JPH0349050A - 光ヘッド装置 - Google Patents

光ヘッド装置

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JPH0349050A
JPH0349050A JP1184078A JP18407889A JPH0349050A JP H0349050 A JPH0349050 A JP H0349050A JP 1184078 A JP1184078 A JP 1184078A JP 18407889 A JP18407889 A JP 18407889A JP H0349050 A JPH0349050 A JP H0349050A
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optical head
head device
light
hologram
holograms
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Yoshiaki Kaneuma
慶明 金馬
Makoto Kato
誠 加藤
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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(友 光情報装置において、情報の記録または再
生を行う光ヘッドに関するものである。
従来の技術 ホログラムを用いて光ヘッドの光学系を簡略化したもの
として、最近では 第1図に示すようなものがある(例
えば、特開昭1−94541号、特開昭1−94542
号)。放射光源4を出射した光ビーム7(表 ホログラ
ム90を透過褒 対物レンズ6によって、情報担体1の
上に集光されも情報担体lの情報記録再生面で反射した
光ビーム(よ 再び対物レンズ6を透過し ホログラム
90に人射すも ホログラム90で回折した+1次回折
光(あるいは−1次回折光)2001t  それぞれ放
射光源4付近゛に配置されたディテクター100に人射
すも ホログラム90は第2図のような入射光210に対し一
対の曲率の異なる波面201および202が回折光とし
て発生するように設計されていもこのホログラム90は
2種のホログラムパターンを重ね書きすることにより容
易に得ることができも 第3図にこの例を示す。第1ホ
ログラムパターン92と第2ホログラムパターン93を
重ね書きし この一部分を一対の曲率の異なる波面を発
生させる位相型バイナリ−ホログラム90として用いも
 第3図に用いるホログラム9oを作成スる場合(よ 
重ね書きするホログラムは一般に二次曲線となる力(2
つのホログラムパターンを重ね書きして、 2次元格子
を作成することに変わりはな1 このホログラム9oが
ら発生した回折光を第4図に示すように短冊状の6分割
ディテクター101〜106で受光すム ここで、 (
b)がジャストフォーカスK(a)と(C)がデフォー
カス状態の回折光8の様子であム このときフォーカス
エラー信号F E i&  ディテクター101〜10
6で得られる出力をそれぞれ5tot−st06として
、 F E = S]01+3103−5102−  (5
104+ 5106−5105)(2) として得るこ七ができも 発明が解決しようとする課題 しかし かかるホログラムを用いた光学系構成によれば
 迷光や電器系などの雑音に対する信号のS/N比を向
上させるためにディテクター上での回折光の光量をなる
べく大きくする必要があムこのホログラムは上述したよ
うに2つのホログラムパターンを重ね書きして作成され
る位相型の2次元格子である方丈 重ね書きする2つの
パターンのデユーティ及び位相変調量が最適化されてい
ないという課題を有すa 課題を解決するための手段 本発明では上述の課題を解決するた八 位相型ホログラ
ムに重ね書きする格子のデユーティ及び位相変調量を最
適に設計し ディテクター上での回折光の光量をなるべ
く太きくずも すなわ板 本発明の光ヘッド装置(よ 放射光源と、前
記放射光源より出射する光ビームを受けて情報担体へ収
束させる対物レンズと、前記情報担体で反射した光ビー
ムを前記対物レンズを透過させて受けて、 2種のホロ
グラムパターンが重ね書きしてあって少なくとも一対の
曲率の異なる波面を発生させる位相型バイナリ−ホログ
ラムと、前記回折光を、複数の分割領域で受光してそれ
ぞれの分割領域において得られた光量に比例する出力を
発生ずるように構成されたディテクターとを有する光ヘ
ッド装置において、 2種類のホログラムの重ね書きに
よって得られる2次元格子のピッチと窓部の幅の比がl
:  0.  50〜l:  0.  asテあも さ
らに 望ましくは位相型ホログラムの位相変調量力(1
,47ラジアン〜1.87ラジアンの範囲で、かつ、 
2種類のホログラムの重ね書きによって得られる2次元
格子のピッチと窓部の幅の比がI:0,54〜I:0.
64である光ヘッド装置を提供ず4 まL 本発明(よ
 放射光源と、前記放射光源より出射する光ビームを受
けて平行光にするコリメートレンズと往路と復路の光路
を分離する偏光ビームスプリッタ−及び四分のλ板と前
記四分のλ板を透過した平行ビームを情報担体へ収束さ
せる対物レンズと、前記情報担体で反射し 前記偏光ビ
ームスプリッタ−によって往路とは異なる光路に分離さ
れた光ビームを受けて、 2種のホログラムパターンが
重ね書きしてあって少なくとも一対の曲率の異なる波面
を発生さセル位相型バイナリ−ホログラムと、 0次回
折光を含む前記回折光を受けて集光するコリメートレン
ズと、前記回折光を、複数の分割領域で受光してそれぞ
れの分割領域において得られた光量に比例する出力を発
生するように構成されたディテクターとを有する光ヘッ
ド装置において、 2種類のホログラムの重ね書きによ
って得られる2次元格子のピッチと窓部の幅の比がI:
0.50〜1:0、76である光ヘッド装置を提供ずム
 さらにまた この光ヘッド装置において、位相型ホロ
グラムの位相変調量方丈 2.74ラジアン〜3.54
ラジアンの範囲で、か−″)、 2種類のホログラムの
重ね書きによって得られる2次元格子のビッヂと窓部の
幅の比がI:0.58〜I:0.70である光ヘッド装
置を提供すa まj、、本発明は以上の光ヘッド装置に
おいて、ホログラムにトラッキングエラー信号検出用の
回折光を発生させる領域も設け、ディテクターにはトラ
ッキングエラー信号検出用回折光受光部も設けた光ヘッ
ド装置を提供する。
作用 本発明へ 位相型ホログラムに重ね書きする格子のデユ
ーティ及び位相変調量の設計により、ディテクター上で
の回折光の光量をなるべく大きくする事ができるので、
光の利用効率が向上し サーボ信号及び記録再生の情報
信号のS/N比の向上を図ることができも 実施例 以下図面を用いて本発明の詳細な説明すも第1図は本発
明の実施例を原理的に説明するための図であり、前述し
た構成であa ががる構成によれ(、i 放射光源4か
ら出射した光ビーム7は第5図に示すように往路(a)
と復路(b)において、それぞれホログラム9oを通過
し このときそれぞれ回折が起こム 従って、光の利用
効率η(上 0次と+1次の回折効率をそれぞれη−1
η。
1としたときく η=η−×η◆I        、  、、  (3
)となム 前述したように ホログラムは2次元格子を形成すも 
この様子を第6図に示机 ホログラム(友一般には曲線
から構成される力(ここで(友 回折効率を計算するた
めのモデルとして、直線から構成される二次元格子を考
えも 位相型ポログラムで(よ 窓部13と格子部14
とで、位相がθだけ異なっていも また 第1図の回折
光201と回折光202の回折効率を等しくするために
(よ 第6図に於てピッチTおよびピッチLと各々の方
向の窓部の長さの比(友 等しくなければならない。
この比をaとすム このとき回折効率はフーリエ変換に
よって求められ 77 e = (2a” −1) ” ・SIN’θ十
cos’θ ・・・・(4)r) 、+ = 8a’5
IN2r(a−3IN”θ/rr’    =(5)と
なム よって、光の利用効率η?L  (3) 、(4
)、(5)式より、 rt  = ((2a”−1) ”5IN2θ十cos
”θ) ×(8a2SIN2rr  a  −SIN”
  θ /  π ”)、   、   、    (
6)となる。このN&  a=0. 59、 θ=1.
67ラジアンのとき最大値ηnax=7. 2%をとる
。しかしながleaもθも必ずしも最適な値に製造でき
るわけではな(− 単純な回折格子即ちa=0.5のパターンを重ね書きす
るよりもηを大きくする効果を得るために1よ 0.5<a≦0.68 とすればよ1 さらにη−^×の90%以上の光の利用効率を得るため
に(友 0.54≦a≦0.64%1.47≦θ≦1.84とす
ればよ(t このよう艮 本発明によれば 回折効率を大きくするこ
とができ、この種装置にとって大切なSN比の向上に格
別となa まr=  第7図に他の実施例を示す。90は前記ホロ
グラlAS 120はディテクターであも 第7図では
往路と復路の光路を分離し 復路においてのへ 光ビー
ムがホログラム91を通過するように構成されていも 
lOは1/4λ板、 11は偏向ビームスプリッタ−1
6は対物レンズ、 12はコリメータレンズよって光の
利用効率ηは+1次回折光の回折効率η・場に等しくな
ム 77 = 8a’SIN’ πa −3INIIθ/r
r”  、  、、  (7)このηtL  a=0.
64.  θ=πラシ′アンのとき最大値η口に=27
%をと4 しかしながら、やはりaもθも必ずしも最適
な値に製造できるわけではなI、%単純な回折格子即ち
a=0.5のパターンを重ね書きするよりもηを大きく
する効果を得るために(よ0.5<a≦0.76 とすればよ(℃ またさらにηNAl1の90%以上の光の利用効率を得
るために(上 0.58≦a≦0,7Q、  2.74≦θ≦3.54
とすればよI4〜 さら番ζ ホログラムからトラッキングエラー信号も得
ようとする実施例を述べも 第8図に示すようにホログ
ラム90にトラッキングエラー信号検出用回折光発生領
域94及び95を設はム ホログラム90ζ友 ファー
フィールドパターン3に対して、第7図に示すように配
置すム トラッキングエラー信号検出用回折光発生領域
94及び95からそれぞれ発生する回折光203及び2
04をディテクター+10に設けたトラッキングエラー
信号検出用ディテクター107および108によって受
光す&トラッキングエラー信号検出用ディテクター10
7および108の出力の差動によりトラッキングエラー
信号を得ることができも発明の効果 本発明によれ1戴 小型化が容易で組立も容易なホログ
ラムヘッドにおいて、光の利用効率を向上できサーボ検
出や信号の読出しに用いる回折光の光量を最も多くでき
るた敦 サーボ信号及び記録再生の情報信号の迷光や電
気雑音などに対するSZN比の向上を図ることができる
という効果を有すム
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例及び従来例の光ヘッドの概略
断面@ 第2図は本発明の実施例の光ヘッドの要部構成
@ 第3図(a)、  (b)はホロダラムパターンの
概念は 第4図(a)〜(C)はディテクター上でのフ
ォーカスエラー信号検出用の回折光の様子を示す図 第
5図(a)、  (b)は本発明の実施例における往路
と復路での回折の様子を示す断面医 第6図は本発明の
他の実施例におけるホログラムからの回折効率を計算す
る際のモデルを現す模式は 第7図は本発明の他の実施
例の光ヘッドの断面医 第8図は本発明のさらに他の実
施例の要部構成図を示す図である。 1・・・情報担体 200〜204・・・回折光 3・
・・ファーフィールドパターン、 4・・放射光fL 
6・・・対物レンズ、 7、71、72・・・光ビーへ
 100〜108およびJIO・・・ディテクター、9
0〜93・・・ホログラん

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)放射光源と、前記放射光源より出射する光ビーム
    を受けて情報担体へ収束させる対物レンズと、前記情報
    担体で反射した光ビームを前記対物レンズを透過させて
    受けて、2種のホログラムパターンが重ね書きしてあっ
    て少なくとも一対の曲率の異なる波面を発生させる位相
    型バイナリーホログラムと、前記回折光を、複数の分割
    領域で受光してそれぞれの分割領域において得られた光
    量に比例する出力を発生するように構成されたディテク
    ターとを有する光ヘッド装置において、2種類のホログ
    ラムの重ね書きによって得られる2次元格子のピッチと
    窓部の幅の比が1:0.50〜1:0.68であること
    を特徴とする光ヘッド装置。
  2. (2)特許請求の範囲第1項記載の光ヘッド装置におい
    て、位相型ホログラムの位相変調量が、1. 47ラジアン〜1.87ラジアンの範囲で、かつ、2種
    類のホログラムの重ね書きによって得られる2次元格子
    のピッチと窓部の幅の比が1:0.54〜1:0.64
    であることを特徴とする光ヘッド装置。
  3. (3)放射光源と、前記放射光源より出射する光ビーム
    を受けて平行光にするコリメートレンズと往路と復路の
    光路を分離する偏光ビームスプリッター及び四分のλ板
    と前記四分のλ板を透過した平行ビームを情報担体へ収
    束させる対物レンズと、前記情報担体で反射し、前記偏
    光ビームスプリッターによって往路とは異なる光路に分
    離された光ビームを受けて、2種のホログラムパターン
    が重ね書きしてあって少なくとも一対の曲率の異なる波
    面を発生させる位相型バイナリーホログラムと、0次回
    折光を含む前記回折光を受けて集光するコリメートレン
    ズと、前記回折光を、複数の分割領域で受光してそれぞ
    れの分割領域において得られた光量に比例する出力を発
    生するように構成されたディテクターとを有する光ヘッ
    ド装置において、2種類のホログラムの重ね書きによっ
    て得られる2次元格子のピッチと窓部の幅の比が1:0
    .50〜1:0.76であることを特徴とする光ヘッド
    装置。
  4. (4)特許請求の範囲第3項記載の光ヘッド装置におい
    て、位相型ホログラムの位相変調量が、2. 74ラジアン〜3.54ラジアンの範囲で、かつ、2種
    類のホログラムの重ね書きによって得られる2次元格子
    のピッチと窓部の幅の比が1:0.58〜1:0.70
    であることを特徴とする光ヘッド装置。
  5. (5)特許請求の範囲第1項または第3項記載の光ヘッ
    ド装置においてホログラムにトラッキングエラー信号検
    出用の回折光を発生させる領域も設け、ディテクターに
    はトラッキングエラー信号検出用回折光受光部も設けた
    ことを特徴とする光ヘッド装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06290481A (ja) * 1992-06-26 1994-10-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光ピックアップ
KR100433585B1 (ko) * 2001-02-28 2004-05-31 한국전자통신연구원 비접촉식 결합형 이진 위상 홀로그램 및 그 구현 방법
JP2007220215A (ja) * 2006-02-16 2007-08-30 Sony Corp 光ピックアップ装置及び光ディスク装置
CN108628296A (zh) * 2017-03-21 2018-10-09 株式会社东芝 自主运动装置以及运动控制系统

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