JPH0630166B2 - 光ヘツド装置 - Google Patents
光ヘツド装置Info
- Publication number
- JPH0630166B2 JPH0630166B2 JP61294695A JP29469586A JPH0630166B2 JP H0630166 B2 JPH0630166 B2 JP H0630166B2 JP 61294695 A JP61294695 A JP 61294695A JP 29469586 A JP29469586 A JP 29469586A JP H0630166 B2 JPH0630166 B2 JP H0630166B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- grating
- lens
- head device
- grating lens
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Optical Head (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、いわゆる光ディスク，ディジタルオーディ
オディスク，ビデオディスクなどの記録再生に用いる光
ヘッド装置に関する。
オディスク，ビデオディスクなどの記録再生に用いる光
ヘッド装置に関する。
ビデオディスク，ディジタルオーディオディスク，光デ
ィスク（以下では、光ディスクと総称する）に用いられ
る従来の光ヘッド装置は、第２図に示すように、光源で
ある半導体レーザ１と、半導体レーザ１の放射光２をデ
ィスク面４に収束する結像レンズ３と、ビームスプリッ
タプリズム８と、球面凹レンズ５と、円筒レンズ６と、
４分割光検出器７から構成される焦点誤差検出手段及び
トラッキング誤差検出手段とを備えて構成されている。
ィスク（以下では、光ディスクと総称する）に用いられ
る従来の光ヘッド装置は、第２図に示すように、光源で
ある半導体レーザ１と、半導体レーザ１の放射光２をデ
ィスク面４に収束する結像レンズ３と、ビームスプリッ
タプリズム８と、球面凹レンズ５と、円筒レンズ６と、
４分割光検出器７から構成される焦点誤差検出手段及び
トラッキング誤差検出手段とを備えて構成されている。
このような従来型の光ヘッド装置は、実用化されている
ものでも大きさが、40×40×30mm３程度あり、従って重
量も重く、光ディスク装置全体の小型化，軽量化、ある
いはスタック型大容量光ディスク実現の障害となってい
た。
ものでも大きさが、40×40×30mm３程度あり、従って重
量も重く、光ディスク装置全体の小型化，軽量化、ある
いはスタック型大容量光ディスク実現の障害となってい
た。
この問題の解決のために、本願人は、ビームスプリッ
タ，焦点誤差検出光学系，トラッキング誤差検出光学系
の３つの機能を１枚の格子レンズで行うことにより、光
学素子数の削減を図った小型，軽量の光ヘッド装置を出
願した。これら出願として、特願昭61-121575 号，特願
昭61-121577 号，特願昭61-156406 号を挙げることがで
きる。一例として、第２図の光ヘッド装置に近い構成の
特願昭61-156406 号に記載の光ヘッド装置について説明
する。
タ，焦点誤差検出光学系，トラッキング誤差検出光学系
の３つの機能を１枚の格子レンズで行うことにより、光
学素子数の削減を図った小型，軽量の光ヘッド装置を出
願した。これら出願として、特願昭61-121575 号，特願
昭61-121577 号，特願昭61-156406 号を挙げることがで
きる。一例として、第２図の光ヘッド装置に近い構成の
特願昭61-156406 号に記載の光ヘッド装置について説明
する。
第３図は、特願昭61-156406 号に記載の光ヘッド装置の
基本構成を示す斜視図である。半導体レーザ１の放射光
２は、格子レンズ17を０次回折光として通過し、結像レ
ンズ３によりディスク面４に収束される。ディスク面４
からの反射光は、結像レンズ３により収束され、格子レ
ンズ17により回折され、回折光18及び19として、半導体
レーザ１の脇にある４分割光検出器20に到達する。４分
割光検出器20は、分割線24及び25により分割された４個
の光検出素子11, 12, 13, 14からなる。
基本構成を示す斜視図である。半導体レーザ１の放射光
２は、格子レンズ17を０次回折光として通過し、結像レ
ンズ３によりディスク面４に収束される。ディスク面４
からの反射光は、結像レンズ３により収束され、格子レ
ンズ17により回折され、回折光18及び19として、半導体
レーザ１の脇にある４分割光検出器20に到達する。４分
割光検出器20は、分割線24及び25により分割された４個
の光検出素子11, 12, 13, 14からなる。
格子レンズ17は、光検出器20上で円形ビームになり、そ
の前後に直交する焦線を持つ非点収差を含む収束波面
と、半導体レーザ１を収束する球面波との干渉縞に相当
する格子パターンを持っている。第３図では、格子のピ
ッチは配置をわかりやすくするために実際より大きく描
いてある。格子レンズ17は、半導体レーザ１と４分割光
検出器20を結ぶ方向に対して平行な境界線21を境に回折
角の異なる上側格子レンズ22と下側格子レンズ23とから
構成されている。上側格子レンズ22により回折された光
は、非点収差のため90゜回転した半円状の光ビームとな
って光検出素子13及び14の分割線25上に到達する。一
方、下側格子レンズ23により回折された光は、非点収差
のため90゜回転した半円状の光ビームとなって光検出素
子11及び12の分割線25上に到達する。そこで、ディスク
面４へ収束光が合焦状態のとき４分割光検出器20の両回
折光の光検出素子11, 12, 13, 14への入射光強度が等し
くなるように４分割光検出器20を配置することで、第２
図に示した従来の非点収差法と同様にＶ(11)＋Ｖ(13)−
Ｖ(12)−Ｖ(14)で、焦点誤差信号が検出できる。ここ
に、Ｖ(11)〜Ｖ(14)は光検出器の各素子11〜14の出力電
圧である。
の前後に直交する焦線を持つ非点収差を含む収束波面
と、半導体レーザ１を収束する球面波との干渉縞に相当
する格子パターンを持っている。第３図では、格子のピ
ッチは配置をわかりやすくするために実際より大きく描
いてある。格子レンズ17は、半導体レーザ１と４分割光
検出器20を結ぶ方向に対して平行な境界線21を境に回折
角の異なる上側格子レンズ22と下側格子レンズ23とから
構成されている。上側格子レンズ22により回折された光
は、非点収差のため90゜回転した半円状の光ビームとな
って光検出素子13及び14の分割線25上に到達する。一
方、下側格子レンズ23により回折された光は、非点収差
のため90゜回転した半円状の光ビームとなって光検出素
子11及び12の分割線25上に到達する。そこで、ディスク
面４へ収束光が合焦状態のとき４分割光検出器20の両回
折光の光検出素子11, 12, 13, 14への入射光強度が等し
くなるように４分割光検出器20を配置することで、第２
図に示した従来の非点収差法と同様にＶ(11)＋Ｖ(13)−
Ｖ(12)−Ｖ(14)で、焦点誤差信号が検出できる。ここ
に、Ｖ(11)〜Ｖ(14)は光検出器の各素子11〜14の出力電
圧である。
一方、トラッキング誤差信号は、ディスク面４上の絞り
込みスポットがトラック位置からずれると反射光の強度
分布にアンバランスが生じることを利用する。第３図の
構成では、トラックずれにより回折光18と19の強度比が
変わるため４分割光検出器20のＶ(11)＋Ｖ(12)−Ｖ(13)
−Ｖ(14)をとることによりトラッキング信号をを検出で
きる。
込みスポットがトラック位置からずれると反射光の強度
分布にアンバランスが生じることを利用する。第３図の
構成では、トラックずれにより回折光18と19の強度比が
変わるため４分割光検出器20のＶ(11)＋Ｖ(12)−Ｖ(13)
−Ｖ(14)をとることによりトラッキング信号をを検出で
きる。
ディスクからの再生信号は、４分割光検出器20の光量の
総和Ｖ(11)＋Ｖ(12)＋Ｖ(13)＋Ｖ(14)をとることにより
検出できる。
総和Ｖ(11)＋Ｖ(12)＋Ｖ(13)＋Ｖ(14)をとることにより
検出できる。
上述した格子レンズを用いた光ヘッド装置では、光ビー
ムは往路は０次回折光で、復路は１次回折光で格子レン
ズを透過するので、光利用率は、（０次回折効率）×
（１次回折効率）となる。この値は矩形断面の凹凸格子
の場合、高々10％にすぎず、光利用率が低いという問題
があった。
ムは往路は０次回折光で、復路は１次回折光で格子レン
ズを透過するので、光利用率は、（０次回折効率）×
（１次回折効率）となる。この値は矩形断面の凹凸格子
の場合、高々10％にすぎず、光利用率が低いという問題
があった。
本発明の目的は、上記欠点を解消して、光利用効率の高
い小型の光ヘッド装置を提供することにある。
い小型の光ヘッド装置を提供することにある。
本発明は、光源と、前記光源の像を記録媒体上に絞りこ
む結像レンズと、前記光源の脇に配置された受光面が複
数に分割された光検出器と、前記光源と前記結像レンズ
の間に設けられ、前記結像レンズを経て来た前記記録媒
体からの反射光を分割して前記光検出器の受光面に各々
導く複数に分割された格子レンズとから構成される光ヘ
ッド装置において、前記格子レンズを、複屈折媒体に形
成した表面凹凸格子の少なくとも凹部を前記複屈折媒体
の常光屈折率または異常光屈折率とほぼ等しい屈折率の
物質で充てんした格子レンズとし、前記格子レンズと前
記結像レンズの間に１／４波長板を配置した構成となっ
ている。
む結像レンズと、前記光源の脇に配置された受光面が複
数に分割された光検出器と、前記光源と前記結像レンズ
の間に設けられ、前記結像レンズを経て来た前記記録媒
体からの反射光を分割して前記光検出器の受光面に各々
導く複数に分割された格子レンズとから構成される光ヘ
ッド装置において、前記格子レンズを、複屈折媒体に形
成した表面凹凸格子の少なくとも凹部を前記複屈折媒体
の常光屈折率または異常光屈折率とほぼ等しい屈折率の
物質で充てんした格子レンズとし、前記格子レンズと前
記結像レンズの間に１／４波長板を配置した構成となっ
ている。
複屈折媒体に形成した表面凹凸格子の凹部を例えばその
常光屈折率にほぼ等しい屈折率の物質で充てんすると、
常光に対しては、この格子は屈折率マッチングしてもは
や格子として作用せず、単に屈折率が常光屈折率の媒体
となる。一方、異常光に対しては、異常光屈折率と充て
ん物質の屈折率とからなる位相格子として作用し、異常
光を回折して実効的に光路を変える。このような「偏光
ビームスプリッタ」は、本願人により、昭和61年７月18
日付で出願している。そこで、このような偏光ビームス
プリッタと、１／４波長板を組み合わせるとアイソレー
タを構成できる。すなわち光ビームは格子レンズを往路
は回折せずほぼ 100％透過し、１／４波長板を透過して
円偏光となってディスクに収束される。ディスクで反射
された光ビームは円偏光の回転方向が入射光と逆転して
いるので、１／４波長板で往路の光ビームの偏光方向と
直交する直線偏光となり、格子レンズでほぼ 100％回折
される。この結果、高い光利用率が得られる。
常光屈折率にほぼ等しい屈折率の物質で充てんすると、
常光に対しては、この格子は屈折率マッチングしてもは
や格子として作用せず、単に屈折率が常光屈折率の媒体
となる。一方、異常光に対しては、異常光屈折率と充て
ん物質の屈折率とからなる位相格子として作用し、異常
光を回折して実効的に光路を変える。このような「偏光
ビームスプリッタ」は、本願人により、昭和61年７月18
日付で出願している。そこで、このような偏光ビームス
プリッタと、１／４波長板を組み合わせるとアイソレー
タを構成できる。すなわち光ビームは格子レンズを往路
は回折せずほぼ 100％透過し、１／４波長板を透過して
円偏光となってディスクに収束される。ディスクで反射
された光ビームは円偏光の回転方向が入射光と逆転して
いるので、１／４波長板で往路の光ビームの偏光方向と
直交する直線偏光となり、格子レンズでほぼ 100％回折
される。この結果、高い光利用率が得られる。
次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。
第１図は、本発明の一実施例の基本構成を示す斜視図で
ある。光ヘッド装置としての構成と動作は、格子レンズ
26が偏光型格子レンズである点と、１／４波長板27が付
加された点を除き、第３図の光ヘッド装置と同じである
から同じ構成要素についての説明は省略し、偏光につい
てのみ説明する。なお格子レンズ26は、境界線28と異常
光の振動方向を平行にしたカルサイト基板に凹凸格子と
して上側格子レンズ29と下側格子レンズ30とから構成さ
れる格子レンズを形成した後、異常光屈折率ｎｅ＝１．
４８５にほぼ等しい屈折率ｎ＝1.49を持つアクリル系樹
脂を埋め込み物質として塗布して表面を平坦化して形成
してある。
ある。光ヘッド装置としての構成と動作は、格子レンズ
26が偏光型格子レンズである点と、１／４波長板27が付
加された点を除き、第３図の光ヘッド装置と同じである
から同じ構成要素についての説明は省略し、偏光につい
てのみ説明する。なお格子レンズ26は、境界線28と異常
光の振動方向を平行にしたカルサイト基板に凹凸格子と
して上側格子レンズ29と下側格子レンズ30とから構成さ
れる格子レンズを形成した後、異常光屈折率ｎｅ＝１．
４８５にほぼ等しい屈折率ｎ＝1.49を持つアクリル系樹
脂を埋め込み物質として塗布して表面を平坦化して形成
してある。
以上のような構成の光ヘッド装置において、半導体レー
ザ１の放射光は格子レンズ26の境界線28と平行な直線偏
光で格子レンズ26に達する。格子レンズ26は前述したよ
うな構成となっているので、半導体レーザの放射光２
は、格子レンズ26を回折を受けることなく透過し、１／
４波長板27に達する。１／４波長板27の光学軸は、格子
レンズ26の境界線28に対し45゜に設定されているので、
透過光は右まわり円偏光となってディスク面４に収束す
る。ディスク面４からの反射光は、反射により円偏光と
なって１／４波長板27に達し、格子レンズ26の境界線28
に垂直な直線偏光に変換される。この偏光方向は格子レ
ンズ26の常光振動方向なので、格子レンズ26は常光屈折
率ｎｏ＝１．６５４とｎ＝1.49の屈折率からなる位相格
子として作用する。屈折率は0.1644と大きいので、もと
の凹凸時の溝深さを適当にとることでほぼ 100％の回折
効率が得られる。格子レンズ26からの回折光18，19は４
分割光検出器20に達する。
ザ１の放射光は格子レンズ26の境界線28と平行な直線偏
光で格子レンズ26に達する。格子レンズ26は前述したよ
うな構成となっているので、半導体レーザの放射光２
は、格子レンズ26を回折を受けることなく透過し、１／
４波長板27に達する。１／４波長板27の光学軸は、格子
レンズ26の境界線28に対し45゜に設定されているので、
透過光は右まわり円偏光となってディスク面４に収束す
る。ディスク面４からの反射光は、反射により円偏光と
なって１／４波長板27に達し、格子レンズ26の境界線28
に垂直な直線偏光に変換される。この偏光方向は格子レ
ンズ26の常光振動方向なので、格子レンズ26は常光屈折
率ｎｏ＝１．６５４とｎ＝1.49の屈折率からなる位相格
子として作用する。屈折率は0.1644と大きいので、もと
の凹凸時の溝深さを適当にとることでほぼ 100％の回折
効率が得られる。格子レンズ26からの回折光18，19は４
分割光検出器20に達する。
本実施例では、格子レンズとして、非点収差型のものを
用いたが、デュアルフォーカス法、あるいは４分割格子
レンズ、あるいはフーコー法（ダブルナイフエッジ法）
のいずれの格子レンズを用いてもよいことはいうまでも
ない。
用いたが、デュアルフォーカス法、あるいは４分割格子
レンズ、あるいはフーコー法（ダブルナイフエッジ法）
のいずれの格子レンズを用いてもよいことはいうまでも
ない。
本発明の光ヘッド装置により、部品点数が少なく小型で
しかも光利用効率の高い光ヘッド装置を実現できる。
しかも光利用効率の高い光ヘッド装置を実現できる。
第１図は本発明の一実施例の基本構成を示す斜視図、 第２図は従来の光ヘッド装置の一例を示す断面図、 第３図は格子レンズを用いた従来の光ヘッド装置の一例
を示す斜視図である。 １……半導体レーザ ２……放射光 ３……結像レンズ ４……ディスク面 ５……凹球面レンズ ６……円筒レンズ ７,20 ……４分割光検出器 ８……ビームスプリッタプリズム 11,12,13,14 ……光検出素子 17……格子レンズ 18,19 ……回折光 21,28 ……境界線 22,29 ……上側格子レンズ 23,30 ……下側格子レンズ 24,25 ……分割線 26……格子レンズ 27……１／４波長板
を示す斜視図である。 １……半導体レーザ ２……放射光 ３……結像レンズ ４……ディスク面 ５……凹球面レンズ ６……円筒レンズ ７,20 ……４分割光検出器 ８……ビームスプリッタプリズム 11,12,13,14 ……光検出素子 17……格子レンズ 18,19 ……回折光 21,28 ……境界線 22,29 ……上側格子レンズ 23,30 ……下側格子レンズ 24,25 ……分割線 26……格子レンズ 27……１／４波長板
Claims (1)
- 【請求項１】光源と、前記光源の像を記録媒体上に絞り
こむ結像レンズと、前記光源の脇に配置された受光面が
複数に分割された光検出器と、前記光源と前記結像レン
ズの間に設けられ、前記結像レンズを経て来た前記記録
媒体からの反射光を分割して前記光検出器の受光面に各
々導く複数に分割された格子レンズとから構成される光
ヘッド装置において、前記格子レンズを、複屈折媒体に
形成した表面凹凸格子の少なくとも凹部を前記複屈折媒
体の常光屈折率または異常光屈折率とほぼ等しい屈折率
の物質で充てんした格子レンズとし、前記格子レンズと
前記結像レンズの間に１／４波長板を配置したことを特
徴とする光ヘッド装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61294695A JPH0630166B2 (ja) | 1986-12-12 | 1986-12-12 | 光ヘツド装置 |
| EP87110372A EP0253403B1 (en) | 1986-07-18 | 1987-07-17 | Diffraction grating using birefringence and optical head in which a linearly polarized beam is directed to a diffraction grating |
| DE87110372T DE3786497T2 (de) | 1986-07-18 | 1987-07-17 | Doppelbrechendes Beugungsgitter und optischer Kopf, in welchem ein linearpolarisierter Strahl auf dieses Gitter gelenkt wird. |
| US07/075,456 US4885734A (en) | 1986-07-18 | 1987-07-20 | Diffraction grating using birefringence and optical head in which a linearly polarized beam is directed to a diffraction grating |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61294695A JPH0630166B2 (ja) | 1986-12-12 | 1986-12-12 | 光ヘツド装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63148439A JPS63148439A (ja) | 1988-06-21 |
| JPH0630166B2 true JPH0630166B2 (ja) | 1994-04-20 |
Family
ID=17811105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61294695A Expired - Lifetime JPH0630166B2 (ja) | 1986-07-18 | 1986-12-12 | 光ヘツド装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0630166B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2539350B2 (ja) * | 1983-12-16 | 1996-10-02 | 株式会社日立製作所 | 光ヘツド装置 |
| JPH0795372B2 (ja) * | 1984-06-27 | 1995-10-11 | キヤノン株式会社 | 光ヘツド装置 |
| JPH0616121B2 (ja) * | 1985-02-19 | 1994-03-02 | 松下電器産業株式会社 | フレネルレンズおよびその製造方法 |
-
1986
- 1986-12-12 JP JP61294695A patent/JPH0630166B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63148439A (ja) | 1988-06-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |