JPH0736043B2 - 回折格子 - Google Patents
回折格子Info
- Publication number
- JPH0736043B2 JPH0736043B2 JP60287273A JP28727385A JPH0736043B2 JP H0736043 B2 JPH0736043 B2 JP H0736043B2 JP 60287273 A JP60287273 A JP 60287273A JP 28727385 A JP28727385 A JP 28727385A JP H0736043 B2 JPH0736043 B2 JP H0736043B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diffraction grating
- light
- intensity distribution
- duty
- width
- 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.)
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- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Optical Head (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は光学式ディスクプレーヤ等に用いられる回折格
子に関し、特に位相型のものに関する。
子に関し、特に位相型のものに関する。
B.発明の概要 本発明はたとえば光学式ビデオディスクプレーヤ等に用
いられる位相型の回折格子において、表面に設けられる
凸部の幅を両端部で最小となし、中央部で最大となし、
またはその厚さを両端部で最大となし、中央部で最小と
なすように位置によって異ならせることにより、出力さ
れる光の強度分布を制御し、入射光の分割とアポダイゼ
ーションを同時に行うことができるようにしたものであ
る。
いられる位相型の回折格子において、表面に設けられる
凸部の幅を両端部で最小となし、中央部で最大となし、
またはその厚さを両端部で最大となし、中央部で最小と
なすように位置によって異ならせることにより、出力さ
れる光の強度分布を制御し、入射光の分割とアポダイゼ
ーションを同時に行うことができるようにしたものであ
る。
C.従来の技術 たとえば、光学式ディスクプレーヤにおけるトラッキン
グサーボには、いわゆる３ビーム法が採用されているこ
とが多い。上記３ビーム法は、１本のレーザービーム
（入射光）を主ビーム（０次光）と２本の副ビーム（±
１次光）の合計３本のビームに分割し、上記２本の副ビ
ームによりトラッキングサーボを行う方法である。１本
のレーザービームを分割するには、通常、回折格子（グ
レーティング）が用いられる。この回折格子としては、
振幅型のもの，位相型のもの等が考えられるが、たとえ
ば光学式ビデオディスクプレーヤには、表面に設けられ
た凹凸により位相差を生じさせ入射光を分割する位相型
のものが用いられる。
グサーボには、いわゆる３ビーム法が採用されているこ
とが多い。上記３ビーム法は、１本のレーザービーム
（入射光）を主ビーム（０次光）と２本の副ビーム（±
１次光）の合計３本のビームに分割し、上記２本の副ビ
ームによりトラッキングサーボを行う方法である。１本
のレーザービームを分割するには、通常、回折格子（グ
レーティング）が用いられる。この回折格子としては、
振幅型のもの，位相型のもの等が考えられるが、たとえ
ば光学式ビデオディスクプレーヤには、表面に設けられ
た凹凸により位相差を生じさせ入射光を分割する位相型
のものが用いられる。
D.発明が解決しようとする問題点 ところで、一般に、結像用の対物レンズからの光の強度
分布は中心部において最強となるが、その周辺において
完全にゼロとはならずいくつかの小さな山が生じてしま
う。この結果、たとえば光学式ビデオディスクプレーヤ
においては、ディスク上のスポット像に、最も明るい中
心部の周辺にいくつかの薄暗いリング（高次の回折像）
が生じてしまう。いま、信号検出用の主ビームに注目し
てみると、上記リングの影響により隣接トラックの信号
まで検出されクロストークが発生する虞れがある。これ
を解消するには、上記リング成分を減衰させる処理，す
なわちアポダイゼーション（apodization）が必要であ
り、たとえば金属蒸着膜を有する透過率分布型フィルタ
を用いれば良い。しかしながら、上記透過率分布型フィ
ルタでは光量の損失が大きく、また部品点数および製造
工程が増えコストが上昇してしまうという問題点があ
る。
分布は中心部において最強となるが、その周辺において
完全にゼロとはならずいくつかの小さな山が生じてしま
う。この結果、たとえば光学式ビデオディスクプレーヤ
においては、ディスク上のスポット像に、最も明るい中
心部の周辺にいくつかの薄暗いリング（高次の回折像）
が生じてしまう。いま、信号検出用の主ビームに注目し
てみると、上記リングの影響により隣接トラックの信号
まで検出されクロストークが発生する虞れがある。これ
を解消するには、上記リング成分を減衰させる処理，す
なわちアポダイゼーション（apodization）が必要であ
り、たとえば金属蒸着膜を有する透過率分布型フィルタ
を用いれば良い。しかしながら、上記透過率分布型フィ
ルタでは光量の損失が大きく、また部品点数および製造
工程が増えコストが上昇してしまうという問題点があ
る。
そこで、本発明は上述した従来の問題点に鑑みて提案さ
れたものであり、光量の損失が少なく、コストを上昇さ
せずにアポダイゼーションが行えるような回折格子を提
供することを目的とする。
れたものであり、光量の損失が少なく、コストを上昇さ
せずにアポダイゼーションが行えるような回折格子を提
供することを目的とする。
E.問題点を解決するための手段 本発明の回折格子は、上述した目的を達成するために、
表面に設けられた凸部および凹部により位相差を生じさ
せ入射光を分割する位相型の回折格子において、上記凸
部の幅を両端部で最小となすとともに中央部で最大とな
し、または上記凸部の厚さを両端部で最大となすととも
に中央部で最大となすように位置によって異ならせたこ
とを特徴としている。
表面に設けられた凸部および凹部により位相差を生じさ
せ入射光を分割する位相型の回折格子において、上記凸
部の幅を両端部で最小となすとともに中央部で最大とな
し、または上記凸部の厚さを両端部で最大となすととも
に中央部で最大となすように位置によって異ならせたこ
とを特徴としている。
F.作用 本発明に係る回折格子は、表面に設けられる凸部の幅が
中央部で最大となされ、またはその厚さが中央部で最小
となされているので、中央部で最も光の強度が高くな
り、周辺部の光の強度が十分に低くなる。
中央部で最大となされ、またはその厚さが中央部で最小
となされているので、中央部で最も光の強度が高くな
り、周辺部の光の強度が十分に低くなる。
G.実施例 以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明
する。
する。
第１図に一実施例の回折格子10を示す。この回折格子10
は、所定の厚みを有する直方体状のベース部11と、この
ベース部11上に設けられた凸部12,12とから成ってい
る。上記凸部12,12の間は凹部13となっている。上記凸
部12,12の側壁12S,12Sは所定のテーパー幅Ｗを有するテ
ーパー面となっている（第２図参照）。また、上記凸部
12,12の厚みｔは一定であるが、幅D1が矢印Ａ方向に沿
って変化しており、両端部において最小，中央部におい
て最大となっている。また、これに伴い、上記凹部13の
幅D2も変化しており、矢印Ａ方向の両端部において最
大，中央部において最小となつている。すなわち、デュ
ーティを と定義すると、矢印Ａ方向に沿ってデューティが変化し
ていることになる。なお、D1＋D2は凸部12,12の配列ピ
ッチＰ（格子ピッチ）に等しく一定値である。このよう
な構成の回折格子10は、たとえば透明な合成樹脂等によ
りベース部11と凸部12,12とを一体的に成型することに
より製造することができる。また、ベース11上に凸部1
2,12を真空蒸着して製造することも可能である。
は、所定の厚みを有する直方体状のベース部11と、この
ベース部11上に設けられた凸部12,12とから成ってい
る。上記凸部12,12の間は凹部13となっている。上記凸
部12,12の側壁12S,12Sは所定のテーパー幅Ｗを有するテ
ーパー面となっている（第２図参照）。また、上記凸部
12,12の厚みｔは一定であるが、幅D1が矢印Ａ方向に沿
って変化しており、両端部において最小，中央部におい
て最大となっている。また、これに伴い、上記凹部13の
幅D2も変化しており、矢印Ａ方向の両端部において最
大，中央部において最小となつている。すなわち、デュ
ーティを と定義すると、矢印Ａ方向に沿ってデューティが変化し
ていることになる。なお、D1＋D2は凸部12,12の配列ピ
ッチＰ（格子ピッチ）に等しく一定値である。このよう
な構成の回折格子10は、たとえば透明な合成樹脂等によ
りベース部11と凸部12,12とを一体的に成型することに
より製造することができる。また、ベース11上に凸部1
2,12を真空蒸着して製造することも可能である。
次に、第１図のＩ−Ｉ線断面図である第２図を参照しな
がら動作原理について説明する。いま、入射光（たとえ
ばレーザービーム）が回折格子10の裏面側から入射され
ると、この入射光は該回折格子10を通過し表面側へ出力
させる。この時、ベース部11のみを通過した光と、ベー
ス部11および凸部12,12を通過した光との間に位相差が
生ずる。位相差は、入射光の波長をλ，回折格子10の屈
折率をn1，凸部12,12の厚みをt,回折格子10に接する媒
質すなわち空気の屈折率をn2とすると、次式で表され
る。
がら動作原理について説明する。いま、入射光（たとえ
ばレーザービーム）が回折格子10の裏面側から入射され
ると、この入射光は該回折格子10を通過し表面側へ出力
させる。この時、ベース部11のみを通過した光と、ベー
ス部11および凸部12,12を通過した光との間に位相差が
生ずる。位相差は、入射光の波長をλ，回折格子10の屈
折率をn1，凸部12,12の厚みをt,回折格子10に接する媒
質すなわち空気の屈折率をn2とすると、次式で表され
る。
いま、たとえば、λ＝780nm,n1＝1.49,n2＝１として、
ｔの値を変えることにより位相差を様々に変化させ実験
したところ、ｔ＝0.8μｍで位相差がおよそ180°のとき
に最良の結果が得られた。この状態は第２図に模式的に
示してある。そこで、この位相差180°の場合におけ
る、上記凸部12,12および凹部13によるデューティに対
する光の強度分布を第３図に示す。０次光については第
３図にＡで示すように、放物線形の強度分布となる。す
なわち、第１図における回折格子10の矢印Ａ方向の両端
部付近に相当するデューティ50％の位置での強度はゼロ
であり、中央部付近に相当するデューティ10％の位置で
は65％程度の強度が得られる。また、１次光について
は、第３図にＢで示すように、山形の強度分布となり、
回折格子10のデューティ10％の位置での強度は４％程度
であり、デューティ50％の位置では40％程度の強度が得
られる。更に、２次光および３次光については、第３図
にＣおよびＤで示すように、各デューティ値に対応する
回折格子10のいずれの位置でも強度は10％以下の値に抑
えられる。これらの特性曲線から明らかなように、入射
光が分割され、回折格子10の中央部において０次光が得
られ、両端部において１次光が得られるようになってい
る。
ｔの値を変えることにより位相差を様々に変化させ実験
したところ、ｔ＝0.8μｍで位相差がおよそ180°のとき
に最良の結果が得られた。この状態は第２図に模式的に
示してある。そこで、この位相差180°の場合におけ
る、上記凸部12,12および凹部13によるデューティに対
する光の強度分布を第３図に示す。０次光については第
３図にＡで示すように、放物線形の強度分布となる。す
なわち、第１図における回折格子10の矢印Ａ方向の両端
部付近に相当するデューティ50％の位置での強度はゼロ
であり、中央部付近に相当するデューティ10％の位置で
は65％程度の強度が得られる。また、１次光について
は、第３図にＢで示すように、山形の強度分布となり、
回折格子10のデューティ10％の位置での強度は４％程度
であり、デューティ50％の位置では40％程度の強度が得
られる。更に、２次光および３次光については、第３図
にＣおよびＤで示すように、各デューティ値に対応する
回折格子10のいずれの位置でも強度は10％以下の値に抑
えられる。これらの特性曲線から明らかなように、入射
光が分割され、回折格子10の中央部において０次光が得
られ、両端部において１次光が得られるようになってい
る。
また、回折格子10の中央部付近に相当するデューティ10
％の位置における、光の中心からの相対距離に対する光
の強度分布を第４図に示す。但し、この第４図に関して
は、上記第３図のときの条件に、テーパー幅Ｗ＝0.5μ
m,透過率93％の条件を付加してある。入射光が第４図に
Ｉで示すような指数関数的な強度分布であるとすると、
０次光は、第４図にＡで示すように、最も強い58％程度
の強度となる相対距離ゼロを中心とする周辺の領域にお
いては、強度が十分に低くなるような分布となる。すな
わち、アポダイゼーションが行われ、たとえば対物レン
ズ通過後において、クロストークの原因となる強度分布
の山の発生が抑えられる。また、１次光については、第
４図にＢで示すように、相対距離ゼロの位置での強度は
５％程度となる。
％の位置における、光の中心からの相対距離に対する光
の強度分布を第４図に示す。但し、この第４図に関して
は、上記第３図のときの条件に、テーパー幅Ｗ＝0.5μ
m,透過率93％の条件を付加してある。入射光が第４図に
Ｉで示すような指数関数的な強度分布であるとすると、
０次光は、第４図にＡで示すように、最も強い58％程度
の強度となる相対距離ゼロを中心とする周辺の領域にお
いては、強度が十分に低くなるような分布となる。すな
わち、アポダイゼーションが行われ、たとえば対物レン
ズ通過後において、クロストークの原因となる強度分布
の山の発生が抑えられる。また、１次光については、第
４図にＢで示すように、相対距離ゼロの位置での強度は
５％程度となる。
このように、上記回折格子10によれば、凸部12,12およ
び凹部13によるデューティを位置によって異ならせてお
り、出力される光の強度分布を制御し、回折格子本来の
機能である入射光の分割を行うことができると共に、ア
ポダイゼーションも同時に行うことができる。
び凹部13によるデューティを位置によって異ならせてお
り、出力される光の強度分布を制御し、回折格子本来の
機能である入射光の分割を行うことができると共に、ア
ポダイゼーションも同時に行うことができる。
第５図に本発明の他の実施例の回折格子20を示す。この
回折格子20は、ベース部21上の凹部22,22の幅D1および
凹部23の幅D2は、一定、すなわちデューティは一定であ
るが、厚みｔが矢印Ａ方向に沿って変化しており、両端
部において最大，中央部において最小となっている。こ
のような構成の回折格子20においても、光の強度分布を
制御でき、前述した回折格子10と同様の効果が得られ
る。
回折格子20は、ベース部21上の凹部22,22の幅D1および
凹部23の幅D2は、一定、すなわちデューティは一定であ
るが、厚みｔが矢印Ａ方向に沿って変化しており、両端
部において最大，中央部において最小となっている。こ
のような構成の回折格子20においても、光の強度分布を
制御でき、前述した回折格子10と同様の効果が得られ
る。
また、第６図に更に他の実施例の回折格子30を示す。こ
の回折格子30は、円柱状のベース部31上に一定の厚みを
有する複数の凸部32,32,…を設けて成るものである。上
記凸部32,32,…の各々の間は凹部33,33,…となってい
る。上記凸部32,32,…は、配列ピッチＰは等しく、各々
については幅D1が矢印Ｘ方向に沿って変化しており、隣
接するもの同志で比較すると矢印Ｙ方向に沿って変化し
ている。すなわち、デューティが矢印Ｘ方向およびＹ方
向に沿って変化していることになる。また、円周上にお
ける凸部32,32,…の幅D1は一定となっているが、これは
一例であり、要求される光の強度分布に応じて異ならせ
ることも可能である。このような構成の回折格子30によ
れば、光の強度分布を２次元的に制御することができ
る。
の回折格子30は、円柱状のベース部31上に一定の厚みを
有する複数の凸部32,32,…を設けて成るものである。上
記凸部32,32,…の各々の間は凹部33,33,…となってい
る。上記凸部32,32,…は、配列ピッチＰは等しく、各々
については幅D1が矢印Ｘ方向に沿って変化しており、隣
接するもの同志で比較すると矢印Ｙ方向に沿って変化し
ている。すなわち、デューティが矢印Ｘ方向およびＹ方
向に沿って変化していることになる。また、円周上にお
ける凸部32,32,…の幅D1は一定となっているが、これは
一例であり、要求される光の強度分布に応じて異ならせ
ることも可能である。このような構成の回折格子30によ
れば、光の強度分布を２次元的に制御することができ
る。
なお、本発明は光学式ビデオディスクプレーヤのみなら
ず、光の分割およびアポダイゼーションの必要な機器等
に広く適用することができる。
ず、光の分割およびアポダイゼーションの必要な機器等
に広く適用することができる。
H.発明の効果 上述した実施例の説明から明らかなように、本発明の回
折格子によれば、表面に設けられる凸部の幅を両端部で
最小となし、中央部で最大となし、またはその厚さを両
端部で最大となし、中央部で最小となすように位置によ
って異ならせ、光の強度分布を制御しており、入射光の
分割とアポダイゼーションを同時に行うことができる。
従って、光量の損失が少なく、部品点数および製造工程
が増えずコストの上昇を抑えることができる。
折格子によれば、表面に設けられる凸部の幅を両端部で
最小となし、中央部で最大となし、またはその厚さを両
端部で最大となし、中央部で最小となすように位置によ
って異ならせ、光の強度分布を制御しており、入射光の
分割とアポダイゼーションを同時に行うことができる。
従って、光量の損失が少なく、部品点数および製造工程
が増えずコストの上昇を抑えることができる。
第１図は本発明の回折格子の一実施例を示す斜視図、第
２図は動作原理を模式的に示す第１図のＩ−Ｉ線断面
図、第３図はデューティに対する光の強度分布を示すグ
ラフ、第４図は光の中心からの相対距離に対する光の強
度分布を示すグラフ、第５図は本発明の他の実施例を示
す斜視図、第６図は本発明の更に他の実施例を示す平面
図である。 10,20,30……回折格子 12,22,32……凸部 13,23,33……凹部
２図は動作原理を模式的に示す第１図のＩ−Ｉ線断面
図、第３図はデューティに対する光の強度分布を示すグ
ラフ、第４図は光の中心からの相対距離に対する光の強
度分布を示すグラフ、第５図は本発明の他の実施例を示
す斜視図、第６図は本発明の更に他の実施例を示す平面
図である。 10,20,30……回折格子 12,22,32……凸部 13,23,33……凹部
Claims (1)
- 【請求項１】表面に設けられた凸部および凹部により位
相差を生じさせ入射光を分割する位相型の回折格子にお
いて、 上記凸部の幅を両端部で最小となすとともに中央部で最
大となし、または上記凸部の厚さを両端部で最大となす
とともに中央部で最大となすように位置によって異なら
せたことを特徴とする回折格子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60287273A JPH0736043B2 (ja) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | 回折格子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60287273A JPH0736043B2 (ja) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | 回折格子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62147401A JPS62147401A (ja) | 1987-07-01 |
| JPH0736043B2 true JPH0736043B2 (ja) | 1995-04-19 |
Family
ID=17715265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60287273A Expired - Fee Related JPH0736043B2 (ja) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | 回折格子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0736043B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0799401B2 (ja) * | 1985-12-28 | 1995-10-25 | ソニー株式会社 | 位相型回折格子 |
| KR100529986B1 (ko) | 2001-11-09 | 2005-11-22 | 샤프 가부시키가이샤 | 광 집적화 유닛 및 이 유닛을 이용하는 광 픽업 장치와 광디스크 장치 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5657101A (en) * | 1979-10-15 | 1981-05-19 | Hitachi Ltd | Control system switching system |
| JPS5657010A (en) * | 1979-10-17 | 1981-05-19 | Japan Spectroscopic Co | Holographic grating |
-
1985
- 1985-12-20 JP JP60287273A patent/JPH0736043B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62147401A (ja) | 1987-07-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |