JP2000155973A - 光ヘッド装置 - Google Patents
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Abstract
スクに記録された情報信号および位相差法によるトラッ
ク誤差信号の検出に用いられる光量の比が大きく、これ
らの信号に関して高いS/Nが得られる光ヘッド装置を
提供する。 【解決手段】 ディスク6からの反射光はホログラム光
学素子7で回折されて光検出器9で受光される。ホログ
ラム光学素子7の−1次回折光からフォーカス誤差信号
を検出し、ホログラム光学素子7の+1次回折光から位
相差法によるトラック誤差信号、プッシュプル法による
トラック誤差信号、およびディスク6に記録された情報
信号を検出する。+1次回折光の回折効率は−1次回折
光の回折効率に比べて高い。
Description
て記録や再生を行うための光ヘッド装置、特に、位相差
法によるトラック誤差信号とプッシュプル法によるトラ
ック誤差信号の両方を検出することが可能な光ヘッド装
置に関するものである。
媒体に対しては、トラック誤差信号の検出方法として位
相差法が一般的に用いられる。一方、DVD−RAM等
の書換可能型の光記録媒体に対しては、トラック誤差信
号の検出方法としてプッシュプル法が一般的に用いられ
る。従って、単一の光ヘッド装置で再生専用型の光記録
媒体と書換可能型の光記録媒体の両方に対応するには、
位相差法によるトラック誤差信号とプッシュプル法によ
るトラック誤差信号の両方を検出することが必要であ
る。また、フォーカス誤差信号の検出方法としてはフー
コー法(またはダブルナイフエッジ法)、非点収差法、
およびスポットサイズ法が一般的に用いられるが、フー
コー法は非点収差法、スポットサイズ法に比べ、トラッ
ク横断時のフォーカス誤差信号の雑音が小さいという特
徴を有する。特開平10−143878号公報および特
開平10−143883号公報には、位相差法によるト
ラック誤差信号とプッシュプル法によるトラック誤差信
号の両方を検出することが可能であり、かつフーコー法
によるフォーカス誤差信号を検出することが可能な光ヘ
ッド装置が開示されている。図18に、特開平10−1
43878号公報に開示されている従来の第一の光ヘッ
ド装置の構成を示す。半導体レーザ1からの出射光はコ
リメータレンズ2で平行光化され、偏光ビームスプリッ
タ3にP偏光として入射してほぼ100%透過し、1/
4波長板4で直線偏光から円偏光に変換され、対物レン
ズ5でディスク6上に集光される。ディスク6からの反
射光は対物レンズ5を逆向きに透過し、1/4波長板4
で円偏光から直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッ
タ3にS偏光として入射してほぼ100%反射され、ホ
ログラム光学素子158で回折され、レンズ8を透過し
て光検出器159で受光される。図19はホログラム光
学素子158の平面図である。ホログラム光学素子15
8は、ディスク6の半径方向および接線方向に平行な2
本の分割線で、領域160〜領域163の4つに分割さ
れている。図20に光検出器159のパタンと光検出器
159上の光スポットを示す。光検出器159は受光部
164〜受光部171を有する。ホログラム光学素子1
58の領域160からの+1次回折光は受光部164と
受光部165の境界線上に光スポット173を形成し、
−1次回折光は受光部170上に光スポット178を形
成する。ホログラム光学素子158の領域161からの
+1次回折光は受光部外に光スポット172を形成し、
−1次回折光は受光部171上に光スポット179を形
成する。ホログラム光学素子158の領域162からの
+1次回折光は受光部166と受光部167の境界線上
に光スポット174を形成し、−1次回折光は受光部1
69上に光スポット177を形成する。ホログラム光学
素子158の領域163からの+1次回折光は受光部外
に光スポット175を形成し、−1次回折光は受光部1
68上に光スポット176を形成する。受光部164〜
受光部171からの出力をそれぞれV164〜V171
で表わすと、フーコー法によるフォーカス誤差信号は
(V164+V167)−(V165+V166)の演
算から得られる。位相差法によるトラック誤差信号はV
168+V170とV169+V171の位相差から得
られる。プッシュプル法によるトラック誤差信号は(V
168+V171)−(V169+V170)の演算か
ら得られる。また、ディスク6に記録された情報信号は
V168+V169+V170+V171またはV16
4+V165+V166+V167+V168+V16
9+V170+V171の演算から得られる。図21
に、特開平10−143883号公報に開示されている
従来の第二の光ヘッド装置の主要部であるモジュール1
80の構成を示す。モジュール180の内部には半導体
レーザ181、光検出器182が設置されており、モジ
ュール180の窓部にはホログラム光学素子183が設
置されている。半導体レーザ181からの出射光はホロ
グラム光学素子183を一部が透過してディスクに向か
う。ディスクからの反射光はホログラム光学素子183
で一部が回折されて光検出器182で受光される。図2
2はホログラム光学素子183の平面図である。ホログ
ラム光学素子183は、ディスクの半径方向および接線
方向に平行な2本の分割線で、領域184〜領域187
の4つに分割されている。図23に光検出器182のパ
タンと光検出器182上の光スポットを示す。光検出器
182は受光部188〜受光部193を有する。ホログ
ラム光学素子183の領域184からの+1次回折光は
受光部189と受光部190の境界線上に光スポット1
95を形成する。ホログラム光学素子183の領域18
5からの+1次回折光は受光部188上に光スポット1
94を形成する。ホログラム光学素子183の領域18
6からの+1次回折光は受光部193上に光スポット1
97を形成する。ホログラム光学素子183の領域18
7からの+1次回折光は受光部191と受光部192の
境界線上に光スポット196を形成する。受光部188
〜受光部193からの出力をそれぞれV188〜V19
3で表わすと、フーコー法によるフォーカス誤差信号は
(V189+V192)−(V190+V191)の演
算から得られる。位相差法によるトラック誤差信号はV
189+V190+V191+V192とV188+V
193の位相差から得られる。プッシュプル法によるト
ラック誤差信号は(V189+V190+V193)−
(V188+V191+V192)の演算から得られ
る。また、ディスクに記録された情報信号はV188+
V189+V190+V191+V192+V193の
演算から得られる。図24はホログラム光学素子183
の断面図である。ホログラム光学素子183は、ガラス
基板14上に誘電体膜198が形成された構成である。
半導体レーザ181からの出射光はホログラム光学素子
183に入射光199として入射し、透過光200とし
て透過してディスクに向かう。ディスクからの反射光は
ホログラム光学素子183に入射光201として入射
し、+1次回折光202として回折されて光検出器18
2で受光される。誘電体膜198の断面形状を鋸歯状に
することにより、+1次回折光の回折効率を高めると共
に、−1次回折光を殆んど発生させないようにしてい
る。
装置においては、ディスク6に記録された情報信号はV
168+V169+V170+V171またはV164
+V165+V166+V167+V168+V169
+V170+V171の演算から得られる。後者の場
合、受光部164と受光部165の境界線上に形成され
る光スポット173、および受光部166と受光部16
7の境界線上に形成される光スポット174を情報信号
の検出に用いることになる。しかし、境界線上は受光部
上に比べて光検出器としての周波数特性が低いため、境
界線上に形成される光スポットは高周波の信号である情
報信号の検出には実質的に寄与しない。そこで、ディス
ク6に記録された情報信号をV168+V169+V1
70+V171の演算から得る場合のみについて考え
る。ディスク6に記録された情報信号および位相差法に
よるトラック誤差信号には、共に高周波の信号であるた
め高いS/Nが要求される。高いS/Nを得るには、デ
ィスク6からの反射光の光量に対するこれらの信号の検
出に用いられる光量の比Aをできるだけ大きくする必要
がある。ホログラム光学素子158の断面形状は矩形状
であるため、+1次回折光の回折効率と−1次回折光の
回折効率は等しい。この場合、±1次回折光の回折効率
の最大値はそれぞれ約40.5%である。すなわち、前
記のAの最大値は0.405となる。この値は必ずしも
十分に大きいとは言えない。従来の第二の光ヘッド装置
においては、ディスクに記録された情報信号はV188
+V189+V190+V191+V192+V193
の演算から得られる。この場合、受光部189と受光部
190の境界線上に形成される光スポット195、およ
び受光部191と受光部192の境界線上に形成される
光スポット196を情報信号の検出に用いることにな
る。しかし、境界線上は受光部上に比べて光検出器とし
ての周波数特性が低いため、境界線上に形成される光ス
ポットは高周波の信号である情報信号の検出には実質的
に寄与しない。すなわち、ディスクからの反射光の断面
内の半分に相当する光スポット194および光スポット
197のみを用いて情報信号を検出することと等価であ
るため、情報信号の分解能や隣接トラック間クロストー
クが悪く、情報信号の検出を正しく行うことができな
い。また、ディスクからの反射光の断面内の半分に相当
する光スポット195および光スポット196のみを用
いてフォーカス誤差信号を検出するため、トラック横断
時のフォーカス誤差信号の雑音が大きく、フォーカス誤
差信号の検出を正しく行うことができない。従来の第一
の光ヘッド装置におけるホログラム光学素子158の代
わりに従来の第二の光ヘッド装置におけるホログラム光
学素子183を用い、−1次回折光からフォーカス誤差
信号を検出し、+1次回折光から位相差法によるトラッ
ク誤差信号、プッシュプル法によるトラック誤差信号、
およびディスク6に記録された情報信号を検出する構成
も考えられる。しかし、この場合、+1次回折光の回折
効率が高いため、前記のAの値を大きくすることができ
るが、−1次回折光が殆んど発生しないため、実際には
フォーカス誤差信号の検出を行うことができなくなる。
本発明の目的は、従来の光ヘッド装置における上に述べ
た課題を解決し、ディスクからの反射光の光量に対す
る、ディスクに記録された情報信号および位相差法によ
るトラック誤差信号の検出に用いられる光量の比Aが大
きく、これらの信号に関して高いS/Nが得られる光ヘ
ッド装置を提供することにある。
光ヘッド装置は、光源と、該光源からの出射光を光記録
媒体上に集光する対物レンズと、前記光源と前記対物レ
ンズの間に設けられた、前記光記録媒体からの反射光の
光路を前記光源からの出射光の光路から分離する第一の
光分離手段と、該第一の光分離手段を経た前記光記録媒
体からの反射光をさらに第一群の光と第二群の光に分離
する第二の光分離手段と、前記第一群の光と前記第二群
の光を受光する光検出器を有する光ヘッド装置におい
て、前記第一群の光の光量が前記第二群の光の光量に比
べて大きいことを特徴としている。このように、ディス
クからの反射光が第一群の光と第二群の光とに分割され
ると、第一群の光の光量は第二群の光の光量に比べて大
きいため、前記の光量の比Aの値が大きく、ディスクに
記録された情報信号および位相差法によるトラック誤差
信号に関して高いS/Nを得ることができる。
請求項1記載のものに関して、前記第一群の光から位相
差法によるトラック誤差信号、プッシュプル法によるト
ラック誤差信号、および前記光記録媒体に記録された情
報信号を検出し、前記第二群の光からフォーカス誤差信
号を検出することを特徴としている。
請求項1または2記載のものに関して、前記第二の光分
離手段はホログラム光学素子であって、前記第一群の光
は前記ホログラム光学素子の+1次回折光であり、前記
第二群の光は前記ホログラム光学素子の−1次回折光で
あることを特徴としている。
請求項1乃至3のいずれか一項記載のものに関し、前記
ホログラム光学素子は、前記光記録媒体の半径方向およ
び接線方向に平行な2本の分割線で4つの領域に分割さ
れており、該4つの領域は、格子の方向または格子のピ
ッチが互いに異なることを特徴としている。
請求項1乃至4のいずれか一項記載のものに関して、前
記ホログラム光学素子における格子の位相分布は4レベ
ルの階段状であり、隣接する2つのレベルを透過する光
の位相差をφ、1段目〜4段目の格子の幅をそれぞれp
/2−w、w、p/2−w、wとするとき、φは略π/
2であると共に、w/pの範囲は0<w/p<0.25
または0.25<w/p<0.5であることを特徴とし
ている。
請求項1または2記載のものに関して、前記第一の光分
離手段および前記第二の光分離手段は一体化された偏光
性ホログラム光学素子であって、該偏光性ホログラム光
学素子は前記光源からの出射光を透過させると共に前記
光記録媒体からの反射光を回折させ、かつ、前記第一群
の光は前記偏光性ホログラム光学素子の+1次回折光で
あり、前記第二群の光は前記偏光性ホログラム光学素子
の−1次回折光であることを特徴としている。
請求項1,2,6のいずれか一項記載のものに関して、
前記偏光性ホログラム光学素子は、前記光記録媒体の半
径方向および接線方向に平行な2本の分割線で4つの領
域に分割されており、該4つの領域は、格子の方向また
は格子のピッチが互いに異なることを特徴としている。
請求項1,2,6,7のいずれか一項記載のものに関し
て、前記偏光性ホログラム光学素子における格子の位相
分布は4レベルの階段状であり、常光、異常光に対する
隣接する2つのレベルを透過する光の位相差をφo、
φe、1段目〜4段目の格子の幅をそれぞれp/2−
w、w、p/2−w、wとするとき、φoは略0、φeは
略π/2であると共に、w/pの範囲は0<w/p<
0.25または0.25<w/p<0.5であり、か
つ、前記光源からの出射光を前記偏光性ホログラム光学
素子に常光として入射させ、前記光記録媒体からの反射
光を前記偏光性ホログラム光学素子に異常光として入射
させることを特徴としている。
請求項1,2,6,7のいずれか一項記載のものに関し
て、前記偏光性ホログラム光学素子における格子の位相
分布は4レベルの階段状であり、常光、異常光に対する
隣接する2つのレベルを透過する光の位相差をφo、
φe、1段目〜4段目の格子の幅をそれぞれp/2−
w、w、p/2−w、wとするとき、φoは略π/2、
φeは略0であると共に、w/pの範囲は0<w/p<
0.25または0.25<w/p<0.5であり、か
つ、前記光源からの出射光を前記偏光性ホログラム光学
素子に異常光として入射させ、前記光記録媒体からの反
射光を前記偏光性ホログラム光学素子に常光として入射
させることを特徴としている。
は、請求項1または2記載のものに関して、前記第二の
光分離手段はウォラストンプリズムであって、前記第一
群の光は前記ウォラストンプリズムの2つの屈折光のう
ちの一方であり、前記第二群の光は前記ウォラストンプ
リズムの2つの屈折光のうちの他方であることを特徴と
している。
は、請求項1,2,10のいずれか一項記載のものに関
して、前記ウォラストンプリズムは前記光記録媒体から
の反射光の入射側に位置する第一のプリズムと前記光記
録媒体からの反射光の出射側に位置する第二のプリズム
から構成され、前記第一のプリズムの光学軸は前記光記
録媒体からの反射光の偏光方向と平行な方向に対してθ
だけ傾斜しており、前記第二のプリズムの光学軸は前記
光記録媒体からの反射光の偏光方向と垂直な方向に対し
てθだけ傾斜していると共に、前記第一群の光は前記光
記録媒体からの反射光のうち前記第一のプリズムにおい
て異常光、前記第二のプリズムにおいて常光となる屈折
光であり、前記第二群の光は前記光記録媒体からの反射
光のうち前記第一のプリズムにおいて常光、前記第二の
プリズムにおいて異常光となる屈折光であり、かつ、前
記θの範囲は−45°<θ<0°または0°<θ<45
°であることを特徴としている。
は、請求項1,2,10のいずれか一項記載のものに関
して、前記ウォラストンプリズムは前記光記録媒体から
の反射光の入射側に位置する第一のプリズムと前記光記
録媒体からの反射光の出射側に位置する第二のプリズム
から構成され、前記第一のプリズムの光学軸は前記光記
録媒体からの反射光の偏光方向と平行な方向に対してθ
だけ傾斜しており、前記第二のプリズムの光学軸は前記
光記録媒体からの反射光の偏光方向と垂直な方向に対し
てθだけ傾斜していると共に、前記第一群の光は前記光
記録媒体からの反射光のうち前記第一のプリズムにおい
て常光、前記第二のプリズムにおいて異常光となる屈折
光であり、前記第二群の光は前記光記録媒体からの反射
光のうち前記第一のプリズムにおいて異常光、前記第二
のプリズムにおいて常光となる屈折光であり、かつ、前
記θの範囲は−90°<θ<−45°または45°<θ
<90°であることを特徴としている。
は、請求項1,2,10,11,12のいずれか一項記
載のものに関して、前記ウォラストンプリズムと前記光
検出器の間または前記第一の光分離手段と前記ウォラス
トンプリズムの間に、前記光記録媒体からの反射光を屈
折させる4分割プリズムが設けられており、かつ、該4
分割プリズムは、前記光記録媒体の半径方向および接線
方向に平行な2本の分割線で4つの領域に分割されてお
り、該4つの領域は、出射面の入射面に対する傾斜の方
向または出射面と入射面のなす角度が互いに異なること
を特徴としている。
は、請求項1,2,10,11,12のいずれか一項記
載のものに関して、前記ウォラストンプリズムと前記光
検出器の間または前記第一の光分離手段と前記ウォラス
トンプリズムの間に、前記光記録媒体からの反射光を+
1次回折光として回折させるホログラム光学素子が設け
られており、かつ、該ホログラム光学素子は、前記光記
録媒体の半径方向および接線方向に平行な2本の分割線
で4つの領域に分割されており、該4つの領域は、格子
の方向、格子のピッチまたは格子の位相分布が互いに異
なることを特徴としている。
は、請求項1,2,10,11,12,14のいずれか
一項記載のものに関して、前記ホログラム光学素子にお
ける格子の位相分布はNレベルの階段状であり(Nは3以
上の整数)、隣接する2つのレベルを透過する光の位相
差をφ、1段目〜N段目の格子の幅を全てp/Nとすると
き、φは略2π/Nであることを特徴としている。
施の形態について説明する。図1に本発明の光ヘッド装
置の第一の実施の形態を示す。半導体レーザ1からの出
射光はコリメータレンズ2で平行光化され、偏光ビーム
スプリッタ3にP偏光として入射してほぼ100%透過
し、1/4波長板4で直線偏光から円偏光に変換され、
対物レンズ5でディスク6上に集光される。ディスク6
からの反射光は対物レンズ5を逆向きに透過し、1/4
波長板4で円偏光から直線偏光に変換され、偏光ビーム
スプリッタ3にS偏光として入射してほぼ100%反射
され、ホログラム光学素子7で回折され、レンズ8を透
過して光検出器9で受光される。
る。ホログラム光学素子7は、ディスク6の半径方向お
よび接線方向に平行な2本の分割線で、領域10〜領域
13の4つに分割されている。格子の方向は、領域10
〜領域13のいずれにおいてもディスク6の接線方向に
平行である。また、格子のピッチは、領域10、領域1
1、領域12、領域13の順に広くなる。
る。ホログラム光学素子7は、ガラス基板14上に誘電
体膜15が形成された構成である。ディスク6からの反
射光はホログラム光学素子7に入射光16として入射
し、−1次回折光17および+1次回折光18として回
折されて光検出器9で受光される。誘電体膜15の断面
形状は4レベルの階段状である。隣接する2つのレベル
の高さの差は全て等しい。隣接する2つのレベルを透過
する光の位相差をφ、1段目〜4段目の格子の幅をそれ
ぞれp/2−w、w、p/2−w、wとすると、−1次
回折光の回折効率η-1および+1次回折光の回折効率η
+1はそれぞれ(1)式、(2)式で与えられる。 η-1=(2/π2)(1−cos2φ){1−sin(2πw/p)sin φ} …(1) η+1=(2/π2)(1−cos2φ){1+sin(2πw/p)sin φ} …(2) φ=π/2、w/p=0.135またはw/p=0.3
65とするとη-1=0.10、η+1=0.71となる。
従って、−1次回折光17からフォーカス誤差信号を検
出し、+1次回折光18から位相差法によるトラック誤
差信号、プッシュプル法によるトラック誤差信号、およ
びディスク6に記録された情報信号を検出する構成にす
れば、前記のAの値は0.71となり、従来の第一の光
ヘッド装置における値に比べて大きくなる。η-1<η+1
かつη-1≠0を満たすw/pの範囲は0<w/p<0.
25または0.25<w/p<0.5である。
さの差をh/4、誘電体膜15の屈折率をn、入射光1
6の波長をλとすると、φは(3)式で与えられる。 φ=(2π/λ)(n−1)h/4 …(3) λ=660nmの場合、誘電体膜15としてSiO2を
用いるとn=1.46であるから、φ=π/2とするた
めにはh=1.43μmであればよい。
の光スポットを示す。光検出器9は受光部19〜受光部
26を有する。ホログラム光学素子7の領域10からの
−1次回折光は受光部19と受光部20の境界線上に光
スポット27を形成し、+1次回折光は受光部26上に
光スポット34を形成する。ホログラム光学素子7の領
域11からの−1次回折光は受光部19と受光部20の
境界線上に光スポット28を形成し、+1次回折光は受
光部25上に光スポット33を形成する。ホログラム光
学素子7の領域12からの−1次回折光は受光部21と
受光部22の境界線上に光スポット29を形成し、+1
次回折光は受光部24上に光スポット32を形成する。
ホログラム光学素子7の領域13からの−1次回折光は
受光部21と受光部22の境界線上に光スポット30を
形成し、+1次回折光は受光部23上に光スポット31
を形成する。受光部19〜受光部26からの出力をそれ
ぞれV19〜V26で表わすと、フーコー法によるフォ
ーカス誤差信号は(V19+V22)−(V20+V2
1)の演算から得られる。位相差法によるトラック誤差
信号はV23+V26とV24+V25の位相差から得
られる。プッシュプル法によるトラック誤差信号は(V
23+V25)−(V24+V26)の演算から得られ
る。また、ディスク6に記録された情報信号はV23+
V24+V25+V26の演算から得られる。
について説明する。本発明の光ヘッド装置の第二の実施
の形態は、図1に示す本発明の光ヘッド装置の第一の実
施の形態におけるホログラム光学素子7および光検出器
9を、それぞれホログラム光学素子35および光検出器
48で置き換えた構成である。
ある。ホログラム光学素子35は、ディスク6の半径方
向および接線方向に平行な2本の分割線で、領域36〜
領域39の4つに分割されている。格子の方向は、領域
36、領域37においてはディスク6の接線方向に対し
て−方向に所定の角度だけ傾斜しており、領域38、領
域39においてはディスク6の接線方向に対して+方向
に所定の角度だけ傾斜している。また、格子のピッチ
は、領域36と領域39、領域37と領域38ではそれ
ぞれ等しく、後者では前者に比べて広い。
ある。図6(a)は領域36および領域37の部分の断
面図、図6(b)は領域38および領域39の部分の断
面図である。図6(a)においては、ホログラム光学素
子35は、ガラス基板14上に誘電体膜40が形成され
た構成である。ディスク6からの反射光はホログラム光
学素子35に入射光42として入射し、−1次回折光4
3および+1次回折光44として回折されて光検出器4
8で受光される。一方、図6(b)においては、ホログ
ラム光学素子35は、ガラス基板14上に誘電体膜41
が形成された構成である。ディスク6からの反射光はホ
ログラム光学素子35に入射光45として入射し、−1
次回折光46および+1次回折光47として回折されて
光検出器48で受光される。誘電体膜40および誘電体
膜41の断面形状は、図3に示すホログラム光学素子7
における誘電体膜15の断面形状と同じである。従っ
て、−1次回折光43および−1次回折光46からフォ
ーカス誤差信号を検出し、+1次回折光44および+1
次回折光47から位相差法によるトラック誤差信号、プ
ッシュプル法によるトラック誤差信号、およびディスク
6に記録された情報信号を検出する構成にすれば、前記
のAの値は0.71となり、従来の第一の光ヘッド装置
における値に比べて大きくなる。
8上の光スポットを示す。光検出器48は受光部49〜
受光部56を有する。ホログラム光学素子35の領域3
6からの−1次回折光は受光部49と受光部50の境界
線上に光スポット57を形成し、+1次回折光は受光部
56上に光スポット64を形成する。ホログラム光学素
子35の領域37からの−1次回折光は受光部49と受
光部50の境界線上に光スポット58を形成し、+1次
回折光は受光部55上に光スポット63を形成する。ホ
ログラム光学素子35の領域38からの−1次回折光は
受光部51と受光部52の境界線上に光スポット59を
形成し、+1次回折光は受光部54上に光スポット62
を形成する。ホログラム光学素子35の領域39からの
−1次回折光は受光部51と受光部52の境界線上に光
スポット60を形成し、+1次回折光は受光部53上に
光スポット61を形成する。受光部49〜受光部56か
らの出力をそれぞれV49〜V56で表わすと、フーコ
ー法によるフォーカス誤差信号は(V49+V52)−
(V50+V51)の演算から得られる。位相差法によ
るトラック誤差信号はV53+V56とV54+V55
の位相差から得られる。プッシュプル法によるトラック
誤差信号は(V53+V55)−(V54+V56)の
演算から得られる。また、ディスク6に記録された情報
信号はV53+V54+V55+V56の演算から得ら
れる。
の形態を示す。モジュール65の内部には半導体レーザ
66、光検出器67が設置されている。半導体レーザ6
6からの出射光はコリメータレンズ2で平行光化され、
偏光性ホログラム光学素子68をほぼ完全に透過し、1
/4波長板4で直線偏光から円偏光に変換され、対物レ
ンズ5でディスク6上に集光される。ディスク6からの
反射光は対物レンズ5を逆向きに透過し、1/4波長板
4で円偏光から直線偏光に変換され、偏光性ホログラム
光学素子68でほぼ完全に回折され、コリメータレンズ
2を透過して光検出器67で受光される。
は、図2に示すホログラム光学素子7の平面図と同じで
ある。偏光性ホログラム光学素子68は、ディスク6の
半径方向および接線方向に平行な2本の分割線で、領域
10〜領域13の4つに分割されている。格子の方向
は、領域10〜領域13のいずれにおいてもディスク6
の接線方向に平行である。また、格子のピッチは、領域
10、領域11、領域12、領域13の順に広くなる。
面図である。偏光性ホログラム光学素子68は、複屈折
性を有するニオブ酸リチウム基板69の基板内にプロト
ン交換領域70、基板上に誘電体膜71がそれぞれ形成
された構成である。半導体レーザ66からの出射光は偏
光性ホログラム光学素子68に入射光72として入射
し、透過光73として透過してディスク6に向かう。デ
ィスク6からの反射光は偏光性ホログラム光学素子68
に入射光74として入射し、−1次回折光75および+
1次回折光76として回折されて光検出器67で受光さ
れる。プロトン交換領域70および誘電体膜71の断面
形状は4レベルの階段状である。プロトン交換領域70
における隣接する2つのレベルの深さの差は全て等し
く、誘電体膜71における隣接する2つのレベルの高さ
の差は全て等しい。常光、異常光に対する隣接する2つ
のレベルを透過する光の位相差をφo、φe、1段目〜4
段目の格子の幅をそれぞれp/2−w、w、p/2−
w、wとすると、常光、異常光に対する透過率ηo0、η
e0、常光、異常光に対する−1次回折光の回折効率η
o-1、ηe-1および常光、異常光に対する+1次回折光の
回折効率ηo+1、ηe+1はそれぞれ(4)式〜(9)式で
与えられる。 ηo0=(1/2)(1+cos2φo) ×{1−4w/p(1−2w/p)(1−cosφo)} …(4) ηe0=(1/2)(1+cos2φe) ×{1−4w/p(1−2w/p)(1−cosφe)} …(5) ηo-1=(2/π2)(1−cos2φo){1−sin(2πw/p)si nφo} …(6) ηe-1=(2/π2)(1−cos2φe){1−sin(2πw/p)si nφe} …(7) ηo+1=(2/π2)(1−cos2φo){1+sin(2πw/p)si nφo} …(8) ηe+1=(2/π2)(1−cos2φe){1+sin(2πw/p)si nφe} …(9) φo=0、φe=π/2、w/p=0.135またはw/
p=0.365とするとηo0=1、ηo-1=0、ηo+1=
0、ηe0=0、ηe-1=0.10、ηe+1=0.71とな
る。すなわち、半導体レーザ66からの出射光を偏光性
ホログラム光学素子68に常光として入射させると、透
過光として100%が透過し、ディスク6からの反射光
を偏光性ホログラム光学素子68に異常光として入射さ
せると、−1次回折光として10%、+1次回折光とし
て71%がそれぞれ回折される。従って、−1次回折光
17からフォーカス誤差信号を検出し、+1次回折光1
8から位相差法によるトラック誤差信号、プッシュプル
法によるトラック誤差信号、およびディスク6に記録さ
れた情報信号を検出する構成にすれば、前記のAの値は
0.71となり、従来の第一の光ヘッド装置における値
に比べて大きくなる。ηe-1<ηe+1かつηe-1≠0を満
たすw/pの範囲は0<w/p<0.25または0.2
5<w/p<0.5である。
ベルの深さの差をd/4、誘電体膜71の隣接する2つ
のレベルの高さの差をh/4、プロトン交換による常
光、異常光に対する屈折率変化をΔno、Δne、誘電体
膜71の屈折率をn、入射光72および入射光74の波
長をλとすると、φo、φeはそれぞれ(10)式、(1
1)式で与えられる。
0.12であり、誘電体膜71としてNb2O5を用いる
とn=2.2であるから、φo=0、φe=π/2とする
ためにはd=4.13μm、h=138nmであればよ
い。
67上の光スポットを示す。光検出器67上には半導体
レーザ66およびミラー77が設置されており、光検出
器67は受光部78〜受光部85を有する。半導体レー
ザ66からの出射光はミラー77で反射されてディスク
6に向かう。偏光性ホログラム光学素子68の領域10
からの−1次回折光は受光部78と受光部79の境界線
上に光スポット86を形成し、+1次回折光は受光部8
5上に光スポット93を形成する。偏光性ホログラム光
学素子68の領域11からの−1次回折光は受光部78
と受光部79の境界線上に光スポット87を形成し、+
1次回折光は受光部84上に光スポット92を形成す
る。偏光性ホログラム光学素子68の領域12からの−
1次回折光は受光部80と受光部81の境界線上に光ス
ポット88を形成し、+1次回折光は受光部83上に光
スポット91を形成する。偏光性ホログラム光学素子6
8の領域13からの−1次回折光は受光部80と受光部
81の境界線上に光スポット89を形成し、+1次回折
光は受光部82上に光スポット90を形成する。受光部
78〜受光部85からの出力をそれぞれV78〜V85
で表わすと、フーコー法によるフォーカス誤差信号は
(V78+V81)−(V79+V80)の演算から得
られる。位相差法によるトラック誤差信号はV82+V
85とV83+V84の位相差から得られる。プッシュ
プル法によるトラック誤差信号は(V82+V84)−
(V83+V85)の演算から得られる。また、ディス
ク6に記録された情報信号はV82+V83+V84+
V85の演算から得られる。
について説明する。本発明の光ヘッド装置の第四の実施
の形態は、図8に示す本発明の光ヘッド装置の第三の実
施の形態における偏光性ホログラム光学素子68および
光検出器67を、それぞれ偏光性ホログラム光学素子9
4および光検出器109で置き換えた構成である。
は、図5に示すホログラム光学素子35の平面図と同じ
である。偏光性ホログラム光学素子94は、ディスク6
の半径方向および接線方向に平行な2本の分割線で、領
域36〜領域39の4つに分割されている。格子の方向
は、領域36、領域37においてはディスク6の接線方
向に対して−方向に所定の角度だけ傾斜しており、領域
38、領域39においてはディスク6の接線方向に対し
て+方向に所定の角度だけ傾斜している。また、格子の
ピッチは、領域36と領域39、領域37と領域38で
はそれぞれ等しく、後者では前者に比べて広い。
断面図である。図11(a)は領域36および領域37
の部分の断面図、図11(b)は領域38および領域3
9の部分の断面図である。図11(a)においては、偏
光性ホログラム光学素子94は、複屈折性を有するニオ
ブ酸リチウム基板69の基板内にプロトン交換領域9
5、基板上に誘電体膜96がそれぞれ形成された構成で
ある。半導体レーザ66からの出射光は偏光性ホログラ
ム光学素子94に入射光99として入射し、透過光10
0として透過してディスク6に向かう。ディスク6から
の反射光は偏光性ホログラム光学素子94に入射光10
1として入射し、−1次回折光102および+1次回折
光103として回折されて光検出器109で受光され
る。一方、図11(b)においては、偏光性ホログラム
光学素子94は、複屈折性を有するニオブ酸リチウム基
板69の基板内にプロトン交換領域97、基板上に誘電
体膜98がそれぞれ形成された構成である。半導体レー
ザ66からの出射光は偏光性ホログラム光学素子94に
入射光104として入射し、透過光105として透過し
てディスク6に向かう。ディスク6からの反射光は偏光
性ホログラム光学素子94に入射光106として入射
し、−1次回折光107および+1次回折光108とし
て回折されて光検出器109で受光される。プロトン交
換領域95およびプロトン交換領域97の断面形状は、
図9に示す偏光性ホログラム光学素子68におけるプロ
トン交換領域70の断面形状と同じであり、誘電体膜9
6および誘電体膜98の断面形状は、図9に示す偏光性
ホログラム光学素子68における誘電体膜71の断面形
状と同じである。すなわち、半導体レーザ66からの出
射光を偏光性ホログラム光学素子94に常光として入射
させると、透過光として100%が透過し、ディスク6
からの反射光を偏光性ホログラム光学素子94に異常光
として入射させると、−1次回折光として10%、+1
次回折光として71%がそれぞれ回折される。従って、
−1次回折光102および−1次回折光107からフォ
ーカス誤差信号を検出し、+1次回折光103および+
1次回折光108から位相差法によるトラック誤差信
号、プッシュプル法によるトラック誤差信号、およびデ
ィスク6に記録された情報信号を検出する構成にすれ
ば、前記のAの値は0.71となり、従来の第一の光ヘ
ッド装置における値に比べて大きくなる。
器109上の光スポットを示す。光検出器109上には
半導体レーザ66およびミラー77が設置されており、
光検出器109は受光部110〜受光部117を有す
る。半導体レーザ66からの出射光はミラー77で反射
されてディスク6に向かう。偏光性ホログラム光学素子
94の領域36からの−1次回折光は受光部110と受
光部111の境界線上に光スポット118を形成し、+
1次回折光は受光部117上に光スポット125を形成
する。偏光性ホログラム光学素子94の領域37からの
−1次回折光は受光部110と受光部111の境界線上
に光スポット119を形成し、+1次回折光は受光部1
16上に光スポット124を形成する。偏光性ホログラ
ム光学素子94の領域38からの−1次回折光は受光部
112と受光部113の境界線上に光スポット120を
形成し、+1次回折光は受光部115上に光スポット1
23を形成する。偏光性ホログラム光学素子94の領域
39からの−1次回折光は受光部112と受光部113
の境界線上に光スポット121を形成し、+1次回折光
は受光部114上に光スポット122を形成する。受光
部110〜受光部117からの出力をそれぞれV110
〜V117で表わすと、フーコー法によるフォーカス誤
差信号は(V110+V113)−(V111+V11
2)の演算から得られる。位相差法によるトラック誤差
信号はV114+V117とV115+V116の位相
差から得られる。プッシュプル法によるトラック誤差信
号は(V114+V116)−(V115+V117)
の演算から得られる。また、ディスク6に記録された情
報信号はV114+V115+V116+V117の演
算から得られる。
実施の形態は、偏光性ホログラム光学素子68および偏
光性ホログラム光学素子94における常光、異常光に対
する隣接する2つのレベルを透過する光の位相差を
φo、φeとするとき、φo=0、φe=π/2であり、か
つ、半導体レーザ66からの出射光を偏光性ホログラム
光学素子68または偏光性ホログラム光学素子94に常
光として入射させ、ディスク6からの反射光を偏光性ホ
ログラム光学素子68または偏光性ホログラム光学素子
94に異常光として入射させる構成である。これに対
し、偏光性ホログラム光学素子68および偏光性ホログ
ラム94における常光、異常光に対する隣接する2つの
レベルを透過する光の位相差をφo、φeとするとき、φ
o=π/2、φe=0であり、かつ、半導体レーザ66か
らの出射光を偏光性ホログラム光学素子68または偏光
性ホログラム光学素子94に異常光として入射させ、デ
ィスク6からの反射光を偏光性ホログラム光学素子68
または偏光性ホログラム光学素子94に常光として入射
させる構成も可能である。
施の形態を示す。半導体レーザ1からの出射光はコリメ
ータレンズ2で平行光化され、偏光ビームスプリッタ3
にP偏光として入射してほぼ100%透過し、1/4波
長板4で直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズ5
でディスク6上に集光される。ディスク6からの反射光
は対物レンズ5を逆向きに透過し、1/4波長板4で円
偏光から直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ3
にS偏光として入射してほぼ100%反射され、ウォラ
ストンプリズム126および4分割プリズム127で屈
折し、レンズ8を透過して光検出器9で受光される。
成を示す。図14(a)は側面図、図14(b)は平面
図である。ウォラストンプリズム126は、複屈折性を
有するニオブ酸リチウムを材質とするプリズム128と
プリズム129を貼り合わせた構成である。ディスク6
からの反射光はウォラストンプリズム126に入射光1
30として入射し、屈折光131および屈折光132と
して屈折して4分割プリズム127に向かう。入射光1
30のプリズム128とプリズム129の貼り合わせ面
に対する偏光方向はS偏光である。プリズム128の光
学軸133はS偏光方向に対してθだけ傾斜しており、
プリズム129の光学軸134はP偏光方向に対してθ
だけ傾斜している。ニオブ酸リチウムでは常光に対する
屈折率が異常光に対する屈折率に比べて大きいため、入
射光130のうちプリズム128において常光、プリズ
ム129において異常光となる成分が屈折光131とな
り、プリズム128において異常光、プリズム129に
おいて常光となる成分が屈折光132となる。このと
き、入射光130の強度に対する屈折光131および屈
折光132の強度の比はそれぞれsin2θ、cos2θ
で与えられる。θ=−22°またはθ=22°とすると
sin2θ=0.14、cos2θ=0.86となる。s
in2θ<cos2θかつsin2θ≠0を満たすθの範
囲は−45°<θ<0°または0°<θ<45°であ
る。
す。図15(a)、図15(b)は断面図、図15
(c)は平面図である。4分割プリズム127はプラス
チックを材質とし、ディスク6の半径方向および接線方
向に平行な2本の分割線で、領域135〜領域138の
4つに分割されている。図15(a)は領域135およ
び領域136の部分の断面図、図15(b)は領域13
7および領域138の部分の断面図である。出射面は入
射面に対し、領域135、領域136においてはディス
ク6の接線方向の回りに+方向に傾斜しており、領域1
37、領域138においてはディスク6の接線方向の回
りに−方向に傾斜している。また、出射面と入射面のな
す角度は、領域135と領域138、領域136と領域
137ではそれぞれ等しく、前者では後者に比べて大き
い。図15(a)においては、ウォラストンプリズム1
26からの屈折光は4分割プリズム127の領域13
5、領域136に入射光139、入射光141としてそ
れぞれ入射し、屈折光140、屈折光142としてそれ
ぞれ屈折して光検出器9で受光される。一方、図15
(b)においては、ウォラストンプリズム126からの
屈折光は4分割プリズム127の領域137、領域13
8に入射光143、入射光145としてそれぞれ入射
し、屈折光144、屈折光146としてそれぞれ屈折し
て光検出器9で受光される。
折光131として屈折し、4分割プリズム127で屈折
光140、屈折光142、屈折光144、屈折光146
として屈折した光からフォーカス誤差信号を検出し、ウ
ォラストンプリズム126で屈折光132として屈折
し、4分割プリズム127で屈折光140、屈折光14
2、屈折光144、屈折光146として屈折した光から
位相差法によるトラック誤差信号、プッシュプル法によ
るトラック誤差信号、およびディスク6に記録された情
報信号を検出する構成にすれば、前記のAの値は0.8
6となり、従来の第一の光ヘッド装置における値に比べ
て大きくなる。
ポットは図4に示す通りである。ウォラストンプリズム
126で屈折光131として屈折した光のうち、4分割
プリズム127の領域135で屈折光140として屈折
した光は受光部19と受光部20の境界線上に光スポッ
ト27を形成し、4分割プリズム127の領域136で
屈折光142として屈折した光は受光部19と受光部2
0の境界線上に光スポット28を形成し、4分割プリズ
ム127の領域137で屈折光144として屈折した光
は受光部21と受光部22の境界線上に光スポット29
を形成し、4分割プリズム127の領域138で屈折光
146として屈折した光は受光部21と受光部22の境
界線上に光スポット30を形成する。ウォラストンプリ
ズム126で屈折光132として屈折した光のうち、4
分割プリズム127の領域135で屈折光140として
屈折した光は受光部23上に光スポット31を形成し、
4分割プリズム127の領域136で屈折光142とし
て屈折した光は受光部24上に光スポット32を形成
し、4分割プリズム127の領域137で屈折光144
として屈折した光は受光部25上に光スポット33を形
成し、4分割プリズム127の領域138で屈折光14
6として屈折した光は受光部26上に光スポット34を
形成する。フーコー法によるフォーカス誤差信号、位相
差法によるトラック誤差信号、プッシュプル法によるト
ラック誤差信号、およびディスク6に記録された情報信
号は、本発明の光ヘッド装置の第一の実施の形態におけ
る演算と同じ演算から得られる。
は、4分割プリズム127がウォラストンプリズム12
6とレンズ8の間に設けられた構成である。これに対
し、4分割プリズム127が偏光ビームスプリッタ3と
ウォラストンプリズム126の間に設けられた構成も可
能である。
について説明する。本発明の光ヘッド装置の第六の実施
の形態は、図13に示す本発明の光ヘッド装置の第五の
実施の形態における4分割プリズム127をホログラム
光学素子147で置き換えた構成である。ディスク6か
らの反射光はウォラストンプリズム126で屈折し、ホ
ログラム光学素子147で回折されて光検出器9で受光
される。
図である。ホログラム光学素子147は、ディスク6の
半径方向および接線方向に平行な2本の分割線で、領域
148〜領域151の4つに分割されている。格子の方
向は、領域148〜領域151のいずれにおいてもディ
スク6の接線方向に平行である。また、格子のピッチ
は、領域148と領域151、領域149と領域150
ではそれぞれ等しく、後者では前者に比べて広い。
図である。図17(a)は領域148および領域149
の部分の断面図、図17(b)は領域150および領域
151の部分の断面図である。図17(a)において
は、ホログラム光学素子147は、ガラス基板14上に
誘電体膜152が形成された構成である。ウォラストン
プリズム126からの屈折光はホログラム光学素子14
7に入射光154として入射し、+1次回折光155と
して回折されて光検出器9で受光される。一方、図17
(b)においては、ホログラム光学素子147は、ガラ
ス基板14上に誘電体膜153が形成された構成であ
る。ウォラストンプリズム126からの屈折光はホログ
ラム光学素子147に入射光156として入射し、+1
次回折光157として回折されて光検出器9で受光され
る。誘電体膜152および誘電体膜153の断面形状は
8レベルの階段状である。隣接する2つのレベルの高さ
の差は全て等しい。隣接する2つのレベルを透過する光
の位相差をφ、1段目〜8段目の格子の幅を全てp/8
とすると、+1次回折光の回折効率η+1は(12)式で
与えられる。 η+1=(4/π2)(1−1/√2){1+cos(φ−π/4)} ×{1+cos(2φ−π/2)}{1+cos(4φ−π)} …(12) φ=π/4とするとη+1=0.95となる。
折光131として屈折し、ホログラム光学素子147で
+1次回折光155および+1次回折光157として回
折された光からフォーカス誤差信号を検出し、ウォラス
トンプリズム126で屈折光132として屈折し、ホロ
グラム光学素子147で+1次回折光155および+1
次回折光157として回折された光から位相差法による
トラック誤差信号、プッシュプル法によるトラック誤差
信号、およびディスク6に記録された情報信号を検出す
る構成にすれば、前記のAの値は0.86×0.95=
0.82となり、従来の第一の光ヘッド装置における値
に比べて大きくなる。
接する2つのレベルの高さの差をh/8、誘電体膜15
2および誘電体膜153の屈折率をn、入射光154お
よび入射光156の波長をλとすると、φは(13)式
で与えられる。 φ=(2π/λ)(n−1)h/8 …(13) λ=660nmの場合、誘電体膜152および誘電体膜
153としてSiO2を用いるとn=1.46であるか
ら、φ=π/4とするためにはh=1.43μmであれ
ばよい。
ポットは図4に示す通りである。ウォラストンプリズム
126で屈折光131として屈折した光のうち、ホログ
ラム光学素子147の領域148で+1次回折光155
として回折された光は受光部19と受光部20の境界線
上に光スポット27を形成し、ホログラム光学素子14
7の領域149で+1次回折光155として回折された
光は受光部19と受光部20の境界線上に光スポット2
8を形成し、ホログラム光学素子147の領域150で
+1次回折光157として回折された光は受光部21と
受光部22の境界線上に光スポット29を形成し、ホロ
グラム光学素子147の領域151で+1次回折光15
7として回折された光は受光部21と受光部22の境界
線上に光スポット30を形成する。ウォラストンプリズ
ム126で屈折光132として屈折した光のうち、ホロ
グラム光学素子147の領域148で+1次回折光15
5として回折された光は受光部23上に光スポット31
を形成し、ホログラム光学素子147の領域149で+
1次回折光155として回折された光は受光部24上に
光スポット32を形成し、ホログラム光学素子147の
領域150で+1次回折光157として回折された光は
受光部25上に光スポット33を形成し、ホログラム光
学素子147の領域151で+1次回折光157として
回折された光は受光部26上に光スポット34を形成す
る。フーコー法によるフォーカス誤差信号、位相差法に
よるトラック誤差信号、プッシュプル法によるトラック
誤差信号、およびディスク6に記録された情報信号は、
本発明の光ヘッド装置の第一の実施の形態における演算
と同じ演算から得られる。
は、ホログラム光学素子147がウォラストンプリズム
126とレンズ8の間に設けられた構成である。これに
対し、ホログラム光学素子147が偏光ビームスプリッ
タ3とウォラストンプリズム126の間に設けられた構
成も可能である。
は、ホログラム光学素子147における格子の位相分布
が8レベルの階段状であり、隣接する2つのレベルを透
過する光の位相差をφ、1段目〜8段目の格子の幅を全
てp/8とするとき、φ=π/4である構成である。こ
れに対し、一般に、ホログラム光学素子147における
格子の位相分布がNレベルの階段状であり(Nは3以上の
整数)、隣接する2つのレベルを透過する光の位相差を
φ、1段目〜N段目の格子の幅を全てp/Nとするとき、
φ=2π/Nである構成も可能である。
実施の形態は、プリズム128の光学軸133はS偏光
方向に対してθだけ傾斜しており、プリズム129の光
学軸134はP偏光方向に対してθだけ傾斜していると
共に、入射光130のうちプリズム128において常
光、プリズム129において異常光となる成分である屈
折光131からフォーカス誤差信号を検出し、プリズム
128において異常光、プリズム129において常光と
なる成分である屈折光132から位相差法によるトラッ
ク誤差信号、プッシュプル法によるトラック誤差信号、
およびディスク6に記録された情報信号を検出し、か
つ、θの範囲は−45°<θ<0°または0°<θ<4
5°である構成である。このとき、入射光130の強度
に対する屈折光131および屈折光132の強度の比は
それぞれsin2θ、cos2θで与えられ、sin2θ
<cos2θかつsin2θ≠0となる。これに対し、プ
リズム128の光学軸133はS偏光方向に対してθだ
け傾斜しており、プリズム129の光学軸134はP偏
光方向に対してθだけ傾斜していると共に、入射光13
0のうちプリズム128において異常光、プリズム12
9において常光となる成分である屈折光132からフォ
ーカス誤差信号を検出し、プリズム128において常
光、プリズム129において異常光となる成分である屈
折光131から位相差法によるトラック誤差信号、プッ
シュプル法によるトラック誤差信号、およびディスク6
に記録された情報信号を検出し、かつ、θの範囲は−9
0°<θ<−45°または45°<θ<90°である構
成である。このとき、入射光130の強度に対する屈折
光131および屈折光132の強度の比はそれぞれsi
n2θ、cos2θで与えられ、sin2θ>cos2θか
つsin2θ≠0となる。
ィスクからの反射光を第一群の光と第二群の光に分割
し、第一群の光から位相差法によるトラック誤差信号、
プッシュプル法によるトラック誤差信号、およびディス
クに記録された情報信号を検出し、第二群の光からフォ
ーカス誤差信号を検出する。第一群の光の光量は第二群
の光の光量に比べて大きい。この光ヘッド装置の効果
は、ディスクからの反射光の光量に対する、ディスクに
記録された情報信号および位相差法によるトラック誤差
信号の検出に用いられる光量の比Aが大きく、これらの
信号に関して高いS/Nが得られることである。その理
由は、第一群の光の光量が大きいためである。
装置によれば、ディスクからの反射光が第一群の光と第
二群の光とに分割されると、第一群の光の光量は第二群
の光の光量に比べて大きいため、光量の比Aの値が大き
く、ディスクに記録された情報信号および位相差法によ
るトラック誤差信号に関して高いS/Nを得ることがで
きる。
示す図である。
おけるホログラム光学素子の平面図である。
おけるホログラム光学素子の断面図である。
おける光検出器のパタンと光検出器上の光スポットを示
す図である。
おけるホログラム光学素子の平面図である。
おけるホログラム光学素子の断面図である。
おける光検出器のパタンと光検出器上の光スポットを示
す図である。
示す図である。
おける偏光性ホログラム光学素子の断面図である。
における光検出器のパタンと光検出器上の光スポットを
示す図である。
における偏光性ホログラム光学素子の断面図である。
における光検出器のパタンと光検出器上の光スポットを
示す図である。
を示す図である。
におけるウォラストンプリズムの構成を示す図である。
における4分割プリズムの構成を示す図である。
におけるホログラム光学素子の平面図である。
におけるホログラム光学素子の断面図である。
である。
ラム光学素子の平面図である。
器のパタンと光検出器上の光スポットを示す図である。
モジュールの構成を示す図である。
ラム光学素子の平面図である。
器のパタンと光検出器上の光スポットを示す図である。
ラム光学素子の断面図である。
光部 27、28、29、30、31、32、33、34 光
スポット 35 ホログラム光学素子 36、37、38、39 領域 40、41 誘電体膜 42 入射光 43 −1次回折光 44 +1次回折光 45 入射光 46 −1次回折光 47 +1次回折光 48 光検出器 49、50、51、52、53、54、55、56 受
光部 57、58、59、60、61、62、63、64 光
スポット 65 モジュール 66 半導体レーザ 67 光検出器 68 偏光性ホログラム光学素子 69 ニオブ酸リチウム基板 70 プロトン交換領域 71 誘電体膜 72 入射光 73 透過光 74 入射光 75 −1次回折光 76 +1次回折光 77 ミラー 78、79、80、81、82、83、84、85 受
光部 86、87、88、89、90、91、92、93 光
スポット 94 偏光性ホログラム光学素子 95 プロトン交換領域 96 誘電体膜 97 プロトン交換領域 98 誘電体膜 99 入射光 100 透過光 101 入射光 102 −1次回折光 103 +1次回折光 104 入射光 105 透過光 106 入射光 107 −1次回折光 108 +1次回折光 109 光検出器 110、111、112、113、114、115、1
16、117 受光部 118、119、120、121、122、123、1
24、125 光スポット 126 ウォラストンプリズム 127 4分割プリズム 128、129 プリズム 130 入射光 131、132 屈折光 133、134 光学軸 135、136、137、138 領域 139 入射光 140 屈折光 141 入射光 142 屈折光 143 入射光 144 屈折光 145 入射光 146 屈折光 147 ホログラム光学素子 148、149、150、151 領域 152、153 誘電体膜 154 入射光 155 +1次回折光 156 入射光 157 +1次回折光 158 ホログラム光学素子 159 光検出器 160、161、162、163 領域 164、165、166、167、168、169、1
70、171 受光部 172、173、174、175、176、177、1
78、179 光スポット 180 モジュール 181 半導体レーザ 182 光検出器 183 ホログラム光学素子 184、185、186、187 領域 188、189、190、191、192、193 受
光部 194、195、196、197 光スポット 198 誘電体膜 199 入射光 200 透過光 201 入射光 202 +1次回折光
Claims (15)
- 【請求項1】 光源と、該光源からの出射光を光記録媒
体上に集光する対物レンズと、前記光源と前記対物レン
ズの間に設けられた、前記光記録媒体からの反射光の光
路を前記光源からの出射光の光路から分離する第一の光
分離手段と、該第一の光分離手段を経た前記光記録媒体
からの反射光をさらに第一群の光と第二群の光に分離す
る第二の光分離手段と、前記第一群の光と前記第二群の
光を受光する光検出器を有する光ヘッド装置において、
前記第一群の光の光量が前記第二群の光の光量に比べて
大きいことを特徴とする光ヘッド装置。 - 【請求項2】 前記第一群の光から位相差法によるトラ
ック誤差信号、プッシュプル法によるトラック誤差信
号、および前記光記録媒体に記録された情報信号を検出
し、前記第二群の光からフォーカス誤差信号を検出する
ことを特徴とする請求項1記載の光ヘッド装置。 - 【請求項3】 前記第二の光分離手段はホログラム光学
素子であって、前記第一群の光は前記ホログラム光学素
子の+1次回折光であり、前記第二群の光は前記ホログ
ラム光学素子の−1次回折光であることを特徴とする請
求項1または2記載の光ヘッド装置。 - 【請求項4】 前記ホログラム光学素子は、前記光記録
媒体の半径方向および接線方向に平行な2本の分割線で
4つの領域に分割されており、該4つの領域は、格子の
方向または格子のピッチが互いに異なることを特徴とす
る請求項1乃至3のいずれか一項記載の光ヘッド装置。 - 【請求項5】 前記ホログラム光学素子における格子の
位相分布は4レベルの階段状であり、隣接する2つのレ
ベルを透過する光の位相差をφ、1段目〜4段目の格子
の幅をそれぞれp/2−w、w、p/2−w、wとする
とき、φは略π/2であると共に、w/pの範囲は0<
w/p<0.25または0.25<w/p<0.5であ
ることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項記載
の光ヘッド装置。 - 【請求項6】 前記第一の光分離手段および前記第二の
光分離手段は一体化された偏光性ホログラム光学素子で
あって、該偏光性ホログラム光学素子は前記光源からの
出射光を透過させると共に前記光記録媒体からの反射光
を回折させ、かつ、前記第一群の光は前記偏光性ホログ
ラム光学素子の+1次回折光であり、前記第二群の光は
前記偏光性ホログラム光学素子の−1次回折光であるこ
とを特徴とする請求項1または2記載の光ヘッド装置。 - 【請求項7】 前記偏光性ホログラム光学素子は、前記
光記録媒体の半径方向および接線方向に平行な2本の分
割線で4つの領域に分割されており、該4つの領域は、
格子の方向または格子のピッチが互いに異なることを特
徴とする請求項1,2,6のいずれか一項記載の光ヘッ
ド装置。 - 【請求項8】 前記偏光性ホログラム光学素子における
格子の位相分布は4レベルの階段状であり、常光、異常
光に対する隣接する2つのレベルを透過する光の位相差
をφo、φe、1段目〜4段目の格子の幅をそれぞれp/
2−w、w、p/2−w、wとするとき、φoは略0、
φeは略π/2であると共に、w/pの範囲は0<w/
p<0.25または0.25<w/p<0.5であり、
かつ、前記光源からの出射光を前記偏光性ホログラム光
学素子に常光として入射させ、前記光記録媒体からの反
射光を前記偏光性ホログラム光学素子に異常光として入
射させることを特徴とする請求項1,2,6,7のいず
れか一項記載の光ヘッド装置。 - 【請求項9】 前記偏光性ホログラム光学素子における
格子の位相分布は4レベルの階段状であり、常光、異常
光に対する隣接する2つのレベルを透過する光の位相差
をφo、φe、1段目〜4段目の格子の幅をそれぞれp/
2−w、w、p/2−w、wとするとき、φoは略π/
2、φeは略0であると共に、w/pの範囲は0<w/
p<0.25または0.25<w/p<0.5であり、
かつ、前記光源からの出射光を前記偏光性ホログラム光
学素子に異常光として入射させ、前記光記録媒体からの
反射光を前記偏光性ホログラム光学素子に常光として入
射させることを特徴とする請求項1,2,6,7のいず
れか一項記載の光ヘッド装置。 - 【請求項10】 前記第二の光分離手段はウォラストン
プリズムであって、前記第一群の光は前記ウォラストン
プリズムの2つの屈折光のうちの一方であり、前記第二
群の光は前記ウォラストンプリズムの2つの屈折光のう
ちの他方であることを特徴とする請求項1または2記載
の光ヘッド装置。 - 【請求項11】 前記ウォラストンプリズムは前記光記
録媒体からの反射光の入射側に位置する第一のプリズム
と前記光記録媒体からの反射光の出射側に位置する第二
のプリズムから構成され、前記第一のプリズムの光学軸
は前記光記録媒体からの反射光の偏光方向と平行な方向
に対してθだけ傾斜しており、前記第二のプリズムの光
学軸は前記光記録媒体からの反射光の偏光方向と垂直な
方向に対してθだけ傾斜していると共に、前記第一群の
光は前記光記録媒体からの反射光のうち前記第一のプリ
ズムにおいて異常光、前記第二のプリズムにおいて常光
となる屈折光であり、前記第二群の光は前記光記録媒体
からの反射光のうち前記第一のプリズムにおいて常光、
前記第二のプリズムにおいて異常光となる屈折光であ
り、かつ、前記θの範囲は−45°<θ<0°または0
°<θ<45°であることを特徴とする請求項1,2,
10のいずれか一項記載の光ヘッド装置。 - 【請求項12】 前記ウォラストンプリズムは前記光記
録媒体からの反射光の入射側に位置する第一のプリズム
と前記光記録媒体からの反射光の出射側に位置する第二
のプリズムから構成され、前記第一のプリズムの光学軸
は前記光記録媒体からの反射光の偏光方向と平行な方向
に対してθだけ傾斜しており、前記第二のプリズムの光
学軸は前記光記録媒体からの反射光の偏光方向と垂直な
方向に対してθだけ傾斜していると共に、前記第一群の
光は前記光記録媒体からの反射光のうち前記第一のプリ
ズムにおいて常光、前記第二のプリズムにおいて異常光
となる屈折光であり、前記第二群の光は前記光記録媒体
からの反射光のうち前記第一のプリズムにおいて異常
光、前記第二のプリズムにおいて常光となる屈折光であ
り、かつ、前記θの範囲は−90°<θ<−45°また
は45°<θ<90°であることを特徴とする請求項
1,2,10のいずれか一項記載の光ヘッド装置。 - 【請求項13】 前記ウォラストンプリズムと前記光検
出器の間または前記第一の光分離手段と前記ウォラスト
ンプリズムの間に、前記光記録媒体からの反射光を屈折
させる4分割プリズムが設けられており、かつ、該4分
割プリズムは、前記光記録媒体の半径方向および接線方
向に平行な2本の分割線で4つの領域に分割されてお
り、該4つの領域は、出射面の入射面に対する傾斜の方
向または出射面と入射面のなす角度が互いに異なること
を特徴とする請求項1,2,10,11,12のいずれ
か一項記載の光ヘッド装置。 - 【請求項14】 前記ウォラストンプリズムと前記光検
出器の間または前記第一の光分離手段と前記ウォラスト
ンプリズムの間に、前記光記録媒体からの反射光を+1
次回折光として回折させるホログラム光学素子が設けら
れており、かつ、該ホログラム光学素子は、前記光記録
媒体の半径方向および接線方向に平行な2本の分割線で
4つの領域に分割されており、該4つの領域は、格子の
方向、格子のピッチまたは格子の位相分布が互いに異な
ることを特徴とする請求項1,2,10,11,12の
いずれか一項記載の光ヘッド装置。 - 【請求項15】 前記ホログラム光学素子における格子
の位相分布はNレベルの階段状であり(Nは3以上の整
数)、隣接する2つのレベルを透過する光の位相差を
φ、1段目〜N段目の格子の幅を全てp/Nとするとき、
φは略2π/Nであることを特徴とする請求項1,2,
10,11,12,14のいずれか一項記載の光ヘッド
装置。
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