JP2002312974A - Optical head and optical disk device using it - Google Patents
Optical head and optical disk device using itInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は光ディスク等の光学
的情報媒体に情報を記録しまたは情報を再生するための
光ヘッド及びそれを用いた光ディスク装置に関し、特
に、波長が異なる複数のレーザー光源や、波長が異なる
複数の半導体レーザーチップを搭載したレーザーモジュ
ールを用いて情報の記録や再生が可能な光ヘッド及びそ
れを用いた光ディスク装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical head for recording information on or reproducing information from an optical information medium such as an optical disk, and an optical disk apparatus using the same. The present invention relates to an optical head capable of recording and reproducing information using a laser module equipped with a plurality of semiconductor laser chips having different wavelengths, and an optical disk device using the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】光ディスク装置等の光学的情報記録再生
装置に用いる光ヘッドには、小型化が望まれている。そ
こで、例えば特開平6−274926号公報では、複数
の光検出素子を半導体基板の表面上に形成するととも
に、半導体基板表面よりも低い平面と反射面をエッチン
グにより形成し、半導体レーザーチップをその平面上に
設置したレーザーモジュール、およびそれを用いた光ヘ
ッドが提案されている。この光ヘッドでは、半導体レー
ザーチップから放射されたレーザービームは、反射面で
反射して半導体基板表面とは垂直な方向に進路を曲げて
レーザーモジュールから放射し、レンズにより光ディス
クに照射される。光ディスクからの反射ビームは、レー
ザーモジュールのカバープレートの表面に設けられた回
折格子で回折されてその進行方向が傾き、半導体基板の
表面上に形成された光検出素子で検出される。2. Description of the Related Art An optical head used in an optical information recording / reproducing device such as an optical disk device is required to be reduced in size. Therefore, for example, in JP-A-6-274926, a plurality of photodetectors are formed on the surface of a semiconductor substrate, and a plane lower than the surface of the semiconductor substrate and a reflection surface are formed by etching, and the semiconductor laser chip is formed on the plane. A laser module installed thereon and an optical head using the laser module have been proposed. In this optical head, a laser beam emitted from a semiconductor laser chip is reflected by a reflection surface, bent in a direction perpendicular to the semiconductor substrate surface, emitted from a laser module, and irradiated on an optical disk by a lens. The reflected beam from the optical disc is diffracted by a diffraction grating provided on the surface of the cover plate of the laser module, the traveling direction of the beam is inclined, and is detected by a photodetector formed on the surface of the semiconductor substrate.
【0003】一般に、いろいろな角度でレンズに入射し
た光の像面は平面とはならず彎曲する。このレンズの性
質を像面彎曲と呼んでいる。通常の凸レンズでは、光束
の入射角がレンズの主光軸から傾くにつれて焦点位置が
手前にずれる。この凸レンズの性質は、上記の特開平6
−274926号公報に記載されたような、光検出素子
が形成された半導体基板表面よりも低い位置に半導体レ
ーザーチップを設置する光ヘッドでは好ましい。即ち、
光検出素子の位置が半導体レーザー発光点よりもレンズ
方向にずれているので、検出用の斜め入射光束の焦点位
置を光検出素子の位置に一致させることが可能であり、
正確な焦点ずれ検出信号を得ることができる。しかし、
上記の特開平6−274926号公報では、検出用の斜
め入射光束の焦点位置を光検出素子の位置に一致させる
ことが困難な場合を考慮して、レーザーモジュールのカ
バープレートの厚みを部分的に変えて反射ビームの焦点
位置をずらす技術が開示されている。Generally, the image plane of light incident on a lens at various angles is not flat but curved. This property of the lens is called field curvature. In an ordinary convex lens, the focal position shifts toward the near side as the incident angle of the light beam is inclined from the main optical axis of the lens. The properties of this convex lens are described in
This is preferable for an optical head in which a semiconductor laser chip is installed at a position lower than the surface of a semiconductor substrate on which a photodetector is formed, as described in JP-274926A. That is,
Since the position of the light detecting element is shifted in the lens direction from the light emitting point of the semiconductor laser, it is possible to match the focal position of the obliquely incident light beam for detection with the position of the light detecting element,
An accurate defocus detection signal can be obtained. But,
In JP-A-6-274926, the thickness of the cover plate of the laser module is partially reduced in consideration of the case where it is difficult to make the focus position of the obliquely incident light beam for detection coincide with the position of the photodetector. A technique for changing the focal position of the reflected beam by changing the position is disclosed.
【0004】また近年では、書込み可能な光ディスクと
して普及したCD−R(Compact Disk−R
ecordable)と、より高密度の書込み可能な光
ディスクとして開発されたDVD(Digital V
ersatile Disc/Digital Vid
eo Disc)DVD−RAMの、両方の光ディスク
を同一の小型の光ヘッドで記録再生したい、という要求
が著しい。CD―Rの記録再生に適するレーザー波長は
約780nmであり、一方、DVDの記録再生に適する
レーザー波長は約660nmであるため、波長約780
nmのレーザー光源と波長約660nmのレーザー光源
の両方を同一の光ヘッドに搭載する必要がある。そこ
で、例えば特開平10−21577号公報では、波長約
780nmのCD用半導体レーザーチップと波長約66
0nmのDVD用半導体レーザーチップと光検出素子を
1つのユニットにまとめた小型の光ヘッドが提案されて
いる。この光ヘッドは、前述の特開平6−274926
号公報の光ヘッドと同様に、半導体基板の表面上に複数
の光検出素子が形成されており、また半導体基板には表
面よりも低い半導体レーザーチップ設置平面と反射面を
有する構造である。波長が異なる2つの半導体レーザー
チップは、上記の設置平面上に横に整列して設置してあ
る。In recent years, CD-Rs (Compact Disk-Rs), which have become popular as writable optical disks, have been developed.
and a DVD (Digital V) developed as a higher density writable optical disc.
ersatile Disc / Digital Vid
eo Disc) There is a remarkable demand for recording and reproducing both optical disks of a DVD-RAM with the same small optical head. The laser wavelength suitable for recording / reproducing a CD-R is about 780 nm, while the laser wavelength suitable for recording / reproducing a DVD is about 660 nm.
It is necessary to mount both a laser light source of nm and a laser light source of a wavelength of about 660 nm on the same optical head. Therefore, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-21577 discloses a CD semiconductor laser chip having a wavelength of about 780 nm and a wavelength of about 66 nm.
A small optical head has been proposed in which a 0 nm DVD semiconductor laser chip and a photodetector are integrated into one unit. This optical head is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-274926.
As in the optical head of the publication, a plurality of photodetectors are formed on the surface of the semiconductor substrate, and the semiconductor substrate has a semiconductor laser chip mounting plane and a reflection surface lower than the surface. The two semiconductor laser chips having different wavelengths are arranged side by side on the installation plane.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、波長が
異なる2つの半導体レーザーチップと光検出素子を一体
化した上述の従来例では、レンズの光軸とは垂直な方向
に沿って2つの半導体レーザーチップの発光点が異なる
位置にあるので、2つのビームはレンズに異なる角度で
入射し、像面彎曲によって光軸方向に沿って異なる位置
に集束する。よって、どちらか一方のビームの焦点位置
を半導体基板上の光検出素子位置に一致させることは可
能であっても、他方のビームの焦点位置を同時に光検出
素子位置に一致させることはできず、2つのレーザービ
ームの両方とも同時に誤差の無い焦点ずれ検出信号を得
ることはできない。また、他方のビームの焦点位置を光
検出素子位置に一致させるために、上記の特開平6−2
74926号公報に開示されたような部分的に厚みの異
なるカバープレートを用いることも考えられるが、しか
し、新たな光学部品が必要となるばかりか、2つの半導
体レーザーチップや受光素子が近接しているためカバー
プレートの位置調整等も必要となる。よって、部品点数
が増え更に製造コストも高くなるという問題がある。However, in the above-mentioned conventional example in which two semiconductor laser chips having different wavelengths and a photodetector are integrated, the two semiconductor laser chips are arranged along a direction perpendicular to the optical axis of the lens. Are located at different positions, the two beams are incident on the lens at different angles and are focused at different positions along the optical axis direction due to field curvature. Therefore, although it is possible to match the focal position of one of the beams with the position of the photodetector on the semiconductor substrate, the focal position of the other beam cannot be coincident with the position of the photodetector at the same time. Neither of the two laser beams can simultaneously obtain an error-free defocus detection signal. Further, in order to make the focal position of the other beam coincide with the position of the light detecting element, the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No.
Although it is conceivable to use a cover plate having a partially different thickness as disclosed in Japanese Patent No. 74926, however, not only is a new optical component required, but also two semiconductor laser chips and a light-receiving element come close to each other. Therefore, it is necessary to adjust the position of the cover plate. Therefore, there is a problem that the number of parts increases and the manufacturing cost also increases.
【0006】本発明の目的は複数のレーザー光源を用い
て光学的情報媒体に情報を記録しまたは情報を再生する
ための光ヘッドにおいて、新たな光学部品を用いること
がなく、複数のレーザービームの両方とも誤差の無い焦
点ずれ検出信号を得ることが可能な、小型の光ヘッド及
びそれを用いた光ディスク装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide an optical head for recording information on or reproducing information from an optical information medium by using a plurality of laser light sources, without using any new optical parts, and by using a plurality of laser beams. An object of the present invention is to provide a small-sized optical head and an optical disk apparatus using the same, which can obtain a defocus detection signal having no error.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の目的を達成する
ために、第1の発明では、波長が異なる複数のレーザー
ビームを放射するレーザー光源と、レーザー光源から情
報記録媒体に向かう往路および情報記録媒体からレーザ
ー光源に向かう復路に配置されたレンズと、復路のレー
ザービームを往路のレーザービームから異なる角度で分
離するビーム分離手段と、レーザー光源の近傍に配置さ
れ復路のレーザービームを検出する複数の光検出手段と
を備え、複数の光検出手段を同一平面上に配置するとと
もに、複数のレーザー光源を往路の方向に沿って異なる
位置に配置した。第2の発明では、複数の光検出手段を
同一基板上に設けるとともに、基板に往路のレーザービ
ームを反射する反射面と複数のレーザー光源を配置する
平面を設けた。According to a first aspect of the present invention, there is provided a laser light source for emitting a plurality of laser beams having different wavelengths, a forward path from the laser light source to an information recording medium, and information. A lens disposed on the return path from the recording medium toward the laser light source, a beam separating means for separating the laser beam on the return path from the laser beam on the outward path at a different angle, and a plurality of detectors disposed near the laser light source and detecting the laser beam on the return path And a plurality of laser light sources are arranged at different positions along the outward direction while the plurality of light detection units are arranged on the same plane. In the second invention, the plurality of photodetectors are provided on the same substrate, and the substrate is provided with a reflection surface for reflecting the outward laser beam and a plane on which the plurality of laser light sources are arranged.
【0008】第3の発明では、反射面は複数の反射面で
構成した。In the third invention, the reflecting surface is constituted by a plurality of reflecting surfaces.
【0009】第4の発明では、複数のレーザー光源を配
置する平面は複数の平面で構成した。In the fourth invention, the plane on which the plurality of laser light sources are arranged is constituted by a plurality of planes.
【0010】第5の発明では、波長が異なる複数のレー
ザービームを放射する半導体レーザーチップと、レーザ
ービームを情報記録媒体に導くレンズと、情報記録媒体
からの反射ビームを回折する回折格子またはホログラム
素子と、情報記録媒体からの反射ビームを検出する複数
の光検出素子とを備え、複数の光検出素子を半導体基板
の同一平面上に形成するとともに、半導体基板に複数の
レーザービームを反射する反射面と複数の半導体レーザ
ーチップを配置する平面を設け、複数の半導体レーザー
チップをレーザビーム放射方向に沿って異なる位置に配
置した。According to a fifth aspect of the present invention, a semiconductor laser chip for emitting a plurality of laser beams having different wavelengths, a lens for guiding the laser beam to an information recording medium, and a diffraction grating or hologram element for diffracting a reflected beam from the information recording medium And a plurality of photodetectors for detecting reflected beams from the information recording medium, wherein the plurality of photodetectors are formed on the same plane of the semiconductor substrate, and a reflection surface for reflecting the plurality of laser beams on the semiconductor substrate. And a plane on which a plurality of semiconductor laser chips are arranged, and the plurality of semiconductor laser chips are arranged at different positions along the laser beam emission direction.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明による光ヘッド及び
それを用いた光ディスク装置の実施の形態を、図を参照
して説明する。図1は本発明による光ディスク装置の一
実施例を示す構成図であり、図1(a)は上面図、図1
(b)は図1(a)を矢印B方向から見た側面図、図1
(c)は図1(a)を矢印C方向から見た側面図であ
る。図1(a)〜図1(c)において、同じ番号で示し
たものは同じ構成要素を示す。図において、2は光ディ
スクを示し、具体的には記録や再生に適するレーザー波
長が約780nmで基板の厚さが1.2mmのCD−R
OMディスクやCD―Rディスク、または、記録や再生
に適するレーザー波長が約660nmで基板の厚さが
0.6mmのDVDディスクを示す。3はモーターで、
光ディスク装置1に固定され、回転軸4を介して光ディ
スク2を回転する。2’は光ディスク2の回転方向を示
す。5は光ヘッドで、ボイスコイルモーターと滑車等で
構成されたアクセス機構6によってレール7上を光ディ
スク2の半径方向に移動することができる。光ヘッド5
の内部には、2レーザーモジュール8とコリメートレン
ズ9とミラー10とレンズアクチュエータ11が組み込
まれている。2レーザーモジュール8には、波長が約6
60nmのレーザービーム12aを放射する半導体レー
ザーチップ13aと、波長が約780nmのレーザービ
ーム12bを放射する半導体レーザーチップ13bが組
み込まれている。レンズアクチュエータ11には、4分
の1波長板と偏光回折格子を組み合わせた複合素子14
とフォーカスレンズ15が取付けられている。次に、図
2を用いて本発明によるレーザーモジュールの構造に付
いて説明する。図2は本発明によるレーザーモジュール
の一実施例を示す構成図であり、図2(a)は正面図、
図2(b)は図2(a)のA1−A2断面図である。図
において、21は窒化アルミニュウム等の熱伝導の良い
材料で成形したパッケージで、電気信号を伝達するため
に複数のリード線22を貫通させてある。パッケージ2
1の内部には、シリコン等の半導体基板24が設けら
れ、パッケージ21とガラス板23で密閉されている。
半導体基板24にはエッチング等により凹部25が形成
されていて、凹部25の斜面は約45度の角度の鏡面2
6になっている。半導体レーザーチップ13aと半導体
レーザーチップ13bは凹部25に搭載されており、レ
ーザービーム12a、12bは図2(b)に向かって右
方向、すなわち鏡面26方向に出射される。本発明によ
り、波長が約780nmのレーザービーム12bを放射
する半導体レーザーチップ13bは、波長が約660n
mのレーザービーム12aを放射する半導体レーザーチ
ップ13aよりも図2(b)に向かって左方向、即ち、
レーザービームの進行方向に沿って後方に配置されてい
る。レーザービーム12a、12bは、鏡面26で反射
され、ガラス板23を通過して2レーザーモジュール8
から出射される。図1(c)において、2レーザーモジ
ュール8から出射されたレーザービーム12a、12b
は、コリメートレンズ9で平行光束となり、ミラー10
で反射され、レンズアクチュエータ11の複合素子14
およびフォーカスレンズ15に入射される。次に、図3
を用いて、レンズアクチュエータについて説明する。図
3は本実施例に用いるレンズアクチュエータの一例を示
す構成図であり、図3(a)はレンズアクチュエータを
光ディスクの方向から見た上面図であり、図3(b)は
図3(a)のB1−B2方向の一部断面図である。図3
(b)においては、参考のために光ディスク2が描かれ
ている。図において、31はレンズホルダーで、コイル
34とフォーカスレンズ15とその下に複合素子14と
が取付けられており、バネ32で保持台33に保持され
ている。図3(b)の実線36は、磁石35や保持台3
3等を固定する光ヘッド5の筐体の表面を示す。レンズ
アクチュエータ11は、複合素子14とフォーカスレン
ズ15を図3(b)の紙面上下方向に駆動して焦点制御
を行い、図3(a)の紙面上下方向(光ディスク2の半
径方向)に駆動してトラッキング制御を行う。本実施例
では、半導体レーザーチップ13aや13bから放射さ
れたレーザービーム12a、12bは、偏光性の4分割
回折格子と4分の1波長板から構成される複合素子14
に入射される場合、例えば常光線として入射される。こ
の場合、レーザービーム12a、12bは偏光性回折格
子部分では回折されずにそのまま透過され、複合素子1
4の4分の1波長板により円偏光となる。光ディスク2
で反射されレーザービーム12a、12bは、複合素子
14の4分の1波長板を再度通過することにより異常光
線となり、偏光性の4分割回折格子で回折される。以
下、図4を用いて、4分割回折格子について説明する。
図4は複合素子を構成する4分割回折格子40の回折格
子パターンの一例を示す平面図である。図に示すよう
に、4分割回折格子40は境界線41と42で4つの領
域に分割されている。円43はレーザービーム12aま
たはレーザービーム12bを示し、4分割回折格子40
により4つの+1次回折光と4つの−1次回折光に分離
される。4つの領域の回折格子は、格子溝の方向が異な
るが、格子溝の間隔は等しい。そこで、8つの±1次回
折光は、回折方向は異なるが回折角度の絶対値は等しく
なる。この8つの回折光は、各々コリメートレンズ9で
集光され、2個の半導体レーザーチップ13a。13b
を有するレーザーモジュール8内部の半導体基板24面
上に8つのスポットとして集束する。以下、レーザーモ
ジュール8内部の半導体基板24の詳細な一実施例につ
いて図5を用いて説明する。図5は図2に示したレーザ
ーモジュール内部の半導体基板の一実施例を示す正面図
である。半導体レーザーチップ13aと半導体レーザー
チップ13bは半導体基板24に形成された凹部25に
搭載され、波長が約780nmのレーザービーム12b
を放射する半導体レーザーチップ13bは、波長が約6
60nmのレーザービーム12aを放射する半導体レー
ザーチップ13aよりも図5に向かって左方向、即ち、
レーザービームの進行方向に沿って後方に配置されてい
る。半導体レーザーチップ13aは紙面右方向にレーザ
ービーム12aを出射し、レーザービーム12aは鏡面
26の51aで示す位置で反射され紙面に対して垂直方
向、且紙面の表側に出射される。同様に、半導体レーザ
ーチップ13bは紙面右方向にレーザービーム12bを
出射し、レーザービーム12bは鏡面26の51bで示
す位置で反射され紙面に対して垂直方向、且紙面の表側
に出射される。図において、8つの黒塗りの4分の1円
は、光ディスク2で反射され4分割回折格子40で分離
されたレーザービーム12aのスポット52aを示し、
位置51aを中心とした円の周上にある。8つの白い
(塗りつぶさない)4分の1円は、光ディスク2で反射
し4分割回折格子40で分離されたレーザービーム12
bのスポット52bを示し、位置51bを中心とした円
の周上にある。53―1a、53―1b、53―2a、
53―2b、53―3a、53―3b、53―4a、5
3―4bは焦点ずれ検出信号を得るための光検出素子
で、向かい合った2個の細長い形の光検出素子を組とし
た、光検出素子53―1aと53―1b、光検出素子5
3―2aと53―2b、光検出素子53―3aと53―
3b、光検出素子53―4aと53―4bの4組で構成
され、4つのスポット52aまたは4つのスポット52
bを受光する。焦点ずれ検出方法は、4分割ビームによ
るナイフエッジ方法(フーコー方法)を用い、各組の2
つの受光素子53―1aと53―1b、53―2aと5
3―2b、53―3aと53―3b、53―4aと53
―4bの出力信号を差演算すれば焦点ずれ検出信号を得
ることができる。しかしながら本実施例では、受光素子
同士をアルミニューム等の導電性薄膜54a、54bを
図に示したごとく結線し、ワイヤーボンディング用パッ
ト55のA端子とB端子からの出力信号を差演算して、
焦点ずれ検出信号を得る。56c、56d、56e、5
6fはトラックずれ検出信号と情報再生信号を得るため
の4つの光検出素子であり、パット55のC端子とD端
子とE端子とF端子に接続されている。パッド55の各
端子A〜Fから出力された信号は図6に示すブロックに
入力され、必要な信号が得られる。図6は焦点ずれ検出
信号やトラックずれ検出信号や情報再生信号を得るため
の信号演算回路の一実施例を示すブロック図である。図
において、61は図5に示したワイヤーボンディング用
パット55のA端子とB端子からの出力信号を減算する
ための差動回路で、焦点ずれ検出信号62を出力する。
63−1はC端子とD端子からの出力信号を加算するた
めの加算回路で、63−2はE端子とF端子からの出力
信号を加算するための加算回路である。63−3は加算
回路63−1の出力信号と加算回路63−2の出力信号
を減算するための差動回路で、案内溝等を有する光ディ
スクを用いた場合のプッシュプル型トラックずれ検出信
号64を出力する。63−4は加算回路63−1の出力
信号と加算回路63−2の出力信号を加算するための加
算回路で、情報再生信号65を出力する。66−1はC
端子とE端子からの出力信号を加算するための加算回路
で、66−2はD端子とF端子からの出力信号を加算す
るための加算回路である。66−3は加算回路66−1
の出力信号と加算回路66−2の出力信号を減算するた
めの差動回路で、その出力信号67を用いて案内ピット
等を有する光ディスクの位相差型トラックずれ検出信号
を得ることができる。これらの焦点ずれ検出信号やトラ
ックずれ検出信号を、図3に示したレンズアクチュエー
タ11のコイル34に供給し、レンズアクチュエータ1
1に取り付けられたフォーカスレンズ15を光軸方向お
よびディスク半径方向に駆動することによって、自動焦
点制御やトラック追従制御を達成することができる。よ
って、半導体レーザーチップ13aや半導体レーザーチ
ップ13bから放射されるレーザービーム12aやレー
ザービーム12bの光強度を情報記録信号で変調するこ
とにより情報を光ディスク2に記録することができる。
また、半導体レーザーチップ13aや半導体レーザーチ
ップ13bから放射されるレーザービーム12aやレー
ザービーム12bの光強度を一定に保つことによって、
情報再生信号65から光ディスク2に記録された情報を
再生することができる。以下、図7を用いて本発明によ
る光ヘッドの原理について説明する。図7(a)は従来
例の光ヘッドの光学系の一部分を示し、13aは波長が
約660nmの半導体レーザーチップで、71aはその
発光点を示す。13bは波長が約780nmの半導体レ
ーザーチップで、71bはその発光点を示す。発光点7
1aと発光点71bは図面の横方向に約210μm離れ
た位置にほぼ整列して配置してある。72はコリメート
レンズ、40は回折格子、73は光検出素子が形成され
た半導体表面の位置を示す。発光点71aから放射され
た波長660nmのレーザービーム12aは、コリメー
トレンズ72で平行光束になり、図には示さないフォー
カスレンズで光ディスクに照射される。光ディスクで反
射された波長660nmのレーザービーム12a’は、
回折格子40で回折されコリメートレンズ72に斜めに
入射する。一般的に、レンズに斜め入射する光は、斜め
入射方向の断面(子午断面)における集束位置と、それ
に垂直な方向の断面(球欠断面)における集束位置とで
異なり、それぞれ子午像面湾曲と球欠像面湾曲と呼んで
いる。子午像面湾曲と球欠像面湾曲の量が異なることか
ら、斜め入射した集束ビームには非点収差が発生する。
焦点ずれ検出に、非点収差を有するレーザービームの子
午像面湾曲の集束位置を用いるか、球欠像面湾曲の集束
位置を用いるかは、検出方式や光検出素子の形状により
いろいろである。ここでは検出ビームの集束位置とし
て、子午像面湾曲と球欠像面湾曲のほぼ中央、即ち、最
小錯乱円位置を用いて説明する。曲線74aは、コリメ
ートレンズ72に波長660nmのレーザービームがい
ろいろな角度で入射したときの集束位置、即ち、像面湾
曲を示す。コリメートレンズ72は、例えば、焦点距離
が約9.3mmで、2枚のレンズを貼り合わせた構成で
ある。レーザー側の第1レンズは、硝材がLaF−2
で、レーザー側の第1面の曲率半径は約+6.7mm、
第2レンズと貼り合わせる第2面の曲率半径は約−5.
0mm、第1面と第2面との間隔は約1.6mm、の凸
レンズである。ここで、曲率半径の符号が正の場合はレ
ーザー側に凸の球面、曲率半径の符号が負の場合は回折
格子側に凸の球面、である。回折格子側の第2レンズ
は、硝材がSF−57で、第2レンズと貼り合わせる第
1面の曲率半径は約−5.0mm、回折格子側の第2面
の曲率半径は約−53mm、第1面と第2面との間隔は
約0.9mm、の凹レンズである。回折格子40の格子
ピッチは約10.3μmで、波長660nmのレーザー
ビーム12a’は回折格子40の回折作用により約3.
7度傾きコリメートレンズ72に入射し、集束点75a
に集束する。集束点75aの位置は、上述した構成のコ
リメートレンズ72の像面湾曲特性によって、発光点7
1aから図面の横方向に約600μm、図面の上方向に
約45μm離れる。よって、光検出素子が形成された半
導体表面の位置73を発光点71aから図面の上方向に
約45μm離れた位置に配置し、集束点75aと光検出
素子の位置を一致させれば、レーザービーム12a’を
用いた焦点ずれ検出では検出誤差が生じることはない。
また、上述した構成のコリメートレンズ72は、第1の
凸レンズの色収差を第2の凹レンズの色収差で打ち消す
構成になっていて、波長660nmと波長780nmと
で色収差が除去されている。そこで、波長780nmの
レーザービームがいろいろな角度で入射したときの集束
位置、即ち、像面湾曲を示す曲線74bも波長660n
mに関する曲線74aにほぼ一致する。よって、波長が
約780nmの半導体レーザーチップ13bを半導体レ
ーザーチップ13aから図面の横方向に約210μm離
れた位置にほぼ整列して配置すれば、発光点71bから
放射したレーザービーム12bはコリメートレンズ72
によってほぼ平行光束になる。ただし、レーザービーム
12bはレーザービーム12aに対して約1.3度傾い
ている。光ディスクで反射した波長780nmのレーザ
ービーム12b’は回折格子40に約1.3度傾いて入
射し、回折作用によりさらに約4.3度傾き、コリメー
トレンズ72に5.6傾いて入射し、集束点75bに集
束する。集束点75bの位置は、上述した構成のコリメ
ートレンズ72の像面湾曲特性によって、発光点71a
から図面の横方向に約900μm、図面の上方向に約9
0μm離れる。よって、集束点75bの位置は、光検出
素子が形成された半導体表面の位置73の位置から図面
の上方向に約45μmずれていれ、レーザービーム12
b’を用いた焦点ずれ検出では検出誤差が生じてしま
う。図7(b)は本発明によるの光ヘッドの光学系の一
部分を示す。図7(a)と同じく、13aは波長が約6
60nmの半導体レーザーチップで71aはその発光点
を示し、13bは波長が約780nmの半導体レーザー
チップで71bはその発光点を示す。ただし、発光点1
3aと発光点13bは、図面の横方向に約210μm、
図面の上下方向に約45μm、離れた位置に配置する。
40は回折格子、73は光検出素子が形成された半導体
表面の位置を示す。76はコリメートレンズで、図7
(a)のコリメートレンズ72と同じく、焦点距離が約
9.3mmで、2枚のレンズを貼り合わせた構成で、曲
率半径やレンズ面間隔もほぼ同じである。ただし、回折
格子側の第2レンズの硝材は、SF−57より低分散の
LaSF−010である。第2レンズに低分散の硝材L
aSF−010を用いることにより凹レンズの色収差が
小さくなり、コリメートレンズ76全体としては第1の
凸レンズの色収差が顕著になる。そのため、波長780
nmのレーザービームに関する像面湾曲の曲線77b
は、波長660nmに関する曲線77aよりも図面下方
向に約45μm下がった位置にずれる。発光点71aか
ら放射された波長660nmのレーザービーム12a
は、図7(a)と同様に、発光点71aから図面の横方
向に約600μm、図面の上方向に約45μm離れた集
束点75aに集束する。よって、光検出素子が形成され
た半導体表面の位置73を発光点71aから図面の上方
向に約45μm離れた位置に配置し、集束点75aと光
検出素子の位置を一致させれば、レーザービーム12
a’を用いた焦点ずれ検出では検出誤差が生じることは
ない。一方、波長が約780nmの半導体レーザーチッ
プ13bは、コリメートレンズ76の色収差に対応して
図面下方向に約45μm下がった位置に配置してあるの
で、その発光点71bから放射したレーザービーム12
bはコリメートレンズで平行光束になる。光ディスクで
反射した波長780nmのレーザービーム12b’は、
やはり回折格子40に約1.3度傾いて入射し、回折作
用によりさらに約4.3度傾き、コリメートレンズ72
に5.6傾いて入射し、集束点75bに集束する。集束
点75bの位置は、上述した構成のコリメートレンズ7
6の色収差と像面湾曲特性によって、発光点71aから
図面の横方向に約900μm、図面の上方向に約45μ
m離れる。よって、集束点75bの位置は、光検出素子
が形成された半導体表面の位置73の位置に一致し、レ
ーザービーム12b’を用いた焦点ずれ検出でも検出誤
差が生じることはない。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of an optical head according to the present invention and an optical disk apparatus using the same will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of an optical disk device according to the present invention, wherein FIG.
FIG. 1B is a side view of FIG.
FIG. 1C is a side view of FIG. 1A viewed from the direction of arrow C. 1A to 1C, the components denoted by the same numbers indicate the same components. In the figure, reference numeral 2 denotes an optical disk, specifically, a CD-R having a laser wavelength suitable for recording and reproduction of about 780 nm and a substrate thickness of 1.2 mm.
An OM disk or a CD-R disk, or a DVD disk having a laser wavelength suitable for recording or reproduction of about 660 nm and a substrate thickness of 0.6 mm. 3 is a motor,
The optical disk device 1 is fixed to the optical disk device 1 and rotates the optical disk 2 via the rotation shaft 4. 2 ′ indicates the rotation direction of the optical disk 2. Reference numeral 5 denotes an optical head which can be moved on the rail 7 in the radial direction of the optical disk 2 by an access mechanism 6 including a voice coil motor and a pulley. Optical head 5
Inside, a two laser module 8, a collimating lens 9, a mirror 10, and a lens actuator 11 are incorporated. 2 The laser module 8 has a wavelength of about 6
A semiconductor laser chip 13a that emits a 60 nm laser beam 12a and a semiconductor laser chip 13b that emits a laser beam 12b having a wavelength of about 780 nm are incorporated. The lens actuator 11 includes a composite element 14 combining a quarter-wave plate and a polarization diffraction grating.
And a focus lens 15 are attached. Next, the structure of the laser module according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a configuration diagram showing one embodiment of a laser module according to the present invention, FIG.
FIG. 2B is a sectional view taken along line A1-A2 of FIG. In the figure, reference numeral 21 denotes a package formed of a material having good heat conductivity such as aluminum nitride, and has a plurality of lead wires 22 penetrated for transmitting electric signals. Package 2
A semiconductor substrate 24 made of silicon or the like is provided inside 1, and is sealed by a package 21 and a glass plate 23.
A concave portion 25 is formed in the semiconductor substrate 24 by etching or the like, and the slope of the concave portion 25 is a mirror surface 2 having an angle of about 45 degrees.
It is 6. The semiconductor laser chip 13a and the semiconductor laser chip 13b are mounted in the concave portion 25, and the laser beams 12a and 12b are emitted to the right in FIG. According to the present invention, the semiconductor laser chip 13b that emits a laser beam 12b having a wavelength of about 780 nm has a wavelength of about 660 nm.
2B from the semiconductor laser chip 13a that emits the m laser beam 12a, that is,
It is arranged rearward along the direction of travel of the laser beam. The laser beams 12a and 12b are reflected by the mirror surface 26, pass through the glass plate 23, and
Is emitted from. In FIG. 1C, laser beams 12a and 12b emitted from the two laser module 8 are shown.
Is converted into a parallel light beam by the collimating lens 9 and the mirror 10
Reflected by the composite element 14 of the lens actuator 11
And is incident on the focus lens 15. Next, FIG.
The lens actuator will be described with reference to FIG. 3A and 3B are configuration diagrams showing an example of a lens actuator used in the present embodiment. FIG. 3A is a top view of the lens actuator viewed from the direction of the optical disk, and FIG. 3 is a partial cross-sectional view in the B1-B2 direction of FIG. FIG.
In (b), the optical disc 2 is drawn for reference. In the figure, reference numeral 31 denotes a lens holder, on which a coil 34, a focus lens 15, and a composite element 14 are mounted under the coil 34, and which is held on a holding table 33 by a spring 32. The solid line 36 in FIG.
3 shows a surface of a housing of an optical head 5 for fixing 3 and the like. The lens actuator 11 controls the focus by driving the composite element 14 and the focus lens 15 in the vertical direction on the paper surface of FIG. 3B, and drives the composite device 14 and the focus lens 15 in the vertical direction on the paper surface (radial direction of the optical disk 2) of FIG. To perform tracking control. In this embodiment, the laser beams 12a and 12b emitted from the semiconductor laser chips 13a and 13b are combined with a composite element 14 composed of a polarizing four-division grating and a quarter-wave plate.
Is incident as an ordinary ray, for example. In this case, the laser beams 12a and 12b are transmitted without being diffracted at the polarizing diffraction grating portion, and
The light becomes circularly polarized light by the quarter-wave plate of 4. Optical disk 2
The laser beams 12a and 12b reflected by the laser beam 12a and 12b become extraordinary rays by passing through the quarter-wave plate of the composite device 14 again, and are diffracted by the polarizing four-division diffraction grating. Hereinafter, the 4-division diffraction grating will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is a plan view showing an example of the diffraction grating pattern of the four-segment diffraction grating 40 constituting the composite device. As shown in the figure, the quadrant diffraction grating 40 is divided into four regions by boundary lines 41 and 42. A circle 43 indicates the laser beam 12a or the laser beam 12b, and the four-divided diffraction grating 40
By this, the light is separated into four + 1st-order diffracted lights and four -1st-order diffracted lights. In the diffraction gratings of the four regions, the directions of the grating grooves are different, but the intervals between the grating grooves are equal. Therefore, the eight ± first-order diffracted lights have different diffraction directions but the same absolute value of the diffraction angle. These eight diffracted lights are respectively condensed by the collimating lens 9, and are condensed by two semiconductor laser chips 13a. 13b
Are focused as eight spots on the surface of the semiconductor substrate 24 inside the laser module 8 having Hereinafter, a detailed example of the semiconductor substrate 24 inside the laser module 8 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a front view showing one embodiment of the semiconductor substrate inside the laser module shown in FIG. The semiconductor laser chip 13a and the semiconductor laser chip 13b are mounted in a concave portion 25 formed in a semiconductor substrate 24, and the laser beam 12b having a wavelength of about 780 nm
The semiconductor laser chip 13b that emits light has a wavelength of about 6
The semiconductor laser chip 13a that emits a 60-nm laser beam 12a is directed leftward in FIG.
It is arranged rearward along the direction of travel of the laser beam. The semiconductor laser chip 13a emits a laser beam 12a in the right direction on the paper, and the laser beam 12a is reflected at a position indicated by 51a on the mirror surface 26 and emitted in a direction perpendicular to the paper and on the front side of the paper. Similarly, the semiconductor laser chip 13b emits the laser beam 12b in the right direction on the paper surface, and the laser beam 12b is reflected at the position indicated by 51b on the mirror surface 26 and emitted in the direction perpendicular to the paper surface and on the front side of the paper surface. In the figure, eight black quarter circles indicate spots 52a of the laser beam 12a reflected by the optical disk 2 and separated by the four-divided diffraction grating 40,
It is on the circumference of a circle centered on position 51a. The eight white (unfilled) quarter circles are the laser beams 12 reflected by the optical disk 2 and separated by the four-divided diffraction grating 40.
b shows the spot 52b, which is on the circumference of a circle centered on the position 51b. 53-1a, 53-1b, 52-2a,
53-2b, 53-3a, 53-3b, 53-4a, 5
Reference numeral 3-4b denotes a light detecting element for obtaining a defocus detection signal. The light detecting elements 53-1a and 53-1b and the light detecting element 5 are a set of two opposing elongated light detecting elements.
3-2a and 53-2b, photodetectors 53-3a and 53-
3b, composed of four sets of photodetectors 53-4a and 53-4b, four spots 52a or four spots 52
b. The out-of-focus detection method uses a knife-edge method (Fouco method) using a four-divided beam, and each set of
Light receiving elements 53-1a and 53-1b, 52-2a and 5
3-2b, 53-3a and 53-3b, 53-4a and 53
By performing a difference operation on the output signal of −4b, a defocus detection signal can be obtained. However, in this embodiment, the light receiving elements are connected to each other by connecting the conductive thin films 54a and 54b of aluminum or the like as shown in the figure, and the output signals from the A terminal and the B terminal of the wire bonding pad 55 are subjected to a difference calculation.
Obtain a defocus detection signal. 56c, 56d, 56e, 5
Reference numeral 6f denotes four light detection elements for obtaining a track shift detection signal and an information reproduction signal, which are connected to the C terminal, the D terminal, the E terminal, and the F terminal of the pad 55. The signals output from the terminals A to F of the pad 55 are input to the block shown in FIG. 6, and necessary signals are obtained. FIG. 6 is a block diagram showing an embodiment of a signal operation circuit for obtaining a focus shift detection signal, a track shift detection signal, and an information reproduction signal. In the figure, reference numeral 61 denotes a differential circuit for subtracting output signals from the A terminal and the B terminal of the wire bonding pad 55 shown in FIG. 5, and outputs a defocus detection signal 62.
63-1 is an addition circuit for adding the output signals from the C terminal and the D terminal, and 63-2 is an addition circuit for adding the output signals from the E terminal and the F terminal. 63-3 is a differential circuit for subtracting the output signal of the addition circuit 63-1 and the output signal of the addition circuit 63-2, and a push-pull type track shift detection signal 64 when an optical disk having a guide groove or the like is used. Is output. Reference numeral 63-4 denotes an addition circuit for adding the output signal of the addition circuit 63-1 and the output signal of the addition circuit 63-2, and outputs an information reproduction signal 65. 66-1 is C
An adder circuit for adding the output signals from the terminal and the E terminal, and 66-2 is an adder circuit for adding the output signals from the D terminal and the F terminal. 66-3 is an addition circuit 66-1
A differential circuit for subtracting the output signal of the adder 66-2 and the output signal of the adder 66-2. The output signal 67 can be used to obtain a phase difference type track shift detection signal of an optical disk having guide pits and the like. These focus shift detection signals and track shift detection signals are supplied to the coil 34 of the lens actuator 11 shown in FIG.
By driving the focus lens 15 attached to the camera 1 in the optical axis direction and the disk radial direction, automatic focus control and track following control can be achieved. Therefore, information can be recorded on the optical disk 2 by modulating the light intensity of the laser beam 12a or the laser beam 12b emitted from the semiconductor laser chip 13a or 13b with the information recording signal.
Also, by keeping the light intensity of the laser beams 12a and 12b emitted from the semiconductor laser chips 13a and 13b constant,
The information recorded on the optical disc 2 can be reproduced from the information reproduction signal 65. Hereinafter, the principle of the optical head according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7A shows a part of an optical system of a conventional optical head. Reference numeral 13a denotes a semiconductor laser chip having a wavelength of about 660 nm, and reference numeral 71a denotes a light emitting point thereof. Reference numeral 13b denotes a semiconductor laser chip having a wavelength of about 780 nm, and reference numeral 71b denotes a light emitting point. Light emitting point 7
The light emitting point 1a and the light emitting point 71b are substantially aligned at a position about 210 μm apart in the horizontal direction of the drawing. Reference numeral 72 denotes a collimator lens, reference numeral 40 denotes a diffraction grating, and reference numeral 73 denotes a position on the semiconductor surface where the photodetector is formed. The laser beam 12a having a wavelength of 660 nm emitted from the light emitting point 71a is converted into a parallel light beam by the collimator lens 72, and is irradiated on the optical disk by a focus lens (not shown). The laser beam 12a 'having a wavelength of 660 nm reflected by the optical disk is
The light is diffracted by the diffraction grating 40 and obliquely enters the collimator lens 72. In general, light obliquely incident on a lens is different between a converging position in a cross section in the oblique incident direction (meridional section) and a converging position in a cross section in a direction perpendicular to the lens (spherical cross section). This is called spherical image field curvature. Since the amounts of the meridional field curvature and the spherical field curvature are different, astigmatism occurs in the focused beam obliquely incident.
Whether to use the converging position of the meridional field curvature of the laser beam having astigmatism or the converging position of the spherical missing field curvature for the defocus detection depends on the detection method and the shape of the photodetector. Here, the focus of the detection beam will be described using the approximate center of the meridional field curvature and the spherical missing field curvature, that is, the minimum circle of confusion. A curve 74a shows a focusing position when a laser beam having a wavelength of 660 nm is incident on the collimating lens 72 at various angles, that is, a field curvature. The collimating lens 72 has, for example, a focal length of about 9.3 mm and a structure in which two lenses are bonded together. The first lens on the laser side is made of LaF-2 glass material.
And the radius of curvature of the first surface on the laser side is about +6.7 mm,
The radius of curvature of the second surface bonded to the second lens is about -5.
The convex lens is 0 mm, and the distance between the first surface and the second surface is about 1.6 mm. Here, when the sign of the radius of curvature is positive, the spherical surface is convex on the laser side, and when the sign of the radius of curvature is negative, the spherical surface is convex on the diffraction grating side. The second lens on the diffraction grating side is made of SF-57 glass material, the radius of curvature of the first surface to be bonded to the second lens is approximately −5.0 mm, the radius of curvature of the second surface on the diffraction grating side is approximately −53 mm, The distance between the first surface and the second surface is a concave lens of about 0.9 mm. The grating pitch of the diffraction grating 40 is about 10.3 μm, and the laser beam 12 a ′ having a wavelength of 660 nm is about 3.
The light is incident on the collimating lens 72 inclined by 7 degrees,
Focus on The position of the convergence point 75a depends on the field curvature characteristic of the collimator lens 72 having the above-described configuration, and the luminous point 7a
1a is about 600 μm in the horizontal direction of the drawing and about 45 μm in the upward direction of the drawing. Therefore, if the position 73 of the semiconductor surface on which the light detecting element is formed is arranged at a position about 45 μm away from the light emitting point 71a in the upward direction in the drawing and the focusing point 75a and the position of the light detecting element are matched, the laser beam No detection error occurs in the defocus detection using 12a '.
Further, the collimator lens 72 having the above-described configuration is configured so that the chromatic aberration of the first convex lens is canceled by the chromatic aberration of the second concave lens, and the chromatic aberration is eliminated at the wavelengths of 660 nm and 780 nm. Therefore, the focus position when the laser beam having a wavelength of 780 nm is incident at various angles, that is, the curve 74b showing the field curvature is also a wavelength 660n.
It substantially matches the curve 74a for m. Therefore, if the semiconductor laser chip 13b having a wavelength of about 780 nm is arranged substantially at a position about 210 μm away from the semiconductor laser chip 13a in the horizontal direction in the drawing, the laser beam 12b emitted from the light emitting point 71b will be collimated by the collimating lens 72b.
It becomes almost parallel light beam. However, the laser beam 12b is inclined about 1.3 degrees with respect to the laser beam 12a. The laser beam 12b 'having a wavelength of 780 nm reflected by the optical disk is incident on the diffraction grating 40 at an inclination of about 1.3 degrees, is further inclined by about 4.3 degrees by diffraction, and is incident at an inclination of 5.6 on the collimating lens 72 to be focused. Focus on point 75b. The position of the focusing point 75b is determined by the light emitting point 71a due to the field curvature characteristic of the collimating lens 72 having the above-described configuration.
Approximately 900 μm in the horizontal direction of the drawing and approximately 9
0 μm apart. Therefore, the position of the focal point 75b is shifted from the position of the position 73 on the semiconductor surface on which the photodetector is formed by about 45 μm in the upward direction in the drawing, and the laser beam 12
In the defocus detection using b ', a detection error occurs. FIG. 7B shows a part of the optical system of the optical head according to the present invention. As in FIG. 7A, 13a has a wavelength of about 6
In the case of a semiconductor laser chip of 60 nm, 71a indicates its light emitting point, and 13b indicates a semiconductor laser chip of a wavelength of about 780 nm and 71b indicates its light emitting point. However, emission point 1
3a and the light emitting point 13b are approximately 210 μm in the horizontal direction of the drawing,
It is arranged at a distance of about 45 μm in the vertical direction of the drawing.
Numeral 40 indicates a diffraction grating, and numeral 73 indicates a position on the semiconductor surface on which the photodetector is formed. 76 is a collimating lens, and FIG.
As in the case of the collimating lens 72 shown in FIG. 7A, the focal length is about 9.3 mm and the two lenses are bonded together, and the radius of curvature and the distance between the lenses are almost the same. However, the glass material of the second lens on the diffraction grating side is LaSF-010, which has a lower dispersion than SF-57. Low dispersion glass material L for the second lens
By using aSF-010, the chromatic aberration of the concave lens becomes small, and the chromatic aberration of the first convex lens becomes remarkable as a whole of the collimating lens 76. Therefore, the wavelength 780
Curve 77b of field curvature for laser beam of nm
Is shifted downward by about 45 μm below the curve 77a for the wavelength of 660 nm. 660 nm wavelength laser beam 12a emitted from light emitting point 71a
7A, as in FIG. 7A, the light is focused at a focusing point 75a about 600 μm in the horizontal direction of the drawing and about 45 μm in the upward direction of the drawing. Therefore, if the position 73 of the semiconductor surface on which the light detecting element is formed is arranged at a position about 45 μm away from the light emitting point 71a in the upward direction in the drawing and the focusing point 75a and the position of the light detecting element are matched, the laser beam 12
No detection error occurs in defocus detection using a ′. On the other hand, since the semiconductor laser chip 13b having a wavelength of about 780 nm is arranged at a position about 45 μm downward in the drawing corresponding to the chromatic aberration of the collimating lens 76, the laser beam 12 emitted from the light emitting point 71b
b is a collimated lens and becomes a parallel light flux. The laser beam 12b 'having a wavelength of 780 nm reflected by the optical disk is
Again, the light enters the diffraction grating 40 at an inclination of about 1.3 degrees, and is further inclined by about 4.3 degrees by the diffraction action.
At an angle of 5.6, and converge at a focal point 75b. The position of the focusing point 75b is determined by the collimating lens 7 having the above-described configuration.
6, about 900 μm in the horizontal direction of the drawing and about 45 μm in the upward direction of the drawing due to the chromatic aberration and field curvature characteristics of No. 6.
m away. Therefore, the position of the focal point 75b coincides with the position of the position 73 on the semiconductor surface on which the photodetector is formed, and no detection error occurs even in defocus detection using the laser beam 12b '.
【0012】図7の説明で、反射ビーム12a’や12
b’は、図5の焦点ずれ検出信号を得るための光検出素
子53―1a、53―1b、53―2a、53―2b、
53―3a、53―3b、53―4a、53―4bで受
光されるビームについて説明した。回折格子40の回折
作用で上記ビームとは反対方向に分離されるビームは、
図5のトラックずれ検出信号と情報再生信号を得るため
の4つの光検出素子56c、56d、56e、56f
で、受光される。これらのビームは光検出素子面上に集
束していないが、4つの光検出素子56c、56d、5
6e、56fは各ビームの光強度だけを検出すれば良い
ので、問題はない。図8は本発明を用いたレーザーモジ
ュール内部の半導体基板の他の実施例を示す正面図であ
る。図8に示す半導体基板の実施例では、半導体レーザ
ーチップ13aの発光点と半導体レーザーチップ13b
の発光点が図の上下方向に整列するように並べ、反射面
は図5の反射面26の代わりに2つの反射面81aと8
1bで構成し、反射面81bは、反射面81aの位置よ
りも図の右方向に約45μmずらした位置に設置してあ
る。このように2つの反射面をずらすことにより、図7
で説明したように半導体レーザチップを光軸方向にずら
すのと同じ効果が得られる。図9は本発明を用いたレー
ザーモジュール内部の半導体基板のさらに他の実施例を
示す正面図である。図9に示す半導体基板の実施例で
は、半導体レーザーチップ13aの発光点と半導体レー
ザーチップ13bの発光点が図の上下方向に整列するよ
うに並べ、反射面も図5の反射面26と同じく同一の反
射面92で構成している。しかし本実施例では、図5に
示した1つの凹部25の代わりに2つのレーザーチップ
設置面91aと91bで構成し、レーザーチップ設置面
91bは、レーザーチップ設置面91aの位置よりも約
45μm深くエッチングしてある。このように2つの半
導体レーザーチップを設置する設置面91aと91bの
深さをずらすことにより、図7で説明したような半導体
レーザチップを光軸方向にずらすのと同じ効果が得られ
る。Referring to FIG. 7, the reflected beams 12a 'and 12a'
b ′ is a light detecting element 53-1a, 53-1b, 52-2a, 52-2b for obtaining the defocus detection signal of FIG.
The beams received at 53-3a, 53-3b, 53-4a, and 53-4b have been described. The beam separated in the direction opposite to the above beam by the diffraction effect of the diffraction grating 40 is:
Four photodetectors 56c, 56d, 56e and 56f for obtaining the track shift detection signal and the information reproduction signal of FIG.
The light is received. Although these beams are not focused on the photodetector surface, the four photodetectors 56c, 56d, 5d
There is no problem for 6e and 56f because only the light intensity of each beam needs to be detected. FIG. 8 is a front view showing another embodiment of the semiconductor substrate inside the laser module using the present invention. In the embodiment of the semiconductor substrate shown in FIG. 8, the light emitting point of the semiconductor laser chip 13a and the semiconductor laser chip 13b
5 are arranged so that the light emitting points are aligned in the vertical direction in the figure, and the reflecting surfaces are two reflecting surfaces 81a and 81a instead of the reflecting surface 26 in FIG.
1b, and the reflection surface 81b is set at a position shifted from the position of the reflection surface 81a by about 45 μm to the right in the drawing. By shifting the two reflecting surfaces in this way, FIG.
As described above, the same effect can be obtained as when the semiconductor laser chip is shifted in the optical axis direction. FIG. 9 is a front view showing still another embodiment of the semiconductor substrate inside the laser module using the present invention. In the embodiment of the semiconductor substrate shown in FIG. 9, the light emitting point of the semiconductor laser chip 13a and the light emitting point of the semiconductor laser chip 13b are arranged so as to be aligned in the vertical direction in the figure, and the reflecting surface is the same as the reflecting surface 26 of FIG. Are formed by the reflection surface 92. However, in this embodiment, two laser chip mounting surfaces 91a and 91b are used instead of the single concave portion 25 shown in FIG. 5, and the laser chip mounting surface 91b is about 45 μm deeper than the position of the laser chip mounting surface 91a. Etched. By shifting the depths of the installation surfaces 91a and 91b on which the two semiconductor laser chips are installed, the same effect as shifting the semiconductor laser chips in the optical axis direction as described with reference to FIG. 7 can be obtained.
【0013】[0013]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、複
数の波長のレーザー光源を用いた場合に、複数のレーザ
ービームの両方とも誤差の無い焦点ずれ検出信号を得る
ことができる。As described above, according to the present invention, when a laser light source having a plurality of wavelengths is used, both of a plurality of laser beams can obtain an error-free defocus detection signal.
【図1】本発明による光ディスク装置の一実施例を示す
上面図、矢印B方向から見た側面図、矢印C方向から見
た側面図である。FIG. 1 is a top view, a side view as viewed from a direction of an arrow B, and a side view as viewed from a direction of an arrow C, showing an embodiment of an optical disk device according to the present invention.
【図2】本発明によるレーザーモジュールの一実施例を
示す正面図、D1−D2断面図である。FIG. 2 is a front view showing a laser module according to an embodiment of the present invention, and a sectional view taken along line D1-D2.
【図3】本実施例に用いるレンズアクチュエータの一例
を示す上面図、E1−E2方向の一部断面図である。FIG. 3 is a top view illustrating an example of a lens actuator used in the present embodiment, and is a partial cross-sectional view taken along a line E1-E2.
【図4】複合素子を構成する4分割回折格子の回折格子
パターンの一例を示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing an example of a diffraction grating pattern of a four-segment diffraction grating constituting a composite device.
【図5】図2に示したレーザーモジュール内部の半導体
基板の一実施例を示す正面図である。FIG. 5 is a front view showing one embodiment of a semiconductor substrate inside the laser module shown in FIG. 2;
【図6】焦点ずれ検出信号やトラックずれ検出信号や情
報再生信号を得るための信号演算回路の一実施例を示す
ブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing an embodiment of a signal calculation circuit for obtaining a focus shift detection signal, a track shift detection signal, and an information reproduction signal.
【図7】本発明による光ヘッドの原理の例を説明するた
めの光学系の部分図である。FIG. 7 is a partial view of an optical system for explaining an example of the principle of an optical head according to the present invention.
【図8】本発明による半導体基板の他の一実施例を示す
正面図である。FIG. 8 is a front view showing another embodiment of the semiconductor substrate according to the present invention.
【図9】本発明による半導体基板の他の一実施例を示す
正面図である。FIG. 9 is a front view showing another embodiment of the semiconductor substrate according to the present invention.
1…光ディスク、6…アクセス機構、7…レール、9…
コリメートレンズ、10…ミラー、11…レンズアクチ
ュエータ、13a…半導体レーザーチップ、13b…半
導体レーザーチップ、15…フォーカスレンズ、81a
…ミラー面、81b…ミラー面、91a…半導体レーザ
ーチップ設置面、91b…半導体レーザーチップ設置
面。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical disk, 6 ... Access mechanism, 7 ... Rail, 9 ...
Collimating lens, 10 mirror, 11 lens actuator, 13a semiconductor laser chip, 13b semiconductor laser chip, 15 focus lens, 81a
Mirror surface 81b Mirror surface 91a Semiconductor laser chip installation surface 91b Semiconductor laser chip installation surface
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 有川 康之 茨城県ひたちなか市稲田1410番地 株式会 社日立製作所デジタルメディア製品事業部 内 (72)発明者 重松 和男 茨城県ひたちなか市稲田1410番地 株式会 社日立製作所デジタルメディア製品事業部 内 Fターム(参考) 5D118 AA01 AA13 AA26 BA01 BB03 BB07 CD02 DB07 5D119 AA01 AA28 AA41 BA01 BB02 BB04 EA03 EC03 EC45 EC47 FA08 JA57 KA04 LB02 LB04 LB06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Yasuyuki Arikawa 1410 Inada, Hitachinaka-shi, Ibaraki Pref. Digital Media Products Division, Hitachi, Ltd. F-term (Reference) 5D118 AA01 AA13 AA26 BA01 BB03 BB07 CD02 DB07 5D119 AA01 AA28 AA41 BA01 BB02 BB04 EA03 EC03 EC45 EC47 FA08 JA57 KA04 LB02 LB04 LB06
Claims (6)
するレーザー光源と、該レーザー光源から情報記録媒体
に向かう往路および該情報記録媒体から該レーザー光源
に向かう復路に配置されたレンズと、該復路のレーザー
ビームを該往路のレーザービームから異なる角度で分離
するビーム分離手段と、該レーザー光源の近傍に配置さ
れ該復路のレーザービームを検出する複数の光検出手段
とを備え、該複数の光検出手段を同一平面上に配置する
とともに、該複数のレーザー光源を該往路の方向に沿っ
て異なる位置に配置したことを特徴とする光ヘッド。1. A laser light source for emitting a plurality of laser beams having different wavelengths, a lens disposed on a forward path from the laser light source to an information recording medium and a return path from the information recording medium to the laser light source; A beam separating means for separating the laser beam from the outgoing laser beam at a different angle, and a plurality of light detecting means arranged near the laser light source and detecting the backward laser beam, An optical head, wherein the means are arranged on the same plane, and the plurality of laser light sources are arranged at different positions along the outward path.
の光検出手段を同一基板上に設けるとともに、該基板に
該往路のレーザービームを反射する反射面と該複数のレ
ーザー光源を配置する平面を設けたことを特徴とする光
ヘッド。2. The optical head according to claim 1, wherein said plurality of light detecting means are provided on a same substrate, and said substrate is provided with a reflecting surface for reflecting said outward laser beam and said plurality of laser light sources. An optical head having a flat surface.
面が複数の反射面からなることを特徴とする光ヘッド。3. The optical head according to claim 2, wherein said reflection surface comprises a plurality of reflection surfaces.
のレーザー光源を配置する平面が複数の平面からなるこ
とを特徴とする光ヘッド。4. The optical head according to claim 2, wherein the plane on which the plurality of laser light sources are arranged comprises a plurality of planes.
する半導体レーザーチップと、該レーザービームを情報
記録媒体に導くレンズと、該情報記録媒体からの反射ビ
ームを回折する回折格子またはホログラム素子と、該情
報記録媒体からの反射ビームを検出する複数の光検出素
子とを備え、該複数の光検出素子を半導体基板の同一平
面上に形成するとともに、該半導体基板に該複数のレー
ザービームを反射する反射面と該複数の半導体レーザー
チップを配置する平面を設け、該複数の半導体レーザー
チップをレーザービーム放射方向に沿って異なる位置に
配置したことを特徴とする光ヘッド。5. A semiconductor laser chip for emitting a plurality of laser beams having different wavelengths, a lens for guiding the laser beam to an information recording medium, a diffraction grating or a hologram element for diffracting a reflected beam from the information recording medium, A plurality of light detecting elements for detecting reflected beams from the information recording medium, the plurality of light detecting elements being formed on the same plane of a semiconductor substrate, and reflecting the plurality of laser beams to the semiconductor substrate. An optical head, comprising: a reflection surface and a plane on which the plurality of semiconductor laser chips are arranged; and the plurality of semiconductor laser chips arranged at different positions along a laser beam emission direction.
報媒体に照射し、該光学的情報媒体から反射されたレー
ザービームを複数の光検出素子に照射し、該複数の光検
出素子によって電気的に変換された信号から制御信号及
び情報再生信号を得る光ディスク装置において、請求項
1乃至請求項5のいずれかに記載の光ヘッドを備えるこ
とを特徴とする光ディスク装置。6. A laser beam from an optical head is applied to an optical information medium, and a laser beam reflected from the optical information medium is applied to a plurality of photodetectors. 6. An optical disk device for obtaining a control signal and an information reproduction signal from a signal converted into an optical head, comprising the optical head according to claim 1.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2001119033A JP2002312974A (en) | 2001-04-18 | 2001-04-18 | Optical head and optical disk device using it |
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