JPH01149237A - ホログラム光ヘッド - 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、ホログラム素子を利用したホログラム光ヘ
ッドに関し、特に、その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ヘッドが開発されている
が、従来のホログラム光ヘッドにおけるホログラム素子
（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（
ＩＩ）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Ｅ、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本の光ビー
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４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、フォ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−’　（λ／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Ｏ°〜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５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ｉｌ［
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＝０
であるため、スポットずれを検出することはできない。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので
、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ができるホログラム光ヘ
ッド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、ホログラム光
ヘッドにおいて、そのホログラム素子を、回折光が異な
る２点に焦点を結ぶように異なる格子パターンで形成し
た第１領域および第２領域と、前記第１領域と第２領域
とを分ける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領域とを備えた構
成とした。

［作用］ 上記構成のホログラム光ヘッドにおいて、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黍照して説明する。

本発明のホログラム光ヘッドは、そのホログラム素子の
構造に特徴を有するもので、ホログラム光ヘッドの光学
系の配列自体は前述の第４図に示した一般的なものと同
様である。

第１図は本発明のホログラム光ヘッドに用いるホログラ
ム素子３の一実施例を示す。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（Ｉ）と第２領域（ＩＩ）と第３領域（Ｉ
Ｉ［）とを持つ。前記第１領域（１）と第２領域（Ｉｆ
）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１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。

本発明におけるホログラムは、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（Ｉｎ＞
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）、シたがって、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〈０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Ｏ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）、ト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
ンサの中心から一方に偏るので、前述と同様に、Ｐ　Ｄ
　ｘ　＞　Ｏｌまたは、ＰＤｘ＜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、上記実施例は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る。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明のホログラム光ヘッドによれ
ば、第１領域と第２領域とを分ける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領域を備えたホログラム素子を使用しているので
、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。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すものでホログラム素子
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図は第３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)

1. 【特許請求の範囲】 ディスク信号面で反射した戻り光をホログラム素子で回
   折し、その回折方向に配置した光検出器で戻り光の検出
   を行うホログラム光ヘッドにおいて、 前記ホログラム素子は、回折光が異なる２点に焦点を結
   ぶように異なる格子パターンで形成した第１領域および
   第２領域と、前記第１領域と第２領域とを分ける分割線
   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領域とを備えたことを特徴とするホロ
   グラム素子。