JP2616018B2 - 光ヘッド装置 - Google Patents
光ヘッド装置Info
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- JP2616018B2 JP2616018B2 JP1164228A JP16422889A JP2616018B2 JP 2616018 B2 JP2616018 B2 JP 2616018B2 JP 1164228 A JP1164228 A JP 1164228A JP 16422889 A JP16422889 A JP 16422889A JP 2616018 B2 JP2616018 B2 JP 2616018B2
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- Japan
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- light
- photodetector
- optical
- birefringent
- crystal
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光ディスク媒体に、情報信号の記録、再生
を行うための光ディスク用光ヘッド装置に関する。
を行うための光ディスク用光ヘッド装置に関する。
（従来の技術） 光ディスクを用いた光記録に用いられる光ヘッド装置
には、微少な光スポットを光ディスク上に形成するため
の焦点誤差検出機能、所望のトラックを正確にトレース
するためのトラック誤差検出機能を有することが求めら
れる。また、読みだし専用型、追記型、あるいは相変化
型光ディスクでは、記録情報の再生は、光学的には反射
光の強度変化により行われるため、反射光の強度を検出
する手段も必要となる。
には、微少な光スポットを光ディスク上に形成するため
の焦点誤差検出機能、所望のトラックを正確にトレース
するためのトラック誤差検出機能を有することが求めら
れる。また、読みだし専用型、追記型、あるいは相変化
型光ディスクでは、記録情報の再生は、光学的には反射
光の強度変化により行われるため、反射光の強度を検出
する手段も必要となる。
第２図は、従来技術による光ヘッドの基本構成を示す
ための図である。光源である半導体レーザ１を出射した
直線偏光光はコリメートレンズ２により平行光３に変換
され偏光ビームスプリッタ４に入射する。ここで、入射
光の偏光方向が偏光ビームスプリッタ４を通過する方向
に設定しておく。偏光ビームスプリッタ４を通過した光
は、1/4波長板５を経て収束レンズ６より光ディスク７
上に集光される。光ディスク７からの反射光は再び1/4
波長板５を通過し、半導体レーザ１の出射光とは直交す
る偏光方向を持つ直線偏光光となって偏光ビームスプリ
ッタ４に入射する。偏光ビームスプリッタ４に入射した
光は光路を曲げられて信号検出系に導かれる。偏光ビー
ムスプリッタ４により取り出された光は、ビームスプリ
ッタ９により焦点誤差検出用10、トラック誤差検出用11
の２つのビームに分けられ、焦点誤差はナイフエッジ法
により、トラック誤差はプッシュプル法によりそれぞれ
検出される。また、読みだし信号は焦点誤差検出用光検
出器、トラック誤差検出用光検出器の出力の和から得て
いる。
ための図である。光源である半導体レーザ１を出射した
直線偏光光はコリメートレンズ２により平行光３に変換
され偏光ビームスプリッタ４に入射する。ここで、入射
光の偏光方向が偏光ビームスプリッタ４を通過する方向
に設定しておく。偏光ビームスプリッタ４を通過した光
は、1/4波長板５を経て収束レンズ６より光ディスク７
上に集光される。光ディスク７からの反射光は再び1/4
波長板５を通過し、半導体レーザ１の出射光とは直交す
る偏光方向を持つ直線偏光光となって偏光ビームスプリ
ッタ４に入射する。偏光ビームスプリッタ４に入射した
光は光路を曲げられて信号検出系に導かれる。偏光ビー
ムスプリッタ４により取り出された光は、ビームスプリ
ッタ９により焦点誤差検出用10、トラック誤差検出用11
の２つのビームに分けられ、焦点誤差はナイフエッジ法
により、トラック誤差はプッシュプル法によりそれぞれ
検出される。また、読みだし信号は焦点誤差検出用光検
出器、トラック誤差検出用光検出器の出力の和から得て
いる。
（発明が解決しようとする課題） 以上述べた従来技術による光ヘッド装置では、多数の
偏光ビームスプリッタ1/4波長板、ナイフエッジなどの
光学部品を巧みに配置する必要があるため、光ヘッドの
小型化、軽量化が困難であった。さらに、高価な偏光ビ
ームスプリッタを用いていること、全体の部品点数が多
いこと等から低価格化が困難であった。また組み立ての
工数がおおきいことも低価格化を妨げる要因でもあっ
た。本発明は、従来技術の持つ上述の課題を解決し、小
型軽量で低価格な光ヘッド装置を提供することを目的と
する。
偏光ビームスプリッタ1/4波長板、ナイフエッジなどの
光学部品を巧みに配置する必要があるため、光ヘッドの
小型化、軽量化が困難であった。さらに、高価な偏光ビ
ームスプリッタを用いていること、全体の部品点数が多
いこと等から低価格化が困難であった。また組み立ての
工数がおおきいことも低価格化を妨げる要因でもあっ
た。本発明は、従来技術の持つ上述の課題を解決し、小
型軽量で低価格な光ヘッド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） 上述の課題を解決するために本発明が提供する手段
は、略直線偏光光を放出する光源と、該光源からの出射
光を光ディスクに集光させるための結像光学手段と、1/
4波長板と、光回折型素子と、前記光回折型素子からの
＋１次回折光を受光する第１の光検出器と、前記光回折
型素子からの−１次回折光を受光する第２の光検出器と
を少なくとも有し、前記第１の光検出器から焦点誤差信
号、トラック誤差信号を検出し、少なくとも前記第１の
光検出器と前記第２の光検出器の出力の和から情報信号
を検出し、前記光回折型素子は複屈折光学結晶からな
り、前記光源の放出する略直線偏光光の偏光方向と前記
複屈折光学結晶の光学軸とが略直交するように配置さ
れ、前記複屈折光学結晶に形成した位相格子上に異常光
を屈折し常光を透過するように位相補償格子が形成され
た複屈折回折格子型素子であることを特徴とする。
は、略直線偏光光を放出する光源と、該光源からの出射
光を光ディスクに集光させるための結像光学手段と、1/
4波長板と、光回折型素子と、前記光回折型素子からの
＋１次回折光を受光する第１の光検出器と、前記光回折
型素子からの−１次回折光を受光する第２の光検出器と
を少なくとも有し、前記第１の光検出器から焦点誤差信
号、トラック誤差信号を検出し、少なくとも前記第１の
光検出器と前記第２の光検出器の出力の和から情報信号
を検出し、前記光回折型素子は複屈折光学結晶からな
り、前記光源の放出する略直線偏光光の偏光方向と前記
複屈折光学結晶の光学軸とが略直交するように配置さ
れ、前記複屈折光学結晶に形成した位相格子上に異常光
を屈折し常光を透過するように位相補償格子が形成され
た複屈折回折格子型素子であることを特徴とする。
（作用） 以下、本発明の作用について詳細に説明する。本発明
で用いる格子素子は従来技術により情報信号検出光学系
と焦点誤差、トラック誤差検出用光学系の機能を複合し
た作用を有するものである。
で用いる格子素子は従来技術により情報信号検出光学系
と焦点誤差、トラック誤差検出用光学系の機能を複合し
た作用を有するものである。
ニオブ酸リチウムのＸ板、あるいはＹ板に、たとえば
安息香酸によるプロトン交換を施すと異常光線に対する
屈折率は約0.13増加し、常光線に対する屈折率は0.04程
度減少する。ここで、交換領域を通過する常光線と、非
交換領域を通過する常光線の間で生じる位相差を位相補
償膜を設ける等の手段で打ち消すことにより、プロトン
交換による屈折率変化はあたかも異常光線のみに生じる
ようにすることができる。したがって、周期的な交換、
非交換領域を設け、上述の位相差相殺手段を講じれば常
光線は屈折率差を感じず、異常光線は屈折率差を感じる
ので、異常光線のみに作用する回折格子を作製すること
ができる。この時に、異常光線が交換領域と非交換領域
との間で受ける位相差がIIとなるようにすれば、異常光
線の透過率をほぼ０％、常光線の透過率をほぼ100％と
することができる。
安息香酸によるプロトン交換を施すと異常光線に対する
屈折率は約0.13増加し、常光線に対する屈折率は0.04程
度減少する。ここで、交換領域を通過する常光線と、非
交換領域を通過する常光線の間で生じる位相差を位相補
償膜を設ける等の手段で打ち消すことにより、プロトン
交換による屈折率変化はあたかも異常光線のみに生じる
ようにすることができる。したがって、周期的な交換、
非交換領域を設け、上述の位相差相殺手段を講じれば常
光線は屈折率差を感じず、異常光線は屈折率差を感じる
ので、異常光線のみに作用する回折格子を作製すること
ができる。この時に、異常光線が交換領域と非交換領域
との間で受ける位相差がIIとなるようにすれば、異常光
線の透過率をほぼ０％、常光線の透過率をほぼ100％と
することができる。
このような複屈折回折格子については、従来、偏光子
として応用が検討されており、たとえば「セタンドオプ
トエレクトロニクスカンファレンス（OEC′88）テクニ
カルダイジェスト」第168ページから第169ページに掲載
の論文にその報告が述べられている。
として応用が検討されており、たとえば「セタンドオプ
トエレクトロニクスカンファレンス（OEC′88）テクニ
カルダイジェスト」第168ページから第169ページに掲載
の論文にその報告が述べられている。
第３図、第４図は本発明の作用を説明するための図で
ある。本発明ではレーザから出射される直線偏光12の偏
光方向とニオブ酸リチウム結晶13のＺ軸14が直交するよ
うに配置されているため、第３図に示すようにレーザ出
射光はニオブ酸リチウム結晶の格子パターンの作用を受
けない。一方、第４図に示すように1/4波長板を２度通
過した光ディスクからの反射光16の偏光方向は出射時の
偏光方向とは直交する向きに回転させられているため格
子パターンの作用を受けて、その光量のほとんどが回折
光17、18となる。したがって、レーザ出射光は殆どレー
ザに戻ることがなく、戻り光雑音の無い安定な発振動作
を続けることができ、再生読みだし信号の再生品質を損
なうことはない。また再生読みだし信号の再生品質向上
のために、少なくとも２つの回折光を光検出器で受光
し、光量の減少を補償している。
ある。本発明ではレーザから出射される直線偏光12の偏
光方向とニオブ酸リチウム結晶13のＺ軸14が直交するよ
うに配置されているため、第３図に示すようにレーザ出
射光はニオブ酸リチウム結晶の格子パターンの作用を受
けない。一方、第４図に示すように1/4波長板を２度通
過した光ディスクからの反射光16の偏光方向は出射時の
偏光方向とは直交する向きに回転させられているため格
子パターンの作用を受けて、その光量のほとんどが回折
光17、18となる。したがって、レーザ出射光は殆どレー
ザに戻ることがなく、戻り光雑音の無い安定な発振動作
を続けることができ、再生読みだし信号の再生品質を損
なうことはない。また再生読みだし信号の再生品質向上
のために、少なくとも２つの回折光を光検出器で受光
し、光量の減少を補償している。
さらに、ニオブ酸リチウム結晶上に形成する格子パタ
ーンをホログラムとすることで、回折光を用いて焦点誤
差検出、トラック誤差検出動作を行うことが可能であ
る。
ーンをホログラムとすることで、回折光を用いて焦点誤
差検出、トラック誤差検出動作を行うことが可能であ
る。
（実施例） 以下に、本発明の実施例を図面に用いて説明する。
第１図は本発明の第１の実施例を説明するための図で
ある。
ある。
半導体レーザ19を出た直線偏光光20はそれと直交する
方向にＺ軸を持つニオブ酸リチウム結晶からなる複屈折
回折型素子21に入射する。上述のように、ここでは複屈
折回折型素子は入射光に対し常光となるためなんら影響
を及ぼさない。複屈折回折型素子21を通過した光は、コ
リーメートレンズ22により平行光に交換され1/4波長板2
3を経て収束レンズ24により光ディスク25上に集光され
る。光ディスク25からの反射光は収束レンズ24により再
び平行光に交換されて1/4波長板23に入射し、レーザ出
射光とは直交する方向の直線偏光に変換され、複屈折回
折型素子21に入射する。光ディスクからの反射光はニオ
ブ酸リチウム結晶に対して異常光とるため格子パターン
の作用を受けて回折する。本実施例では＋１次回折光26
を受光する第１光検出器27の出力から焦点誤差信号、ト
ラック誤差信号を検出し、第１光検出器27と−１次回折
光28を受光する第２光検出器29の出力の和から読みだし
信号を得ている。
方向にＺ軸を持つニオブ酸リチウム結晶からなる複屈折
回折型素子21に入射する。上述のように、ここでは複屈
折回折型素子は入射光に対し常光となるためなんら影響
を及ぼさない。複屈折回折型素子21を通過した光は、コ
リーメートレンズ22により平行光に交換され1/4波長板2
3を経て収束レンズ24により光ディスク25上に集光され
る。光ディスク25からの反射光は収束レンズ24により再
び平行光に交換されて1/4波長板23に入射し、レーザ出
射光とは直交する方向の直線偏光に変換され、複屈折回
折型素子21に入射する。光ディスクからの反射光はニオ
ブ酸リチウム結晶に対して異常光とるため格子パターン
の作用を受けて回折する。本実施例では＋１次回折光26
を受光する第１光検出器27の出力から焦点誤差信号、ト
ラック誤差信号を検出し、第１光検出器27と−１次回折
光28を受光する第２光検出器29の出力の和から読みだし
信号を得ている。
第５図は複屈折回折型素子21の格子パターンと第１光
検出器27のセグメント分割パターンの対応関係を示すた
めの図である。本実施例では、＋１次回折光を用いて焦
点誤差、トラック誤差検出を行うために、複屈折回折型
素子を４つの領域に分割し、第１の光検出器を６つのセ
グメントに分割している。第１格子パターン部30には、
光スポットが光ディスク上に正しく形成されているとき
に、この領域への入射光を第１光検出器27上のＡ点31に
収束させるような格子が形成されている。全く同様に、
第２格子パターン部32、第３格子パターン部33、第４格
子パターン部34にはそれぞれ各々の領域への入射光を、
第１光検出器上のＢ点35、Ｃ点36、Ｄ点37にそれぞれ収
束させるような格子が形成されている。焦点誤差信号は
第１光検出器27の中央の４セグメントの対角和の差信号
から得られ、トラック誤差信号は第５セグメント38と第
６セグメント39の出力の差信号から得られる。
検出器27のセグメント分割パターンの対応関係を示すた
めの図である。本実施例では、＋１次回折光を用いて焦
点誤差、トラック誤差検出を行うために、複屈折回折型
素子を４つの領域に分割し、第１の光検出器を６つのセ
グメントに分割している。第１格子パターン部30には、
光スポットが光ディスク上に正しく形成されているとき
に、この領域への入射光を第１光検出器27上のＡ点31に
収束させるような格子が形成されている。全く同様に、
第２格子パターン部32、第３格子パターン部33、第４格
子パターン部34にはそれぞれ各々の領域への入射光を、
第１光検出器上のＢ点35、Ｃ点36、Ｄ点37にそれぞれ収
束させるような格子が形成されている。焦点誤差信号は
第１光検出器27の中央の４セグメントの対角和の差信号
から得られ、トラック誤差信号は第５セグメント38と第
６セグメント39の出力の差信号から得られる。
本実施例では±１次回折光は第１図上で半導体レーザ
の左右に生じるように複屈折回折型素子の格子パターン
を設置したが、複屈折回折型素子の格子パターンとニオ
ブ酸リチウム結晶の結晶軸との関係は任意であるため、
例えば紙面上下に±１次回折光が生じるような構成もも
ちろん可能である。
の左右に生じるように複屈折回折型素子の格子パターン
を設置したが、複屈折回折型素子の格子パターンとニオ
ブ酸リチウム結晶の結晶軸との関係は任意であるため、
例えば紙面上下に±１次回折光が生じるような構成もも
ちろん可能である。
第６図は本発明の第２の実施例を説明するための図で
ある。本実施例では半導体レーザ40、光検出器41、複屈
折回折型素子42と、1/4波長板43を同一のパッケージに
収め、光学モジュール44とすることで小型化を図ってい
る。
ある。本実施例では半導体レーザ40、光検出器41、複屈
折回折型素子42と、1/4波長板43を同一のパッケージに
収め、光学モジュール44とすることで小型化を図ってい
る。
以上述べた複屈折格子素子はプレーナーバッチプロセ
スにより容易に作製することができる。例えば、Ｙ板ニ
オブ酸リチウム基板にチタン拡散層を形成したのち所望
の格子パターンのプロトン交換を実施し格子を形成す
る。このプロトン交換領域上に常光線の屈折率差を補償
する厚さを有するNb2O5を形成する。さらに基板全面に
わたって反射率を低減させるためにSiO2膜を形成すれば
よい。
スにより容易に作製することができる。例えば、Ｙ板ニ
オブ酸リチウム基板にチタン拡散層を形成したのち所望
の格子パターンのプロトン交換を実施し格子を形成す
る。このプロトン交換領域上に常光線の屈折率差を補償
する厚さを有するNb2O5を形成する。さらに基板全面に
わたって反射率を低減させるためにSiO2膜を形成すれば
よい。
（発明の効果） 以上述べた本発明によれば、小型、軽量、低価格な光
ヘッド装置を提供することができる。
ヘッド装置を提供することができる。
第１図、第５図は本発明の第１の実施例を説明するため
の図、第２図は従来の技術を説明するための図、第３
図、第４図は本発明の作用を説明するための図、第６図
は本発明の第２の実施例を説明するための図である。 図において、 １……半導体レーザ、２……コリメートレンズ、３……
平行光、４……偏光ビームスプリッタ、５……1/4波長
板、６……収束レンズ、７……光ディスク、８……レン
ズ、９……ビームスプリッタ、10……焦点誤差検出用光
ビーム、11……トラック誤差検出用光ビーム、12……レ
ーザ出射光、13……ニオブ酸リチウム結晶、14……Ｚ
軸、15……透過光、16……反射光、17……回折光、18…
…回折光、19……半導体レーザ、20……直線偏光光、21
……複屈折回折型素子、22……コリメートレンズ、23…
…1/4波長板、24……収束レンズ、25……光ディスク、2
6……＋１次回折光、27……第１光検出器、28……−１
次回折光、29……第２光検出器、30……第１格子パター
ン部、31……Ａ点、32……第２格子パターン部、33……
第３格子パターン部、34……第４格子パターン部、35…
…Ｂ点、36……Ｃ点、37……Ｄ点、38……第５セグメン
ト、39……第６セグメント、40……半導体レーザ、41…
…光検出器、42……複屈折回折型素子、43……1/4波長
板、44……光学モジュール である。
の図、第２図は従来の技術を説明するための図、第３
図、第４図は本発明の作用を説明するための図、第６図
は本発明の第２の実施例を説明するための図である。 図において、 １……半導体レーザ、２……コリメートレンズ、３……
平行光、４……偏光ビームスプリッタ、５……1/4波長
板、６……収束レンズ、７……光ディスク、８……レン
ズ、９……ビームスプリッタ、10……焦点誤差検出用光
ビーム、11……トラック誤差検出用光ビーム、12……レ
ーザ出射光、13……ニオブ酸リチウム結晶、14……Ｚ
軸、15……透過光、16……反射光、17……回折光、18…
…回折光、19……半導体レーザ、20……直線偏光光、21
……複屈折回折型素子、22……コリメートレンズ、23…
…1/4波長板、24……収束レンズ、25……光ディスク、2
6……＋１次回折光、27……第１光検出器、28……−１
次回折光、29……第２光検出器、30……第１格子パター
ン部、31……Ａ点、32……第２格子パターン部、33……
第３格子パターン部、34……第４格子パターン部、35…
…Ｂ点、36……Ｃ点、37……Ｄ点、38……第５セグメン
ト、39……第６セグメント、40……半導体レーザ、41…
…光検出器、42……複屈折回折型素子、43……1/4波長
板、44……光学モジュール である。
Claims (1)
- 【請求項１】略直線偏光光を放出する光源と、該光源か
らの出射光を光ディスクに集光させるための結像光学手
段と、1/4波長板と、光回折型素子と、前記光回折型素
子からの＋１次回折光を受光する第１の光検出器と、前
記光回折型素子からの−１次回折光を受光する第２の光
検出器とを少なくとも有し、前記第１の光検出器から焦
点誤差信号、トラック誤差信号を検出し、少なくとも前
記第１の光検出器と前記第２の光検出器の出力の和から
情報信号を検出し、前記光回折型素子は複屈折光学結晶
からなり、前記光源の放出する略直線偏光光の偏光方向
と前記複屈折光学結晶の光学軸とが略直交するように配
置され、前記複屈折光学結晶に形成した位相格子上に異
常光を屈折し常光を透過するように位相補償格子が形成
された複屈折回折格子型素子であることを特徴とする光
ヘッド装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1164228A JP2616018B2 (ja) | 1989-06-26 | 1989-06-26 | 光ヘッド装置 |
| DE69031366T DE69031366T2 (de) | 1989-06-26 | 1990-06-26 | Optisches System |
| EP90112127A EP0405444B1 (en) | 1989-06-26 | 1990-06-26 | Optical system |
| US08/469,787 US5493555A (en) | 1989-06-26 | 1995-06-06 | Optical head using birefringent diffraction grating |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1164228A JP2616018B2 (ja) | 1989-06-26 | 1989-06-26 | 光ヘッド装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0329129A JPH0329129A (ja) | 1991-02-07 |
| JP2616018B2 true JP2616018B2 (ja) | 1997-06-04 |
Family
ID=15789107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1164228A Expired - Lifetime JP2616018B2 (ja) | 1989-06-26 | 1989-06-26 | 光ヘッド装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2616018B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2532818B2 (ja) * | 1993-02-01 | 1996-09-11 | 松下電器産業株式会社 | 対物レンズおよび光ヘッド装置 |
| EP0911822B1 (en) * | 1993-02-16 | 2005-12-07 | Nec Corporation | Optical head device and birefringent diffraction grating polarizer and polarizing hologram element used therein |
| KR0119729B1 (ko) * | 1994-05-30 | 1997-10-27 | 배순훈 | 광픽업장치 |
| US5757754A (en) * | 1994-06-30 | 1998-05-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Holographic optical head |
| WO1996004649A1 (fr) * | 1994-07-29 | 1996-02-15 | Sony Corporation | Appareil de lecture optique |
| JP2910689B2 (ja) * | 1996-06-20 | 1999-06-23 | 日本電気株式会社 | 光ヘッド |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62103857A (ja) * | 1985-10-31 | 1987-05-14 | Mitsubishi Electric Corp | 光ピツクアツプ装置 |
| FR2597249B1 (fr) * | 1986-04-11 | 1988-06-17 | Thomson Csf | Dispositif de lecture optique de support d'enregistrement optique |
-
1989
- 1989-06-26 JP JP1164228A patent/JP2616018B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0329129A (ja) | 1991-02-07 |
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