JPH01149235A - ホログラム素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、光デイスク装置のホログラム光ヘッド等に
使用されるホログラム素子に関する。

［従来の技術］ 近年光デイスク装置における光ヘッドとして、ホログラ
ム素子を利用したホログラム光へ・ラドが開発されてい
るが、このホログラム光ヘッドに用いる従来のホログラ
ム素子（以下単にホログラムという）３は、第６図に示
すように、格子パターンの異なる第１領域（１）と第２
領域（Ｉｆ）とに２分割され、回折光がそれぞれ異なる
２点に焦点を結ぶようにされた構造である。

前記ホログラム素子３を利用した光ヘッドの構成例を、
第４図を参照して説明すると、図示のホログラム光ヘッ
ドは３ビ一ム方式であり、レーザダイオード１、回折格
子２、前記ホログラム３、対物レンズ４を光軸上に順に
配置し、光ディスク５の信号面で反射した戻り光の前記
ホログラム３での１次回折光の方向に光検出器６を配置
した構成である。

また、前記光検出器６は、第５図に示すように、４分割
フォトダイオードＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄの両側に２つのフォト
ダイオードＢ、Ｆを配置した６分割光検出器である。

上記の光ヘッドにおいて、レーザダイオード１を発した
レーザ光は回折格子２で３ビームに分けられ、ホログラ
ム３を透過する。ホログラム３を透過した３木の光ビー
ム（０次光）は対物レンズ４で集光され、光ディスク５
信号面にスポットを形成する。ディスク５で反射された
光ビームは、再び同じ光路でホログラム３へと戻るが、
その内ホログラム３で回折された１次光が光検出器６へ
と向かう。この場合、ホログラム３の前記２つの領域Ｉ
および領域■を透過した光はそれぞれ、第５図に示す光
検出器６上の■の位置および■の位置に焦点を結ぶ。

その際、フ゛オーカシングエラー信号（Ｆ、Ｅ）、トラ
ッキングエラー信号（Ｔ、Ｅ）、再生ＲＦ信号（Ｒ，Ｆ
）は、次式によって得られる。

Ｆ、Ｅ＝　（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ） Ｔ、Ｅ＝Ｅ−Ｆ Ｒ，Ｆ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ ところで、前述の通り、ホログラムは、光を回折するた
めの格子を持っており、入射光の波長が変動すると、そ
の回折角も変動してしまう。すなわち、レーザ光の波長
をλ、格子ピッチをｐ、回折角をθとすると、 ｓｉｎθ＝λ／Ｐ 故に、θ＝ｓｉｎ−’　（＾／　ｐ　＞であり、上述の
ように波長λの変動により回折角θも変動する。

一方、光ヘッドにホログラムを用いることができるため
には、光ヘッドの動作温度範囲０°〜６０°の間で、同
じ特性を維持しなければならない。

ところが、レーザダイオードは、温度変動によりそのレ
ーザ光の波長が変動してしまうため、ホログラムの回折
角も温度によって変化してしまう。

このため、温度変化に伴い、第７図に破線で示すように
、フォトダイオード上で戻り光のスポットがＸ軸方向に
移動してしまう、Ｘ軸方向とは、ホログラムで光が回折
する方向、つまり、第６図に示すホログラムの左右方向
に対応する方向である。

このような戻り光の移動があっても光ヘッドとしての特
性を正常に維持できるように、フォトダイオードにはそ
のＸ軸方向にある余裕長ｍ（第７図参照）が必要となる
。以上のことから、ホログラム光ヘッドに用いるフォト
ダイオードは図示のように、Ｘ軸方向に細長い形状とし
ている。

［発明が解決しようとする問題点］ 上述のように、温度変動があるとホログラムの回折角が
変化してフォトダイオード上でスポットがずれるため、
光ヘツド製作時には、戻り光のスポットをフォトダイオ
ードのＸ軸方向のセンタに設定、するスポットずれ調整
をしておく必要があるが、上記従来のものでは、各フォ
トダイオードの余裕長ｍのなかでは光ヘッドの特性が変
わらないため、フォトダイオード出力からフォトダイオ
ードのセンタに戻り光を調整することは困難であった。

すなわち、第７図に示すように、フォトダイオード上で
スポットがＸ軸方向にｍだけ動いても、ＰＤｘ＝　（Ａ
＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ） は常に零となるため、すなわち、実線で示す■のスポッ
ト位置でも破線で示す■のスポット位置でもＰＤｘ＝Ｏ
であるなめ、スポットずれを検出することはできない。

本発明は、主として上記の問題点を解消するためになさ
れたもので、ホログラム光ヘッドのホログラム素子とし
て利用した場合に、フォトダイオード出力を利用して戻
り光をフォトダイオードのセンタに調整することを可能
にするホログラム素子を得ることを主たる目的とし、ま
た、その他の光学系にも応用可能なホログラム素子を得
ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明では上記問題点を解決するために、格子パターン
の異なる第１領域と第２領域とに２分割され、回折光が
それぞれ異なる２点に焦点を結ぶようにされたホログラ
ム素子において、前記第１領域と第２領域との分割線に
関して対称形状をなし、かつ、第１領域と第２領域によ
る２つの焦点位置の中間に焦点を結ぶように格子パター
ンを形成した第３領域を備えた構成とした。

［作用］ 上記構成のホログラム素子を、例えば、ホログラム光ヘ
ッドにおけるホログラム素子として使用した場合、ディ
スク信号面で反射した戻り光のホログラム素子で回折し
た光は例えば４分割フォトダイオードを有する光検出器
に向かうが、この場合、光検出器上の４分割フォトダイ
オードにはホログラム素子の第１領域、第２領域による
スポットとともに、その中間に、つまり、４分割フォト
ダイオードの中心位置に第３領域によるスポットが形成
される。

したがって、光検出器上で戻り光のスポットずれが生じ
た場合、前記第３領域によるスポットが４分割フォトダ
イオードの中心から左右に偏るので、４分割フォトダイ
オードの出力（ＰＤｘ＝　（Ａ＋Ｄ＞−（Ｂ＋Ｃ））か
ら戻り光のスポットずれを検出することができる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例のホログラム素子３を示す。

このホログラム素子３は、前述した第４図のホログラム
光ヘッドのホログラム素子３として使用されるもので、
それぞれ格子パターンの異なる第１領域（１）と第２領
域（ＩＩ）と第３領域（Ｉ［［）とを持つ。前記第１領
域（１）と第２領域（ＩＩ）とを分ける分割線ｌは円形
のホログラム３の直径であり、これら第１領域および第
２領域で回折される回折光はそれぞれ異なる２点、すな
わち、第２図の光検出器６上のＩの位置および■の位置
にそれぞれ焦点を結ぶ、この点は従来のホログラムと同
様である０本発明は、第１領域、第２領域とは格子パタ
ーンの異なる前記第３領域（ＩＩＩ）を持つことを特徴
とするもので、この実施例の第３領域（Ｉ［［）は、ホ
ログラム３の中心で円形をなし、かつ、その格子パター
ンは、第１領域と第２領域による２つの焦点位置の中間
、すなわち、第２図の光検出器６上で■の位置に焦点を
結ぶような格子パターンである。

上記構成において、戻り光のスポットが第２図の光検出
器６上の■位置（４分割センサの各フォトダイオードＡ
、Ｂ、Ｃ，Ｄの余裕長方向のセンタ位置）にある時は、
第３領域■で回折された光は光検出器６の中央にスポッ
トを形成しく実線で示す）、フォトダイオードＡ、Ｄの
出力の和（Ａ＋Ｄ）とフォトダイオードＢ、Ｃの出力の
和（Ｂ＋Ｃ）との差出力ＰＤｘは、 ＰＤｘ＝　（Ａ＋Ｄ＞　−（Ｂ＋Ｃ）＝０である。

しかし、フォトダイオードのＸ−Ｙ調整時に、戻り光の
スポットが前記第２図の■位置から左方に距離ｍだけ離
れた０位置くセンタから左方にずれた位置）にある場合
は、第３領域によるスポットは、左方、つまり、第１領
域側に偏る（破線で示す）。したがって、前記の差出力
ＰＤｘは、ＰＤｘ＝　（Ａ＋Ｄ＞　　　（Ｂ＋Ｃ）＞０
となる。また、スポットが逆方向に、つまり、第２図で
右方向にある場合は、ＰＤｘ＜Ｏとなる。

したがって、スポットずれ調整時に、前記ＰＤｘの信号
が０になるように戻り光を調整すれば、戻り光のスポッ
トをフォトダイオードのセンタに合わせることができる
。

なお、第３領域■の集光ビームは、光ディスクがデフォ
ーカスしても（すなわち、焦点からはずれても）、常に
円形を保つため、スポットが４分割センサＡ、Ｂ、Ｃ，
ＤのＸ軸上を動く限り、フォーカシングエラー信号（Ｆ
、Ｅ）、）ラッキングエラー信号（Ｔ、Ｅ）、再生ＲＦ
信号（Ｒ，Ｆ）に同等悪影響を及ぼさない。

、第３図は他の実施例を示す。この実施例のホログラム
は、第３領域■の形状を、ホログラムの外周部分で環状
に形成したものである。このホログラムによっても、ス
ポットずれ時には、第３領域■によるスポットが４分割
センナの中心から一方に偏るので、前述と同様に、ＰＤ
ｘ＞Ｏｌまたは、Ｐ　Ｄ　ｘ　＜　Ｏとなり、フォトダ
イオードの出力からスポットずれを検出できる。要する
に、第１領域と第２領域との分割線ｌに関して対称な形
状をなすものであればよい。

なお、実施例のホログラム素子は３ビ一ム方式のホログ
ラム光ヘッドに適用したものであるが、本発明のホログ
ラムは、１ビ一ム方式のホログラム光ヘッドにも適用可
能であり、さらに、ホログラム光ヘッドに限らず、その
他種々の光学系の部品として応用することも可能である
。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明のホログラム素子は、第１領
域と第２領域との分割線に関して対称形状をなし、かつ
、第１領域と第２領域による２つの焦点位置の中間に焦
点を結ぶように格子パターンを形成した第３領域を備え
ているので、例えば、ホログラム光ヘッドのホログラム
素子として利用した場合、戻り光のスポットをフォトダ
イオードのセンタに合わせるスポットずれ調整をフォト
ダイオード出力により行うことが可能であり、このスポ
ットずれ調整が著しく容易となる。

また、本発明のホログラム素子は、ホログラム光ヘッド
に限らず、第３領域によるスポットを有効に利用できる
種々の光学系に適用することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すホログラム素子の平面
図、第２図はホログラム光ヘッドにおける本発明のホロ
グラムによる光検出器上のスポットずれ検出の説明図、
第３図は他の実施例を示すホログラム素子の平面図、第
４図は本発明および従来例に共通なホログラム光ヘッド
の構成図、第５図ζｊ第４図の光検出器の拡大図、第６
図は従来のホログラムの拡大図、第７図は従来のホログ
ラムによる光検出器上のスポットずれ検出の説明図であ
る。 ３・・・ホログラム素子、６・・・光検出器、Ａ、Ｂ、
Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆ・・・フォトダイオード、■・・・第１
領域、■・・・第２領域、■・・・第３領域。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 格子パターンの異なる第１領域と第２領域とに２分割さ
   れ、回折光がそれぞれ異なる２点に焦点を結ぶようにさ
   れたホログラム素子において、前記第１領域と第２領域
   との分割線に関して対称形状をなし、かつ、第１領域と
   第２領域による２つの焦点位置の間に焦点を結ぶように
   格子パターンを形成した第３領域を備えたことを特徴と
   するホログラム素子。