JPH08329512A - 光ヘッド装置 - Google Patents
光ヘッド装置Info
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- JPH08329512A JPH08329512A JP7135370A JP13537095A JPH08329512A JP H08329512 A JPH08329512 A JP H08329512A JP 7135370 A JP7135370 A JP 7135370A JP 13537095 A JP13537095 A JP 13537095A JP H08329512 A JPH08329512 A JP H08329512A
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- Japan
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- light
- optical
- volume hologram
- linearly polarized
- hologram
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- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H2250/00—Laminate comprising a hologram layer
- G03H2250/41—Polarisation active layer
Landscapes
- Optical Head (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】光の利用効率が高くパッケージ化も可能で生産
性もよい光ヘッド装置を提供する。 【構成】回折素子はガラス基板２の面Ａ上の透過型体積
ホログラム３と１／４波長板４、面Ｂに設けられた回折
格子７からなる。透過型体積ホログラム３は厚みＤ＝２
０μｍ、平均屈折率ｎは約１．５、屈折率変調振幅Δｎ
はΔｎ＝０．０５、ΔｎＤ＝１μｍ、回折格子の周期ｄ
は約０．９μｍ、ｄ≒１．１５λである。
性もよい光ヘッド装置を提供する。 【構成】回折素子はガラス基板２の面Ａ上の透過型体積
ホログラム３と１／４波長板４、面Ｂに設けられた回折
格子７からなる。透過型体積ホログラム３は厚みＤ＝２
０μｍ、平均屈折率ｎは約１．５、屈折率変調振幅Δｎ
はΔｎ＝０．０５、ΔｎＤ＝１μｍ、回折格子の周期ｄ
は約０．９μｍ、ｄ≒１．１５λである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＣＤ（コンパクト デ
ィスク）、ＣＤ−ＲＯＭ、ビデオディスク等の光ディス
クや光磁気ディスク等の光記録媒体の光学的情報の書き
込み、読み取りを行う光ヘッド装置に関する。
ィスク）、ＣＤ−ＲＯＭ、ビデオディスク等の光ディス
クや光磁気ディスク等の光記録媒体の光学的情報の書き
込み、読み取りを行う光ヘッド装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光ディスク及び光磁気ディスク等
に光学的情報を書き込んだり、光学的情報を読み取る光
ヘッド装置としては、ディスクの記録面から反射された
信号光を検出部へ導光（ビームスプリット）する光学部
品としてプリズム式ビームスプリッタを用いたものと、
回折格子又はホログラム素子を用いたものとが知られて
いた。
に光学的情報を書き込んだり、光学的情報を読み取る光
ヘッド装置としては、ディスクの記録面から反射された
信号光を検出部へ導光（ビームスプリット）する光学部
品としてプリズム式ビームスプリッタを用いたものと、
回折格子又はホログラム素子を用いたものとが知られて
いた。
【０００３】従来、光ヘッド装置用の回折格子又はホロ
グラム素子は、ガラスやプラスチック基板上に、矩形の
断面を有する矩形格子（レリーフ型）をドライエッチン
グ法あるいは射出成形法によって形成し、これによって
光を回折しビームスプリット機能を付与していた。
グラム素子は、ガラスやプラスチック基板上に、矩形の
断面を有する矩形格子（レリーフ型）をドライエッチン
グ法あるいは射出成形法によって形成し、これによって
光を回折しビームスプリット機能を付与していた。
【０００４】従来の回折格子又はホログラムを用いた場
合、光源の半導体レーザ等から光記録媒体に到達する光
量、すなわち往路効率が小さかった（最大５０％程
度）。さらに、往路効率と復路効率の積である往復効率
も、±１次光のいずれか一方を利用する場合最大１０％
程度、両方利用しても最大２０％程度であった。
合、光源の半導体レーザ等から光記録媒体に到達する光
量、すなわち往路効率が小さかった（最大５０％程
度）。さらに、往路効率と復路効率の積である往復効率
も、±１次光のいずれか一方を利用する場合最大１０％
程度、両方利用しても最大２０％程度であった。
【０００５】また、体積型ホログラムを半導体レーザ光
又は戻り光に対して４５°傾けて配置するという方式も
あり、この場合直線偏光のＰ波に対して入射光と回折光
が９０°をなすことによって大きな偏光選択性が得られ
る。
又は戻り光に対して４５°傾けて配置するという方式も
あり、この場合直線偏光のＰ波に対して入射光と回折光
が９０°をなすことによって大きな偏光選択性が得られ
る。
【０００６】しかし、前記の４５°配置では装置のアラ
イメントが困難であり、1 ／４波長板とのラミネート処
理、回折格子、ホログラム素子とのラミネート処理を量
産性よく行うことが難しい。また、回折角度がほぼ９０
°と大きく、半導体レーザの波長の変動やばらつきに対
して、回折光のビーム出射方向が変化しやすく、光の利
用効率も変化しやすいという難点があった。特に、半導
体レーザからの光を回折させて対物レンズに入射させる
と、波長変動により光記録媒体上に有効に集光できなか
った。
イメントが困難であり、1 ／４波長板とのラミネート処
理、回折格子、ホログラム素子とのラミネート処理を量
産性よく行うことが難しい。また、回折角度がほぼ９０
°と大きく、半導体レーザの波長の変動やばらつきに対
して、回折光のビーム出射方向が変化しやすく、光の利
用効率も変化しやすいという難点があった。特に、半導
体レーザからの光を回折させて対物レンズに入射させる
と、波長変動により光記録媒体上に有効に集光できなか
った。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
技術の前述の欠点を解決し、光の利用効率が高くパッケ
ージ化も可能で生産性もよい新規な光ヘッド装置を提供
することである。
技術の前述の欠点を解決し、光の利用効率が高くパッケ
ージ化も可能で生産性もよい新規な光ヘッド装置を提供
することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、光源からの光
束を光記録媒体の記録面に照射し光記録媒体に光学的情
報を書き込んだり、前記記録面から反射した信号光を検
出部において検出することにより光記録媒体の光学的情
報を読み取る光ヘッド装置において、透明基板の前記記
録面側の面Ａに回折格子間隔ｄがλ〜２λ（λは光源の
光の波長）の体積ホログラムとその上に光位相差素子と
を有してなる回折素子を前記光源と光記録媒体との間に
設け、光源からの直線偏光１を体積ホログラムの法線に
対して４０゜以内の角度で体積ホログラムに入射させ、
体積ホログラムに入射透過した直線偏光の０次光を光位
相差素子により円偏光に変換して光記録媒体へ照射さ
せ、光記録媒体からの反射光を前記直線偏光１に直交す
る直線偏光２に変換し、再度体積ホログラムにより光源
からの直線偏光１に対して３０゜以上異なる角度で回折
された直線偏光２として検出部で検出してなることを特
徴とする光ヘッド装置である。
束を光記録媒体の記録面に照射し光記録媒体に光学的情
報を書き込んだり、前記記録面から反射した信号光を検
出部において検出することにより光記録媒体の光学的情
報を読み取る光ヘッド装置において、透明基板の前記記
録面側の面Ａに回折格子間隔ｄがλ〜２λ（λは光源の
光の波長）の体積ホログラムとその上に光位相差素子と
を有してなる回折素子を前記光源と光記録媒体との間に
設け、光源からの直線偏光１を体積ホログラムの法線に
対して４０゜以内の角度で体積ホログラムに入射させ、
体積ホログラムに入射透過した直線偏光の０次光を光位
相差素子により円偏光に変換して光記録媒体へ照射さ
せ、光記録媒体からの反射光を前記直線偏光１に直交す
る直線偏光２に変換し、再度体積ホログラムにより光源
からの直線偏光１に対して３０゜以上異なる角度で回折
された直線偏光２として検出部で検出してなることを特
徴とする光ヘッド装置である。
【０００９】本発明の光ヘッド装置は光学的情報の書き
込み及び／又は読み取りができればよい。本発明におい
て、光源からの直線偏光１に対する体積ホログラムの回
折効率η1 と光記録媒体からの反射光の直線偏光２に対
する回折効率η2 との比η2／η1 は１．１以上である
ことが好ましい。１．１より小さいと光の往復効率が小
さくなり、さらに１．０より小さいと光記録媒体に届く
光量が低下し情報の書き込みに不利なため好ましくな
い。
込み及び／又は読み取りができればよい。本発明におい
て、光源からの直線偏光１に対する体積ホログラムの回
折効率η1 と光記録媒体からの反射光の直線偏光２に対
する回折効率η2 との比η2／η1 は１．１以上である
ことが好ましい。１．１より小さいと光の往復効率が小
さくなり、さらに１．０より小さいと光記録媒体に届く
光量が低下し情報の書き込みに不利なため好ましくな
い。
【００１０】前記体積ホログラムが位相差型ホログラム
であり、その厚みＤと実効屈折率変調振幅Δｎとの積Δ
ｎＤが０．２μｍ以上であることが好ましい。０．２μ
ｍよりも小さいとη2 とη1 の差を大きくできないので
好ましくない。
であり、その厚みＤと実効屈折率変調振幅Δｎとの積Δ
ｎＤが０．２μｍ以上であることが好ましい。０．２μ
ｍよりも小さいとη2 とη1 の差を大きくできないので
好ましくない。
【００１１】前記透明基板の光源側の面Ｂに、前記検出
部に向かう光の光路を含むように第２のホログラムを設
ることが、フォーカスエラー信号を生成しフォーカス制
御を行ううえで好ましい。
部に向かう光の光路を含むように第２のホログラムを設
ることが、フォーカスエラー信号を生成しフォーカス制
御を行ううえで好ましい。
【００１２】光源からの直線偏光１と前記第２のホログ
ラムを透過した０次光とを含む平面に、第２のホログラ
ムで回折すべき直線偏光２を含まないようにすること
が、第２のホログラムの回折光のクロストークを減少さ
せるうえで好ましい。
ラムを透過した０次光とを含む平面に、第２のホログラ
ムで回折すべき直線偏光２を含まないようにすること
が、第２のホログラムの回折光のクロストークを減少さ
せるうえで好ましい。
【００１３】前記体積ホログラムの回折格子間隔ｄをλ
〜１．６λとし、光源からの直線偏光１を前記体積ホロ
グラムの法線にほぼ平行に入射させ、光記録媒体から体
積ホログラムに戻ってきた光を直線偏光１に対して３０
°以上異なる角度で回折させ、検出部で検出するように
することが直線偏光１と２の光の往復効率の差を大きく
できるので好ましい。
〜１．６λとし、光源からの直線偏光１を前記体積ホロ
グラムの法線にほぼ平行に入射させ、光記録媒体から体
積ホログラムに戻ってきた光を直線偏光１に対して３０
°以上異なる角度で回折させ、検出部で検出するように
することが直線偏光１と２の光の往復効率の差を大きく
できるので好ましい。
【００１４】前記透明基板の光源側の面Ｂに他の回折格
子を形成し、光源からの光を前記回折格子により−１次
光、０次光、１次光に分離し、−１次光及び１次光をト
ラッキング制御用として用いると、３ビーム法によるト
ラッキング制御が可能となり好ましい。
子を形成し、光源からの光を前記回折格子により−１次
光、０次光、１次光に分離し、−１次光及び１次光をト
ラッキング制御用として用いると、３ビーム法によるト
ラッキング制御が可能となり好ましい。
【００１５】前記第２のホログラムにより回折された−
１次光と１次光の少なくとも１つと０次光とを、少なく
とも２つ以上に分割された検出素子で検出することが、
フォーカスエラー信号を検出しやすくなり好ましい。
１次光と１次光の少なくとも１つと０次光とを、少なく
とも２つ以上に分割された検出素子で検出することが、
フォーカスエラー信号を検出しやすくなり好ましい。
【００１６】ここで、本発明の光ヘッド装置を光ディス
ク記録再生装置に搭載した場合について説明する。図１
は、本発明の光ヘッド装置を光ディスク５記録再生装置
に搭載した１例の基本構成の側面図である。ここでは、
簡単のために、透過型体積ホログラム３に対して、ほぼ
垂直に光源の半導体レーザ（以下ＬＤとする）１からの
光が入射する場合について説明する。
ク記録再生装置に搭載した場合について説明する。図１
は、本発明の光ヘッド装置を光ディスク５記録再生装置
に搭載した１例の基本構成の側面図である。ここでは、
簡単のために、透過型体積ホログラム３に対して、ほぼ
垂直に光源の半導体レーザ（以下ＬＤとする）１からの
光が入射する場合について説明する。
【００１７】ＬＤ１からの直線偏光のＰ波が、ガラス基
板２のＬＤ側の面Ａに設けられた透過型体積型ホログラ
ム３に達し、一部回折される。このときの光の偏光方向
に対する回折効率をη1 とすると、０次透過光の効率は
１−η1 となる。この１−η1 の光は、光位相差素子
（λ／４波長板、３λ／４波長板等）であるλ／４波長
板４により円偏光に変換され、対物レンズ８により集光
され光ディスク５に達し反射される。
板２のＬＤ側の面Ａに設けられた透過型体積型ホログラ
ム３に達し、一部回折される。このときの光の偏光方向
に対する回折効率をη1 とすると、０次透過光の効率は
１−η1 となる。この１−η1 の光は、光位相差素子
（λ／４波長板、３λ／４波長板等）であるλ／４波長
板４により円偏光に変換され、対物レンズ８により集光
され光ディスク５に達し反射される。
【００１８】この反射光は再び対物レンズ８を通り、λ
／４波長板４によりＬＤ１からでた直線偏光１（Ｐ波又
はＳ波）と直交する直線偏光２（Ｓ波又はＰ波）とな
る。戻り光の直線偏光２は体積ホログラム３により回折
効率η2 で回折され、光検出器６に到達する。このとき
の反射等のロスを無視すると、ＬＤ１から光検出器６に
到達する光の利用効率（往復効率）η3 は（１−η1 ）
×η2 となる。
／４波長板４によりＬＤ１からでた直線偏光１（Ｐ波又
はＳ波）と直交する直線偏光２（Ｓ波又はＰ波）とな
る。戻り光の直線偏光２は体積ホログラム３により回折
効率η2 で回折され、光検出器６に到達する。このとき
の反射等のロスを無視すると、ＬＤ１から光検出器６に
到達する光の利用効率（往復効率）η3 は（１−η1 ）
×η2 となる。
【００１９】η1 ＝η2 の透過型体積ホログラムを用い
た場合には、η3 の最大値はη1 ＝η2 ＝５０％のとき
で２５％である。本発明による、透過型体積ホログラム
を用いることにより、光の偏光方向の違いによりη1 ＜
η2 とすることができ、η３を２５％以上になしうる。
η２ ／η1 ＞１とすることにより往復効率η3 を大き
くでき、好ましくは１．１以上、さらには２以上とする
ことにより実用に十分な光量を確保できる。
た場合には、η3 の最大値はη1 ＝η2 ＝５０％のとき
で２５％である。本発明による、透過型体積ホログラム
を用いることにより、光の偏光方向の違いによりη1 ＜
η2 とすることができ、η３を２５％以上になしうる。
η２ ／η1 ＞１とすることにより往復効率η3 を大き
くでき、好ましくは１．１以上、さらには２以上とする
ことにより実用に十分な光量を確保できる。
【００２０】透過型体積ホログラム３において、偏光方
向により異なる回折効率は、ホログラムの屈折率変調振
幅であるΔｎ、ホログラムの厚みＤ、回折格子周期ｄ、
回折格子傾きφ、光の入射方向θin、光の回折出射方向
θout 等の関数で表せる。
向により異なる回折効率は、ホログラムの屈折率変調振
幅であるΔｎ、ホログラムの厚みＤ、回折格子周期ｄ、
回折格子傾きφ、光の入射方向θin、光の回折出射方向
θout 等の関数で表せる。
【００２１】これらの関係を詳細に検討した結果の一例
を図３に示す。この例は波長λ＝７８０ｎｍ、ｎ＝１．
５、ｄ＝１．１５×λμｍで、図１のようにθin＝０
゜、θout ＝６０゜である。このように回折効率はΔｎ
Ｄにより振動する。この振動周期がＳ波とＰ波で異な
る。
を図３に示す。この例は波長λ＝７８０ｎｍ、ｎ＝１．
５、ｄ＝１．１５×λμｍで、図１のようにθin＝０
゜、θout ＝６０゜である。このように回折効率はΔｎ
Ｄにより振動する。この振動周期がＳ波とＰ波で異な
る。
【００２２】たとえば、ΔｎＤ＝０．２μｍでは、ηS
＝６０％、ηP ＝４５％であることがわかる。このΔｎ
Ｄを有するホログラムに光源からＰ波の光を透過させる
と、前述の通りη1 ＝４５％、η2 ＝６０％、η3 ＝３
３％が得られる。
＝６０％、ηP ＝４５％であることがわかる。このΔｎ
Ｄを有するホログラムに光源からＰ波の光を透過させる
と、前述の通りη1 ＝４５％、η2 ＝６０％、η3 ＝３
３％が得られる。
【００２３】また、ΔｎＤ＝０．６μｍでは、ηS ＝２
０％、ηP ＝６５％であることがわかる。このΔｎＤを
有するホログラムに光源からＳ波の光を透過させると前
述の通りη1 ＝２０％、η2 ＝６５％、η3 ＝５２％が
得られる。
０％、ηP ＝６５％であることがわかる。このΔｎＤを
有するホログラムに光源からＳ波の光を透過させると前
述の通りη1 ＝２０％、η2 ＝６５％、η3 ＝５２％が
得られる。
【００２４】さらに、ΔｎＤ＝１μｍでは、ηS ＝９０
％、ηP ＝２０％であることがわかる。このΔｎＤを有
するホログラムに光源からＰ波の光を透過させるとη3
＝７２％が得られる。
％、ηP ＝２０％であることがわかる。このΔｎＤを有
するホログラムに光源からＰ波の光を透過させるとη3
＝７２％が得られる。
【００２５】このように、光の偏光方向による回折効率
の違いを利用することにより高い往復効率を実現でき
る。
の違いを利用することにより高い往復効率を実現でき
る。
【００２６】また、偏光方向による回折効率の差が有効
になるのは、格子間隔ｄが２λ以下のときであることが
わかった。格子間隔ｄ= ２．５７×λμｍで、θin＝０
゜、θout ＝２３゜の例を図４に示す。このように、大
きなΔｎＤにおいてもη3 は３０％程度であり、十分な
効果が得られない。
になるのは、格子間隔ｄが２λ以下のときであることが
わかった。格子間隔ｄ= ２．５７×λμｍで、θin＝０
゜、θout ＝２３゜の例を図４に示す。このように、大
きなΔｎＤにおいてもη3 は３０％程度であり、十分な
効果が得られない。
【００２７】また、ｄがλより小さくなると、出射光が
体積ホログラム基板内で全反射し光検出器に到達しなか
ったり、波長のばらつきや温度変動により回折光の回折
角の変化が大きくなり、好ましくない。このため、回折
格子間隔ｄがλ以上２λ以下の前記透過型体積ホログラ
ムにより、光の進行方向を３０゜以上異なるような角度
にするのが有効であることがわかった。
体積ホログラム基板内で全反射し光検出器に到達しなか
ったり、波長のばらつきや温度変動により回折光の回折
角の変化が大きくなり、好ましくない。このため、回折
格子間隔ｄがλ以上２λ以下の前記透過型体積ホログラ
ムにより、光の進行方向を３０゜以上異なるような角度
にするのが有効であることがわかった。
【００２８】また、ホログラムに対する光の入射角度θ
inを大きくするとホログラムや基板の表面で反射が大き
く光の損失が大きいため、θinは４０゜以下が好まし
く、さらに光ヘッド装置の組立てやすさの点からみても
θin＝０゜で入射することが好ましい。
inを大きくするとホログラムや基板の表面で反射が大き
く光の損失が大きいため、θinは４０゜以下が好まし
く、さらに光ヘッド装置の組立てやすさの点からみても
θin＝０゜で入射することが好ましい。
【００２９】前記透過型体積ホログラム３を前記１／４
波長板４とともに、ガラスやポリマー等の透明基板に貼
り合わせ一体化することにより、調整が容易になりパッ
ケージ化された回折素子を構成できるので好ましい。
波長板４とともに、ガラスやポリマー等の透明基板に貼
り合わせ一体化することにより、調整が容易になりパッ
ケージ化された回折素子を構成できるので好ましい。
【００３０】フォーカスエラー検出のため、光検出器６
上に光ディスク５からの戻り光が所望のビーム形状に集
光するように、透過型体積ホログラム３の回折格子パタ
ーンにホログラム面内で曲率をつけたり、格子間隔に分
布をつけたりすることもできる。
上に光ディスク５からの戻り光が所望のビーム形状に集
光するように、透過型体積ホログラム３の回折格子パタ
ーンにホログラム面内で曲率をつけたり、格子間隔に分
布をつけたりすることもできる。
【００３１】本発明の光ヘッド装置は、フォーカスエラ
ー検出法、非点収差法、ナイフ法、スポットサイズ検出
法などの各種検出法、制御法に応用できる。
ー検出法、非点収差法、ナイフ法、スポットサイズ検出
法などの各種検出法、制御法に応用できる。
【００３２】また図２のように、面Ｂにおいて透過型体
積ホログラム３により回折され、光検出器６に向かう光
の光路中に、表面格子型又は体積型の第２のホログラム
を配置し、光検出器６上に所望のビーム形状に集光させ
ることもできる。特に表面格子型にすることにより、Ｃ
ＧＨ（コンピュータ グラフィック ホログラム）法で
容易に作成でき、集光性が向上し、ビーム形状の制御が
容易になる。また第１の透過型体積ホログラム３の格子
形状はレンズ効果を持たない平行で等間隔の格子とする
ことができ、その場合作成が容易となる。
積ホログラム３により回折され、光検出器６に向かう光
の光路中に、表面格子型又は体積型の第２のホログラム
を配置し、光検出器６上に所望のビーム形状に集光させ
ることもできる。特に表面格子型にすることにより、Ｃ
ＧＨ（コンピュータ グラフィック ホログラム）法で
容易に作成でき、集光性が向上し、ビーム形状の制御が
容易になる。また第１の透過型体積ホログラム３の格子
形状はレンズ効果を持たない平行で等間隔の格子とする
ことができ、その場合作成が容易となる。
【００３３】ガラス基板２の面Ｂの一部に表面格子型の
回折格子７を形成し、光源からの光を回折格子７によ
り、−１次光、０次光、１次光に分離し、−１次光、１
次光をトラッキング制御用の光として利用することが、
トラッキング制御が容易になり好ましい。回折格子７に
より、トラッキング制御用の３本のビーム（−１次光、
０次光、１次光）に分離される。なお、この例ではトラ
ッキング法を３ビーム法としたが、この回折格子７がな
く１ビームでトラッキング制御してもよい。
回折格子７を形成し、光源からの光を回折格子７によ
り、−１次光、０次光、１次光に分離し、−１次光、１
次光をトラッキング制御用の光として利用することが、
トラッキング制御が容易になり好ましい。回折格子７に
より、トラッキング制御用の３本のビーム（−１次光、
０次光、１次光）に分離される。なお、この例ではトラ
ッキング法を３ビーム法としたが、この回折格子７がな
く１ビームでトラッキング制御してもよい。
【００３４】またこの回折格子７は、ガラス基板２の面
に形成する方が部品点数の削減の点で好ましいが、別部
品としてもよい。また、この回折格子７の作成方法も、
ガラス基板２に直接表面格子を作成してもよく、回折格
子７の形成されたフィルムや基板を貼り付けてもよい。
に形成する方が部品点数の削減の点で好ましいが、別部
品としてもよい。また、この回折格子７の作成方法も、
ガラス基板２に直接表面格子を作成してもよく、回折格
子７の形成されたフィルムや基板を貼り付けてもよい。
【００３５】前記第２のホログラムにより回折された０
次光、−１次光、１次光の少なくとも２つの光を、少な
くとも２つ以上に分割された検出素子で検出すること
で、フォーカスエラー信号を容易に生成でき、また第２
のホログラムの回折効率に依存せず高い強度の信号を検
出できる。好ましくは３つすべての光を検出すること
が、さらに高い信号強度を得るうえでよい。
次光、−１次光、１次光の少なくとも２つの光を、少な
くとも２つ以上に分割された検出素子で検出すること
で、フォーカスエラー信号を容易に生成でき、また第２
のホログラムの回折効率に依存せず高い強度の信号を検
出できる。好ましくは３つすべての光を検出すること
が、さらに高い信号強度を得るうえでよい。
【００３６】前記第２のホログラムを前記ガラス基板２
に実質的に一体化すると、部品点数の削減、検出機能の
向上という点で好ましい。
に実質的に一体化すると、部品点数の削減、検出機能の
向上という点で好ましい。
【００３７】光源から発せられる直線偏光１と、前記第
２のホログラムを透過した直線偏光２の０次光を含む平
面に、前記第２のホログラムで回折すべき直線偏光２を
含まないことにより、十分に第２のホログラムの回折角
をとることができ、それぞれのクロストークが小さくな
り好ましい。
２のホログラムを透過した直線偏光２の０次光を含む平
面に、前記第２のホログラムで回折すべき直線偏光２を
含まないことにより、十分に第２のホログラムの回折角
をとることができ、それぞれのクロストークが小さくな
り好ましい。
【００３８】光源、透過型体積ホログラム３を含む回折
素子及び検出部を同一のパッケージに納めてもよく、そ
の場合パッケージ化された光利用効率の高い光ヘッド装
置を提供できる。
素子及び検出部を同一のパッケージに納めてもよく、そ
の場合パッケージ化された光利用効率の高い光ヘッド装
置を提供できる。
【００３９】透過型体積ホログラムは、通常は数１００
μｍ2 〜数ｍｍ2 程度の面積で、数μｍ〜数１０μｍ程
度の厚みであり、光回折機能を持つ。このホログラムと
しては、リップマンタイプ等のホログラムを採用でき
る。また、透過型体積ホログラム材料としては、ポリビ
ニルカルバゾール、重クロム酸ゼラチン、光レジスト、
フォトポリマー、銀塩など種々の感光材料を好ましく用
いうる。
μｍ2 〜数ｍｍ2 程度の面積で、数μｍ〜数１０μｍ程
度の厚みであり、光回折機能を持つ。このホログラムと
しては、リップマンタイプ等のホログラムを採用でき
る。また、透過型体積ホログラム材料としては、ポリビ
ニルカルバゾール、重クロム酸ゼラチン、光レジスト、
フォトポリマー、銀塩など種々の感光材料を好ましく用
いうる。
【００４０】本発明における光位相差素子としては、適
当な複屈折性を有するものが好ましく、その複屈折量と
厚みとの制御により所望の光位相差素子が得られる。材
質としては、延伸ポリカーボネート樹脂や、ポリビニル
アルコール（ＰＶＡ）樹脂や、ポリビニルブチラール
（ＰＶＢ）や、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレー
ト）、ＰＰ（ポリプロピレン）等の有機化合物が好まし
い。水晶やＬｉＮｂＯ3 、ＬｉＴａＯ3 、方解石等の複
屈折結晶、またＳｉＯ2 、ＺｎＯ、ＴｉＯ2 などの無機
化合物あるいはそれらの複合化合物をコーティングする
ことにより複屈折性を発生させ光位相差素子として用い
ることもできる。
当な複屈折性を有するものが好ましく、その複屈折量と
厚みとの制御により所望の光位相差素子が得られる。材
質としては、延伸ポリカーボネート樹脂や、ポリビニル
アルコール（ＰＶＡ）樹脂や、ポリビニルブチラール
（ＰＶＢ）や、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレー
ト）、ＰＰ（ポリプロピレン）等の有機化合物が好まし
い。水晶やＬｉＮｂＯ3 、ＬｉＴａＯ3 、方解石等の複
屈折結晶、またＳｉＯ2 、ＺｎＯ、ＴｉＯ2 などの無機
化合物あるいはそれらの複合化合物をコーティングする
ことにより複屈折性を発生させ光位相差素子として用い
ることもできる。
【００４１】透明基板としてはガラス、ポリカーボネー
ト樹脂、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、ＰＥＴ、
ＰＰ等が使用できる。前記光位相差素子を基板として兼
ねることもできる。接着層を透明型体積ホログラムと透
明基板の間に形成することもできる。透明基板、透明型
体積ホログラム、光位相差素子間にそれぞれ中間層を入
れることもできる。中間層としてはガラス、ＰＶＡ樹
脂、ＰＶＢ等も使用できる。透明型体積ホログラムと透
明基板等は、できるだけ近い屈折率であるか等しい屈折
率であることが好ましい。
ト樹脂、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、ＰＥＴ、
ＰＰ等が使用できる。前記光位相差素子を基板として兼
ねることもできる。接着層を透明型体積ホログラムと透
明基板の間に形成することもできる。透明基板、透明型
体積ホログラム、光位相差素子間にそれぞれ中間層を入
れることもできる。中間層としてはガラス、ＰＶＡ樹
脂、ＰＶＢ等も使用できる。透明型体積ホログラムと透
明基板等は、できるだけ近い屈折率であるか等しい屈折
率であることが好ましい。
【００４２】第２のホログラムや３ビーム法によるトラ
ッキング制御用の回折格子は、ドライエッチング法等の
エッチング法や射出成形法等の成形法によって形成して
もよい。
ッキング制御用の回折格子は、ドライエッチング法等の
エッチング法や射出成形法等の成形法によって形成して
もよい。
【００４３】透明基板、光位相差素子等の表面に無反射
コーティングをするにより、光の透過効率を上げうると
ともに、表面反射による戻り光を低減でき好ましい。
コーティングをするにより、光の透過効率を上げうると
ともに、表面反射による戻り光を低減でき好ましい。
【００４４】本発明の回折素子は、大きな透明基板にあ
らかじめ透明型体積ホログラム、光位相差素子、回折格
子等を形成しておき、その大きな透明基板を切断するこ
とによって数ｍｍ角の回折素子を複数個形成することが
生産性、作業性、コスト等の点で好ましい。
らかじめ透明型体積ホログラム、光位相差素子、回折格
子等を形成しておき、その大きな透明基板を切断するこ
とによって数ｍｍ角の回折素子を複数個形成することが
生産性、作業性、コスト等の点で好ましい。
【００４５】
【実施例】図１は、本発明の一実施例を示し、光ヘッド
装置の基本構成の側面図である。図１において、光源は
半導体レーザ（ＬＤ）１であり、回折素子はガラス基板
２の光ディスク５側の面Ａに設けられた透過型体積ホロ
グラム３、１／４波長板４及びＬＤ１側の面Ｂに設けら
れた回折格子７からなる。回折素子と光ディスク５間に
は非球面レンズ等からなる対物レンズ８が設けられてい
る。光ディスク５からの信号光を検出するために、フォ
トダイオードからなる光検出器６を設けている。図中１
３は透過型体積ホログラム３中の回折格子を示す。
装置の基本構成の側面図である。図１において、光源は
半導体レーザ（ＬＤ）１であり、回折素子はガラス基板
２の光ディスク５側の面Ａに設けられた透過型体積ホロ
グラム３、１／４波長板４及びＬＤ１側の面Ｂに設けら
れた回折格子７からなる。回折素子と光ディスク５間に
は非球面レンズ等からなる対物レンズ８が設けられてい
る。光ディスク５からの信号光を検出するために、フォ
トダイオードからなる光検出器６を設けている。図中１
３は透過型体積ホログラム３中の回折格子を示す。
【００４６】前記回折格子７は、３ビーム法によるトラ
ッキング制御用の３ビームを発生する。図２には第２の
表面格子型ホログラム１１を形成したものを示す。図２
において回折素子以外の部品は省略してある。
ッキング制御用の３ビームを発生する。図２には第２の
表面格子型ホログラム１１を形成したものを示す。図２
において回折素子以外の部品は省略してある。
【００４７】第１のホログラムである透過型体積ホログ
ラム３は、この例では厚みＤ＝２０μｍ、平均屈折率ｎ
は約１．５のフォトポリマーを用いた。透過型体積ホロ
グラム３の作成は、波長＝７８０ｎｍの２光束のレーザ
光でフォトポリマー中に干渉縞を発生させ露光して作成
した。本実施例では２光束のレーザ光の入射角度は０
°、５９°とし、２光束とも平行光とした。得られたホ
ログラムの屈折率変調振幅ΔｎはΔｎ＝０．０５であ
り、ΔｎＤ＝１μｍであった。
ラム３は、この例では厚みＤ＝２０μｍ、平均屈折率ｎ
は約１．５のフォトポリマーを用いた。透過型体積ホロ
グラム３の作成は、波長＝７８０ｎｍの２光束のレーザ
光でフォトポリマー中に干渉縞を発生させ露光して作成
した。本実施例では２光束のレーザ光の入射角度は０
°、５９°とし、２光束とも平行光とした。得られたホ
ログラムの屈折率変調振幅ΔｎはΔｎ＝０．０５であ
り、ΔｎＤ＝１μｍであった。
【００４８】また、本例では露光に用いる２光束の波面
形状を平行光としたが、発散光や収束光等の組み合わせ
により、ホログラムにレンズ効果を付加できる。その場
合、フォーカシングエラー検出用などの光検出器６上の
光ビーム形状を自由に形成できる。
形状を平行光としたが、発散光や収束光等の組み合わせ
により、ホログラムにレンズ効果を付加できる。その場
合、フォーカシングエラー検出用などの光検出器６上の
光ビーム形状を自由に形成できる。
【００４９】前述のように作成した透過型体積ホログラ
ム３に垂直に波長７８０ｎｍのレーザ光を入射し、その
回折効率を測定した。透過型体積ホログラム３の回折格
子面に対してＳ偏光で光を入射した場合の回折効率ηS
は約９０％、Ｐ偏光で光を入射した場合の回折効率ηP
は約２０％、回折光の回折角θd は５９°、であった。
この透過型体積ホログラム３の回折格子の周期ｄは約
０．９μｍであり、ｄ≒１．１５λである。
ム３に垂直に波長７８０ｎｍのレーザ光を入射し、その
回折効率を測定した。透過型体積ホログラム３の回折格
子面に対してＳ偏光で光を入射した場合の回折効率ηS
は約９０％、Ｐ偏光で光を入射した場合の回折効率ηP
は約２０％、回折光の回折角θd は５９°、であった。
この透過型体積ホログラム３の回折格子の周期ｄは約
０．９μｍであり、ｄ≒１．１５λである。
【００５０】またガラス基板２には、トラッキング制御
用の３ビーム発生用の回折格子７をフォトリソグラフィ
法によりエッチングして作成した。図２においては、フ
ォーカスエラー検出用のビーム発生用の第２のホログラ
ム１１を、同様にフォトリソグラフィ法により作成し
た。
用の３ビーム発生用の回折格子７をフォトリソグラフィ
法によりエッチングして作成した。図２においては、フ
ォーカスエラー検出用のビーム発生用の第２のホログラ
ム１１を、同様にフォトリソグラフィ法により作成し
た。
【００５１】図１のガラス基板２に透過型体積ホログラ
ム３を接着層を介して接着し、さらに接着層を介してポ
リカーボネート樹脂製の１／４波長板４を貼り付けるこ
とにより一体化し、回折素子を作成した。
ム３を接着層を介して接着し、さらに接着層を介してポ
リカーボネート樹脂製の１／４波長板４を貼り付けるこ
とにより一体化し、回折素子を作成した。
【００５２】前記回折素子をＬＤ１と光検出器６を含む
同一パッケージに組み込むことにより、 透過型体積ホロ
グラム３を内蔵した光ヘッド装置を作成した。
同一パッケージに組み込むことにより、 透過型体積ホロ
グラム３を内蔵した光ヘッド装置を作成した。
【００５３】本例の光ヘッド装置では、ＬＤ１からの直
線偏光１（Ｐ波）は透過型体積ホログラム３に達しη1
＝２０％で回折され、残りの８０％は０次透過光として
１／４波長板４を透過し円偏光に変換され、回折素子よ
り出射する。この光は対物レンズ８を通して光ディスク
５上に集光され反射し、信号を含む信号光として再び対
物レンズ８を通して回折素子に到達する。
線偏光１（Ｐ波）は透過型体積ホログラム３に達しη1
＝２０％で回折され、残りの８０％は０次透過光として
１／４波長板４を透過し円偏光に変換され、回折素子よ
り出射する。この光は対物レンズ８を通して光ディスク
５上に集光され反射し、信号を含む信号光として再び対
物レンズ８を通して回折素子に到達する。
【００５４】この戻り光は１／４波長板４によりＳ偏光
に変換され透過型体積ホログラム３に達し、効率η2 ＝
９０％で回折される。このときの光往復利用効率η3 は
７２％であり、高い光往復利用効率が得られた。
に変換され透過型体積ホログラム３に達し、効率η2 ＝
９０％で回折される。このときの光往復利用効率η3 は
７２％であり、高い光往復利用効率が得られた。
【００５５】本例では、フォーカシングエラー検出法と
してスポットサイズ検出法を用いた。これは図２のよう
に第２のホログラム１１を用い、それにより回折した−
１次光、１次光の焦点位置を異なるようにすることで、
この２つのビームの光検出器６上でのビーム径の違いを
測定することにより、フォーカシングエラー検出信号を
得るものである。なお、図２においても図１と同様の高
い光往復利用効率が得られた。
してスポットサイズ検出法を用いた。これは図２のよう
に第２のホログラム１１を用い、それにより回折した−
１次光、１次光の焦点位置を異なるようにすることで、
この２つのビームの光検出器６上でのビーム径の違いを
測定することにより、フォーカシングエラー検出信号を
得るものである。なお、図２においても図１と同様の高
い光往復利用効率が得られた。
【００５６】また、光ディスク５の信号であるＲＦ信号
の検出は、第２のホログラム１１により回折した−１次
光、１次光及び０次光の３ビームの強度の和を測定する
ことにより行った。このようにＲＦ信号を検出すること
により、第２のホログラム１１の回折効率に依存せず十
分な強度の信号が得られた。
の検出は、第２のホログラム１１により回折した−１次
光、１次光及び０次光の３ビームの強度の和を測定する
ことにより行った。このようにＲＦ信号を検出すること
により、第２のホログラム１１の回折効率に依存せず十
分な強度の信号が得られた。
【００５７】
【発明の効果】従来のレリーフ型回折格子の場合、光検
出器を±１次光のいずれか一方を検出する場合は最大１
０％程度で、両方を検出した場合でも最大２０％程度の
光往復利用効率しか得られないが、本発明ではそれに比
して例えば７２％と高い光往復利用効率が得られる。
出器を±１次光のいずれか一方を検出する場合は最大１
０％程度で、両方を検出した場合でも最大２０％程度の
光往復利用効率しか得られないが、本発明ではそれに比
して例えば７２％と高い光往復利用効率が得られる。
【００５８】本発明は、従来のように同じ体積ホログラ
ムを４５°傾けた構成で用いるのに比べて、アセンブ
リ、調整等がきわめて容易である。前記の４５°構成で
ないため、１／４波長板とのラミネート処理による一体
化ができる。また、光源側の面にトラッキング制御用の
３ビーム発生用の回折格子、フォーカスエラー検出用の
第２のホログラムを形成することもできる。さらに、フ
ラットパッケージタイプの半導体レーザとの一体化もで
きる。
ムを４５°傾けた構成で用いるのに比べて、アセンブ
リ、調整等がきわめて容易である。前記の４５°構成で
ないため、１／４波長板とのラミネート処理による一体
化ができる。また、光源側の面にトラッキング制御用の
３ビーム発生用の回折格子、フォーカスエラー検出用の
第２のホログラムを形成することもできる。さらに、フ
ラットパッケージタイプの半導体レーザとの一体化もで
きる。
【図１】本発明の実施例を示し、透過型体積ホログラム
を用いた光ヘッド装置の基本構成の側面図である。
を用いた光ヘッド装置の基本構成の側面図である。
【図２】本発明の他の実施例を示し、透過型体積ホログ
ラムを用いた光ヘッド装置の基本構成の側面図である。
ラムを用いた光ヘッド装置の基本構成の側面図である。
【図３】本発明の実施例を示し、Ｐ波の往復効率及びＳ
波の往復効率と△ｎＤとの関係を示すグラフである。
波の往復効率と△ｎＤとの関係を示すグラフである。
【図４】本発明の実施例を示し、図３とはθin、θout
等の条件を変えた場合のＰ波の往復効率及びＳ波の往復
効率と△ｎＤとの関係を示すグラフである。
等の条件を変えた場合のＰ波の往復効率及びＳ波の往復
効率と△ｎＤとの関係を示すグラフである。
１：半導体レーザ ２：ガラス基板 ３：透過型体積ホログラム ４：１／４波長板 ５：光ディスク ６：光検出器 ７：回折格子 １１：第２のホログラム
Claims (6)
- 【請求項１】光源からの光束を光記録媒体の記録面に照
射し光記録媒体に光学的情報を書き込んだり、前記記録
面から反射した信号光を検出部において検出することに
より光記録媒体の光学的情報を読み取る光ヘッド装置に
おいて、透明基板の前記記録面側の面Ａに回折格子間隔
ｄがλ〜２λ（λは光源の光の波長）の体積ホログラム
とその上に光位相差素子とを有してなる回折素子を前記
光源と光記録媒体との間に設け、光源からの直線偏光１
を体積ホログラムの法線に対して４０゜以内の角度で体
積型ホログラムに入射させ、体積ホログラムに入射透過
した直線偏光の０次光を光位相差素子により円偏光に変
換して光記録媒体へ照射させ、光記録媒体からの反射光
を前記直線偏光１に直交する直線偏光２に変換し、再度
体積ホログラムにより光源からの直線偏光１に対して３
０゜以上異なる角度で回折された直線偏光２として検出
部で検出してなることを特徴とする光ヘッド装置。 - 【請求項２】光源からの直線偏光１に対する体積ホログ
ラムの回折効率η1 と光記録媒体からの反射光の直線偏
光２に対する回折効率η2 との比η2 ／η1 が１．１以
上である請求項１記載の光ヘッド装置。 - 【請求項３】前記体積ホログラムが位相差型ホログラム
であり、その厚みＤと実効屈折率変調振幅Δｎとの積Δ
ｎＤが０．２μｍ以上である請求項１又は２記載の光ヘ
ッド装置。 - 【請求項４】前記透明基板の光源側の面Ｂに、前記検出
部に向かう光の光路を含むように第２のホログラムを設
けてなる請求項１〜３のいずれか記載の光ヘッド装置。 - 【請求項５】光源からの直線偏光１と前記第２のホログ
ラムを透過した０次光とを含む平面に、第２のホログラ
ムで回折すべき直線偏光２を含まない請求項４記載の光
ヘッド装置。 - 【請求項６】前記体積ホログラムの回折格子間隔ｄをλ
〜１．６λとし、光源からの直線偏光１を前記体積ホロ
グラムの法線にほぼ平行に入射させ、光記録媒体から体
積ホログラムに戻ってきた光を直線偏光１に対して３５
°以上異なる角度で回折させ、検出部で検出してなる請
求項１〜５のいずれか記載の光ヘッド装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7135370A JPH08329512A (ja) | 1995-06-01 | 1995-06-01 | 光ヘッド装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7135370A JPH08329512A (ja) | 1995-06-01 | 1995-06-01 | 光ヘッド装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08329512A true JPH08329512A (ja) | 1996-12-13 |
Family
ID=15150142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7135370A Pending JPH08329512A (ja) | 1995-06-01 | 1995-06-01 | 光ヘッド装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08329512A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002163835A (ja) * | 2000-09-13 | 2002-06-07 | Sony Corp | 光学ピックアップ装置及び光ディスク装置 |
| US6927375B2 (en) | 2000-06-29 | 2005-08-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical element, optical head and optical information processor |
-
1995
- 1995-06-01 JP JP7135370A patent/JPH08329512A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6927375B2 (en) | 2000-06-29 | 2005-08-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical element, optical head and optical information processor |
| JP2002163835A (ja) * | 2000-09-13 | 2002-06-07 | Sony Corp | 光学ピックアップ装置及び光ディスク装置 |
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