JP2796196B2 - 光ヘッド装置 - Google Patents
光ヘッド装置Info
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- JP2796196B2 JP2796196B2 JP3046630A JP4663091A JP2796196B2 JP 2796196 B2 JP2796196 B2 JP 2796196B2 JP 3046630 A JP3046630 A JP 3046630A JP 4663091 A JP4663091 A JP 4663091A JP 2796196 B2 JP2796196 B2 JP 2796196B2
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- light
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ディスクあるいは光
カードなど、光媒体もしくは光磁気媒体上に記憶される
情報の記録・再生あるいは消去を行う光ヘッド装置に関
するものである。
カードなど、光媒体もしくは光磁気媒体上に記憶される
情報の記録・再生あるいは消去を行う光ヘッド装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】高密度・大容量の記憶媒体として、ピッ
ト状パターンを有する光ディスクを用いる光メモリ技術
は、ディジタルオーディオディスク、ビデオディスク、
文書ファイルディスク、さらにはデータファイルと用途
を拡張しつつ、実用化されてきている。微小に絞られた
光ビームを介して光ディスクへの情報の記録再生が高い
信頼性のもとに首尾よく遂行されるメカニズムは、ひと
えにその光学系に因っている。その光学系の主要部であ
る光ヘッド装置の基本的な機能は、回折限界の微小スポ
ットを形成する集光性、前記光学系の焦点制御とトラッ
キング制御、及びピット信号の検出に大別される。これ
らは、目的、用途に応じて、各種の光学系ならびに光電
変換検出方式の組合せによって現わされており、特に近
年、光ピックアップヘッド装置を小型化、薄型化するた
めに、ホログラムを用いた光ピックアップヘッド装置が
開示されている。
ト状パターンを有する光ディスクを用いる光メモリ技術
は、ディジタルオーディオディスク、ビデオディスク、
文書ファイルディスク、さらにはデータファイルと用途
を拡張しつつ、実用化されてきている。微小に絞られた
光ビームを介して光ディスクへの情報の記録再生が高い
信頼性のもとに首尾よく遂行されるメカニズムは、ひと
えにその光学系に因っている。その光学系の主要部であ
る光ヘッド装置の基本的な機能は、回折限界の微小スポ
ットを形成する集光性、前記光学系の焦点制御とトラッ
キング制御、及びピット信号の検出に大別される。これ
らは、目的、用途に応じて、各種の光学系ならびに光電
変換検出方式の組合せによって現わされており、特に近
年、光ピックアップヘッド装置を小型化、薄型化するた
めに、ホログラムを用いた光ピックアップヘッド装置が
開示されている。
【０００３】第１の従来例として、図２１に、’倉田、
三宅、酒井、久保、石川：「イオンビームエッチングに
よるホログラム素子の高効率化」、１９９０年度精密工
学会秋季大会学術講演会講演論文集Ｐ．１０３９〜１０
４０’において示された光ヘッドの構成図を示す。
三宅、酒井、久保、石川：「イオンビームエッチングに
よるホログラム素子の高効率化」、１９９０年度精密工
学会秋季大会学術講演会講演論文集Ｐ．１０３９〜１０
４０’において示された光ヘッドの構成図を示す。
【０００４】図２１において、２は半導体レーザ等の放
射光源である。この光源から出射した光ビーム３（レー
ザ光）はホログラム１０１を透過して対物レンズ４に入
射し、情報媒体５上に集光される。情報媒体５で反射し
た光ビ−ムはもとの光路を逆にたどってホログラム１０
１に入射する。このホログラムから生じる往路の＋１次
回折光６は光検出器７に入射する。光検出器７の出力を
演算することによって、サーボ信号及び、情報信号を得
ることができる。
射光源である。この光源から出射した光ビーム３（レー
ザ光）はホログラム１０１を透過して対物レンズ４に入
射し、情報媒体５上に集光される。情報媒体５で反射し
た光ビ−ムはもとの光路を逆にたどってホログラム１０
１に入射する。このホログラムから生じる往路の＋１次
回折光６は光検出器７に入射する。光検出器７の出力を
演算することによって、サーボ信号及び、情報信号を得
ることができる。
【０００５】ここで、放射光源２から情報媒体５へ至る
往路においてホログラム１０１を透過する光量（０次回
折光量）と復路においてホログラムにより回折する＋１
次回折光量の積で表される光の利用効率を最大にするた
め、ホログラム１０１はブレーズ化されている。また図
２１に示す往路の−１次回折光８のように往路にホログ
ラム１０１から発生する回折光は−１次回折光８の回折
角を大きくすることにより、対物レンズ４に入射しない
ように設計されている。また、光ヘッド装置の小型化を
図るため、放射光源２と光検出器７は近接して置かれて
いる。このように、回折角を大きくし、かつ、放射光源
２と光検出器７を近接して配置するため、必然的にホロ
グラム１０１は放射光源２に近接して配置することにな
る。
往路においてホログラム１０１を透過する光量（０次回
折光量）と復路においてホログラムにより回折する＋１
次回折光量の積で表される光の利用効率を最大にするた
め、ホログラム１０１はブレーズ化されている。また図
２１に示す往路の−１次回折光８のように往路にホログ
ラム１０１から発生する回折光は−１次回折光８の回折
角を大きくすることにより、対物レンズ４に入射しない
ように設計されている。また、光ヘッド装置の小型化を
図るため、放射光源２と光検出器７は近接して置かれて
いる。このように、回折角を大きくし、かつ、放射光源
２と光検出器７を近接して配置するため、必然的にホロ
グラム１０１は放射光源２に近接して配置することにな
る。
【０００６】次に第２の従来例として特開 昭６４−６
２８３８号公報において示された光ヘッドの構成図を図
２２に示す。同図の通り、ホログラムは対物レンズと一
体化されているのが特徴である。対物レンズ４がホログ
ラム１０１に対して独立に可動な構成であれば、図２３
に示すように対物レンズ４がトラック追従などによって
動いた時にホログラム１０１上での光ビーム３１も動
く。このため光検出器７上での復路の＋１次回折光の像
も動いてサーボ信号に悪影響が出る。これに対して図２
２に示す従来例ではホログラム１０１と対物レンズ４
は、保持手段１３によって一定の相対位置を保持して一
体に設けられているので、トラッキング制御のために駆
動装置１００に対して対物レンズ４が移動しても情報媒
体５から反射した光ビ−ムは、ホログラム１０１上でほ
とんど移動しない。従って、対物レンズ４の移動にもか
かわらず、光検出器７から得られる信号は劣化しない。
２８３８号公報において示された光ヘッドの構成図を図
２２に示す。同図の通り、ホログラムは対物レンズと一
体化されているのが特徴である。対物レンズ４がホログ
ラム１０１に対して独立に可動な構成であれば、図２３
に示すように対物レンズ４がトラック追従などによって
動いた時にホログラム１０１上での光ビーム３１も動
く。このため光検出器７上での復路の＋１次回折光の像
も動いてサーボ信号に悪影響が出る。これに対して図２
２に示す従来例ではホログラム１０１と対物レンズ４
は、保持手段１３によって一定の相対位置を保持して一
体に設けられているので、トラッキング制御のために駆
動装置１００に対して対物レンズ４が移動しても情報媒
体５から反射した光ビ−ムは、ホログラム１０１上でほ
とんど移動しない。従って、対物レンズ４の移動にもか
かわらず、光検出器７から得られる信号は劣化しない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】第１の従来例では、図
２１を見ても明らかなように回折角を大きくし、かつ、
放射光源２と光検出器７を近接して配置するため、必然
的にホログラム１０１は放射光源２に近接して配置する
ことになる。従って、ホログラム１０１上における対物
レンズ４の開口の投影、すなわち有効径Ｒも非常に小さ
くなる。このため光ヘッドの組立てにおいて、ホログラ
ム１０１と放射光源２との相対位置の許容誤差が小さく
なり、組立てコストの上昇を招くという課題がある。
２１を見ても明らかなように回折角を大きくし、かつ、
放射光源２と光検出器７を近接して配置するため、必然
的にホログラム１０１は放射光源２に近接して配置する
ことになる。従って、ホログラム１０１上における対物
レンズ４の開口の投影、すなわち有効径Ｒも非常に小さ
くなる。このため光ヘッドの組立てにおいて、ホログラ
ム１０１と放射光源２との相対位置の許容誤差が小さく
なり、組立てコストの上昇を招くという課題がある。
【０００８】また、第２の従来例の光学系構成によれ
ば、ホログラム１０１がブレーズ化されていないため光
の利用効率が低く、サーボ信号や情報信号のＳ／Ｎ比が
低いという課題がある。また、放射光源２から情報媒体
５へ至る光路（往路）においても、ホログラム１０１か
ら回折光が発生するため、この回折光も情報媒体５で反
射して対物レンズ４によって光検出器７上に集光され
る。情報媒体５から反射して対物レンズ４によって集光
され、ホログラム１０１によって回折して光検出器７に
至る光路（以後、復路と呼ぶ）で発生する＋１次回折光
を信号検出に用いるとすると、往路に発生する−１次回
折光が、光検出器７上で復路の＋１次回折光と同じ位置
に入射する。この様子を図２４に示す。往路の−１次回
折光８で、復路の０次回折光８１となったビームと往路
の０次回折光６１がホログラム１０１に入射して回折し
た復路の＋１次回折光６は、情報媒体５上の異なる位置
で反射しているので当然異なる情報を持っていることに
なる。したがって、レンズとホログラムを一体化した構
成の光学系は、往路の−１次光８によってサ−ボ信号や
情報信号にノイズが混入してＳ／Ｎが低下するという課
題を有する。
ば、ホログラム１０１がブレーズ化されていないため光
の利用効率が低く、サーボ信号や情報信号のＳ／Ｎ比が
低いという課題がある。また、放射光源２から情報媒体
５へ至る光路（往路）においても、ホログラム１０１か
ら回折光が発生するため、この回折光も情報媒体５で反
射して対物レンズ４によって光検出器７上に集光され
る。情報媒体５から反射して対物レンズ４によって集光
され、ホログラム１０１によって回折して光検出器７に
至る光路（以後、復路と呼ぶ）で発生する＋１次回折光
を信号検出に用いるとすると、往路に発生する−１次回
折光が、光検出器７上で復路の＋１次回折光と同じ位置
に入射する。この様子を図２４に示す。往路の−１次回
折光８で、復路の０次回折光８１となったビームと往路
の０次回折光６１がホログラム１０１に入射して回折し
た復路の＋１次回折光６は、情報媒体５上の異なる位置
で反射しているので当然異なる情報を持っていることに
なる。したがって、レンズとホログラムを一体化した構
成の光学系は、往路の−１次光８によってサ−ボ信号や
情報信号にノイズが混入してＳ／Ｎが低下するという課
題を有する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するため、放射光源と、ホログラムと、前記放射光源
から出射する光ビームを前記ホログラムで透過または反
射して前記ホログラムの０次回折光を情報媒体上へ微小
スポットに収束する対物レンズと、前記情報媒体で反
射、回折した光ビームを前記ホログラムで受けて回折し
た＋１次回折光を受けて光電流を出力する複数の光検出
部からなる光検出器を具備した光ヘッド装置において、
前記ホログラムの一周期分の断面形状は４段の階段状に
ブレーズ化されており、前記階段の１段目と２段目との
間の段差をｄ12、２段目と３段目との間の段差をｄ23、
３段目と４段目との間の段差をｄ34として、前記段差ｄ
12、ｄ23、ｄ34から定まる光の位相変調量をそれぞれφ
12、φ23、φ34としたときに、−１次回折光の回折効率
を抑圧するため前記φ12と前記φ34とを何れも略π／２
ラジアン程度に略等しくし、少なくとも＋１次回折光の
回折効率と０次回折光の回折効率の積で与えられる光の
利用効率を高めるため前記φ12と前記φ23との和を０．
３１πラジアン以上０．６９πラジアン以下にし、前記
位相変調量φ 12 、φ 23 及びφ 34 の条件を同時に満足する
前記段差ｄ 12 、ｄ 23 及びｄ 34 を形成したホログラムを具
備する光ヘッド装置を構成する。
決するため、放射光源と、ホログラムと、前記放射光源
から出射する光ビームを前記ホログラムで透過または反
射して前記ホログラムの０次回折光を情報媒体上へ微小
スポットに収束する対物レンズと、前記情報媒体で反
射、回折した光ビームを前記ホログラムで受けて回折し
た＋１次回折光を受けて光電流を出力する複数の光検出
部からなる光検出器を具備した光ヘッド装置において、
前記ホログラムの一周期分の断面形状は４段の階段状に
ブレーズ化されており、前記階段の１段目と２段目との
間の段差をｄ12、２段目と３段目との間の段差をｄ23、
３段目と４段目との間の段差をｄ34として、前記段差ｄ
12、ｄ23、ｄ34から定まる光の位相変調量をそれぞれφ
12、φ23、φ34としたときに、−１次回折光の回折効率
を抑圧するため前記φ12と前記φ34とを何れも略π／２
ラジアン程度に略等しくし、少なくとも＋１次回折光の
回折効率と０次回折光の回折効率の積で与えられる光の
利用効率を高めるため前記φ12と前記φ23との和を０．
３１πラジアン以上０．６９πラジアン以下にし、前記
位相変調量φ 12 、φ 23 及びφ 34 の条件を同時に満足する
前記段差ｄ 12 、ｄ 23 及びｄ 34 を形成したホログラムを具
備する光ヘッド装置を構成する。
【００１０】また、放射光源と、ホログラムと、前記放
射光源から出射する光ビームを前記ホログラムで透過ま
たは反射して前記ホログラムの０次回折光を情報媒体上
へ微小スポットに収束する対物レンズと、前記情報媒体
で反射、回折した光ビームを前記ホログラムで受けて回
折した＋１次回折光を受けて光電流を出力する複数の光
検出部からなる光検出器を具備した光ヘッド装置におい
て、前記ホログラムの一周期分の断面形状は４段の階段
状にブレーズ化されており、前記階段の１段目と２段目
との間の段差をｄ12、２段目と３段目との間の段差をｄ
23、３段目と４段目との間の段差をｄ34として、前記段
差ｄ12、ｄ23、ｄ34から定まる光の位相変調量をそれぞ
れφ12、φ23、φ34としたときに、前記φ12と前記φ34
とを略等しく、前記φ 12 と前記φ 34 とを何れも０．２π
ラジアン以上０．４５πラジアン以下にすることによ
り、＋１次回折光の回折効率に対する−１次回折光の回
折効率の割合と、０次回折光の回折効率に対する＋２次
回折光の回折効率の割合との和を抑圧し、前記φ 12 と前
記φ 23 との和を０．３１πラジアン以上０．６９πラジ
アン以下にすることにより、少なくとも＋１次回折光の
回折効率と０次回折光の回折効率との積で与えられる光
の利用効率を高めた光ヘッド装置、という構成にする。
射光源から出射する光ビームを前記ホログラムで透過ま
たは反射して前記ホログラムの０次回折光を情報媒体上
へ微小スポットに収束する対物レンズと、前記情報媒体
で反射、回折した光ビームを前記ホログラムで受けて回
折した＋１次回折光を受けて光電流を出力する複数の光
検出部からなる光検出器を具備した光ヘッド装置におい
て、前記ホログラムの一周期分の断面形状は４段の階段
状にブレーズ化されており、前記階段の１段目と２段目
との間の段差をｄ12、２段目と３段目との間の段差をｄ
23、３段目と４段目との間の段差をｄ34として、前記段
差ｄ12、ｄ23、ｄ34から定まる光の位相変調量をそれぞ
れφ12、φ23、φ34としたときに、前記φ12と前記φ34
とを略等しく、前記φ 12 と前記φ 34 とを何れも０．２π
ラジアン以上０．４５πラジアン以下にすることによ
り、＋１次回折光の回折効率に対する−１次回折光の回
折効率の割合と、０次回折光の回折効率に対する＋２次
回折光の回折効率の割合との和を抑圧し、前記φ 12 と前
記φ 23 との和を０．３１πラジアン以上０．６９πラジ
アン以下にすることにより、少なくとも＋１次回折光の
回折効率と０次回折光の回折効率との積で与えられる光
の利用効率を高めた光ヘッド装置、という構成にする。
【００１１】
【００１２】
【作用】上記手段を用いることにより、 （１）ホログラムをブレーズ化することにより、往路の
０次回折光と復路の＋１次回折光の回折効率が大きくな
るので光の利用効率が向上し、サーボ信号や情報信号の
Ｓ／Ｎ比が向上する。 （２）ブレーズ化ホログラムの断面形状の最適設計によ
って放射光源から情報媒体上へ至る往路の光路において
発生する回折光のうち往路の０次光以外の回折光が光検
出部に入射する光量を抑圧することにより、回折角を大
きくすることによって不要な回折光が光検出器に入射し
ないようにしなくても、情報信号やフォーカスサーボ信
号の劣化を抑えることができる。従って、このブレーズ
化ホログラムを用いて光ヘッド装置を構成すれば、光検
出器と放射光源を近接して配置することと、ブレーズ化
ホログラム１の有効径Ｒ１を大きくすることを同時に実
現できるので組み立て時における位置の許容誤差を緩和
することができる。 （３）ブレ−ズ化ホログラムを対物レンズと一体化した
構成を用いることによりトラッキング追従による対物レ
ンズの移動にかかわらず、ホログラムから生ずる往路の
回折光は光検出器上で動かない。従って、トラッキング
追従と並行して、安定なフォーカスエラー信号を得るこ
とができる。また、ホログラムがブレ−ズ化されている
ため、往路の−１次回折光などの不要な回折光の回折効
率は復路の＋１次や往路の０次の回折光の回折効率に比
べて小さく、したがって往路の−１次回折光などの不要
な回折光によるサ−ボ信号や情報信号の劣化も著しく小
さくなる。したがって非常に安定なサーボと情報の読み
取りを実現できる。 （４）フォーカスサーボ信号の検出方式としてＳＳＤ法
を用いることにより組み立て許容誤差のさらに大きな光
ヘッド装置を構成できる。また、ホログラムパターンを
分割して、２種の領域から曲率の異なる球面波を復路の
＋１次回折光として発生させる構成とすることによりホ
ログラムのブレーズ化とＳＳＤ法を同時に実現すること
が容易にできる。従って、光ヘッド装置の組立許容誤差
を著しく緩和できると同時に、Ｓ／Ｎ比の非常によい信
号の得られる光ヘッド装置を構成できる。 （５）反射型ブレーズ化ホログラムを用いて光ヘッド装
置を構成することによって光軸の折りまげミラーの役割
も兼ねることができるので、薄型の光ヘッド装置を少数
の部品で構成できる。その上、放射光源、光検出器、反
射型ブレーズ化ホログラム、及び対物レンズなどのすべ
ての光学部品を筐体によって一体化して、一体駆動する
と対物レンズがトラック追従によって移動しても放射光
源に対する相対位置が変化せず、軸外収差が発生しない
という効果がある。さらにまた、軸外収差が発生しない
ことから対物レンズを小型化、薄型化できて、より一層
小型で薄型の光ヘッド装置を構成できる。
０次回折光と復路の＋１次回折光の回折効率が大きくな
るので光の利用効率が向上し、サーボ信号や情報信号の
Ｓ／Ｎ比が向上する。 （２）ブレーズ化ホログラムの断面形状の最適設計によ
って放射光源から情報媒体上へ至る往路の光路において
発生する回折光のうち往路の０次光以外の回折光が光検
出部に入射する光量を抑圧することにより、回折角を大
きくすることによって不要な回折光が光検出器に入射し
ないようにしなくても、情報信号やフォーカスサーボ信
号の劣化を抑えることができる。従って、このブレーズ
化ホログラムを用いて光ヘッド装置を構成すれば、光検
出器と放射光源を近接して配置することと、ブレーズ化
ホログラム１の有効径Ｒ１を大きくすることを同時に実
現できるので組み立て時における位置の許容誤差を緩和
することができる。 （３）ブレ−ズ化ホログラムを対物レンズと一体化した
構成を用いることによりトラッキング追従による対物レ
ンズの移動にかかわらず、ホログラムから生ずる往路の
回折光は光検出器上で動かない。従って、トラッキング
追従と並行して、安定なフォーカスエラー信号を得るこ
とができる。また、ホログラムがブレ−ズ化されている
ため、往路の−１次回折光などの不要な回折光の回折効
率は復路の＋１次や往路の０次の回折光の回折効率に比
べて小さく、したがって往路の−１次回折光などの不要
な回折光によるサ−ボ信号や情報信号の劣化も著しく小
さくなる。したがって非常に安定なサーボと情報の読み
取りを実現できる。 （４）フォーカスサーボ信号の検出方式としてＳＳＤ法
を用いることにより組み立て許容誤差のさらに大きな光
ヘッド装置を構成できる。また、ホログラムパターンを
分割して、２種の領域から曲率の異なる球面波を復路の
＋１次回折光として発生させる構成とすることによりホ
ログラムのブレーズ化とＳＳＤ法を同時に実現すること
が容易にできる。従って、光ヘッド装置の組立許容誤差
を著しく緩和できると同時に、Ｓ／Ｎ比の非常によい信
号の得られる光ヘッド装置を構成できる。 （５）反射型ブレーズ化ホログラムを用いて光ヘッド装
置を構成することによって光軸の折りまげミラーの役割
も兼ねることができるので、薄型の光ヘッド装置を少数
の部品で構成できる。その上、放射光源、光検出器、反
射型ブレーズ化ホログラム、及び対物レンズなどのすべ
ての光学部品を筐体によって一体化して、一体駆動する
と対物レンズがトラック追従によって移動しても放射光
源に対する相対位置が変化せず、軸外収差が発生しない
という効果がある。さらにまた、軸外収差が発生しない
ことから対物レンズを小型化、薄型化できて、より一層
小型で薄型の光ヘッド装置を構成できる。
【００１３】
【実施例】以下図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図１は本発明第１の実施例による構成図である。同
図において１はブレーズ化ホログラムであり、２は半導
体レーザ等の放射光源である。本発明の特徴はブレーズ
化ホログラム１を対物レンズ４に近づけて設置するとこ
ろである。以下、その動作について説明する。この光源
から出射した光ビーム３（レーザ光）はブレーズ化ホロ
グラム１を透過して対物レンズ４に入射し、情報媒体５
上に集光される。情報媒体５で反射した光ビ−ムはもと
の光路を逆にたどってブレーズ化ホログラム１に入射す
る。このブレーズ化ホログラム１から生じる復路の＋１
次回折光６は光検出器７に入射する。光検出器７の出力
を演算することによって、サーボ信号及び、情報信号を
得ることができる。
る。図１は本発明第１の実施例による構成図である。同
図において１はブレーズ化ホログラムであり、２は半導
体レーザ等の放射光源である。本発明の特徴はブレーズ
化ホログラム１を対物レンズ４に近づけて設置するとこ
ろである。以下、その動作について説明する。この光源
から出射した光ビーム３（レーザ光）はブレーズ化ホロ
グラム１を透過して対物レンズ４に入射し、情報媒体５
上に集光される。情報媒体５で反射した光ビ−ムはもと
の光路を逆にたどってブレーズ化ホログラム１に入射す
る。このブレーズ化ホログラム１から生じる復路の＋１
次回折光６は光検出器７に入射する。光検出器７の出力
を演算することによって、サーボ信号及び、情報信号を
得ることができる。
【００１４】従来例では図２１に示すようにブレーズ化
ホログラムは往路の−１次回折光が対物レンズ４に入射
しないようにするため放射光源２に近づけて設置してい
る。これに対して、本発明では、不要な次数の回折効率
を抑圧するようにブレーズ化ホログラム１がブレ−ズ化
されている。このため、ブレーズ化ホログラム１が対物
レンズ４近くに配置され、かつ、光検出器７と放射光源
２が近接して配置されているにもかかわらず、サーボ信
号や情報信号に対してノイズとなる不要な光の光検出器
７に入射する光量が、著しく小さくなることが特徴であ
る。ここで、ブレーズ化によって＋１次回折光の回折効
率に比べて、−１次回折光の回折効率が小さくなるとい
う効果が得られることは、藤田、西原、小山：”電子ビ
ーム描画作製マイクロフレネルレンズのブレーズ化。”
電子通信学会技術研究報告、Ｖｏｌ．８２，Ｎｏ．４
７，ＰＡＧＥ．４９−５５ （ＯＱＥ８２−２５） １
９８２ などにも示されている。この文献には、フレネ
ルレンズの集光特性を向上させるためにブレーズ化を利
用しているが、本発明ではホログラムから発生する往路
の−１次回折光の光量を抑圧するためにブレーズ化を利
用する。
ホログラムは往路の−１次回折光が対物レンズ４に入射
しないようにするため放射光源２に近づけて設置してい
る。これに対して、本発明では、不要な次数の回折効率
を抑圧するようにブレーズ化ホログラム１がブレ−ズ化
されている。このため、ブレーズ化ホログラム１が対物
レンズ４近くに配置され、かつ、光検出器７と放射光源
２が近接して配置されているにもかかわらず、サーボ信
号や情報信号に対してノイズとなる不要な光の光検出器
７に入射する光量が、著しく小さくなることが特徴であ
る。ここで、ブレーズ化によって＋１次回折光の回折効
率に比べて、−１次回折光の回折効率が小さくなるとい
う効果が得られることは、藤田、西原、小山：”電子ビ
ーム描画作製マイクロフレネルレンズのブレーズ化。”
電子通信学会技術研究報告、Ｖｏｌ．８２，Ｎｏ．４
７，ＰＡＧＥ．４９−５５ （ＯＱＥ８２−２５） １
９８２ などにも示されている。この文献には、フレネ
ルレンズの集光特性を向上させるためにブレーズ化を利
用しているが、本発明ではホログラムから発生する往路
の−１次回折光の光量を抑圧するためにブレーズ化を利
用する。
【００１５】図２にブレーズ化ホログラム１０２を鋸歯
状の断面形状を持つレリーフ型の透過型ホログラムとし
て実現した例を示す。図２において、レリーフの山と谷
の高さの差をｄ、ホログラム１０２を構成する透明基板
の屈折率をｎ、ホログラム１０２の周囲の屈折率を
ｎ0、放射光源２の波長をλとして、位相変調量φは、 φ＝２π・ｄ（ｎ−ｎ0）／λ …式１ である。
状の断面形状を持つレリーフ型の透過型ホログラムとし
て実現した例を示す。図２において、レリーフの山と谷
の高さの差をｄ、ホログラム１０２を構成する透明基板
の屈折率をｎ、ホログラム１０２の周囲の屈折率を
ｎ0、放射光源２の波長をλとして、位相変調量φは、 φ＝２π・ｄ（ｎ−ｎ0）／λ …式１ である。
【００１６】図３に、位相変調量φを横軸に回折効率を
縦軸に示した関係をグラフにして示す。上記文献に示し
たように＋１次回折光の回折効率を最大にするという目
的に対しては、φ＝２πにすればよい。これに対して、
本発明では、図１において往路の０次回折光６１が、情
報媒体５上で反射してブレーズ化ホログラム１で回折し
た復路の＋１次回折光６を信号検出に用いるため、往路
の０次回折光６１の回折効率（透過率）は大きくなけれ
ばならない。またさらに、光検出に不要な往路の−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小
さくなければならない。そこで、例えば図２のように鋸
歯状のブレーズ化を行うときは、図３から明らかなよう
にφをπ〜２πの間に設定することによって、往路の−
１次回折光の光量を抑圧することができる。
縦軸に示した関係をグラフにして示す。上記文献に示し
たように＋１次回折光の回折効率を最大にするという目
的に対しては、φ＝２πにすればよい。これに対して、
本発明では、図１において往路の０次回折光６１が、情
報媒体５上で反射してブレーズ化ホログラム１で回折し
た復路の＋１次回折光６を信号検出に用いるため、往路
の０次回折光６１の回折効率（透過率）は大きくなけれ
ばならない。またさらに、光検出に不要な往路の−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小
さくなければならない。そこで、例えば図２のように鋸
歯状のブレーズ化を行うときは、図３から明らかなよう
にφをπ〜２πの間に設定することによって、往路の−
１次回折光の光量を抑圧することができる。
【００１７】このようなブレーズ化ホログラム１０２を
用いて光ヘッド装置を構成することにより、やはり、ブ
レーズ化ホログラム１が対物レンズ４近くに配置され、
かつ、光検出器７と放射光源２が近接して配置されてい
るにもかかわらず、サーボ信号や情報信号に対してノイ
ズとなる不要な光の光検出器７に入射する光量が、著し
く小さくなる、という効果がある。
用いて光ヘッド装置を構成することにより、やはり、ブ
レーズ化ホログラム１が対物レンズ４近くに配置され、
かつ、光検出器７と放射光源２が近接して配置されてい
るにもかかわらず、サーボ信号や情報信号に対してノイ
ズとなる不要な光の光検出器７に入射する光量が、著し
く小さくなる、という効果がある。
【００１８】図４と図５に、ブレ−ズ化ホログラムの作
製法の例をしめす。図４では、硝子などの透明基板９上
にフォトレジスト１０でホログラムパタ−ンを形成し、
斜め方向からイオンビ−ム１１をあてて（リアクティブ
・イオン・ビームエッチング）、エッチングする
（ａ）。こうして、（ｂ）のような、レリ−フ型のブレ
−ズ化ホログラム１０２を作製することができる。ま
た、図５（ａ），（ｂ），（ｃ）のように数回のエッチ
ングをくり返すことによって、階段状の断面形状を得る
ことができる。２００，２０１はエッチング部である。
図５のような方法でブレ−ズ化の効果を十分に得られる
ことは、既に報告されている。（例えば、J.Logue and
M.L.chisholm:"Genaral approaches to mask design fo
r binary optics," Proceedings of SPIE Vol.1052,pp.
19-24（”ジェイ・ロ−グ アンド エム・エル・シシ
ョルム”ジェネラル アプローチズ ツゥー マスク
デザインフォー バイナリー オプティクス” プロシ
−ディングス オブ エス・ピー・アイ・イー ボリュ
ーム １０５２ ページ１９−２４））さらに、図５に
示したように２回のエッチングによって階段上の断面形
状を作成すると、図３に示した鋸歯状の断面形状よりも
回折効率の制御の自由度を高くすることができる。すな
わち、一回目のエッチング深さと二回目のエッチング深
さを独立に制御して不要な回折光の回折効率を低く、同
時に、往復の光の利用効率を高くすることができる。
製法の例をしめす。図４では、硝子などの透明基板９上
にフォトレジスト１０でホログラムパタ−ンを形成し、
斜め方向からイオンビ−ム１１をあてて（リアクティブ
・イオン・ビームエッチング）、エッチングする
（ａ）。こうして、（ｂ）のような、レリ−フ型のブレ
−ズ化ホログラム１０２を作製することができる。ま
た、図５（ａ），（ｂ），（ｃ）のように数回のエッチ
ングをくり返すことによって、階段状の断面形状を得る
ことができる。２００，２０１はエッチング部である。
図５のような方法でブレ−ズ化の効果を十分に得られる
ことは、既に報告されている。（例えば、J.Logue and
M.L.chisholm:"Genaral approaches to mask design fo
r binary optics," Proceedings of SPIE Vol.1052,pp.
19-24（”ジェイ・ロ−グ アンド エム・エル・シシ
ョルム”ジェネラル アプローチズ ツゥー マスク
デザインフォー バイナリー オプティクス” プロシ
−ディングス オブ エス・ピー・アイ・イー ボリュ
ーム １０５２ ページ１９−２４））さらに、図５に
示したように２回のエッチングによって階段上の断面形
状を作成すると、図３に示した鋸歯状の断面形状よりも
回折効率の制御の自由度を高くすることができる。すな
わち、一回目のエッチング深さと二回目のエッチング深
さを独立に制御して不要な回折光の回折効率を低く、同
時に、往復の光の利用効率を高くすることができる。
【００１９】以下に図５に示した作製方法を用いてブレ
ーズ化ホログラムを作製する場合の、回折効率の設計例
を示す。またその設計に基づいて作製したホログラムを
用いて光ヘッド装置を構成することとその効果を説明す
る。
ーズ化ホログラムを作製する場合の、回折効率の設計例
を示す。またその設計に基づいて作製したホログラムを
用いて光ヘッド装置を構成することとその効果を説明す
る。
【００２０】図６において(ａ)に示す１回目のエッチン
グ量をｄ1、(ｂ)に示す２回目のエッチング量をｄ2とす
る。ｄ1は１段目と２段目との差ｄ12と２段目と３段目
との差ｄ23の和となる。レリーフ型ホログラム１０２に
光ビームを入射させたときこの光ビームが受ける位相変
調量φ1とφ2はそれぞれ式１と同様に、 φ1＝２π・ｄ1（ｎ−ｎ0）／λ …式２ φ2＝２π・ｄ2（ｎ−ｎ0）／λ …式３ で与えられる。このとき、ｄ12及びｄ23によって光ビー
ムが受ける位相変調量をそれぞれφ12及びφ23とする
と、φ1はφ12とφ23との和に等しい。
グ量をｄ1、(ｂ)に示す２回目のエッチング量をｄ2とす
る。ｄ1は１段目と２段目との差ｄ12と２段目と３段目
との差ｄ23の和となる。レリーフ型ホログラム１０２に
光ビームを入射させたときこの光ビームが受ける位相変
調量φ1とφ2はそれぞれ式１と同様に、 φ1＝２π・ｄ1（ｎ−ｎ0）／λ …式２ φ2＝２π・ｄ2（ｎ−ｎ0）／λ …式３ で与えられる。このとき、ｄ12及びｄ23によって光ビー
ムが受ける位相変調量をそれぞれφ12及びφ23とする
と、φ1はφ12とφ23との和に等しい。
【００２１】回折効率は位相変調量のフーリエ変換によ
って次式のように与えられる。 η-1＝２／π2 ・（１−ＳＩＮ（φ2 ））・（１−ＣＯＳ（φ1 ））…式４ η0 ＝１／４・（１＋ＣＯＳ（φ2 ））・（１＋ＣＯＳ（φ1 ）） …式５ η+1＝２／π2 ・（１＋ＳＩＮ（φ2 ））・（１−ＣＯＳ（φ1 ））…式６ η+2＝１／π2 ・（１−ＣＯＳ（φ2 ））・（１＋ＣＯＳ（φ1 ））…式７ （η-1〜η+2はそれぞれ−１次から＋２次までの回折効
率）ここでまず、往路に発生する回折光がサーボ信号へ
及ぼす影響を考える。フォーカスサーボ信号の検出方式
として多くの場合に用いられる方法に、非点収差法があ
る。これはディスク上での光スポットの形が図７のよう
に変化することを利用する方式である。図７において
（ｂ）がジャストフォーカスを、（ａ）と（ｃ）がデフ
ォーカス状態をあらわす。フオーカスサーボ信号ＦＥは
４分割光検出器からの出力をＳ１〜Ｓ４として、 ＦＥ＝（Ｓ１＋Ｓ４）−（Ｓ２＋Ｓ３）…式８ という演算によって与えられる。
って次式のように与えられる。 η-1＝２／π2 ・（１−ＳＩＮ（φ2 ））・（１−ＣＯＳ（φ1 ））…式４ η0 ＝１／４・（１＋ＣＯＳ（φ2 ））・（１＋ＣＯＳ（φ1 ）） …式５ η+1＝２／π2 ・（１＋ＳＩＮ（φ2 ））・（１−ＣＯＳ（φ1 ））…式６ η+2＝１／π2 ・（１−ＣＯＳ（φ2 ））・（１＋ＣＯＳ（φ1 ））…式７ （η-1〜η+2はそれぞれ−１次から＋２次までの回折効
率）ここでまず、往路に発生する回折光がサーボ信号へ
及ぼす影響を考える。フォーカスサーボ信号の検出方式
として多くの場合に用いられる方法に、非点収差法があ
る。これはディスク上での光スポットの形が図７のよう
に変化することを利用する方式である。図７において
（ｂ）がジャストフォーカスを、（ａ）と（ｃ）がデフ
ォーカス状態をあらわす。フオーカスサーボ信号ＦＥは
４分割光検出器からの出力をＳ１〜Ｓ４として、 ＦＥ＝（Ｓ１＋Ｓ４）−（Ｓ２＋Ｓ３）…式８ という演算によって与えられる。
【００２２】ホログラムを用いて、光ヘッド装置を構成
するときに、例えば非点収差法を採用すると、往路に発
生する−１次回折光も非点収差を持つ。従ってディスク
上で反射して光検出器に入射し、デフォーカスに対して
やはり図７のように光検出器上での回折光の形が変化す
る。但し、往路の−１次回折光は＋１次回折光の共役波
であるのでデフォーカスに対する光検出器上での形の変
化の方向は＋１次回折光の逆になる。例えば、復路の＋
１次回折光が光検出器上で図７の（ａ）の形になるとき
には往路の−１次回折光は光検出器上で図７の（ｃ）の
形になる。そしてまた復路の＋１次回折光が光検出器上
で図７の（ｃ）の形になるときには往路の−１次回折光
は光検出器上で図７の（ａ）の形になる。
するときに、例えば非点収差法を採用すると、往路に発
生する−１次回折光も非点収差を持つ。従ってディスク
上で反射して光検出器に入射し、デフォーカスに対して
やはり図７のように光検出器上での回折光の形が変化す
る。但し、往路の−１次回折光は＋１次回折光の共役波
であるのでデフォーカスに対する光検出器上での形の変
化の方向は＋１次回折光の逆になる。例えば、復路の＋
１次回折光が光検出器上で図７の（ａ）の形になるとき
には往路の−１次回折光は光検出器上で図７の（ｃ）の
形になる。そしてまた復路の＋１次回折光が光検出器上
で図７の（ｃ）の形になるときには往路の−１次回折光
は光検出器上で図７の（ａ）の形になる。
【００２３】このため往路の−１次回折光は図８の
（ｂ）に示すような偽のサーボ信号を発生する。上述の
ように往路の−１次回折光のデフォーカスに対する光検
出器上での形の方向は＋１次回折光の逆であるため、こ
の偽のフォーカスサーボ信号は、図８の（ａ）に示す本
来のフォーカスサーボ信号と逆相の動きをし、本来のフ
ォーカスサーボ信号を打ち消す働きをする。
（ｂ）に示すような偽のサーボ信号を発生する。上述の
ように往路の−１次回折光のデフォーカスに対する光検
出器上での形の方向は＋１次回折光の逆であるため、こ
の偽のフォーカスサーボ信号は、図８の（ａ）に示す本
来のフォーカスサーボ信号と逆相の動きをし、本来のフ
ォーカスサーボ信号を打ち消す働きをする。
【００２４】従って往路の−１次回折光が光検出器に入
射する光量の、復路に発生する＋１次回折光に対する割
合Ｅ1 を小さくしなければならない。ここで、 Ｅ1 ＝（η-1・η0 ）／（η0 ・η+1）＝η-1／η+1 …式９ である。
射する光量の、復路に発生する＋１次回折光に対する割
合Ｅ1 を小さくしなければならない。ここで、 Ｅ1 ＝（η-1・η0 ）／（η0 ・η+1）＝η-1／η+1 …式９ である。
【００２５】従って、式４の式と式６の式より Ｅ1 ＝（１−ＣＯＳφ2 ）／（１＋ＣＯＳφ2 ） …式１０ となる。
【００２６】よって、図６に示した方法によってホログ
ラム１０２を作成するときに、φ2 がπ／２程度になる
ように設計すれば、Ｅ1 が小さくなり、回折角を大きく
することなしにフォーカスサーボ信号の劣化を抑えるこ
とができる。このホログラム１０２を図１のブレーズ化
ホログラム１として用いて、光ヘッド装置を構成すれば
放射光源２と光検出器７を近接して配置してもなお、図
１のブレーズ化ホログラム１を対物レンズ４の近くに配
置でき、図１のブレーズ化ホログラム１の有効径Ｒ１を
大きくできるので光ヘッド装置の組み立て時におけるブ
レーズ化ホログラム１の位置の許容誤差を緩和すること
ができる。
ラム１０２を作成するときに、φ2 がπ／２程度になる
ように設計すれば、Ｅ1 が小さくなり、回折角を大きく
することなしにフォーカスサーボ信号の劣化を抑えるこ
とができる。このホログラム１０２を図１のブレーズ化
ホログラム１として用いて、光ヘッド装置を構成すれば
放射光源２と光検出器７を近接して配置してもなお、図
１のブレーズ化ホログラム１を対物レンズ４の近くに配
置でき、図１のブレーズ化ホログラム１の有効径Ｒ１を
大きくできるので光ヘッド装置の組み立て時におけるブ
レーズ化ホログラム１の位置の許容誤差を緩和すること
ができる。
【００２７】次に情報信号に対する往路の回折光の影響
を考える。例えば、往路にホログラムから発生する−１
次回折光は図２４に示したように、情報媒体５で反射し
てホログラムに入射し、その（復路の）０次回折光が光
検出器に入射する。同様に、図９に示すように往路のＮ
次回折光６２が情報媒体５で反射して、ホログラム１０
３に入射したときに発生する復路の（Ｎ＋１）次回折光
も光検出器に入射する。これらの光検出器に入射する光
のうち、最も光の強度の強いものは、往路の０次回折光
６１がホログラム１０３に入射して発生する復路の＋１
次回折光（これをＬ１とする）である。その次に強い光
は、往路、または復路のどちらかに０次、または＋１次
の回折を含む光である。すなわち、往路の−１次回折光
がホログラムに入射して発生する復路の０次回折光（こ
れをＬ２とする）と、往路の＋１次回折光がホログラム
に入射して発生する復路の＋２次回折光（これをＬ３と
する）である。従ってこの２つの光の光量が、Ｌ１の光
量に対して十分に小さくなるように設計すれば、不要な
回折光が情報信号に与える影響すなわち、ノイズを小さ
く抑えることができる。
を考える。例えば、往路にホログラムから発生する−１
次回折光は図２４に示したように、情報媒体５で反射し
てホログラムに入射し、その（復路の）０次回折光が光
検出器に入射する。同様に、図９に示すように往路のＮ
次回折光６２が情報媒体５で反射して、ホログラム１０
３に入射したときに発生する復路の（Ｎ＋１）次回折光
も光検出器に入射する。これらの光検出器に入射する光
のうち、最も光の強度の強いものは、往路の０次回折光
６１がホログラム１０３に入射して発生する復路の＋１
次回折光（これをＬ１とする）である。その次に強い光
は、往路、または復路のどちらかに０次、または＋１次
の回折を含む光である。すなわち、往路の−１次回折光
がホログラムに入射して発生する復路の０次回折光（こ
れをＬ２とする）と、往路の＋１次回折光がホログラム
に入射して発生する復路の＋２次回折光（これをＬ３と
する）である。従ってこの２つの光の光量が、Ｌ１の光
量に対して十分に小さくなるように設計すれば、不要な
回折光が情報信号に与える影響すなわち、ノイズを小さ
く抑えることができる。
【００２８】また光量の面だけでなく、情報媒体５上で
のスポットの大きさを考えても高次の回折光ほど収差や
デフォーカスの量が大きいので、あまり情報媒体５上の
ピットの情報を反映した光量変化がなく、光検出器７に
入射してもノイズを発生しない。従って、往路の−１次
回折光と往路の＋１次回折光が光検出器上に入射する光
量、すなわち、Ｌ２とＬ３の光量を小さくすればよい。
そこでこれらの不要な光（Ｌ２とＬ３）の光量の、Ｌ１
の光量に対する比をＥ2 とすると、 Ｅ2 ＝（η-1・η0 ＋η+1・η+2）／（η0 ・η+1） ＝η-1／η+1＋η+2／η0 …式１１ となる。式４から式７に示した式から求まる回折効率を
式１１に示した式に代入すると、 Ｅ2 ＝（１−ＳＩＮ（φ2 ））／（１＋ＳＩＮ（φ2 ））＋ ４／π2 ・（１−ＣＯＳ（φ2 ）／（１＋ＣＯＳ（φ2 ））…式１２ となる。この式１２より、不要な回折光の割合Ｅ2 はφ
2 にのみ依存し、φ1 には依存しないことがわかる。そ
こで、不要な回折光の割合Ｅ2 とφ2 の関係を表すグラ
フを図１０に示す。このグラフよりわかるようにφ2 が
０．２π〜０．４５πのときにＥ2 が０．０３以下にな
る。またこのとき、Ｅ1 はＥ2 の第一項と等しいのでＥ
2 が小さいときにはＥ1 も小さくてフォーカスサーボ信
号の劣化は少ない。
のスポットの大きさを考えても高次の回折光ほど収差や
デフォーカスの量が大きいので、あまり情報媒体５上の
ピットの情報を反映した光量変化がなく、光検出器７に
入射してもノイズを発生しない。従って、往路の−１次
回折光と往路の＋１次回折光が光検出器上に入射する光
量、すなわち、Ｌ２とＬ３の光量を小さくすればよい。
そこでこれらの不要な光（Ｌ２とＬ３）の光量の、Ｌ１
の光量に対する比をＥ2 とすると、 Ｅ2 ＝（η-1・η0 ＋η+1・η+2）／（η0 ・η+1） ＝η-1／η+1＋η+2／η0 …式１１ となる。式４から式７に示した式から求まる回折効率を
式１１に示した式に代入すると、 Ｅ2 ＝（１−ＳＩＮ（φ2 ））／（１＋ＳＩＮ（φ2 ））＋ ４／π2 ・（１−ＣＯＳ（φ2 ）／（１＋ＣＯＳ（φ2 ））…式１２ となる。この式１２より、不要な回折光の割合Ｅ2 はφ
2 にのみ依存し、φ1 には依存しないことがわかる。そ
こで、不要な回折光の割合Ｅ2 とφ2 の関係を表すグラ
フを図１０に示す。このグラフよりわかるようにφ2 が
０．２π〜０．４５πのときにＥ2 が０．０３以下にな
る。またこのとき、Ｅ1 はＥ2 の第一項と等しいのでＥ
2 が小さいときにはＥ1 も小さくてフォーカスサーボ信
号の劣化は少ない。
【００２９】よって、図６に示した方法によってホログ
ラム１０２を作成するときに、φ2 が０．２π〜０．４
５πになるように設計すれば、Ｅ2 が小さくなり、回折
角を大きくすることなしに情報信号やフォーカスサーボ
信号の劣化を抑えることができる。このホログラム１０
２を図１のブレーズ化ホログラム１として用いて、光ヘ
ッド装置を構成すれば放射光源２と光検出器７を近接し
て配置してもなお、図１のブレーズ化ホログラム１を対
物レンズ４の近くに配置でき、従って、図１のブレーズ
化ホログラム１の有効径Ｒ１を大きくできるので光ヘッ
ド装置の組み立て時におけるブレーズ化ホログラム１の
位置の許容誤差を緩和することができる。
ラム１０２を作成するときに、φ2 が０．２π〜０．４
５πになるように設計すれば、Ｅ2 が小さくなり、回折
角を大きくすることなしに情報信号やフォーカスサーボ
信号の劣化を抑えることができる。このホログラム１０
２を図１のブレーズ化ホログラム１として用いて、光ヘ
ッド装置を構成すれば放射光源２と光検出器７を近接し
て配置してもなお、図１のブレーズ化ホログラム１を対
物レンズ４の近くに配置でき、従って、図１のブレーズ
化ホログラム１の有効径Ｒ１を大きくできるので光ヘッ
ド装置の組み立て時におけるブレーズ化ホログラム１の
位置の許容誤差を緩和することができる。
【００３０】次に光の利用効率の向上について述べる。
サーボ信号や情報信号を得るためには、往路の０次回折
光がディスクに反射したのちにホログラムに入射して発
生する＋１次回折光を光検出器で受光し、光検出器から
の出力を電気回路において演算する。従って、信号のＳ
／Ｎ比を向上させるためには、往路の０次回折光と復路
の＋１次回折光の積で与えられる光の利用効率ηを大き
くする必要がある。光の利用効率ηは、式５と式６に示
した式より、 η＝１／２π2 ・ＳＩＮ2 （φ1 ）・（１＋ＳＩＮ（φ2 ））
・（１＋ＣＯＳ（φ2 ））…式１３ となる。式１３より明らかなように、φ1 ＝π／２の時
に、往復の光の利用効率ηは、最大（０．１４）にな
る。図１１にφ1 と回折効率の関係を示す。ここでφ2
はＥ2が最小になる値で一定（φ2 ＝０．３２π）であ
る。このグラフからわかるようにφ1 が０．３１π〜
０．６９πのときに光の利用効率ηが０．１以上にな
る。よって、図６に示した方法によってレリーフ型ブレ
ーズ化ホログラム１０２を作製するときに、φ1 が０．
３１π〜０．６９πになるように設計すれば、光の利用
効率ηを０．１以上にすることができる。このレリーフ
型ブレーズ化ホログラム１０２を図１のブレーズ化ホロ
グラム１として用いて、光ヘッド装置を構成すれば往路
の０次回折光と復路の＋１次回折光の積で与えられる光
の利用効率ηを大きくすることができるのでサーボ信号
や、情報信号のＳ／Ｎ比を向上させることができる。
サーボ信号や情報信号を得るためには、往路の０次回折
光がディスクに反射したのちにホログラムに入射して発
生する＋１次回折光を光検出器で受光し、光検出器から
の出力を電気回路において演算する。従って、信号のＳ
／Ｎ比を向上させるためには、往路の０次回折光と復路
の＋１次回折光の積で与えられる光の利用効率ηを大き
くする必要がある。光の利用効率ηは、式５と式６に示
した式より、 η＝１／２π2 ・ＳＩＮ2 （φ1 ）・（１＋ＳＩＮ（φ2 ））
・（１＋ＣＯＳ（φ2 ））…式１３ となる。式１３より明らかなように、φ1 ＝π／２の時
に、往復の光の利用効率ηは、最大（０．１４）にな
る。図１１にφ1 と回折効率の関係を示す。ここでφ2
はＥ2が最小になる値で一定（φ2 ＝０．３２π）であ
る。このグラフからわかるようにφ1 が０．３１π〜
０．６９πのときに光の利用効率ηが０．１以上にな
る。よって、図６に示した方法によってレリーフ型ブレ
ーズ化ホログラム１０２を作製するときに、φ1 が０．
３１π〜０．６９πになるように設計すれば、光の利用
効率ηを０．１以上にすることができる。このレリーフ
型ブレーズ化ホログラム１０２を図１のブレーズ化ホロ
グラム１として用いて、光ヘッド装置を構成すれば往路
の０次回折光と復路の＋１次回折光の積で与えられる光
の利用効率ηを大きくすることができるのでサーボ信号
や、情報信号のＳ／Ｎ比を向上させることができる。
【００３１】本発明の第２の実施例を図１２に示す。本
実施例ではホログラム１０２と対物レンズ４は、例えば
保持手段１３によって一定の相対位置を保持して設けら
れている。そのため、トラッキング制御のために対物レ
ンズ４が移動してもホログラム１０２が一体になって動
き、情報媒体５から反射した光ビームはホログラム１０
２上でほとんど移動しない。従って、対物レンズ４の移
動にもかかわらず、光検出器７から得られる信号は劣化
しない。しかも、ホログラムがブレーズ化されているの
で光の利用効率ηも大きくサーボ信号や情報信号のＳ／
Ｎ比が高いという特徴がある。なお、図６に示した方法
によってホログラム１０２を作製し、φ2がπ／２程度
になるように設計すれば、不要な回折光の割合Ｅ 1 が小
さくなり、回折角を大きくすることなしにフォーカスサ
ーボ信号の劣化を著しく抑えることができる。このホロ
グラム１０２を図１２のブレーズ化ホログラム１０２と
して用いて、光ヘッド装置を構成すれば放射光源２と光
検出器７を近接して配置してもなお、図１２のブレーズ
化ホログラム１０２を対物レンズ４の近くに配置でき、
従って、図１２のブレーズ化ホログラム１０２の有効径
Ｒ１を大きくできるので光ヘッド装置の組み立て時にお
けるブレーズ化ホログラム１０２の位置の許容誤差を緩
和することができる。ここで、図２２に示したように、
対物レンズ４と透過型のブレーズ化ホログラム１０１と
をのみ保持手段３によって一体化し、放射光源２と独立
に動く構成にすることにより、フォーカス制御やトラッ
キング制御のために対物レンズを駆動する祭の可動体を
薄型化と軽量化とができ、正確で高速のサーボ追従を実
現できる。さらにまた図６に示した方法によってホログ
ラム１０２を作成するときに、φ2が０．２π〜０．４
５πになるように設計すれば、不要な回折光の割合Ｅ2
が小さくなるので、回折角を大きくすることなしに情報
信号やフォーカスサーボ信号の劣化を抑えることができ
る。このホログラム１０２を図１２のブレーズ化ホログ
ラム１０２として用いて、光ヘッド装置を構成すれば図
１２のブレーズ化ホログラム１０２の有効径Ｒ１を大き
くできるので光ヘッド装置の組み立て時におけるブレー
ズ化ホログラム１０２の位置の許容誤差を緩和すること
ができる。
実施例ではホログラム１０２と対物レンズ４は、例えば
保持手段１３によって一定の相対位置を保持して設けら
れている。そのため、トラッキング制御のために対物レ
ンズ４が移動してもホログラム１０２が一体になって動
き、情報媒体５から反射した光ビームはホログラム１０
２上でほとんど移動しない。従って、対物レンズ４の移
動にもかかわらず、光検出器７から得られる信号は劣化
しない。しかも、ホログラムがブレーズ化されているの
で光の利用効率ηも大きくサーボ信号や情報信号のＳ／
Ｎ比が高いという特徴がある。なお、図６に示した方法
によってホログラム１０２を作製し、φ2がπ／２程度
になるように設計すれば、不要な回折光の割合Ｅ 1 が小
さくなり、回折角を大きくすることなしにフォーカスサ
ーボ信号の劣化を著しく抑えることができる。このホロ
グラム１０２を図１２のブレーズ化ホログラム１０２と
して用いて、光ヘッド装置を構成すれば放射光源２と光
検出器７を近接して配置してもなお、図１２のブレーズ
化ホログラム１０２を対物レンズ４の近くに配置でき、
従って、図１２のブレーズ化ホログラム１０２の有効径
Ｒ１を大きくできるので光ヘッド装置の組み立て時にお
けるブレーズ化ホログラム１０２の位置の許容誤差を緩
和することができる。ここで、図２２に示したように、
対物レンズ４と透過型のブレーズ化ホログラム１０１と
をのみ保持手段３によって一体化し、放射光源２と独立
に動く構成にすることにより、フォーカス制御やトラッ
キング制御のために対物レンズを駆動する祭の可動体を
薄型化と軽量化とができ、正確で高速のサーボ追従を実
現できる。さらにまた図６に示した方法によってホログ
ラム１０２を作成するときに、φ2が０．２π〜０．４
５πになるように設計すれば、不要な回折光の割合Ｅ2
が小さくなるので、回折角を大きくすることなしに情報
信号やフォーカスサーボ信号の劣化を抑えることができ
る。このホログラム１０２を図１２のブレーズ化ホログ
ラム１０２として用いて、光ヘッド装置を構成すれば図
１２のブレーズ化ホログラム１０２の有効径Ｒ１を大き
くできるので光ヘッド装置の組み立て時におけるブレー
ズ化ホログラム１０２の位置の許容誤差を緩和すること
ができる。
【００３２】さらに本発明の第３の実施例を図１３に示
す。図１３において２は放射光源、４は対物レンズ、５
は情報媒体である。本実施例ではフォーカスサーボ信号
の検出方式として、スポットサイズディテクション法
（ＳＳＤ法）を用いる。ＳＳＤ法は特開 平２−１８５
７２２号公報にも開示されているように光ヘッド装置の
組み立て許容誤差を著しく緩和できる上に波長変動に対
しても安定にサーボ信号を得ることのできる検出方法で
ある。
す。図１３において２は放射光源、４は対物レンズ、５
は情報媒体である。本実施例ではフォーカスサーボ信号
の検出方式として、スポットサイズディテクション法
（ＳＳＤ法）を用いる。ＳＳＤ法は特開 平２−１８５
７２２号公報にも開示されているように光ヘッド装置の
組み立て許容誤差を著しく緩和できる上に波長変動に対
しても安定にサーボ信号を得ることのできる検出方法で
ある。
【００３３】ＳＳＤ法を実現するためには、ホログラム
の復路の＋１次回折光が曲率の異なる２種類の球面波と
なるように設計する。それぞれの球面波は光検出器面の
前側ｅと後ろ側ｆに焦点を持つように設計し、図１４に
示すように復路の＋１回折光１４１と１４２を６分割光
検出器７１によってで受光する。ここで（ｂ）がジャス
トフォーカス状態であり、（ａ）、（ｃ）がデフォーカ
ス状態を表す。従って、フォーカスエラー信号ＦＥは、 ＦＥ＝（Ｓ１０＋Ｓ３０−Ｓ２０）−（Ｓ４０＋Ｓ６０−Ｓ５０）…式１４ という演算によって得られる。
の復路の＋１次回折光が曲率の異なる２種類の球面波と
なるように設計する。それぞれの球面波は光検出器面の
前側ｅと後ろ側ｆに焦点を持つように設計し、図１４に
示すように復路の＋１回折光１４１と１４２を６分割光
検出器７１によってで受光する。ここで（ｂ）がジャス
トフォーカス状態であり、（ａ）、（ｃ）がデフォーカ
ス状態を表す。従って、フォーカスエラー信号ＦＥは、 ＦＥ＝（Ｓ１０＋Ｓ３０−Ｓ２０）−（Ｓ４０＋Ｓ６０−Ｓ５０）…式１４ という演算によって得られる。
【００３４】ＳＳＤ法を用いるときもさらにホログラム
１０４をブレーズ化して光の利用効率を向上させること
によってＳ／Ｎ比を向上させることができる。特に図
４、図５、および図６に示したような方法を用いてＳＳ
Ｄ法用のブレーズ化ホログラムを実現する例を図１５に
示す。図１５においてＡ領域１５１は光検出器の前側に
焦点を持つ球面波１４１（図１３）を発生させ、Ｂ領域
１５２は光検出器の後ろ側に焦点を持つ球面波１４２
（図１３）を発生させる。図１５のようなホログラムパ
ターンから回折する波面のファーフィールドパターンは
ホログラムパターンが分割されていることを反映してや
はり図１６に示すように一部分が欠けるが、フォーカス
サーボ信号には影響はない。図１６において、（ｂ）が
ジャストフォーカス状態であり、（ａ）、（ｃ）がデフ
ォーカス状態を表す。従って、フォーカスエラー信号Ｆ
Ｅは、やはり式１４に示した演算によって得られる。こ
のように領域分割をすることにより、分割されたそれぞ
れの領域をブレーズ化して前述したように不要な回折光
の割合Ｅ1 やＥ2 を小さく抑制すれば、さらに安定な情
報信号とＳ／Ｎ比の高い情報信号を得ることができ、か
つ、ホログラムの有効開口を大きくできるので組み立て
許容誤差の大きな光ヘッドを構成できる。さらにまたこ
うしてブレーズ化したホログラムと対物レンズを一体化
することにより、トラッキング追従による対物レンズの
移動に関わらず、ホログラムから生ずる回折光は光検出
器上で動かない。従って、トラッキング追従と並行し
て、安定なフォーカスエラー信号を得ることができる光
ヘッド装置を構成できる。
１０４をブレーズ化して光の利用効率を向上させること
によってＳ／Ｎ比を向上させることができる。特に図
４、図５、および図６に示したような方法を用いてＳＳ
Ｄ法用のブレーズ化ホログラムを実現する例を図１５に
示す。図１５においてＡ領域１５１は光検出器の前側に
焦点を持つ球面波１４１（図１３）を発生させ、Ｂ領域
１５２は光検出器の後ろ側に焦点を持つ球面波１４２
（図１３）を発生させる。図１５のようなホログラムパ
ターンから回折する波面のファーフィールドパターンは
ホログラムパターンが分割されていることを反映してや
はり図１６に示すように一部分が欠けるが、フォーカス
サーボ信号には影響はない。図１６において、（ｂ）が
ジャストフォーカス状態であり、（ａ）、（ｃ）がデフ
ォーカス状態を表す。従って、フォーカスエラー信号Ｆ
Ｅは、やはり式１４に示した演算によって得られる。こ
のように領域分割をすることにより、分割されたそれぞ
れの領域をブレーズ化して前述したように不要な回折光
の割合Ｅ1 やＥ2 を小さく抑制すれば、さらに安定な情
報信号とＳ／Ｎ比の高い情報信号を得ることができ、か
つ、ホログラムの有効開口を大きくできるので組み立て
許容誤差の大きな光ヘッドを構成できる。さらにまたこ
うしてブレーズ化したホログラムと対物レンズを一体化
することにより、トラッキング追従による対物レンズの
移動に関わらず、ホログラムから生ずる回折光は光検出
器上で動かない。従って、トラッキング追従と並行し
て、安定なフォーカスエラー信号を得ることができる光
ヘッド装置を構成できる。
【００３５】なお、情報媒体５の上で反射した光は、情
報媒体５上のトラック溝によって回折されることによる
回折パターンを持つ。このため、情報媒体５の上の集光
スポットとトラック溝の相対位置変化によりホログラム
上での光量分布に変化が起こる。例えば図１５のＸ方向
を情報媒体のトラック溝と並行な方向として、＋Ｙ方向
が明るくなって、−Ｙ方向が暗くなったり、この逆の光
量変化が起こったりする。
報媒体５上のトラック溝によって回折されることによる
回折パターンを持つ。このため、情報媒体５の上の集光
スポットとトラック溝の相対位置変化によりホログラム
上での光量分布に変化が起こる。例えば図１５のＸ方向
を情報媒体のトラック溝と並行な方向として、＋Ｙ方向
が明るくなって、−Ｙ方向が暗くなったり、この逆の光
量変化が起こったりする。
【００３６】そこで図１５の領域分割はここで示したよ
うに数個〜数十個程度にすることが望ましい。なぜなら
ば、このようにホログラムの領域を多分割することによ
って＋Ｙ方向と−Ｙ方向の比対称性を少なくし、情報媒
体５の上の集光スポットとトラック溝の相対位置変化に
よるホログラム上での光量分布変化の影響でフォーカス
サーボ信号にオフセットが発生することを防ぐことがで
きるからである。従って、ホログラムの領域を多分割す
れば、安定なフォーカスサーボ特性が得られる。
うに数個〜数十個程度にすることが望ましい。なぜなら
ば、このようにホログラムの領域を多分割することによ
って＋Ｙ方向と−Ｙ方向の比対称性を少なくし、情報媒
体５の上の集光スポットとトラック溝の相対位置変化に
よるホログラム上での光量分布変化の影響でフォーカス
サーボ信号にオフセットが発生することを防ぐことがで
きるからである。従って、ホログラムの領域を多分割す
れば、安定なフォーカスサーボ特性が得られる。
【００３７】また、情報媒体５の上の集光スポットとト
ラック溝の相対位置変化によるホログラム上での光量分
布変化をトラッキングエラー信号ＴＥとして取り出すた
めに、第５の実施例として図１５に示すようにさらに別
の回折領域１５３や１５４をホログラム上に設けてもよ
い。この回折領域１５３や１５４からのトラッキングエ
ラー信号検出用回折光１６３をトラッキングエラー信号
検出用光検出器７２（図１８）によって受光し式１５に
示す演算によってトラッキングエラー信号ＴＥを得るこ
とができる。
ラック溝の相対位置変化によるホログラム上での光量分
布変化をトラッキングエラー信号ＴＥとして取り出すた
めに、第５の実施例として図１５に示すようにさらに別
の回折領域１５３や１５４をホログラム上に設けてもよ
い。この回折領域１５３や１５４からのトラッキングエ
ラー信号検出用回折光１６３をトラッキングエラー信号
検出用光検出器７２（図１８）によって受光し式１５に
示す演算によってトラッキングエラー信号ＴＥを得るこ
とができる。
【００３８】ＴＥ＝Ｓ７０−Ｓ８０…式１５ 以上は透過型ホログラムを用いた実施例につい述べたが
反射ブレーズ化型ホログラムを利用しても同様に光ヘッ
ドを構成できる。これを第６の実施例として図１９に示
す。図１９は反射型のブレーズ化ホログラムを用いた光
ヘッド装置である。同図のように、反射型ブレーズ化ホ
ログラム１０５を用いて光ヘッド装置を構成することに
よってもやはり上述の透過型ホログラムを用いたときと
同様の効果を得ることができる。さらに反射型ブレーズ
化ホログラム１０５は光軸の折りまげミラーの役割も兼
ねることができるので、図１９のような薄型の光ヘッド
装置を少数の部品で構成できるという効果がある。その
上、第７の実施例として図２０に示すように放射光源
２、光検出器７、反射型ブレーズ化ホログラム１０５、
及び対物レンズ４などのすべての光学部品をアルミ筐体
などの筐体１４によって一体化して、この筐体１４をア
クチュエーター等の駆動手段１１０によって一体駆動す
ると対物レンズ４がトラック追従によって移動しても放
射光源２に対する相対位置が変化せず、軸外収差が発生
しないという効果がある。さらにまた、軸外収差が発生
しないことから対物レンズ４を小型化、薄型化できて、
より一層小型で薄型の光ヘッド装置を構成できるという
効果がある。
反射ブレーズ化型ホログラムを利用しても同様に光ヘッ
ドを構成できる。これを第６の実施例として図１９に示
す。図１９は反射型のブレーズ化ホログラムを用いた光
ヘッド装置である。同図のように、反射型ブレーズ化ホ
ログラム１０５を用いて光ヘッド装置を構成することに
よってもやはり上述の透過型ホログラムを用いたときと
同様の効果を得ることができる。さらに反射型ブレーズ
化ホログラム１０５は光軸の折りまげミラーの役割も兼
ねることができるので、図１９のような薄型の光ヘッド
装置を少数の部品で構成できるという効果がある。その
上、第７の実施例として図２０に示すように放射光源
２、光検出器７、反射型ブレーズ化ホログラム１０５、
及び対物レンズ４などのすべての光学部品をアルミ筐体
などの筐体１４によって一体化して、この筐体１４をア
クチュエーター等の駆動手段１１０によって一体駆動す
ると対物レンズ４がトラック追従によって移動しても放
射光源２に対する相対位置が変化せず、軸外収差が発生
しないという効果がある。さらにまた、軸外収差が発生
しないことから対物レンズ４を小型化、薄型化できて、
より一層小型で薄型の光ヘッド装置を構成できるという
効果がある。
【００３９】
【発明の効果】以上に述べたことから明らかなように、
本発明では以下のような効果が得られる。 （１）ホログラムをブレーズ化することにより、往路の
０次回折光と復路の＋１次回折光の回折効率が大きくな
るので光の利用効率が向上し、サーボ信号や情報信号の
Ｓ／Ｎ比が向上する。 （２）ブレーズ化ホログラムの断面形状の最適設計によ
って放射光源から情報媒体上へ至る往路の光路において
発生する回折光のうち往路の０次光以外の回折光が光検
出部に入射する光量を抑圧することにより、回折角を大
きくすることによって不要な回折光が光検出器に入射し
ないようにしなくても情報信号やフォーカスサーボ信号
の劣化を抑えることができる。従って、このブレーズ化
ホログラムを用いて光ヘッド装置を構成すれば、光検出
器と放射光源を近接して配置することと、ブレーズ化ホ
ログラム１の有効径Ｒ１を大きくすることを同時に実現
できるので組み立て時における位置の許容誤差を緩和す
ることができる。 （３）ブレ−ズ化ホログラムを対物レンズと一体化した
構成を用いることによりトラッキング追従による対物レ
ンズの移動にかかわらず、ホログラムから生ずる往路の
回折光は光検出器上で動かない。従って、トラッキング
追従と並行して、安定なフォーカスエラー信号を得るこ
とができる。また、ホログラムがブレ−ズ化されている
ため、往路の−１次回折光などの不要な回折光の回折効
率は復路の＋１次や往路の０次の回折光の回折効率に比
べて小さく、したがって往路の−１次回折光などの不要
な回折光によるサ−ボ信号や情報信号の劣化も著しく小
さくなる。したがって非常に安定なサーボと情報の読み
取りを実現できる。 （４）フォーカスサーボ信号の検出方式としてＳＳＤ法
を用いることにより組み立て許容誤差のさらに大きな光
ヘッド装置を構成できる。また、ホログラムパターンを
分割して、２種の領域から曲率の異なる球面波を復路の
＋１次回折光として発生させる構成とすることによりホ
ログラムのブレーズ化とＳＳＤ法を同時に実現すること
が容易にできる。従って、光ヘッド装置の組立許容誤差
を著しく緩和できると同時に、Ｓ／Ｎ比の非常によい信
号の得られる光ヘッド装置を構成できる。 （５）反射型ブレーズ化ホログラムを用いて光ヘッド装
置を構成することによって光軸の折りまげミラーの役割
も兼ねることができるので、薄型の光ヘッド装置を少数
の部品で構成できる。その上、放射光源、光検出器、反
射型ブレーズ化ホログラム、及び対物レンズなどのすべ
ての光学部品を筐体によって一体化して、一体駆動する
と対物レンズがトラック追従によって移動しても放射光
源に対する相対位置が変化せず、軸外収差が発生しない
という効果がある。さらにまた、軸外収差が発生しない
ことから対物レンズを小型化、薄型化できて、より一層
小型で薄型の光ヘッド装置を構成できる。
本発明では以下のような効果が得られる。 （１）ホログラムをブレーズ化することにより、往路の
０次回折光と復路の＋１次回折光の回折効率が大きくな
るので光の利用効率が向上し、サーボ信号や情報信号の
Ｓ／Ｎ比が向上する。 （２）ブレーズ化ホログラムの断面形状の最適設計によ
って放射光源から情報媒体上へ至る往路の光路において
発生する回折光のうち往路の０次光以外の回折光が光検
出部に入射する光量を抑圧することにより、回折角を大
きくすることによって不要な回折光が光検出器に入射し
ないようにしなくても情報信号やフォーカスサーボ信号
の劣化を抑えることができる。従って、このブレーズ化
ホログラムを用いて光ヘッド装置を構成すれば、光検出
器と放射光源を近接して配置することと、ブレーズ化ホ
ログラム１の有効径Ｒ１を大きくすることを同時に実現
できるので組み立て時における位置の許容誤差を緩和す
ることができる。 （３）ブレ−ズ化ホログラムを対物レンズと一体化した
構成を用いることによりトラッキング追従による対物レ
ンズの移動にかかわらず、ホログラムから生ずる往路の
回折光は光検出器上で動かない。従って、トラッキング
追従と並行して、安定なフォーカスエラー信号を得るこ
とができる。また、ホログラムがブレ−ズ化されている
ため、往路の−１次回折光などの不要な回折光の回折効
率は復路の＋１次や往路の０次の回折光の回折効率に比
べて小さく、したがって往路の−１次回折光などの不要
な回折光によるサ−ボ信号や情報信号の劣化も著しく小
さくなる。したがって非常に安定なサーボと情報の読み
取りを実現できる。 （４）フォーカスサーボ信号の検出方式としてＳＳＤ法
を用いることにより組み立て許容誤差のさらに大きな光
ヘッド装置を構成できる。また、ホログラムパターンを
分割して、２種の領域から曲率の異なる球面波を復路の
＋１次回折光として発生させる構成とすることによりホ
ログラムのブレーズ化とＳＳＤ法を同時に実現すること
が容易にできる。従って、光ヘッド装置の組立許容誤差
を著しく緩和できると同時に、Ｓ／Ｎ比の非常によい信
号の得られる光ヘッド装置を構成できる。 （５）反射型ブレーズ化ホログラムを用いて光ヘッド装
置を構成することによって光軸の折りまげミラーの役割
も兼ねることができるので、薄型の光ヘッド装置を少数
の部品で構成できる。その上、放射光源、光検出器、反
射型ブレーズ化ホログラム、及び対物レンズなどのすべ
ての光学部品を筐体によって一体化して、一体駆動する
と対物レンズがトラック追従によって移動しても放射光
源に対する相対位置が変化せず、軸外収差が発生しない
という効果がある。さらにまた、軸外収差が発生しない
ことから対物レンズを小型化、薄型化できて、より一層
小型で薄型の光ヘッド装置を構成できる。
【図１】本発明の第１の実施例の光ヘッド装置の概略断
面図である。
面図である。
【図２】本発明の第１の実施例のブレーズ化ホログラム
の断面図である。
の断面図である。
【図３】本発明の第１の実施例のブレーズ化ホログラム
の位相変調量φと回折効率の関係を表す特性図である。
の位相変調量φと回折効率の関係を表す特性図である。
【図４】本発明の第１の実施例のブレ−ズ化ホログラム
の製造概略断面図である。
の製造概略断面図である。
【図５】本発明の実施例のブレ−ズ化ホログラムの製造
概略断面図である。
概略断面図である。
【図６】本発明の実施例のブレ−ズ化ホログラムの製造
概略断面図である。
概略断面図である。
【図７】本発明の実施例における光検出器上での回折光
の様子を表す平面図である。
の様子を表す平面図である。
【図８】往路の回折光がフォーカスサーボ信号に与える
影響を説明するための特性図である。
影響を説明するための特性図である。
【図９】往路の回折光が光検出器に入射する様子を説明
するための概略断面図である。
するための概略断面図である。
【図１０】本発明のブレ−ズ化ホログラムの位相変調量
と不要な回折光の関係を表す特性図である。
と不要な回折光の関係を表す特性図である。
【図１１】本発明のブレ−ズ化ホログラムの位相変調量
と光の利用効率光の関係を表す特性図である。
と光の利用効率光の関係を表す特性図である。
【図１２】本発明の第２の実施例の光ヘッド装置の概略
断面図である。
断面図である。
【図１３】本発明の第３の実施例の光ヘッド装置の概略
斜視図である。
斜視図である。
【図１４】本発明の第３の実施例における光検出器上で
の回折光の様子を表す平面図である。
の回折光の様子を表す平面図である。
【図１５】本発明の第４の実施例におけるホログラムパ
ターンを表す平面である。
ターンを表す平面である。
【図１６】本発明の第４の実施例における光検出器上で
の回折光の様子を表す平面図である。
の回折光の様子を表す平面図である。
【図１７】本発明の第５の実施例におけるホログラムパ
ターンを表す平面である。
ターンを表す平面である。
【図１８】本発明の第５の実施例の光ヘッド装置の要部
の概略斜視図である。
の概略斜視図である。
【図１９】本発明の第６の実施例の光ヘッド装置の概略
断面図である。
断面図である。
【図２０】本発明の第７の実施例の光ヘッド装置の概略
断面図である。
断面図である。
【図２１】従来の光ヘッド装置の概略断面図である。
【図２２】従来の他の光ヘッド装置の概略断面図であ
る。
る。
【図２３】従来の光ヘッドの課題の説明図である。
【図２４】従来の他の光ヘッドの課題の説明図である。
【符号の説明】 １ ブレ−ズ化ホログラム ２ 放射光源 ３ 光ビーム ４ 対物レンズ ５ 情報媒体 ６ 復路の＋１次回折光 ７ 光検出器 ８ 往路の−１次回折光 ９ 透明基板 １０ フォトレジスト １１ イオンビ−ム １３ 保持手段 １４ 筐体 ３１ ホログラム上での光ビーム ６１ 往路の０次回折光 ６２ 往路のＮ次回折光 ６３ 復路のＮ＋１次回折光 ７１ ６分割光検出器 ７２ トラッキングエラー信号検出用光検出器 １０２ ブレ−ズ化ホログラム １０３ ホログラム １０４ ホログラム １０５ 反射型ブレーズ化ホログラム １１０ 駆動手段 １４１ 球面波（＋１次回折光） １４２ 球面波（＋１次回折光） １５１ ホログラムの分割領域（フォーカスエラー信号
検出用回折光発生領域） １５２ ホログラムの分割領域（フォーカスエラー信号
検出用回折光発生領域） １５３ ホログラムの分割領域（トラッキングエラー信
号検出用回折光発生領域） １５４ ホログラムの分割領域（トラッキングエラー信
号検出用回折光発生領域） １６２ フォーカスエラーエラー信号検出用回折光 １６３ トラッキングエラー信号検出用回折光 ２００ エッチング部 ２０１ エッチング部
検出用回折光発生領域） １５２ ホログラムの分割領域（フォーカスエラー信号
検出用回折光発生領域） １５３ ホログラムの分割領域（トラッキングエラー信
号検出用回折光発生領域） １５４ ホログラムの分割領域（トラッキングエラー信
号検出用回折光発生領域） １６２ フォーカスエラーエラー信号検出用回折光 １６３ トラッキングエラー信号検出用回折光 ２００ エッチング部 ２０１ エッチング部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 誠 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 堀 義和 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 西野 清治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−145545（ＪＰ，Ａ)
Claims (6)
- 【請求項１】 放射光源と、ホログラムと、前記放射光
源から出射する光ビームを前記ホログラムで透過または
反射して前記ホログラムの０次回折光を情報媒体上へ微
小スポットに収束する対物レンズと、前記情報媒体で反
射、回折した光ビームを前記ホログラムで受けて回折し
た＋１次回折光を受けて光電流を出力する複数の光検出
部からなる光検出器を具備した光ヘッド装置において、
前記ホログラムの一周期分の断面形状は４段の階段状に
ブレーズ化されており、前記階段の１段目と２段目との
間の段差をｄ12、２段目と３段目との間の段差をｄ23、
３段目と４段目との間の段差をｄ34として、前記段差ｄ
12、ｄ23、ｄ34から定まる光の位相変調量をそれぞれφ
12、φ23、φ34としたときに、−１次回折光の回折効率
を抑圧するため前記φ12と前記φ34とを何れも略π／２
ラジアン程度に略等しくし、少なくとも＋１次回折光の
回折効率と０次回折光の回折効率の積で与えられる光の
利用効率を高めるため前記φ12と前記φ23との和を０．
３１πラジアン以上０．６９πラジアン以下にし、前記
位相変調量φ 12 、φ 23 及びφ 34 の条件を同時に満足する
前記段差ｄ 12 、ｄ 23 及びｄ 34 を形成したホログラムを具
備することを特徴とする光ヘッド装置。 - 【請求項２】 放射光源と、ホログラムと、前記放射光
源から出射する光ビームを前記ホログラムで透過または
反射して前記ホログラムの０次回折光を情報媒体上へ微
小スポットに収束する対物レンズと、前記情報媒体で反
射、回折した光ビームを前記ホログラムで受けて回折し
た＋１次回折光を受けて光電流を出力する複数の光検出
部からなる光検出器を具備した光ヘッド装置において、
前記ホログラムの一周期分の断面形状は４段の階段状に
ブレーズ化されており、前記階段の１段目と２段目との
間の段差をｄ12、２段目と３段目との間の段差をｄ23、
３段目と４段目との間の段差をｄ34として、前記段差ｄ
12、ｄ23、ｄ34から定まる光の位相変調量をそれぞれφ
12、φ23、φ34としたときに、前記φ12と前記φ34とを
略等しく、前記φ12と前記φ34とを何れも０．２πラジ
アン以上０．４５πラジアン以下にすることにより、＋
１次回折光の回折効率に対する−１次回折光の回折効率
の割合と、０次回折光の回折効率に対する＋２次回折光
の回折効率の割合との和を抑圧し、前記φ12と前記φ23
との和を０．３１πラジアン以上０．６９πラジアン以
下にすることにより、少なくとも＋１次回折光の回折効
率と０次回折光の回折効率との積で与えられる光の利用
効率を高めたことを特徴とする光ヘッド装置。 - 【請求項３】 対物レンズとブレーズ化ホログラムとを
一体化し、前記対物レンズと前記ブレーズ化ホログラム
とが一体となった部分が、放射光源と独立に可動である
ことを特徴とする請求項１または２何れかに記載の光ヘ
ッド装置。 - 【請求項４】 放射光源、光検出器、ブレーズ化ホログ
ラム及び対物レンズを同一筐体内部に備え、前記ブレー
ズ化ホログラムは反射型ホログラムであり、前記放射光
源から出射した光ビームを反射し、前記光ビームの中心
軸を前記対物レンズの光軸と同じ方向に折曲げ、前記光
ビームを前記対物レンズによって情報媒体上に収束さ
せ、前記情報媒体で反射した前記光ビームを受け、前記
反射型ブレーズ化ホログラムが＋１次回折光を発生し、
前記＋１次回折光を前記光検出器で受光することを特徴
とする請求項１または２何れかに記載の光ヘッド装置。 - 【請求項５】 ホログラムの面が複数の分割領域に領域
分割され、前記複数の分割領域の内一部の領域から発生
する＋１次回折光が光検出器面の前側に焦点または焦線
の何れかを有し、前記複数の分割領域の内前記一部の領
域以外の他の一部の領域から発生する＋１次回折光は前
記光検出器面の後ろ側に焦点または前記焦線と同方向に
延びる焦線の何れかを有することを特徴とする請求項１
〜４何れかに記載の光ヘッド装置。 - 【請求項６】 ホログラムの面を第１のホログラム領域
と第２のホログラム領域とを少なくとも含む複数の分割
領域に領域分割し、光検出器面上に第１の光検出領域と
第２の光検出領域とを設け、前記第１のホログラム領域
から回折した回折光を前記第１の光検出領域によって受
光して得られる第１の出力と、前記第２のホログラム領
域から回折した回折光を第２の光検出領域によって受光
して得られる第２の出力とを演算する演算回路を具備
し、前記第１の出力と前記第２の出力とを前記演算回路
により演算した結果をトラッキングエラー信号とするこ
とを特徴とする請求項１〜５何れかに記載の光ヘッド装
置。
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| JP2-97164 | 1990-04-12 | ||
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-
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