JPH05109111A - 光ヘツド装置 - Google Patents
光ヘツド装置Info
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- JPH05109111A JPH05109111A JP4001313A JP131392A JPH05109111A JP H05109111 A JPH05109111 A JP H05109111A JP 4001313 A JP4001313 A JP 4001313A JP 131392 A JP131392 A JP 131392A JP H05109111 A JPH05109111 A JP H05109111A
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Abstract
型軽量でありながら、磁気ディスクによる偏光角度の変
化を検出することのできる光ヘッド装置を実現する。 【構成】 光源2から出射した直線偏光の光ビーム3
(レーザ光)は液晶ホログラム170を透過してファラ
デー回転子151によって偏光方向を45゜回転されて
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で反射してカー回転効果を受けた光ビ−ムはも
との光路を逆にたどってファラデー回転子151によっ
てさらに偏光方向を45゜回転されて始めとはほぼ直角
方向の直線偏光になり、液晶ホログラム170に入射す
る。この液晶ホログラム170から生じる+1次回折光
と−1次回折光から得られる電気信号の差信号がカー回
転効果による偏光角度変化を示す。
Description
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。
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(フォー
カスサーボ)とトラッキング制御、及びピット信号(情
報信号)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ヘッド
装置が開示されている。
EHUREAU,J.Y.BEGUIN and J.COLINEAU;"Polarizing Grat
ing Beamsplitter Using a Liquid Cristal Cell"、Pro
c.Int.Symp.on Optical Memory,1989 Japanese Journal
of Applied Physics,Vol.28(1989)Supplement 28-3,p
p.201-203(シ゛ェ- シ-、ル-ロ-、シ゛ェ-、ワイ、ウ゛ェク゛イン、アント゛、シ゛ェ-、コ
リノウ、;「ホ゜-ラライシ゛ンク゛ ク゛レ-ティンク゛ ウ゛ィ-ムスフ゜リッタ- ユ-シ゛ンク゛
ア リキット゛ クリスタル セル」、フ゜ロシ-テ゛ィンク゛ インタ-ナショナル シンホ゜シ゛ウム
オン オフ゜ティカルメモリ-、1989、シ゛ャハ゜ニ-ス゛ シ゛ャ-ナル オフ゛ アフ゜ライト゛ フ
ィシ゛ックス、ホ゛リュ-ム28(1989)サフ゜ルメント28-3、201-203)による光
ヘッド装置の構成例を示す。図17において、2は半導
体レーザ等の放射光源である。
ム3(レーザ光)は液晶ホログラム172を透過して1
/4波長板15によって円偏光に変えられて対物レンズ
4に入射し、情報媒体5上に集光される。情報媒体5で
反射して円偏光の回転方向が逆になった光ビ−ムはもと
の光路を逆にたどって1/4波長板15によって始めと
は偏光方向が90゜回転した直線偏光になり、液晶ホロ
グラム172に入射する。このホログラムから生じる+
1次回折光66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(フォーカス
エラー信号とトラッキングエラー信号)及び、情報信号
を得ることができる。
すように2枚の透明基板(ガラス)9、ブレーズ化ホロ
グラムを形成するポリイミド23、液晶17および透明
電極16からなる。
合が多いが、本発明とは直接関係ないので省略する。液
晶17は、液晶分子17aの短軸方向の屈折率nsがポ
リイミド23の屈折率npとほぼ等しく、長軸方向の屈
折率nlとnpの差が大きなものを用いる。
17の短軸方向(方向1)に直線偏光した光ビ−ムが入
射するとポリイミド23も液晶17もほぼ同じ屈折率
(ns〜np)であるので回折が起こらない。逆に前記の
偏光方向と直角方向(方向2)の直線偏光光が入射する
と、液晶17とポリイミド23の屈折率差(nl≠np)
によって回折が起こる。しかもポリイミド23は図18
に示すようにブレーズ化されているため+1次回折光が
強くなる。
図17において光ビ−ム3の偏光方向を方向1にすると
上記のような液晶ホログラム17の性質によって、放射
光源2から情報媒体5へと至る光路(往路)では回折が
起こらず、その逆の光路(復路では)+1次回折光の回
折効率が強いため、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104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往復での光の利用効率が高い。
ーカス誤差(FE)信号はフーコー法または非点収差法
によって得るとされている。しかしながらフーコー法を
用いるためには図17に示すようなナイフエッジ22を
付け加えなければならないし、非点収差法を用いる場合
にはシリンドリカルレンズを付け加えねばならず、いず
れにしても部品点数が増えてコストアップにつながると
いう欠点がある。また液晶ホログラム172のホログラ
ム曲線に曲率を持たせれば上記の課題は克服できるが前
述の文献にも述べられているようにホログラムパターン
に曲率を持ったブレ−ズ化ホログラムは作製が困難であ
る。
上の偏光ビームスプリッターの必要な光磁気ディスク用
光ヘッド装置において液晶ホログラムを偏光ビームスプ
リッターの1つに変えて用いることも可能であるという
記述があるが、部品の1つを小型にすることができるに
過ぎず、光ヘッド装置全体として十分に小型化できると
は言えない、という課題がある。
され低コストかつ小型軽量でありながら、読み取り専用
の光ディスクはもとより光磁気ディスクによる偏光角度
の変化をも検出することのできる光ヘッド装置を提供す
ることを目的とする。
解決するため、放射光源と、前記放射光源からの直線偏
光の光ビームを受け情報媒体上へ微小スポットに収束す
る集光光学系と、前記情報媒体で反射、回折した光ビー
ムを受け光量に応じて電気信号を出力する複数の光検出
部からなる光検出器と、2枚の透明基板の間に液晶をは
さんだうえ前記液晶と前記透明基板の間には透明電極が
あり前記透明電極の片方はホログラムパターンである液
晶ホログラムを具備した光ヘッド装置において、前記放
射光源から前記情報媒体へと至る光路では前記光ビーム
を直線偏光から円偏光にして逆の光路では前記光ビーム
を円偏光から直線偏光にする1/4波長板を具備し、か
つ、前記液晶ホログラムに一定の電圧を印加して、前記
情報媒体で反射した光ビームが前記液晶ホログラムに入
射して回折した±1次回折光の両方を前記光検出器で受
光し、全光量から得られる信号の和信号を情報信号とす
るか、または、前記液晶ホログラムを構成する2枚の透
明基板のうち前記情報媒体に近い側の透明基板が、前記
放射光源から前記情報媒体へと至る光路では前記光ビー
ムを直線偏光から円偏光にして逆の光路では前記光ビー
ムを円偏光から直線偏光にする1/4波長板であり、か
つ、前記液晶ホログラムに一定の電圧を印加して、前記
情報媒体で反射した光ビームが前記液晶ホログラムに入
射して回折した±1次回折光の両方を前記光検出器で受
光し、全光量から得られる信号の和信号を情報信号とす
るか、または、前記放射光源から前記情報媒体へと至る
光路で前記光ビームの偏光方向を45゜回転し、また逆
の光路でも前記光ビームの偏光方向をさらに45゜回転
するファラデー回転子を具備し、かつ、前記液晶ホログ
ラムに一定の電圧を印加して、前記情報媒体で反射した
光ビームが前記液晶ホログラムに入射して回折した±1
次回折光の両方を前記光検出器で受光し、±1次回折光
の光量から得られる信号の差信号の交流成分を情報信号
とするか、または、前記放射光源から前記情報媒体へと
至る光路で前記光ビームの偏光方向を45゜回転し、ま
た逆の光路でも前記光ビームの偏光方向をさらに45゜
回転するファラデー回転子を具備し、かつ、情報信号の
書き込み時より情報信号の読み込み時の方が前記液晶ホ
ログラムに高い電圧を印加し、前記情報媒体で反射した
光ビームが前記液晶ホログラムに入射して回折した±1
次回折光の両方を前記光検出器で受光し、±1次回折光
の光量から得られる信号の差信号を情報信号とするか、
または、液晶ホログラムを構成する2枚の透明基板のう
ち前記情報媒体に近い側の透明基板が、 前記放射光源
から前記情報媒体へと至る光路で前記光ビームの偏光方
向を45゜回転し、また逆の光路でも前記光ビームの偏
光方向をさらに45゜回転するファラデー回転子の構成
要素であるところの誘電体基板であり、かつ、前記液晶
ホログラムに一定の電圧を印加して、前記情報媒体で反
射した光ビームが前記液晶ホログラムに入射して回折し
た±1次回折光の両方を前記光検出器で受光し、±1次
回折光の光量から得られる信号の差信号を情報信号とす
るか、または、液晶ホログラムを構成する2枚の透明基
板のうち前記情報媒体に近い側の透明基板が、 前記放
射光源から前記情報媒体へと至る光路で前記光ビームの
偏光方向を45゜回転し、また逆の光路でも前記光ビー
ムの偏光方向をさらに45゜回転するファラデー回転子
の構成要素であるところの誘電体基板であり、かつ、情
報信号の書き込み時より情報信号の読み込み時の方が前
記液晶ホログラムに高い電圧を印加し、前記情報媒体で
反射した光ビームが前記液晶ホログラムに入射して回折
した±1次回折光の両方を前記光検出器で受光し、±1
次回折光の光量から得られる信号の差信号を情報信号と
液晶ホログラムを用いて、光ヘッド装置を構成する。
回転子を用いて光ヘッド装置を構成することにより、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)本発明で用いる液晶ホログラムは、集積回路技術
を応用して作ったマスクを用いて透明電極をパターンニ
ングしてホログラムパターンを形成するだけでよく、ブ
レーズ断面形状の作製を必要としないのでので、ホログ
ラムパターンに曲率を持たせたり、ホログラムパターン
の一部を異なるホログラムパターンに置き換えたりする
ことが容易である。 (3)液晶ホログラムに、ある電圧を印加すると、入射
する光ビームの偏光角度に依存して+1次回折光と−1
次回折光の回折効率が相補的に変化することを利用し
て、+1次回折光を光検出器で受光して得られる電気信
号と−1次回折光を光検出器で受光して得られる電気信
号の差信号をもって偏光角度変化検出、すなわち光磁気
ディスクの情報信号検出をする。こうして得られる情報
信号は+1次回折光と−1次回折光の差動検出であるの
で放射光源の光量の変動や情報媒体の傷による光量の変
動の影響を差動によって相殺でき、非常に安定な信号に
なるという効果を持つ。なおかつ、最小限の部品点数で
構成された低コストかつ小型軽量でありながら、磁気デ
ィスクによる偏光角度の変化を検出することのできる光
ヘッド装置を実現できる
る。図1は本発明の第1の実施例の構成図である。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
た直線偏光の光ビーム3(レーザ光)は液晶ホログラム
170を透過して1/4波長板15によって円偏光に変
えられて対物レンズ4に入射し、情報媒体5上に集光さ
れる。情報媒体5で反射して円偏光の回転方向が逆にな
ったた光ビ−ムはもとの光路を逆にたどって1/4波長
板15によって始めとは90゜回転した直線偏光にな
り、液晶ホログラム170に入射する。この液晶ホログ
ラム170から生じる+1次回折光64と−1次回折光
65はそれぞれ光検出器100と光検出器101に入射
する。光検出器100及び101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。特に、情報媒体上での反射光の対物レンズ4への入
射光量変化から情報を読み取る場合は、液晶ホログラム
170から生じる+1次回折光64と−1次回折光65
をそれぞれ光検出器100と光検出器101で受光し
て、光検出器100及び101の出力の和信号または、
この和信号の交流成分をもって情報信号検出を行うこと
ができる。
ように2枚の透明基板(たとえばガラス)9、液晶17
および透明電極16からなる。なお、配向剤や液晶のシ
ール剤も用いる場合が多いが、本発明とは直接関係ない
ので省略する。
ムパタ−ンにする。そして透明電極16に電圧を印加す
る。このときの様子を図3に示す。図3は液晶ホログラ
ム170を図2の上側から見たものである。ここで2
1、21a、21bはいずれも液晶分子の配向方向を模
式的に示したものである。電圧を印加しない時(a)で
は、液晶分子はラビングや配向剤によって一方向に配向
している。電圧を印可すると(b)のように両面に透明
電極のあるところだけ電圧が掛かって配向方向が変わ
る。即ち電圧がかかったところの液晶分子は上下の電極
方向が長軸になる。(b)において黒丸(・)で示され
ているのは液晶分子が紙面に垂直に立っている様子を示
している。(b)の状態でY方向(偏光方向0゜)の直
線偏光の光ビームが入射すると、21a、21bに示す
とおり液晶分子の長軸と短軸の屈折率の違いによって回
折が起こる。しかし、X方向(偏光方向90゜)の直線
偏光の光ビームは(b)の状態では21a、21bに対
して共に短軸方向の屈折率だけを感じることになるので
回折が起こらない。このように本発明で用いる液晶ホロ
グラムは従来例と同様、偏光異方性を持つことがわか
る。
KHzの交流電圧を印加し、直線偏光のレーザビームを
入射させて測定した回折効率の結果を示す。ここでθは
偏光角度を示す。横軸は印加電圧、縦軸は1次回折光の
回折効率である。液晶ホログラムに3V程度の電圧をか
けたときに最も高い消光比が得られることがわかる。
に示すX方向(偏光方向90゜)にすると上記のような
液晶ホログラム170の性質によって、放射光源2から
情報媒体5へと至る光路(往路)では回折が起こらず、
その逆の光路(復路)では入射光の偏光方向に対して偏
光方向が90゜回転(偏光方向0゜)しているためホロ
グラム170で回折が起こる。つまり±1次回折光の回
折効率が強い。従って、放射光源2から情報媒体5へ至
る往路において液晶ホログラム170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往復での光の利用効
率が極めてよいので±1次回折光から得られる信号の和
信号を情報信号として用いることにより、読出し専用ま
たは位相変化型光ディスク用の光ヘッド装置としてS/
N比の高い光ヘッドが構成できる。
170を用いて光磁気ディスクの情報信号を読み書きま
たは消去する例を示す。
の実施例よりも、より高い電圧を印加する。このとき液
晶ホログラム170において液晶17中にかかる電界1
9は図5の(a)に示すように裾野が広がった形にな
る。このため、液晶分子21はHOEを上(ビーム方
向)から見ると図5の(b)に示すように斜めになる。
このとき液晶分子が斜めになっているために共役波(+
1次回折光と−1次回折光)に対する回折効率が非対称
になる、すなわちブレーズ化したと同様の効果を得るこ
とができる。これについて実験結果を図6に示す。
KHz、6Vの交流電圧を印加し、直線偏光のレーザビ
ームを入射させて±1次の回折効率を測定した結果を示
すグラフである。横軸は入射する光ビームの偏光角度、
縦軸は回折効率である。入射する光ビームの偏光角度に
依存して+1次回折光と−1次回折光の回折効率が相補
的に変化していることがわかる。この性質を利用して、
最小限の部品点数で構成された低コストかつ小型軽量で
ありながら、磁気ディスクによる偏光角度の変化すなわ
ち情報信号を検出することのできる光ヘッド装置を実現
できることが本発明の特徴である。
光ビ−ム3の偏光方向を図5のX方向(θ=±90
度)にすると上記のような液晶ホログラム170の性質
によって、放射光源2から情報媒体5へと至る光路(往
路)ではほとんど回折が起こらない。そして、液晶ホロ
グラム170を透過した光ビーム3はファラデー回転子
151によって偏光方向を45゜回転される。そしてま
た、その逆の光路(復路)ではファラデー回転子151
によってさらに偏光方向を45゜回転されるので、結局
液晶ホログラム170へ光ビームが入射するときには偏
光方向が図5のY方向(θ=0゜)で入射することにな
る。従って±1次回折光の回折効率が強い。こうして光
の利用効率が高くS/N比の高い光ヘッドが構成でき
る。ここで、このファラデー回転子151はよく知られ
ているようにビスマス置換希土類鉄ガーネットと磁石を
組み合わせるなどの手段によって容易に実現できる。
用いると、情報媒体5の情報面上に形成されたピットに
光ビームが当たった時に光磁気効果によって偏光方向が
回転し、復路においてファラデー回転子151を光ビー
ムが通過した時に偏光方向が0゜からずれる。このよう
な光ビームの偏光角度変化によって、情報媒体5からの
戻り光は情報信号に応じて偏光角度が変化しているので
+1次回折光を光検出器100で受光して得られる電気
信号と−1次回折光を光検出器101で受光して得られ
る電気信号の差信号またはこの差信号の交流成分が、図
6からわかるように、この偏光角度変化を示すことにな
る。こうして得られる情報信号は+1次回折光と−1次
回折光の差動検出であるので放射光源2の光量変動や情
報媒体5の傷による光量変動の影響を差動によって相殺
でき、非常に安定な信号になるという効果を持つ。
込み及び消去時の情報媒体5上での光出力を高くしたい
ときは、情報の書き込み消去時において液晶ホログラム
170に印加する電圧を低く、情報の読み出し時には液
晶ホログラム170に印加する電圧をより高くすればよ
い。例えば前述の実験に用いた液晶ホログラムであれば
情報の書き込み消去時には3V程度の電圧を印加するこ
とによって、図4からわかるように放射光源2から情報
媒体5へと至る光路(往路)(偏光方向は90゜)での
回折効率を低くすることができる。すなわち往路の透過
率を高くしてレンズからの光出力を大きくすることが出
来る。そして情報の読み出し時には液晶ホログラム17
0に印加する電圧を6V程度にして、前述のように光磁
気ディスクの情報を読み出すことが出来る。
たは消去時には低い電圧を液晶ホログラムに印加するこ
とによって往路の透過率を極めて高くして、情報媒体上
での書き込みまたは消去用の光スポット光量を多くする
ことができ、かつ、情報の読み込み時には高い電圧を液
晶ホログラムに印加して液晶ホログラムにブレ−ズ化と
同様の効果を持たせることによって、最小限の部品点数
で構成した光ヘッド装置を用いて情報媒体として光磁気
ディスクを用いたときに情報信号を安定に読み取ること
ができるという著しい効果がある。
例では液晶ホログラム171を構成する2枚の透明基板
のうち、図9に示す光ヘッド装置の構成図において対物
レンズ4に近い側の透明基板の代わりに1/4波長板1
5を用いる。すると図9のように、第1の実施例と同じ
性能でありながら、さらに部品点数の少なく小型軽量で
低コストの光ヘッド装置を構成することが出来るという
特有の効果が得られる。
液晶ホログラム171を構成する2枚の透明基板のう
ち、図8に示す光ヘッド装置の構成図の対物レンズ4に
近い側の透明基板の代わりにファラデー回転子151を
構成する誘電体基板を用いる。すると第3の実施例と同
様に、第2の実施例と同じ性能でありながらさらに部品
点数の少なく小型軽量で低コストの光ヘッド装置を構成
することが出来るという特有の効果が得られる。なお、
図10ではファラデー回転に必要な磁界を印加する手段
の一例として磁石を用いる例を示したが、ファラデー回
転に必要な磁界を印加することが出来る方法であれば磁
界の印加手段は図10に示した以外の手段を用いても構
わない。
E)信号検出とトラッキングエラー(TE)信号検出を
実現する実施例について述べる。図11に、本発明にお
ける液晶ホログラムを構成する透明電極のホログラムパ
ターンの模式図を示す。図11において153と154
はTE信号検出用回折光発生用のホログラム領域、15
5はFE信号検出用回折光発生用のホログラム領域であ
る。
は、例えば図12の液晶ホログラム171の面上におけ
る光ビーム3と+1次回折光64の干渉縞または光ビー
ム3と−1次回折光65の干渉縞を計算したコンピュー
タージェネレイティッドホログラム(CGH)の手法に
よって実現できる。ここで+1次回折光64と−1次回
折光65はそれぞれ光検出器100の面の下側(a点)
と光検出器101の面の上側(b点)に焦点を持つ球面
波である。
+1次回折光64と−1次回折光65の様子を示す。図
13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FEは、 FE=(S1−S2+S3)−(S4−S5+S6)...(1) または FE=S5−S2 ...(2) という演算によって得られる。
が変動すると図13において回折光64、65がX方向
に移動するが、このようにしてFE信号検出を行うとF
E信号は波長変動による回折光64、65の移動の影響
を全く受けないという効果がある。
14において153と154は図11と同様にホログラ
ムパターンのTE信号検出用回折光発生領域を示す。
又、72はTE信号検出用光検出器を示す。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。この回折
パターン(ファーフィールドパターン)18によって、
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
変化に応じてホログラム上での光量分布に変化が起こ
る。例えば図14のY方向を情報媒体のトラック溝と並
行な方向とすると、トラック溝からの回折パターンのフ
ァーフィールドパターン18において、+X方向(18
a)が明るくなって、−X方向(18b)が暗くなった
り、この逆の光量変化が起こったりする。従って回折領
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によって受光してTE信号を得ることができる。こ
こで図15に光検出器100と101の上での回折光の
様子を示す。図15においてS7〜S10までが図14
におけるトラッキングエラー信号検出用光検出器72に
対応する。このとき(式3)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。
レ−ズ化することが不可欠でありホログラムパターンに
曲線を取り入れることすら困難であるという課題があっ
たが、本発明ではブレーズ断面形状の作製を必要としな
いので、集積回路技術を応用して作ったマスクを用いて
透明電極をパターンニングしてホログラムパターンを形
成するだけでよいので、上述のようにホログラムパター
ンに曲率を持たせたり、ホログラムパターンの一部を異
なるホログラムパターンに置き換えたりすることが容易
であるという効果がある。
域の境界線156には透明電極を形成し、すべてのホロ
グラム分割領域の透明電極に電圧が印加されるようにす
ることが望ましい。
ッド装置の小型化と部品点数削減のためコリメートレン
ズを用いない有限系の光学系を採用しているが、図1や
図7や図9において、液晶ホログラム170、171と
放射光源2の中間にコリメートレンズを配置し、集光光
学系を無限系にしてもよい。こうすることによって、波
長変動がおこっても回折光に収差が生じない。また液晶
ホログラムに対してほぼ平行な光ビームが入射するので
回折効率が均一になるという効果が得られる。
おいて対物レンズ4と液晶ホログラム170または17
1をプラスチック筐体などの保持手段によって一体化し
て、一体躯動すると対物レンズ4がトラック追従によっ
て移動しても液晶ホログラム170または171上での
光ビームが移動せずTE信号オフセットの発生やFE信
号の感度の低下などがおこらないという特有の効果を得
ることができる。
示すように、放射光源2、光検出器100と101、液
晶ホログラム170と1/4波長板15(またはファラ
デー回転子)、または液晶ホログラムグラム171、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
どの全光学系保持手段200によって一体化して、一体
躯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実現できる
という効果がある。
本発明では以下のような効果が得られる。 (1)液晶ホログラムと1/4波長板(またはファラデ
ー回転子)を用いて光ヘッド装置を構成することによ
り、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)ブレーズ断面形状の作製を必要としないので、集
積回路技術を応用して作ったマスクを用いて透明電極を
パターンニングしてホログラムパターンを形成するだけ
でよいので、上述のようにホログラムパターンに曲率を
持たせたり、ホログラムパターンの一部を異なるホログ
ラムパターンに置き換えたりすることが容易であるとい
う効果がある。 (3)液晶ホログラムにある電圧を印加すると、入射す
る光ビームの偏光角度に依存して+1次回折光と−1次
回折光の回折効率が相補的に変化ことを利用して、+1
次回折光を光検出器で受光して得られる電気信号と−1
次回折光を光検出器で受光して得られる電気信号の差信
号をもって偏光角度変化検出、すなわち光磁気ディスク
の情報信号検出をする。こうして得られる情報信号は+
1次回折光と−1次回折光の差動検出であるので放射光
源の光量の変動や情報媒体の傷による光量の変動の影響
を差動によって相殺でき、非常に安定な信号になるとい
う効果を持つ。なおかつ、最小限の部品点数で構成され
た低コストかつ小型軽量でありながら、磁気ディスクに
よる偏光角度の変化を検出することのできる光ヘッド装
置を実現できることが本発明の効果である。 (4)情報の書き込みまたは消去時には低い電圧を液晶
ホログラムに印加することによって往路の透過率を極め
て高くして、情報媒体上での書き込みまたは消去用の光
スポット光量を多くすることができ、かつ、情報の読み
込み時には高い電圧を液晶ホログラムに印加することに
よって液晶ホログラムにブレ−ズ化の効果を持たせるこ
とによって、最小限の部品点数で構成した光ヘッド装置
を用いて、情報媒体として光磁気ディスクを用いたとき
に情報信号を安定に読み取ることができるという著しい
効果がある。 (5)液晶ホログラムグラムを構成する2枚の透明基板
のうち、光ヘッド装置において対物レンズに近い側の透
明基板の代わりに1/4波長板(またはファラデー回転
子)を用いる。するとさらに部品点数の少なく小型軽量
で低コストの光ヘッド装置を構成することが出来るとい
う効果が得られる。 (6)フォーカスサーボ信号の検出方式として曲率の異
なる球面波を±1次回折光として発生させる構成とする
ことにより波長変動に対して安定なFE信号検出を実現
できる。 (7)放射光源、光検出器、液晶ホログラム、及び対物
レンズなどのすべての光学部品を全光学系保持手段によ
って一体化して、一体躯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。
面図である。
ラムの概略見取り図である。
ラムに低い電圧を印加したときの液晶分子の配向の様子
を示す説明図である。
ラムに低い電圧を印加したときの回折効率の変化の様子
を示す説明図である。
ラムに高い電圧を印加したときの液晶分子の配向の様子
を示す説明図である。
ラムに高い電圧を印加したときの回折効率の変化の様子
を示す説明図である。
面図である。
ラムの概略見取り図である。
置の概略断面図である。
グラムの概略見取り図である。
ムパターンを表す平面図である。
様子を説明する光ヘッド装置の概略断面図である。
子を説明するための平面図である。
グラムパタ−ンと光検出器)の概略斜視図である。
子を説明するための平面図である。
断面図である。
ラムの概略断面図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 放射光源と、前記放射光源からの直線偏
光の光ビームを受け情報媒体上へ微小スポットに収束す
る集光光学系と、前記情報媒体で反射、回折した光ビー
ムを受け光量に応じて電気信号を出力する複数の光検出
部からなる光検出器と、2枚の透明基板の間に液晶をは
さんだうえ前記液晶と前記透明基板の間には透明電極が
あり前記透明電極の片方はホログラムパターンである液
晶ホログラムを具備し、前記光検出器から得られる電気
信号からフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信
号、及び情報信号を検出する光ヘッド装置において、 前記放射光源から前記情報媒体へと至る光路では前記光
ビームを直線偏光から円偏光にして逆の光路では前記光
ビームを円偏光から直線偏光にする1/4波長板を具備
し、かつ、前記液晶ホログラムに一定の電圧を印加し
て、前記情報媒体で反射した光ビームが前記液晶ホログ
ラムに入射して回折した±1次回折光の両方を前記光検
出器で受光し、全光量から得られる信号の和信号を情報
信号とすることを特徴とする光ヘッド装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の光ヘッド装置において、
1/4波長板を具備する代わりに、液晶ホログラムを構
成する2枚の透明基板のうち情報媒体に近い側の透明基
板を1/4波長板とすることを特徴とする、光ヘッド装
置。 - 【請求項3】 放射光源と、前記放射光源からの直線偏
光の光ビームを受け情報媒体上へ微小スポットに収束す
る集光光学系と、前記情報媒体で反射、回折した光ビー
ムを受け光量に応じて電気信号を出力する複数の光検出
部からなる光検出器と、2枚の透明基板の間に液晶をは
さんだうえ前記液晶と前記透明基板の間には透明電極が
あり前記透明電極の片方はホログラムパターンである液
晶ホログラムを具備した光ヘッド装置において、前記放
射光源から前記情報媒体へと至る光路で前記光ビームの
偏光方向を45゜回転し、また逆の光路でも前記光ビー
ムの偏光方向をさらに45゜回転するファラデー回転子
を具備し、かつ、前記液晶ホログラムに一定の電圧を印
加して、前記情報媒体で反射した光ビームが前記液晶ホ
ログラムに入射して回折した±1次回折光の両方を前記
光検出器で受光し、±1次回折光の光量から得られる信
号の差信号を情報信号とすることを特徴とする光ヘッド
装置。 - 【請求項4】 請求項3記載の光ヘッド装置において、
ファラデー回転子を具備する代わりに、液晶ホログラム
を構成する2枚の透明基板のうち情報媒体に近い側の透
明基板をファラデー回転子の構成要素であるところの誘
電体基板によって兼ねることを特徴とする、光ヘッド装
置。 - 【請求項5】 放射光源と、前記放射光源からの直線偏
光の光ビームを受け情報媒体上へ微小スポットに収束す
る集光光学系と、前記情報媒体で反射、回折した光ビー
ムを受け光量に応じて電気信号を出力する複数の光検出
部からなる光検出器と、2枚の透明基板の間に液晶をは
さんだうえ前記液晶と前記透明基板の間には透明電極が
あり前記透明電極の片方はホログラムパターンである液
晶ホログラムを具備した光ヘッド装置において、前記放
射光源から前記情報媒体へと至る光路で前記光ビームの
偏光方向を45゜回転し、また逆の光路でも前記光ビー
ムの偏光方向をさらに45゜回転するファラデー回転子
を具備し、かつ、情報信号の書き込み時より情報信号の
読み込み時の方が前記液晶ホログラムに高い電圧を印加
し、前記情報媒体で反射した光ビームが前記液晶ホログ
ラムに入射して回折した±1次回折光の両方を前記光検
出器で受光し、±1次回折光の光量から得られる信号の
差信号を情報信号とすることを特徴とする光ヘッド装
置。 - 【請求項6】 請求項5記載の光ヘッド装置において、
ファラデー回転子を具備する代わりに、液晶ホログラム
を構成する2枚の透明基板のうち情報媒体に近い側の透
明基板をファラデー回転子の構成要素であるところの誘
電体基板によって兼ねることを特徴とする、光ヘッド装
置。 - 【請求項7】 ホログラムから発生するフォーカスエラ
ー信号検出用の+1次回折光が光検出器面の前側に焦点
をもつ球面波であり、前記+1次回折光の共役波である
−1次回折光は光検出器面の後ろ側に焦点をもつ球面波
であることを特徴とする請求項1から6いずれか一項記
載の光ヘッド装置。 - 【請求項8】 ホログラム面を領域分割し、2ヶ所の領
域から発生する回折光を光検出器で受けて発生した信号
の差信号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から7いずれか一項記載の光ヘッド装置。
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