JPH0242648A - 光学式情報読取装置 - 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〕 本発明は、光ディスクに記録された情報の読取に用いら
れる光学式情報読取装置に関するものである。

〔従来の技術〕

高密度で各種情報が記録されている光ディスクから情報
の読取を行う光学式情報読取装置は、狭い記録トラック
に対して絞り込まれたレーザー光を照射し、その反射光
を検出することにより情報の再生を行うものである。

第７図はそのような光学式情報読取装置の一例を示した
もので、レーザー発光源ｌがら出射されたレーザー光は
トラッキング用のスポットを形成するための回折格子２
を通過し、ビームスプリンタ３により反射された後、コ
リメートレンズ４及び対物レンズ５を介して光ディスク
６に照射される。光ディスク６からの反射光は対物レン
ズ５及びコリメートレンズ４を介してビームスプリッタ
３を透過し、更に、平凹レンズ７を介して光検出器８に
入射し、ここで、上記反射光が電気信号に変換されるよ
うになっている。

又、第８図はビームスプリッタ３に代えて、ホログラフ
ィックグレーティング（ホログラム格子）が形成された
ホログラフィックグレーティング素子９を使用した従来
例で、この場合、レーザー発光源１及び回折格子２はコ
リメートレンズ４、対物レンズ５等と同一直線上に配置
され、一方、光検出器８はレーザー発光源１の側方に配
置されて、光ディスク６からの反射光がホログラフィッ
クグレーティング素子９により光検出器８に導かれるよ
うになっている。

第７図又は第８図に示すような光学式情報読取装置にお
いては、第６図にＳで示すように、光ディスク６上でレ
ーザー光がほぼ記録トラック６ａ（便宜上ハツチングで
示す）の幅程度になるように収束され、図示しないトラ
ッキングサーボ系によって記録トラック６ａを追跡しな
がら、記録トラック６ａからの反射光に基づいて記録ト
ラック６ａ上の情報を読み取るようになっている。

ところで、記録トラック６ａは、１〜２μｍ程度と極め
て狭い幅に形成されているので、照射されるレーザー光
も開口数（ＮＡ）の高い対物レンズ５によって小さなス
ポットに収束する必要があると同時に、上記スポット内
での光強度も高くすることが要求される。ところが、良
く知られているように、収束されたレーザー光には、第
２成極大成分により、ＳＩで示すニアリーリングが発生
し、このニアリーリングが隣接する記録トラック６ａ・
６ａにまで拡がると、光ディスク６上の情報の読取に際
してクロストークが発生するという問題があった。

そこで、第７図及び第８図中の回折格子２の格子面２ａ
と反対側の而２ｂに、第９図（ａ）に示すように、透過
するレーザー光のビーム幅より狭い透光部１０ａが形成
されているフィルタ１０（便宜上ハツチングで示す）を
装着し、このフィルタ１０にて、第９図（ｂ）の如く、
回折格子２における光ディスク６のラジアル方向に対応
する方向の両端部近傍で０００次回折光透過率を抑制す
ることにより、記録トラック６ａ上の情報の読取に際し
てのクロストークの低減を図ることが知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記のようなフィルタ１０は通常、金属蒸着
技術によって形成されるものであるが、この蒸着による
フィルタの形成は工程の複雑化とコストの高騰を招来す
るという問題を有していた。又、光学式情報読取装置に
は部品点数が多く、構造が複雑、であるという不具合が
あった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る光学式情報読取装置は、上記の課題を解決
するために、光源からの光束を光ディスク上に収束させ
、光ディスクからの反射光を受光素子にて受光すること
により光ディスク上の情報の読取を行うようにした光学
式情報読取装置において、光源からの光束を、光ディス
ク上の情報を読み取るためのＯ次回指光と、トラッキン
グ誤差を読み取るための１対の１次回折光とに分割する
回折格子と、光ディスクからの反射光を上記受光素子へ
と導くホログラフィックグレーティングとが一体に形成
された回折素子を備え、かつ、この回折素子における光
ディスクのラジアル方向に対応する方向の両端部近傍に
位置する回折格子及び／又はホログラフィックグレーテ
ィングにおける０次回折光の透過率が回折素子における
上記ラジアル方向に対応する方向の中央部近傍に位置す
る回折格子及び／又はホログラフィックグレーティング
におけるＯ次回指光の透過率より小さくなるように設定
されていることを特徴とするものである。

〔作　用〕

上記の構成において、光源からのレーザー光等の光束は
回折素子上の回折格子によってＯ次回指光と１対の１次
回折光とに分割され、光ディスク上に収束される。光デ
ィスクからの反射光は、回折素子上のホログラフィック
グレーティングに入射し、１次回折光が受光素子に到達
して光ディスク上の情報が電気信号に変換される。

そして、本発明では、回折素子とホログラフィックグレ
ーティングが回折素子上で−・体化されているので、部
品点数が削減される。又、クロストークの防止対策とし
ては、回折格子及び／又はホログラフィックグレーティ
ング自体が光ディスクのラジアル方向に対応する方向の
両端部における０次回折光の透過率を抑制するフィルタ
機能を有するように形成されているので、従来のような
蒸着によるフィルタの形成は不要となり、これにより、
工数の削減及びコストの低減を図ることができるように
なる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図乃至第５図に基づいて説明す
れば、以下の通りである。

第３図に示すように、本発明に係る光学式情報読取装置
は、光源としてのレーザー発光源１２を備え、レーザー
発光源１２のチップ１２ａ（第１図参照）から出射され
たレーザー光の光束は、回折素子Ｉ３、コリメートレン
ズ１４及び対物レンズ１５を介して光ディスク１６上に
収束される。

そして、光ディスク１６からの反射光は対物レンズ１５
、コリメートレンズ１４を介して回折素子１３に入射し
、更に、回折素子１３から受光素子としての光検出器１
７に誘導され、ここで、トラッキング誤差の検出、フォ
ーカス誤差の検出及び光ディスク１６上の情報の読取が
行われるようになっている。なお、第３図において、矢
印Ａ　−Ａ′はフォーカス方向、矢印Ｂ−Ｂ’　はラジ
アル方向、矢印ｃ−ｃ’　は光ディスク１６上でのピン
ト列の配列方向であるタンジェンシャル方向を示す。

第１図及び第２図（ａ）に示すように、光検出器１７は
互いに分割された５つの光検出部１７ａ〜１７ｅを有し
ている。一方、回折素子１３はプラスチック又はガラス
を素材として、互いに分割された６つの領域１３ａ〜１
３ｆを一体に形成してなり、その内４つの領域１３ａ〜
１３ｄにはそれぞれホログラフィックグレーティングが
形成されるとともに、他の２つの領域１３ｅ・１３ｆに
はそれぞれ回折格子が形成されている。各領域１３ａ〜
１３ｆのホログラフィックグレーティング及び回折格子
は回折素子１３におけるコリメートレンズ１４寄りの表
面近傍に形成されている。なお、第２図（ａ）中のＰは
回折素子１３を通過する光束の最外方位置を示している
。６ 以下、回折素子１３の各領域１３ａ〜１３ｆの機能を説
明すると、レーザー発光源１２の千ツブ１２　ａから出
射され、領域１３ａのホログラフィックグレーティング
を通過したＯ次回指光は、コリメートレンズ１４により
平行光束となり、対物レンズ１５によって光ディスク１
６上のビットに照射される。領域１３ａを通過した一ヒ
記Ｏ次回折光は、第４図中に矢印りで示すように、対物
レンズ１５を通過した後には、光ディスク１６に対して
一定の範囲の傾斜角度を有しており、反射の法則に従っ
て矢印Ｅで示す如く入射光束と同一角度で反射され、対
物レンズ１５及びコリメートレンズ１４を通過し、回折
素子１３の領域１３１）に形成されたホログラフィック
グレーティングの表面に到達する。

領域１３ｂには、光ディスク１６からの反射光束を、そ
のままレーザー発光源１２に戻す０次回折光と、光検出
器１７に入射させる１次回折光とに分割するホログラフ
ィックグレーティングが形成されており、この領域１３
ｂのホログラフィックグレーティングにより分割された
１次回折光は光検出器１７における領域１７ｂと領域１
７ｃとの間の分割線！上に到達し、図示しないフォーカ
スサーボ系によって光ディスク１６の面振れ等に光ディ
スク１６上のレーザー光のスポットを追従させるととも
に、光ディスク１６上に記録された情報が検出される。

又、レーザー発光源１２から出射され、回折素子１３の
領域１３ｂのホログラフィックグレーティングを通過し
たＯ次回指光は、同様に光ディスク１６によって反射さ
れて回折素子１３の領域１３ａに戻り、領域１３ａのホ
ログラフィックグレ−ティングによって１次回折光が光
検出器１７の光検出部１７ａに到達し、光検出部１７ａ
にて光ディスク１６上の情報が検出される。

又、レーザー発光源１２から出射され、回折素子１３の
領域１３ｅ及び１３ｆに到達した光束は、領域１３ｅ及
び１３ｆに形成された回折格子によって０次回折光とト
ラッキング誤差を検出するだめの±１次回折光とに分割
され、上記と同様に光ディスク１６によって反射されて
回折素子１３の領域Ｌ３ｃ及び１３ｄに戻り、領域１３
ｃ及び１３ｄにそれぞれ形成されたホログラフィックグ
レーティングによって１次回折光が光検出器１７の光検
出部１７ｅ及び１７ｄに到達し、これら光検出部１７ｅ
及び１７ｄに到達した光束に基づいて図示しないトラッ
キングサーボ系により光ディスク１６上のレーザー光の
スポットを記録トラックに追従させるようになっている
。

更に、レーザー発光源１２から出射され、回折素子１３
の領域１３ｃ及び１３ｄに到達した光束は、これらの領
域１３ｃ及び１３ｄに形成されたホログラフィックグレ
ーティングによってＯ次回指光の強度が下げられて光デ
ィスク１６に到達する。光ディスク１６で反射された光
束の大部分は回折素子１３の領域１３ｅ及び１３ｆの回
折格子に到達するが、光検出器１７には分岐されない。

上記の工程において、レーザー発光源１２から出射され
た光束の内、回折素子１３を透過するＯ次回指光の割合
は、第３図（ｂ’）に示すように、光ディスク１６のラ
ジアル方向に対応する方向の中央部近傍に位置する領域
１３ａ及び１３ｂのホログラフィックグレーティングで
は高く、光ディスク１６のラジアル方向に対応する方向
の両端部近傍に位置する領域１３ｃ及び１３ｄのホログ
ラフィックグレーティング並びに領域１３ｅ及び１３ｒ
の回折格子では上記領域１．３　ａ及び１３ｂのホログ
ラフィックグレーティングより低くなるように、各領域
１３ａ〜１３ｆのホログラフィックグレーティング及び
回折格子が形成されている。

これにより、回折素子１３を通過した時点での光束の強
度分布はフィルタ１０を使用した従来の強度分布と同等
となる。従って、光ディスク１６上の情報の検出に際し
て、クロストークは充分に抑制される。

ここで、領域１３ｅ及び１３ｆにおける回折格子におい
ては、０次回折光と１次回折光の分光比を変更すること
によって、任意のフィルタ効果が得られ、上記回折格子
にＯ次回指光と１次回折光との分割の役割とフィルタ機
能とを兼務させることができる。

一方、領域１３ｃ及び１３ｄのホログラフインタグレー
ティングは領域１３ｂのホログラフィックグレーティン
グと同機能を有しているが、ホログラフィックグレーテ
ィングの深さのみを変更することによりＯ次回指光と１
次回折光の分光比を任意の値に制御することが可能であ
り、これにより、領域１３ｂのホログラフィックグレー
ティングを通過する０次回折光の割合に比して領域１３
Ｃ及び１３ｄのホログラフィックグレーティングを通過
する０次回折光の割合を低く設定することができるので
、領域１３ｃ及び１３ｄのホログラフィックグレーティ
ングにおいても所望のフィルタ効果を得ることができる
。

次に、第５図に変形例を示す。

この変形例における回折素子１８は５つの領域１８ａ〜
１８ｅを備え、その内４つの領域１８ａ〜１８ｄにはそ
れぞれホログラフィックグレーティングが形成され、他
の１つの領域１８ｅには回折格子が形成されている。

そして、上記実施例と同様に、レーザー発光源１２から
出射され、領域１８ａのホログラフィックグレーティン
グを通過した光束は光ディスク１６で反射された後、領
域１８ｂのホログラフィックグレーティングに到達し、
この光束に基づいて光検出器Ｉ７でフォーカスサーボが
行われる。逆に６頁域１８ｂのホログラフィックグレー
ティングを通過した光束は光ディスク１６で反射された
後、領域１８ａのホログラフィックグレーティングに到
達し、この光束に基づいて光検出器１７で光ディスク１
６上の情報の検出が行われる。

又、レーザー発光源１２がら出射され、領域１８ｅの回
折格子を通過した光束は光ディスク１６で反射された後
に回折素子１３の領域Ｌ３ｃ及び１３ｄに到達し、この
光束に基づいて光検出器１７でトラ・ンキングサーボが
行われる。逆に、領域１８ｃ及び１８ｄのホロイ・ラフ
４ツクグし・−ティングを通過した光束は、光ディスク
１６で反射された後に領域１８ｅの回折格子に到達する
。なお、この変形例においても、回折素子１８を透過す
る０次回折光の割合は、光ディスク１６のラジアル方向
に対応する方１ｉｉｊの両端部に位置する領域１８ｃ　
−ｉ　８　ｅにおいて、光ディスク１６のラジアル方向
に対応する方向の中央部に位ｒする領域１８ａ及び１８
ｂより（ｉＸ　くなるように設定し１、フィルタ１０を
使用した従来例と同様のフィルタ効果が回折素子１８自
体により得られるよう０こしている。

上記の実施例においては、回折素子１３の各領域１３ａ
−１３［のホログラフィックグレーティング又は回折格
子は回折素子１３におりるコリメートレンズ１４寄りの
表面近傍に設けたが、これらは回折素子１３におけるコ
リメートレンズ１４と反対側の表面近傍に設けるように
しても良い。

又、上記の実施例では、レーザー発光；ｒｕ２と光検出
器１７は別体に構成したが、レーザー発光源１２と光検
出器１７とを単一の素子として構成して小型化を図った
光学式情報読取装置にも本発明は適用可能である。

〔発明の効果〕

本発明に係る光学式情報読収装’ｌｌは、以上のように
、光源からの光束を光ディスク五に収束さぞ、光ディス
クからの反射光を受光素子にて受光することにより光デ
ィスク上の情報の読取を行う敷うにした光学式情報読取
装置において、光源からの光束を、光ディスク上の情報
を読み取るたψハ、）０次回折光と、トランキング誤差
を読み取るための１対の１次回折光とに分割する回折格
子と、光ディスクからの反射光を上記受光素子へと導く
ホログラフィックグレーティングとが一体に形成された
回折素子を備え、かつ、この回折素子における光ディス
クのラジアル方向に対応する方向の両端部近傍に位置す
る回折格子及び／又はホログラフィックグレーティング
におけるＯ次回指光の透過率が回折素子における上記ラ
ジアル方向に対応する方向の中央部近傍に位置する回折
格子及び／又はポログラフィックグレーティングにおけ
る０次回折光の透過率より小さくなるように設定されて
いる構成である。

これにより、回折素子とホログラフィックグレーティン
グを回折素子上で一体化したので、部品点数の削減を図
る、ことができる。ヌ、クロストークの防止対策として
は、光ディスクにおけるラジアル方向に対応する方向の
両端部近傍に位置する回折格子及び／又：、よホＩコグ
ラフィ・ンクグレーティングにおけるＯ次回指光の透過
率が光ディスクにおけるラジアル方向に対応する方向の
中央部近傍に位置する回折格子及び７．・′又はホｌ′
：ｊグラフィックグレーティングにおけるＯ次回指光の
透過率より小さくなるように形成されているので、回折
素子自体がフィルタ機能を有することになり、その結果
、従来のような別体のフィルタは不要となるので、工数
の削減及びコツ、１−の低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図乃至第５図は本発明の実施例を示すものであって
、第１図は回折素子及び光検出器を牙す斜視図、第２図
（ａ）は回折素子の平面図、第２図（ｂ）は回折素子に
おける０次回折光の透過率の分布を示すグラフ、第３図
は光学式情報読ＪＴ！、’装置の斜視図、第４図は対物
レンズ及び光ディスクを示す正面図、第５図は変形例に
おける回折素〈を示す平面図、第６図は光ディスク上の
記録トラック及びレーザー光のスポントを示す底面図、
第７図は従来の光学式情報読取装置を示す概略正面図、
第８図は従来の他の光学式情報読取装置を示す概略正面
図、第９図（ａ）は第７図又は第８図の光学式情報読取
装置における回折格子を示１正面図、第９図（ｂ）は第
９図（ａ）の回折格子におけるＯ次回指光の透過率の分
布を示すグラフである。 １２はレーザー発光源（光源）、１３は回折素子、１６
は光ディスク、１７は光検出器（受光素子） である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光源からの光束を光ディスク上に収束させ、光ディ
   スクからの反射光を受光素子にて受光することにより光
   ディスク上の情報の読取を行うようにした光学式情報読
   取装置において、 光源からの光束を、光ディスク上の情報を読み取るため
   の０次回折光と、トラッキング誤差を読み取るための１
   対の１次回折光とに分割する回折格子と、光ディスクか
   らの反射光を上記受光素子へと導くホログラフィックグ
   レーティングとが一体に形成された回折素子を備え、か
   つ、この回折素子における光ディスクのラジアル方向に
   対応する方向の両端部近傍に位置する回折格子及び／又
   はホログラフィックグレーティングにおける０次回折光
   の透過率が回折素子における上記ラジアル方向に対応す
   る方向の中央部近傍に位置する回折格子及び／又はホロ
   グラフィックグレーティングにおける０次回折光の透過
   率より小さくなるように設定されていることを特徴とす
   る光学式情報読取装置。