ
の光ビームを出射するものである。

【０００５】フォトディテクタ８は、ウォラストンプリ
ズム７により偏光分離された３つの光ビームに対して、
それぞれ受光部を有するように構成されている。

【０００６】さらに、上記半導体レーザ素子２に隣接し
て、図９に示すように、受光部９ａ，９ｂが備えられて
いる。この受光部９ａ，９ｂは、それぞれビームスプリ
ッタ５を透過して上記ホログラム素子３により回折され
た一次回折光ビームを受光するようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに構成された光学ピックアップ１においては、ホログ
ラム素子３により回折された回折光ビームが、受光部９
ａ，９ｂによって検出されることにより、サーボに必要
な信号は得られるが、ＭＯ信号は検出され得ない。従っ
て、光磁気ディスクＭＯからの戻り光を、ビームスプリ
ッタ５により分離して、ウォラストンプリズム７により
分割することにより、各分割ビームを検出することによ
り、ＭＯ信号が得られるようになっている。従って、ビ
ームスプリッタ５及びウォラストンプリズム７は、比較
的高価であるために、光学ピックアップ１全体のコスト
が高くなってしまうと共に、ウォラストンプリズム７
は、ＭＯ信号（光磁気信号）の分離角が制限されること
から、比較的大型になってしまうという問題があった。

【０００８】本発明は、以上の点に鑑み、小型に構成さ
れると共に、コストが低減されるようにした、光学ピッ
クアップを提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、光ビームを出射する光源と、この光源から出射さ
れた光ビームを光磁気記録媒体の記録面上に合焦するよ
うに照射する対物レンズと、この光源と対物レンズとの
間に配設された基材の一面の設けられ、前記光源からの
光ビームと、前記対物レンズを介した光磁気記録媒体の
記録面からの戻り光ビームとを光磁気記録媒体の半径方
向に分離するための第一の偏光分離手段と、前記基材の
他の面に設けられると共に、前記第一の偏光分離手段に
よって分離された戻り光ビームを分離する第二の偏光分
離手段と、この第二の偏光分離手段で分離された各光ビ
ームを受光する光検出器とを備える光学ピックアップに
より、達成される。

【００１０】

【作用】上記構成によれば、第一の偏光分離手段により
分離された戻り光ビームが、第二の偏光分離手段によっ
て、３つの光ビーム即ち０次回折光及びプラスマイナス
１次回折光に分離される。従って、０次光ビームに基づ
いて、光検出器の検出信号により、ＭＯ信号が検出され
ると共に、光検出器の０次光が入射する分割受光面の各
出力信号に基づいて、差動３分割法により、フォーカシ
ングエラー信号が検出され、またプラスマイナス１次光
ビームによる２本の光ビームに基づいて、その検出信号
の差により、トラッキングエラー信号が検出されること
になる。

【００１１】上記第一及び第二の偏光分離手段が、それ
ぞれ偏光性ホログラム、特に複屈折回折格子型素子であ
る場合には、０次常光とプラスマイナス１次異常光に分
割される。上記第一の偏光分離手段が、基板の一面に形
成されたホログラムまたは複屈折回折格子型素子であっ
て、第二の偏光分離手段が、上記基板の他面に形成され
たホログラムまたは複屈折回折格子型素子である場合に
は、第一の偏光分離手段と第二の偏光分離手段が、一体
に構成されることになり部品点数が少なくなる。

【００１２】上記第一の偏光分離手段が、基板の一面に
形成された複屈折回折格子型素子であって、第二の偏光
分離手段が、上記基板を構成する複屈折結晶である場合
には、構造が簡単になるので、容易に形成されることに
なり、コストが低減される。

【００１３】上記第一及び第二の偏光分離手段，光源及
び光検出器が、一つのパッケージとして一体に構成され
ている場合には、組立の際の偏光分離手段，光源及び光
検出器の相互の位置決めが不要であることから、光学ピ
ックアップの組立が容易に行われるので、組立コストが
低減されることになる。

【００１４】

【実施例】以下、この発明の好適な実施例を図１乃至図
７を参照しながら、詳細に説明する。尚、以下に述べる
実施例は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に
好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲
は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載
がない限り、これらの態様に限られるものではない。

【００１５】図１は、本発明による光学ピックアップの
一実施例を示しており、光学ピックアップ１０は、半導
体レーザ素子１１，第一の偏光分離手段１２，対物レン
ズ１３，第二の偏光分離手段１４及び光検出器１５とか
ら構成されている。ここで、上記半導体レーザ素子１
１，第一の偏光分離手段１２，第二の偏光分離手段１４
及び光検出器１５は、図示の場合、一つの例えば樹脂パ
ッケージ１０ａに組み込まれることにより、一体に構成
されている。また、第一の偏光分離手段１２は、基材と
しての光を透過する例えばガラス基板１４の対物レンズ
１３側の面に形成されている。また、第二の偏光分離手
段１４は、この基材４１の半導体レーザ素子１１側の面
に形成されている。

【００１６】上記半導体レーザ素子１１は、半導体の再
結合発光を利用した発光素子であり、光源として使用さ
れる。半導体レーザ素子１１から出射した光ビームは、
対物レンズ１３に導かれる。

【００１７】第一の偏光分離手段１２は、例えば、偏光
性ホログラムであって、常光を透過させ且つ異常光を回
折するように構成されている。これにより、後述するよ
うに、偏光分離手段１２は、光磁気ディスクＭＯの記録
面からの戻り光をプラスマイナス１次回折光に分離する
ようになっている。

【００１８】ここで、第一の偏光分離手段１２は、図２
に示すように、複屈折回折格子型素子として構成されて
おり、ニオブ酸リチウムから成る基板１２ａと、この基
板１２ａの入射側に、例えば安息香酸によるプロトン交
換法により形成された格子１２ｂとから構成されてい
る。これにより、この格子１２ｂの領域にて、常光に対
する屈折率は、０．１３程度増大し、また異常光に対す
る屈折率は、０．０４程度減少する。

【００１９】ここで、第一の偏光分離手段１２は、上記
プロトン交換による格子１２ｂの上に、図３に示すよう
に、透過する常光線が受ける位相差をキャンセルするよ
うに選定された厚さの誘電体から成る第一の位相補償膜
１２ｃが設けられている。これにより、見かけ上、異常
光線に対してのみプロトン交換による屈折率変化が生ず
るように、観察されることになる。

【００２０】実際には、上記位相補償膜１２ｃ，１２ｄ
による位相調整は、以下のように行なわれる。即ち、格
子１２ｂのデューティ比が５０パーセントである場合、
０次光の回折効率η０及びプラスマイナス１次光の回折
効率η１は、その位相差φにより、それぞれ、

【数１】

【数２】 で表わされる。従って、基板１２ａの光学軸が半導体レ
ーザ素子１１からの光ビームの偏光方向に垂直になるよ
うに、即ち出射光が常光となるように設定されると共
に、常光に対する位相差φが約７０度，異常光に対する
位相差φが約１３０度または２３０度に設定されると、
上述した複屈折回折格子型素子１２は、常光に対して、
０次光６７パーセント，プラスマイナス１次光２７パー
セントとなり、また異常光に対して、０次光１８パーセ
ント，プラスマイナス１次光７６パーセントとなるの
で、エンハンス機能が実現される。

【００２１】かくして、複屈折回折格子型素子１２は、
図２に示すように、入射光を、光学軸Ｘの方向に関し
て、垂直な方向の常光と平行な方向の異常光に分割する
ことになる。即ち、入射する戻り光ビームは、図示のよ
うに、常光が０次光として透過すると共に、異常光がプ
ラスマイナス１次光として、回折されることになる。

【００２２】対物レンズ１３は、凸レンズであって、第
一の偏光分離手段１２を透過した光ビームを、回転駆動
される光磁気ディスクＭＯの記録面の所望のトラック上
に結像させる。

【００２３】光磁気ディスクＭＯの記録面に照射された
光ビームは、戻り光ビームとして、再び対物レンズ１３
を介して第一の偏光分離手段１２に導かれる。そして、
この第一の分高分離手段１２により回折された戻り光ビ
ームのプラスマイナス１次回折光は、それぞれ第二の偏
光分離手段１４に入射されることになる。

【００２４】第二の偏光分離手段１４は、半導体レーザ
光源１１からの光ビームを回避するように、基材４１の
レーザ光源１１と対向する面に設けられており、図１に
おいて左右に分割して配設されている。この左右の各部
分１４ａ，１４ｂは、それぞれ偏光性ホログラムであっ
て、異常光を回折するように構成されている。これによ
り、偏光分離手段１４は、その左右の各部分１４ａ，１
４ｂが、それぞれ第一の偏光分離手段１２からのプラス
マイナス１次回折光を、０次光とプラスマイナス１次光
に分離するようになっている。

【００２５】ここで、第二の偏光分離手段１４は、第一
の偏光分離手段と同様に複屈折回折格子型素子として構
成されていると共に、図４に示すように、プロトン交換
による格子１４ａの上に、透過する異常光線が受ける位
相差をキャンセルするように選定された厚さの誘電体か
ら成る第一の位相補償膜１１ｄが設けられている。具体
的には、第二の偏光分離手段１４は、基板の光学軸が、
半導体レーザ素子１１からの光ビームの偏光方向に対し
て４５度の角度をなすように配設されており、常光に対
する位相差φが０度，異常光に対する位相差φが１８０
度になるように設定されている。

【００２６】光検出器１５は、第二の偏光分離手段１４
により分離された０次光及びプラスマイナス１次回折光
の各光ビームに対して、それぞれ受光部を有するように
構成されている。

【００２７】上記グレーティング１６は、入射光を回折
させるものであり、半導体レーザ素子１１から出射した
光ビームを、接線方向に０次回折光から成る主ビーム及
びプラスマイナス１次回折光から成るサイドビームの少
なくとも３本の光ビームに分離するために使用される。

【００２８】ここで、上記第一の偏光分離手段１２及び
第二の偏光手段１４は、図２に示すように、複屈折回折
格子型素子として構成されているが、これに限らず、例
えば図５に示すように、構造複屈折回折格子として構成
されていてもよい。図５において、構造複屈折回折格子
１７は、構造複屈折体の方向を、複屈折回折格子型素子
における光学軸と同じ方向に設定する。そして、位相差
は、図６に示すように、構造複屈折体の個々の微細構造
１７ａ間のピッチＰ１や微細構造１７ａ自体のピッチＰ
２及び長さＬ等を適宜に設定することによって、調整さ
れる。この場合、基材４１内部に、複屈折性がないこと
から、同一基材４１の両面に、構造複屈折体を配設する
ことにより、二つの構造複屈折回折格子が一体に構成さ
れることになるので、二つの偏光分離手段１２，１４の
相互の位置調整が不要になり、位置決め精度が向上す
る。

【００２９】かくして、半導体レーザ素子１１から出射
されたＰ偏光の光ビームは、グレーティング１６により
接線方向に関して０次回折光及びプラスマイナス１次回
折光に分離されて、第一の偏光分離手段１２を透過した
後、対物レンズ１３を介して、光磁気ディスクＭＯの信
号記録面に収束される。正確には、０次回折光が、記録
面上の所定トラック上に、またプラスマイナス１次回折
光は、この所定トラックを挟んで前後に離間した位置に
それぞれ照射されることになる。

【００３０】光磁気ディスクＭＯの信号記録面で反射さ
れると共にカー効果によって偏光面が回転されてＳ偏光
成分のＭＯ信号（光磁気信号）を含む戻り光ビームは、
再び対物レンズ１３を介して、第一の偏光分離手段１２
に入射する。ここで、戻り光ビームは、第一の偏光分離
手段１２により、常光の０次光が透過すると共に、異常
光のプラスマイナス１次回折光が、それぞれ回折される
ことにより、第二の偏光分離手段１４の各部分１４ａ，
１４ｂに入射する。

【００３１】ここで、第二の偏光分離手段１４の部分１
４ａにおいては、第一の偏光分離手段１２により回折さ
れたプラス１次回折光が入射し、その０次光が透過する
と共に、１次回折光が、図示のように屈折する。また、
第二の偏光分離手段１４の部分１４ｂにおいては、第一
の偏光分離手段１２により回折されたマイナス１次回折
光が入射し、その０次光が透過すると共に、マイナス１
次回折光が、図示のように屈折する。

【００３２】かくして、第二の偏光分離手段１４の部分
１４ａ，１４ｂによる０次光及びプラスマイナス１次回
折光は、それぞれ光検出器１５の各部分１５ａ，１５ｂ
に入射することになる。即ち、第二の偏光分離手段１４
の部分１４ａによる０次光及びマイナス１次回折光は、
光検出器１５の部分１５ａに入射し、また第二の偏光分
離手段１４の部分１４ｂによる０次光及びプラス１次回
折光は、光検出器１５の部分１５ｂに入射することにな
る。

【００３３】ここで、光検出器１５は、図７に示すよう
に、構成されている。即ち、光検出器１５は、中心に対
して左右に分離された各部分１５ａ，１５ｂが、それぞ
れグレーティング１６により光磁気ディスクＭＯの接線
方向に三分割され且つ第一の偏光分離手段１２により光
磁気ディスクＭＯの半径方向に分離され各ビームを受光
するように、光磁気ディスクＭＯの接線方向に並んで配
設された受光部１８，１９，２０と、受光部２１，２
２，２３を備えている。

【００３４】さらに、各受光部１９，２２は、それぞれ
第二の偏光分離手段１４により上記半径方向に分離され
た二つのビームを受光するように、半径方向に関して１
９ａ，１９ｂ，２２ａ，２２ｂに二分割されていると共
に、接線方向に関して、比較的細い中央部と、その両側
の側部に三分割されている。

【００３５】これにより、受光部１９には、グレーティ
ング１６による０次光の第一の偏光分離手段１２による
１次回折光が入射し、受光部１８，２０には、グレーテ
ィング１６によるプラスマイナス１次光の第一の偏光分
離手段１２による１次回折光が入射する。また、受光部
２２には、グレーティング１６による０次光の第一の偏
光分離手段１２によるマイナス１次回折光が入射し、受
光部２１，２３には、グレーティング１６によるプラス
マイナス１次光の第一の偏光分離手段１２によるマイナ
ス１次回折光が入射する。

【００３６】かくして、受光部１９ａの側部は、検出信
号ａを出力し、中央部は、検出信号ｂを出力する。ま
た、受光部１９ｂの側部は、検出信号ｃを出力し、中央
部は、検出信号ｄを出力する。

【００３７】これに対して、受光部２２ａの側部は、検
出信号ｅを出力し、中央部は、検出信号ｆを出力する。
また、受光部２２ｂの側部は、検出信号ｇを出力し、中
央部は、検出信号ｈを出力する。

【００３８】また、受光部１８，２１は、検出信号ｉを
出力し、受光部２０，２３は、検出信号ｊを出力する。

【００３９】従って、光検出器１５の各受光部１９乃至
２３からの検出信号ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，
ｉ，ｊは、図７に示すように、それぞれアンプ２４，２
５，２６，２７，２８，２９，３０，３１，３２，３３
によって増幅された後、適宜の演算を行なうことによ
り、光磁気ディスクＭＯの読取信号及びフォーカスエラ
ー信号，トラッキングエラー信号等の信号が生成され
る。例えば、ＭＯ再生信号ＭＯは、マトリックスアンプ
３４によって、

【数３】 で与えられる。また、フォーカシングエラー信号ＦＥ
は、マトリックスアンプ３５によって、所謂差動三分割
法により、

【数４】 で与えられ、さらにトラッキングエラー信号ＴＥは、マ
トリックスアンプ２６により、プッシュプル法により、

【数５】 で与えられる。

【００４０】尚、光磁気ディスクＭＯの代わりに、ピッ
ト信号が記録された例えばコンパクトディスク等の光デ
ィスクの再生の場合には、ピット再生信号は、マトリッ
クスアンプ３７によって、

【数６】 で与えられる。

【００４１】上述した実施例においては、第一及び第二
の偏光分離手段は、複屈折回折格子型素子または構造複
屈折回折格子として構成されているが、これに限らず、
他の構成の偏光性ホログラムとして構成されていてもよ
いことは明らかである。また、トラッキングエラー信号
ＴＥ及びフォーカシングエラー信号ＦＥを得る必要がな
く、ＭＯ信号のみ得られればよい場合には、上記実施例
におけるグレーティング１６と光検出器１５の受光部１
８，２０，２１，２３は不要である。

【００４２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、従
来のようにビームスプリッタやウォラストンプリズムを
使用することなく、偏光分離手段によって、戻り光ビー
ムが偏光分離されるので、光学ピックアップ全体が小型
に且つ低コストで構成されることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光学ピックアップの一実施例の構
成を示す概略図である。

【図２】図１の光学ピックアップにおける偏光分離手段
としての複屈折回折格子型素子の構成例と入射光線の偏
光方向を示す平面図である。

【図３】図２の複屈折回折格子型素子の部分拡大断面図
である。

【図４】図２の複屈折回折格子型素子に他の構成例にお
ける部分拡大断面図である。

【図５】図１の光学ピックアップにおける偏光分離手段
としての構造複屈折回折格子の構成例と入射光線の偏光
方向を示す平面図である。

【図６】図５の構造複屈折回折格子の部分拡大断面図で
ある。

【図７】図１の光学ピックアップにおける光検出器と信
号処理回路の構成を示す回路図である。

【図８】従来の光学ピックアップの一例の構成を示す概
略図である。

【図９】図８の光学ピックアップにおける偏光性ホログ
ラム及び光検出器を示す拡大斜視図である。

【図１０】図８の光学ピックアップにおける光検出器の
拡大斜視図である。

【符号の説明】

１０ 光学ピックアップ １１ 半導体レーザ素子 １２ 第一の偏光分離手段 １２ａ 基板 １２ｂ 格子 １２ｃ 位相補償膜 １３ 対物レンズ １４ 第二の偏光分離手段 １４ａ 格子 １４ｂ 位相補償膜 １５ 光検出器 １６ グレーティング １７ 構造複屈折回折格子 １８，１９，２０，２１，２２，２３ 受光部 ２４，２５，２６，２７，２８，２９，３０，３１，３
２，３３ アンプ ３４，３５，３６，３７ マトリックスアンプ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ビームを出射する光源と、 この光源から出射された光ビームを光磁気記録媒体の記
   録面上に合焦するように照射する対物レンズと、 この光源と対物レンズとの間に配設された基材の一面の
   設けられ、前記光源からの光ビームと、前記対物レンズ
   を介した光磁気記録媒体の記録面からの戻り光ビームと
   を光磁気記録媒体の半径方向に分離するための第一の偏
   光分離手段と、 前記基材の他の面に設けられると共に、前記第一の偏光
   分離手段によって分離された戻り光ビームを分離する第
   二の偏光分離手段と、 この第二の偏光分離手段で分離された各光ビームを受光
   する光検出器とを備える光学ピックアップ。
2. 【請求項２】 前記第一及び第二の偏光分離手段が、そ
   れぞれ複屈折回折格子型素子であることを特徴とする請
   求項１に記載の光学ピックアップ。
3. 【請求項３】 前記第一及び第二の偏光分離手段が、そ
   れぞれ偏光性ホログラムであることを特徴とする請求項
   １に記載の光学ピックアップ。
4. 【請求項４】 前記第一の偏光分離手段が、前記基材の
   一面に形成された複屈折回折格子型素子であって、前記
   第二の偏光分離手段が、前記基材の他面に形成された複
   屈折結晶であることを特徴とする請求項２に記載の光学
   ピックアップ。
5. 【請求項５】 前記第一及び第二の偏光分離手段と、前
   記光源及び光検出器との全ての部材が、一つのパッケー
   ジとして一体に構成されていることを特徴とする請求項
   １に記載の光学ピックアップ。