JPH11120598A - Optical head device - Google Patents
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- Optical Head (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク装置の
情報の再生装置や記録装置等に使用できる光ヘッド装置
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical head device which can be used for an information reproducing device or a recording device of an optical disk device.
【0002】[0002]
【従来の技術】CD−R(追記型コンパクトディスク)
などを含むCD(コンパクトディスク)系ディスクの記
録再生のために、光源として波長が780nmの半導体
レーザとNA(開口数)が0.45の対物レンズ及び厚
さが1.2mmのディスクが使用されており、一方DV
D(デイジタルビデオディスク)系ディスクの記録再生
には650nm帯の波長の半導体レーザとNAが0.6
の対物レンズ及び厚さが0.6mmのディスクが使用さ
れている。2. Description of the Related Art CD-R (write-once compact disc)
For recording and reproducing CD (compact disk) type discs including such as those described above, a semiconductor laser having a wavelength of 780 nm, an objective lens having an NA (numerical aperture) of 0.45, and a disc having a thickness of 1.2 mm are used as light sources. While DV
For recording / reproducing a D (Digital Video Disk) disk, a semiconductor laser having a wavelength of 650 nm band and an NA of 0.6 are used.
And a 0.6 mm thick disk.
【0003】1つの光ヘッド装置によるCD、DVD両
方式のディスクの記録再生は、CD及びDVDに使用さ
れるそれぞれの波長の半導体レーザを2個及びそれぞれ
のNAの対物レンズを2個搭載してそれぞれを切換える
ことにより実現できるが、この方式では光学系が2系統
になるため形状が大きく、重量も重く、部品点数も多く
なり、組み立てが複雑であり、制御電力大、高コストに
なる欠点があった。A single optical head device records and reproduces both CD and DVD discs by mounting two semiconductor lasers of each wavelength used for CD and DVD and two objective lenses of each NA. This method can be realized by switching between them. However, this method has two drawbacks: the optical system has two systems, the shape is large, the weight is heavy, the number of parts is large, the assembly is complicated, the control power is large, and the cost is high. there were.
【0004】そのため最近では、波長の異なる半導体レ
ーザから出た光を波長選択性合成分離ミラーで合成分離
し同一の対物レンズを用いる構成にすることにより、よ
りコンパクトな光ヘッド装置を実現することが考えられ
ている。しかし、CD系とDVD系ではディスクの厚み
が1.2mmと0.6mmとで異なること、対物レンズ
のNAがそれぞれ0.45と0.6とで異なること、光
源の波長が780nm帯と650nm帯とで異なること
などのため、CDとDVDで同一の対物レンズを使用し
て記録再生する場合、前記対物レンズのNAを波長に応
じて変える必要がある。Therefore, recently, a more compact optical head device can be realized by combining and separating light emitted from semiconductor lasers having different wavelengths with a wavelength-selective combining / separating mirror and using the same objective lens. It is considered. However, the thickness of the disc differs between 1.2 mm and 0.6 mm between the CD system and the DVD system, the NA of the objective lens differs between 0.45 and 0.6, respectively, and the wavelength of the light source is 780 nm band and 650 nm. When recording and reproducing using the same objective lens for a CD and a DVD, it is necessary to change the NA of the objective lens according to the wavelength because of the difference between the bands.
【0005】この波長に応じて対物レンズのNAを変え
る方法として、光軸を含む中心部領域(以下単に中心部
領域という)は前記2つの波長の光は直進透過させ、光
軸を含まない周辺部領域(以下単に周辺部領域という)
は650nm帯の波長の光を直進透過させ、780nm
の波長の光は透過させない機能を有する開口制御素子を
光源と情報記録面に至る光路中に配設することにより、
CDとDVDでNAを切換えている。As a method of changing the NA of the objective lens according to the wavelength, a central region including the optical axis (hereinafter, simply referred to as a central region) allows light of the two wavelengths to pass straight through and a peripheral region not including the optical axis. Area (hereinafter simply referred to as the peripheral area)
Transmits light having a wavelength of 650 nm in a straight line,
By disposing an aperture control element having a function of not transmitting light of the wavelength in the optical path to the light source and the information recording surface,
The NA is switched between CD and DVD.
【0006】従来、前記開口制御素子は、体積ホログラ
ム用感光性フイルムに光を干渉させて作製した1枚の体
積ホログラムで構成しているが、作製時に発生する欠陥
に加え、組み立て時の体積ホログラムの不注意な取扱い
などにより、回折格子が構成された部分にキズがつい
て、これらのキズの部分から洩れた光がノイズとなって
誤動作を起こしたり、対物レンズのNAが変わる欠点が
あった。Conventionally, the aperture control element is constituted by a single volume hologram manufactured by interfering light with a photosensitive film for a volume hologram. However, due to careless handling, the portions where the diffraction gratings are formed have flaws, and light leaked from these flaws becomes noise, causing malfunctions and changing the NA of the objective lens.
【0007】また、1枚で構成した体積ホログラムの回
折効率の分光波形において、その最大値に対する半値幅
(以下回折波長帯域幅という)は材料により異なるが、
反射型ホログラムでは通常20〜30nmであり、開口
制御素子としては回折波長帯域幅が狭い欠点があった。In the spectral waveform of the diffraction efficiency of a single volume hologram, the half-value width (hereinafter referred to as diffraction wavelength bandwidth) with respect to the maximum value differs depending on the material.
The reflection type hologram has a defect of usually 20 to 30 nm, and the aperture control element has a narrow diffraction wavelength bandwidth.
【0008】この回折波長帯域幅を広げるため、光源か
ら体積ホログラム用感光性フイルムに照射された光を再
び体積ホログラム用感光性フイルムに照射させるための
反射ミラーの代りに拡散板を用い、散乱拡散光により露
光することで前記回折波長帯域幅を広げるという露光法
も提案されているが、散乱拡散光による露光法により作
製した体積ホログラムでは回折効率を下げる欠点があっ
た。In order to widen this diffraction wavelength bandwidth, a diffuser plate is used instead of a reflecting mirror for irradiating the light irradiated from the light source to the photosensitive film for a volume hologram again to the photosensitive film for a volume hologram. An exposure method has been proposed in which the diffraction wavelength bandwidth is widened by exposing to light, but the volume hologram produced by the exposure method using scattered diffusion light has a drawback of lowering the diffraction efficiency.
【0009】また、前記回折効率や回折波長帯域幅は使
用する材料の能力や露光時のレーザパワーに依存すると
ころが大きいため、材料の価格が高くなるなどの欠点に
加え、前記回折効率や回折波長帯域幅のばらつきが大き
くなるので歩留まりが低下する欠点もあった。Further, since the diffraction efficiency and the diffraction wavelength bandwidth largely depend on the ability of the material to be used and the laser power at the time of exposure, the cost of the material is increased. There is also a disadvantage that the yield is reduced because the variation in the bandwidth is large.
【0010】一方、前記1枚の体積ホログラムで構成し
た開口制御素子を光ヘッドに組み込んだ場合、回折波長
帯域幅が狭いため、周囲の温度変動により回折波長がシ
フトして必要な波長領域から外れる欠点があった。On the other hand, when the aperture control element constituted by the single volume hologram is incorporated in an optical head, the diffraction wavelength shifts due to fluctuations in ambient temperature because of the narrow diffraction wavelength bandwidth, and the diffraction wavelength shifts from the required wavelength range. There were drawbacks.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来技術の欠点を解決し、光学特性に優れ、小型軽量化
に適した光ヘッド装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art and to provide an optical head device which has excellent optical characteristics and is suitable for reduction in size and weight.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明は、波長の異なる
複数の光源と、前記光源と情報記録面に至る光路中に配
設された開口制御素子とを有し、開口制御素子の光軸を
含む中心部領域では前記複数の光源の光を高い直線透過
率で透過し、光軸を含まない周辺部領域では、前記複数
の波長の光のうち一つ以上の波長の光を回折し光路を変
える機能を有する開口制御素子により開口制御を行う光
ヘッド装置において、前記開口制御素子が体積ホログラ
ムを複数積層した多層体積ホログラムであることを特徴
とする光ヘッド装置を提供する。The present invention comprises a plurality of light sources having different wavelengths, and an aperture control element disposed in an optical path from the light source to an information recording surface. In the central region including, the light of the plurality of light sources is transmitted at a high linear transmittance, and in the peripheral region not including the optical axis, light of one or more wavelengths out of the light of the plurality of wavelengths is diffracted. An optical head device for performing aperture control by an aperture control element having a function of changing the aperture is characterized in that the aperture control element is a multilayer volume hologram in which a plurality of volume holograms are stacked.
【0013】また、前記積層された複数の体積ホログラ
ムの回折波長帯域が、それぞれ隣接する回折波長帯域と
一部重なるように分布している上記光ヘッド装置を提供
する。[0013] The present invention also provides the optical head device, wherein the diffraction wavelength bands of the plurality of stacked volume holograms are distributed so as to partially overlap the adjacent diffraction wavelength bands.
【0014】また、前記多層体積ホログラムは、それぞ
れ隣接する回折波長帯域のn番目の帯域の回折波長帯域
幅をYn (nm)とし、(n−1)番目の帯域の回折波
長帯域幅をYn-1 (nm)とし、前記n番目及び(n−
1)番目の回折波長帯域のそれぞれの中心波長の差をX
n-1 (nm)とするとき、10≦Xn-1 ≦(Yn-1 +Y
n )/2の関係を満たしている上記光ヘッド装置を提供
する。In the multilayer volume hologram, the diffraction wavelength bandwidth of the n-th adjacent diffraction wavelength band is Y n (nm), and the diffraction wavelength bandwidth of the (n-1) -th bandwidth is Y. n-1 (nm), and the n-th and (n-
1) The difference between the center wavelengths of the diffraction wavelength bands of the
When n−1 (nm), 10 ≦ X n−1 ≦ (Y n−1 + Y
n ) The optical head device satisfying the relationship of (2) / 2 is provided.
【0015】また、前記多層体積ホログラムは、それぞ
れ隣接する回折波長帯域の分光波形が交わる点の波長に
おける回折効率が55%以上である上記光ヘッド装置を
提供する。The multi-layer volume hologram also provides the optical head device, wherein the diffraction efficiency at the point where the spectral waveforms of adjacent diffraction wavelength bands intersect is 55% or more.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】本発明では、DVD用の半導体レ
ーザとCD用の半導体レーザの2種類の光源を有し、対
物レンズと前記光源の間の対物レンズ近くに、光軸を含
む中心部領域では前記2つの波長の光を高い直線透過率
で透過し、光軸を含まない周辺部領域では1つの波長の
光を回折し光路を変える性質を有する開口制御素子を、
n枚の体積ホログラムを積層してなる多層体積ホログラ
ムで構成して配置することにより、前記DVD用の半導
体レーザとCD用の半導体レーザの2種類の光源より発
せられた波長の異なる光を、光の波長に対して対物レン
ズのNAを制御してディスクに集光させているので、厚
さの異なるディスクでも一つの光学系で高い集光能力を
実現している。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention has two types of light sources, a semiconductor laser for DVD and a semiconductor laser for CD, and has a central portion including an optical axis near an objective lens between the objective lens and the light source. An aperture control element having the property of transmitting the light of the two wavelengths at a high linear transmittance in the region and diffracting the light of the one wavelength in the peripheral region not including the optical axis to change the optical path,
By arranging and arranging a multilayer volume hologram formed by laminating n volume holograms, light of different wavelengths emitted from the two types of light sources, the semiconductor laser for DVD and the semiconductor laser for CD, is emitted. Because the NA of the objective lens is controlled with respect to the wavelength of and the light is focused on the disk, a single optical system achieves a high light-gathering ability even for disks having different thicknesses.
【0017】この開口制御素子は、光軸を含まない周辺
部領域に光の干渉により回折波長のピークが同じか、又
はわずかに異なるホログラムを形成した体積ホログラム
を複数枚積層して構成することにより、前記キズによる
誤動作やNAの変化を防止し、かつ回折波長帯域幅の広
い開口制御素子を実現している。This aperture control element is formed by laminating a plurality of volume holograms having holograms having the same or slightly different diffraction wavelength peaks due to light interference in a peripheral region not including the optical axis. Thus, an aperture control element having a wide diffraction wavelength bandwidth that prevents malfunctions and changes in NA due to the scratches is realized.
【0018】前記体積ホログラムに使用するホログラム
用感光性フィルムは、それぞれ前記中心部領域と周辺部
領域などに関係なく同一の材料でできたいわゆる一体に
形成されたものを使用すると、前記中心部領域と周辺部
領域で厚み及び平均屈折率がほぼ同じになり、光学長を
ほぼ同じにできる。The hologram photosensitive film used for the volume hologram is a so-called integrally formed film made of the same material irrespective of the central region and the peripheral region. In the peripheral region, the thickness and the average refractive index are substantially the same, and the optical length can be substantially the same.
【0019】これらの体積ホログラムに適した材料とし
ては、フォトポリマー、重クロム酸ゼラチン等が挙げら
れ、ホログラムは、通常は数100μm〜数mm角程度
の面積で、数μm〜数十μm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
プ等の体積ホログラムと呼ばれるものを広く使用でき
る。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使用できる。Materials suitable for these volume holograms include photopolymers and dichromated gelatin, and holograms usually have an area of several hundred μm to several mm square and several μm to several tens μm. It is thick and has a light diffraction function. As this hologram, a volume hologram such as a Lippmann type can be widely used. As the hologram material, various photosensitive materials such as polyvinyl carbazole, gelatin dichromate, photo resist, photopolymer, and silver salt can be used.
【0020】この体積ホログラムとしては、ホログラム
面に垂直に近い角度でホログラム媒体内に回折格子を形
成した透過型と、ホログラム面に平行に近い角度でホロ
グラム媒体内に回折格子を形成した反射型が使用でき
る。As the volume hologram, there are a transmission type in which a diffraction grating is formed in the hologram medium at an angle close to the hologram surface and a reflection type in which a diffraction grating is formed in the hologram medium at an angle close to the hologram surface. Can be used.
【0021】この透過型を用いる場合には、ホログラム
周辺部(光軸を含まない周辺部領域)に入射した波長7
80nmの光を回折して光の進行方向を変えることによ
り、周辺部領域に入射した波長780nmの光をディス
ク上に有効に集光させることを阻害し、実質的に絞りが
あるのと同じ効果が得られる。また、反射型を用いる場
合には、ホログラム周辺部に入射した波長780nmの
光を反射回折することにより、ディスクに光が到達しな
くできるのでディスクからの不要な反射光が迷光となら
ず、より好ましい。In the case of using this transmission type, the wavelength 7 incident on the peripheral portion of the hologram (peripheral region not including the optical axis) is used.
By diffracting the 80 nm light to change the traveling direction of the light, it prevents the light of the wavelength of 780 nm incident on the peripheral region from being effectively focused on the disk, and has substantially the same effect as having a diaphragm. Is obtained. In addition, in the case of using the reflection type, the light having a wavelength of 780 nm incident on the periphery of the hologram is reflected and diffracted, so that the light can be prevented from reaching the disk. Therefore, unnecessary reflected light from the disk does not become stray light. preferable.
【0022】前記多層体積ホログラムは表面の平滑な2
枚の板に複数のホログラム用感光性フィルムを挟み込ん
だ構成にすると、表面の平滑性を容易に向上させること
ができ、透過させたい波長の光が開口制御素子の表面で
受ける悪影響を防止できるので好ましく、あわせて信頼
性の向上も図れる。The multilayer volume hologram has a smooth surface.
When a plurality of photosensitive films for holograms are sandwiched between sheets, the smoothness of the surface can be easily improved, and the adverse effect of light having a desired wavelength on the surface of the aperture control element can be prevented. Preferably, the reliability can be improved.
【0023】この表面基板の材料としては、ガラスやプ
ラスチックが平坦性に優れるので好ましく、プラスチッ
クとしてはポリカーボネート、ポリオレフィン、アクリ
ル等を使用できる。また、基板とホログラム用感光性フ
ィルムを接着層により貼り付けて製作してもよく、さら
に保護コートを基板又はホログラム用感光性フィルム上
に形成して製作してもよい。このホログラムと基板等は
できるだけ近い屈折率の材料を使用することが好まし
い。As the material of the surface substrate, glass or plastic is preferable because of its excellent flatness. As the plastic, polycarbonate, polyolefin, acryl and the like can be used. Alternatively, the substrate and the hologram photosensitive film may be attached to each other with an adhesive layer, and the protective film may be formed on the substrate or the hologram photosensitive film. It is preferable to use a material having a refractive index as close as possible to the hologram and the substrate.
【0024】また、前記基板の表面に無反射コート層を
形成すると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るので好ましい。Further, it is preferable to form a non-reflection coating layer on the surface of the substrate, because the transmission efficiency can be increased and return light due to surface reflection can be reduced.
【0025】この多層体積ホログラムを製造する場合、
大きな基板に数mm角の体積ホログラム素子を複数個形
成しておき、切断によって切り出す方法で作製すること
により、生産性が上がり、大量生産ができ、低コストを
実現できて好ましい。When manufacturing this multilayer volume hologram,
By forming a plurality of volume hologram elements each having a size of several mm on a large substrate and manufacturing the volume hologram element by cutting, it is preferable because productivity can be increased, mass production can be performed, and low cost can be realized.
【0026】前記多層体積ホログラム、特に反射型ホロ
グラムの作製方法について説明すると、まず、1層目の
体積ホログラム(以下第1の体積ホログラムという)の
場合、前記感光性フィルムを基板に挟みこみ、2波長と
も透過させたい領域に例えば紫外線(UV光)を照射し
て感光させた後、一方の波長の光を回折し光路を変える
領域に、反射させたい波長のレーザ光を照射するととも
に光源と反対側に反射ミラーを置き、照射したレーザ光
と反射ミラーにより反射された光を干渉させることによ
って反射型ホログラムを形成できる。このとき、露光に
用いるレーザ波長としては選択的に反射させたい波長と
同じ波長を使用すると簡単であるが、異なった波長を用
いるときには、ブラッグ条件を満足するように露光入射
角を変えて露光すればよい。The method of manufacturing the multilayer volume hologram, particularly the reflection type hologram, will be described. First, in the case of the first layer volume hologram (hereinafter referred to as the first volume hologram), the photosensitive film is sandwiched between substrates. After irradiating, for example, ultraviolet light (UV light) to a region to be transmitted with both wavelengths and then exposing the region to change the optical path by diffracting light of one wavelength, irradiate laser light of a wavelength to be reflected and opposite to the light source. A reflection hologram can be formed by placing a reflection mirror on the side and causing the irradiated laser light to interfere with the light reflected by the reflection mirror. At this time, it is easy to use the same wavelength as the wavelength to be selectively reflected as the laser wavelength used for exposure.However, when using a different wavelength, it is necessary to change the exposure incident angle so as to satisfy the Bragg condition. I just need.
【0027】同様に2層目の体積ホログラム(以下第2
の体積ホログラムという)の場合、前記感光性フィルム
を前記基板に挟みこみ、2波長とも透過させたい領域に
同じく紫外線(UV光)を照射して感光させた後、一方
の波長の光を回折し光路を変える領域に、前記第1の体
積ホログラムのときに照射したレーザ光の波長と例えば
10nm異なる波長のレーザ光を照射するとともに光源
と反対側に反射ミラーを置き、照射したレーザ光と反射
ミラーにより反射された光を干渉させることによって前
記第1の体積ホログラムとは回折効率が異なる波長の反
射型ホログラムを形成できる。Similarly, the volume hologram of the second layer (hereinafter referred to as second
In the case of a volume hologram), the photosensitive film is sandwiched between the substrates, and a region where both wavelengths are to be transmitted is irradiated with ultraviolet light (UV light) in the same manner, and then light of one wavelength is diffracted. The area where the optical path is changed is irradiated with a laser beam having a wavelength different from the wavelength of the laser beam irradiated at the time of the first volume hologram, for example, by 10 nm, and a reflection mirror is placed on the side opposite to the light source. By interfering the light reflected by the hologram, a reflection hologram having a wavelength different in diffraction efficiency from that of the first volume hologram can be formed.
【0028】ここで前記第1と第2の体積ホログラムを
露光するレーザ光の波長を異ならせる代りに同じ波長の
レーザ光を回折波長帯域がおよそ10nm異なるように
入射角を変えて照射してもよい。Here, instead of making the wavelengths of the laser beams for exposing the first and second volume holograms different from each other, the laser beams having the same wavelength are irradiated at different incident angles so that the diffraction wavelength bands differ by about 10 nm. Good.
【0029】前記第1と第2の体積ホログラムは回折波
長帯域の中心波長が異なるのでこれらの体積ホログラム
を2つの回折波長帯域を一部重なるように分布させて積
層すると、回折波長帯域幅は2つの体積ホログラムの回
折波長帯域幅の論理和で演算した値に等しくなり、広い
回折波長帯域幅特性が得られる。すなわち複数の体積ホ
ログラムを積層することによって回折波長帯域の広い体
積ホログラムが得られる。この回折波長帯域の広帯域化
の概念を示す回折波長帯域特性を図5に示す。縦軸は回
折効率、横軸は波長を示す。Since the first and second volume holograms have different center wavelengths of the diffraction wavelength bands, when these volume holograms are stacked so as to partially overlap the two diffraction wavelength bands, the diffraction wavelength bandwidth becomes 2 It becomes equal to the value calculated by the logical sum of the diffraction wavelength bandwidths of the two volume holograms, and a wide diffraction wavelength bandwidth characteristic can be obtained. That is, by stacking a plurality of volume holograms, a volume hologram having a wide diffraction wavelength band can be obtained. FIG. 5 shows diffraction wavelength band characteristics showing the concept of broadening the diffraction wavelength band. The vertical axis indicates the diffraction efficiency, and the horizontal axis indicates the wavelength.
【0030】図5において、15は第1の体積ホログラ
ムの回折効率の分光波形、16は第2の体積ホログラム
の回折効率の分光波形を示し、17は前記第1、第2の
体積ホログラムの回折波長帯域が重なる領域の合成され
た回折効率(以下合成回折効率という)の分光波形を示
す。前記第1、第2の体積ホログラムの回折波長帯域幅
をそれぞれY1 (nm)、Y2 (nm)、回折波長帯域
の中心波長の差をX1(nm)としたとき、回折波長帯
域幅を広くするためにはX1 は大きい方がよいが、1枚
の反射型ホログラムの回折波長帯域幅は通常20〜30
nmであるから、X1 ≧10が好ましい。In FIG. 5, reference numeral 15 denotes a spectral waveform of the diffraction efficiency of the first volume hologram, 16 denotes a spectral waveform of the diffraction efficiency of the second volume hologram, and 17 denotes a diffraction waveform of the first and second volume holograms. 5 shows a spectral waveform of a combined diffraction efficiency (hereinafter, referred to as a combined diffraction efficiency) in a region where wavelength bands overlap. When the diffraction wavelength bandwidths of the first and second volume holograms are Y 1 (nm) and Y 2 (nm), respectively, and the difference between the center wavelengths of the diffraction wavelength bands is X 1 (nm), the diffraction wavelength bandwidth is In order to widen X, it is better that X 1 is large, but the diffraction wavelength bandwidth of one reflection hologram is usually 20 to 30.
Therefore, X 1 ≧ 10 is preferable.
【0031】また、前記第1と第2の体積ホログラムの
回折波長帯域の分光波形の交わる点における回折効率
(以下交点回折効率という)をN(%)、合成回折効率
をT(%)とすると合成回折効率TはおおむねT=N+
(100−N)N/100で表されるから、交点回折効
率がそれぞれの帯域での回折効率の最大値(以下ピーク
回折効率)の50%以上であるとき、合成回折効率はそ
れぞれの帯域のピーク回折効率の75%以上となるので
好ましい。この交点回折効率がそれぞれの帯域のピーク
回折効率の50%以上であるという条件を満足するため
には、前記回折波長帯域幅Y1 ,Y2 と回折波長帯域の
中心波長の差X1 の関係がX1 ≦(Y1 +Y2 )/2で
あれば達成できる。Also, assuming that the diffraction efficiency (hereinafter referred to as intersection diffraction efficiency) at the intersection of the spectral waveforms in the diffraction wavelength band of the first and second volume holograms is N (%) and the combined diffraction efficiency is T (%). The combined diffraction efficiency T is approximately T = N +
Since it is expressed by (100−N) N / 100, when the intersection diffraction efficiency is 50% or more of the maximum value of the diffraction efficiency in each band (hereinafter, peak diffraction efficiency), the combined diffraction efficiency of each band is It is preferable because the peak diffraction efficiency is 75% or more. In order to satisfy the condition that the intersection diffraction efficiency is 50% or more of the peak diffraction efficiency of each band, the relationship between the diffraction wavelength bandwidths Y 1 and Y 2 and the difference X 1 between the center wavelengths of the diffraction wavelength bands is required. Can be achieved if X 1 ≦ (Y 1 + Y 2 ) / 2.
【0032】したがって前記2つの体積ホログラムの回
折波長帯域幅Y1 ,Y2 と回折波長帯域の中心波長の差
X1 の関係が10≦X1 ≦(Y1 +Y2 )/2であると
き、前記2つの体積ホログラムの交点回折効率がそれぞ
れのピーク回折効率の50%以上となり、高い合成回折
効率と広い回折波長帯域幅とを達成でき、さらに、前記
交点回折効率が55%以上になるようにX1 、Y1 、Y
2 を調整することにより、ほぼ80%以上の高い合成回
折効率を達成できるので体積ホログラムを積層した開口
制御素子としてより好ましい。[0032] Thus, when the diffraction wavelength band width Y 1 of the two volume holograms, Y 2 and relationship of the difference between X 1 of the center wavelength of the diffraction wavelength band 10 ≦ X 1 ≦ (Y 1 + Y 2) is / 2, The intersection diffraction efficiency of the two volume holograms is 50% or more of the peak diffraction efficiency of each, so that a high combined diffraction efficiency and a wide diffraction wavelength bandwidth can be achieved, and the intersection diffraction efficiency is 55% or more. X 1 , Y 1 , Y
By adjusting 2 , a high combined diffraction efficiency of about 80% or more can be achieved, so that it is more preferable as an aperture control element in which volume holograms are stacked.
【0033】一方、前記2つの体積ホログラムの回折波
長帯域幅Y1 ,Y2 と回折波長帯域の中心波長の差X1
の関係がX1 ≧(Y1 +Y2 )/2である場合、2つの
体積ホログラムによる回折帯域の重なる部分が減少し、
X1 と(Y1 +Y2 )/2の差が大きいほど、合成され
た回折帯域特性は前記2つの回折波長帯域の中心波長の
中間部分付近で回折効率の落ち込みが大きくなり、合成
回折効率が低下するので好ましくない。On the other hand, the difference X 1 between the diffraction wavelength bandwidths Y 1 , Y 2 of the two volume holograms and the center wavelength of the diffraction wavelength bandwidth.
Is X 1 ≧ (Y 1 + Y 2 ) / 2, the overlapping portion of the diffraction bands by the two volume holograms decreases,
As the difference between X 1 and (Y 1 + Y 2 ) / 2 is larger, the combined diffraction band characteristic has a larger drop in diffraction efficiency near the center of the center wavelength of the two diffraction wavelength bands, and the combined diffraction efficiency is lower. It is not preferable because it lowers.
【0034】また、上記説明では体積ホログラムを2枚
(n=2)積層した場合について説明したが、体積ホロ
グラムを3枚以上(n≧3)積層した場合も同様であ
り、それぞれ隣接する回折波長帯域(以下隣接帯域)の
n番目の帯域の回折波長帯域幅をYn (nm)、(n−
1)番目の帯域の回折波長帯域幅をYn-1 (nm)と
し、前記隣接帯域のそれぞれの中心波長の差をXn-1
(nm)とすると、それぞれ隣接する2つの回折波長帯
域のあいだで10≦Xn-1 ≦(Yn-1 +Yn )/2の関
係が成立するように体積ホログラムを構成することによ
り、さらに回折波長帯域幅が広い開口制御素子を実現で
きる。In the above description, the case where two volume holograms are stacked (n = 2) is described. However, the same applies to the case where three or more volume holograms are stacked (n ≧ 3). The diffraction wavelength bandwidth of the n-th band of the band (hereinafter, adjacent band) is represented by Y n (nm), (n−
1) The diffraction wavelength bandwidth of the first band is Y n-1 (nm), and the difference between the center wavelengths of the adjacent bands is X n-1.
(Nm), the volume hologram is configured such that the relationship of 10 ≦ X n−1 ≦ (Y n−1 + Y n ) / 2 is established between two adjacent diffraction wavelength bands, and further, An aperture control element having a wide diffraction wavelength bandwidth can be realized.
【0035】また、2枚積層した体積ホログラムの一方
の体積ホログラムにキズなどがある場合、キズの部分の
回折効率をP(%)、キズがない体積ホログラムの前記
キズ部分に対応した部分の回折効率をQ(%)とする
と、このときの積層された体積ホログラムのキズの部分
に相当する合成回折効率(以下キズ部合成回折効率とい
う)をS(%)とすると、キズ部合成回折効率Sはおお
むねS=Q+(100−Q)*P/100で表されるか
ら、例えばQ=55%、P=20%であるとき、Sは6
4(%)となり、キズがある体積ホログラムが1枚のと
きの回折効率20%に比較して3倍以上の回折効率にな
る。また、体積ホログラムをn枚積層した場合も同様で
あり、キズなどがある体積ホログラムが複数枚あって
も、キズの部分が重なっていなければ、高いキズ部合成
回折効率を実現できる。In the case where one of the two stacked volume holograms has a flaw or the like, the diffraction efficiency of the flawed portion is P (%), and the diffraction of the portion corresponding to the flawed portion of the flawless volume hologram is Assuming that the efficiency is Q (%), the combined diffraction efficiency (hereinafter referred to as “scratch portion combined diffraction efficiency”) corresponding to the flaw portion of the stacked volume hologram at this time is S (%), and the flaw portion combined diffraction efficiency S Is approximately represented by S = Q + (100−Q) * P / 100. For example, when Q = 55% and P = 20%, S is 6
4 (%), which is three times or more the diffraction efficiency as compared with the diffraction efficiency of 20% when one scratched volume hologram is used. The same applies to the case where n volume holograms are stacked. Even if there are a plurality of volume holograms having a flaw or the like, a high flaw portion synthetic diffraction efficiency can be realized if the flaws do not overlap.
【0036】ここで説明した方法で露光したホログラム
は正反射型となるが、正反射型の開口制御素子を用いる
と、光源である半導体レーザからでた光がホログラムで
回折反射されて半導体レーザに戻り、ノイズの原因とな
ることもある。このノイズ対策として、露光方法を変え
た非正反射型ホログラムや、レンズ効果を付加した非正
反射型ホログラムを用いることにより、開口制限部(前
記ホログラム周辺部)からの回折反射光が半導体レーザ
に戻ることをなくせるので好ましい。The hologram exposed by the method described here is a specular reflection type. However, when a specular reflection type aperture control element is used, light emitted from a semiconductor laser as a light source is diffracted and reflected by the hologram, and is reflected on the semiconductor laser. It can return and cause noise. As a countermeasure against this noise, by using a non-specular reflection hologram with a different exposure method or a non-specular reflection hologram with a lens effect, the diffracted reflected light from the aperture limiting part (the hologram peripheral part) is applied to the semiconductor laser. It is preferable because it is not possible to return.
【0037】また、前記露光時に用いたミラーとして、
表面に微小な凹凸をつけ露光中のレーザ光の一方を波面
の乱れた拡散光として露光できる。このような露光方法
で作製したホログラム領域では散乱回折されるので、ホ
ログラムに記録された拡散状態にもよるが、正反射のミ
ラーを使用する露光方法で作製したホログラムに比べて
半導体レーザへの戻り光は半分以下になしうるので好ま
しい。Further, as the mirror used at the time of the exposure,
One of the laser beams during exposure can be exposed as diffused light having a distorted wavefront by forming minute irregularities on the surface. Since it is scattered and diffracted in the hologram region produced by such an exposure method, it depends on the diffusion state recorded in the hologram, but it returns to the semiconductor laser as compared with the hologram produced by the exposure method using a specular reflection mirror. Light is preferred because it can be less than half.
【0038】さらに、光ヘッドに用いられる半導体レー
ザの波長は個体ばらつき(例えば±20nm)があるた
めに、その波長域に対して全て回折させる必要がある。Further, since the wavelength of the semiconductor laser used in the optical head has individual variations (for example, ± 20 nm), it is necessary to diffract all of the wavelength in the wavelength range.
【0039】また、半導体レーザの波長は温度を上げる
と長波長側にシフトするが、この波長温度シフト量と体
積ホログラムの熱膨張収縮等による回折波長の温度シフ
ト量を合わせることで広い温度範囲で半導体レーザ光を
回折することが可能になり好ましい。この波長シフト量
としては、0.05〜0.6nm/℃が好ましく、特に
0.2〜0.3nm/℃が好ましい。この波長シフト量
の温度特性は、体積ホログラムの材料として、例えばア
クリル系フォトポリマーなどを選択することにより実現
できる。The wavelength of the semiconductor laser shifts to the longer wavelength side when the temperature is increased. However, the wavelength temperature shift amount and the diffraction wavelength temperature shift amount due to thermal expansion and contraction of the volume hologram are adjusted to cover a wide temperature range. This is preferable because the semiconductor laser light can be diffracted. The wavelength shift amount is preferably from 0.05 to 0.6 nm / ° C, and particularly preferably from 0.2 to 0.3 nm / ° C. This temperature characteristic of the wavelength shift amount can be realized by selecting, for example, an acrylic photopolymer or the like as the material of the volume hologram.
【0040】前記多層体積ホログラムは回折波長帯域幅
の広い特性を有するので、前記半導体レーザの波長の個
体間ばらつきの対策及び温度による波長シフト対策とし
てもきわめて有効である。Since the multilayer volume hologram has a characteristic that the diffraction wavelength bandwidth is wide, it is very effective as a measure against the individual variation of the wavelength of the semiconductor laser and a measure against the wavelength shift due to the temperature.
【0041】[0041]
【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。図1は、本発明の一実施例にかかる開
口制御素子の構成図を示し、図1(1)は波長選択制絞
りを光軸に対して垂直方向からみた断面図、(2)は光
軸方向からみた平面図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of an aperture control element according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A is a cross-sectional view of a wavelength selective stop viewed from a direction perpendicular to an optical axis, and FIG. It is the top view seen from the direction.
【0042】図1において、1A,1Bは回折波長帯域
が異なる体積ホログラムであり、光軸を含む中心部領域
bでは波長650nmと波長780nmの2つの波長の
光に対して高い直線透過率を示し、光軸を含まない周辺
部領域aにおいては波長650nmの光に対しては高い
直線透過率を示し、波長780nmの光に対しては低い
直線透過率を示す波長選択性を有する絞り部で構成され
ている。2は基板であり、前記体積ホログラム1A,1
Bを積層したものを挟みこみ、接着して一体的に組み立
てて開口制御素子を構成することにより、表面平坦性を
上げるとともに取扱い及び光ヘッドの組立を簡単にして
いる。In FIG. 1, reference numerals 1A and 1B denote volume holograms having different diffraction wavelength bands, and show a high linear transmittance for light having two wavelengths of 650 nm and 780 nm in the central region b including the optical axis. In the peripheral region a not including the optical axis, a diaphragm portion having a wavelength selectivity exhibiting a high linear transmittance for light having a wavelength of 650 nm and a low linear transmittance for light having a wavelength of 780 nm. Have been. 2 is a substrate, and the volume holograms 1A, 1
By sandwiching and adhering the stacked layers of B and assembling them together to form an aperture control element, the surface flatness is increased and handling and assembly of the optical head are simplified.
【0043】この体積ホログラムを含む開口制御素子の
作製方法の工程における断面図を図3に示す。前記体積
ホログラム1Aは図3(1)において、体積ホログラム
用感光性フィルム14を基板2に挟み込み、2波長とも
透過させたい領域bにのみ開放したUV露光用マスク1
0をのせ、UV光12をUV露光用マスク10の方向か
らこの体積ホログラム用感光性フィルム14に照射す
る。これによりUV光の照射された領域bは均一に感光
され、光は直進透過するようになる。FIG. 3 is a cross-sectional view showing steps in a method of manufacturing the aperture control element including the volume hologram. In FIG. 3A, the volume hologram 1A is a UV exposure mask 1 in which a photosensitive film 14 for a volume hologram is sandwiched between substrates 2 and is opened only in a region b where both wavelengths are to be transmitted.
Then, the photosensitive film 14 for volume hologram is irradiated with UV light 12 from the direction of the mask 10 for UV exposure. Thereby, the region b irradiated with the UV light is uniformly exposed, and the light is transmitted straight.
【0044】次に、図3(2)において、マスクを取り
去り、体積ホログラム用感光性フィルム14の周辺部領
域において反射させたい波長と同じ波長のレーザ光13
を照射する。このときレーザ光13に対して体積ホログ
ラム用感光性フィルム14の反対側にレーザ光13を反
射する反射ミラー11を置き、照射したレーザ光13と
この反射ミラー11により反射された光を干渉させ、体
積ホログラム用感光性フィルム14の波長選択性を有す
る領域aに反射型ホログラムを形成させた体積ホログラ
ム1Aを作製できる。また、露光に用いるレーザ光の波
長として選択的に反射させたい波長と異なった波長を用
いるときには、ブラッグ条件を満足するように露光入射
角を変えて露光することにより、同様の反射型ホログラ
ムを形成できる。Next, in FIG. 3B, the mask is removed, and the laser beam 13 having the same wavelength as the wavelength desired to be reflected in the peripheral region of the photosensitive film for volume hologram 14 is obtained.
Is irradiated. At this time, a reflection mirror 11 for reflecting the laser light 13 is placed on the opposite side of the volume hologram photosensitive film 14 with respect to the laser light 13, and the irradiated laser light 13 and the light reflected by the reflection mirror 11 interfere with each other. The volume hologram 1A in which the reflection hologram is formed in the region a having wavelength selectivity of the volume hologram photosensitive film 14 can be manufactured. In addition, when a wavelength different from the wavelength to be selectively reflected is used as the wavelength of the laser beam used for the exposure, the same reflection hologram is formed by changing the exposure incident angle so that the Bragg condition is satisfied. it can.
【0045】同様に体積ホログラム1Bは、図3
(1)、図3(2)において、例えば露光するレーザ光
の波長を体積ホログラム1Aを露光した波長に対しおよ
そ10nm異ならせることにより回折波長帯域の中心波
長がおよそ10nm異なる反射型ホログラムを形成でき
る。ここで異なる波長のレーザ光で露光する代りに前記
体積ホログラム1Aを露光したレーザ光と同じ波長のレ
ーザ光を回折波長帯域の中心がおよそ10nm異なるよ
うに入射角を変えて照射してもよい。Similarly, the volume hologram 1B is shown in FIG.
(1) In FIG. 3 (2), for example, by making the wavelength of the laser beam to be exposed differ by about 10 nm from the wavelength of exposing the volume hologram 1A, a reflection hologram having a center wavelength of the diffraction wavelength band different by about 10 nm can be formed. . Here, instead of exposing with a laser beam having a different wavelength, a laser beam having the same wavelength as the laser beam exposing the volume hologram 1A may be irradiated at a different incident angle so that the center of the diffraction wavelength band differs by about 10 nm.
【0046】さらに、図3(2)において、反射ミラー
11として、例えば、表面を粒度がJIS#2000の
研磨材で仕上げた擦りガラスミラーにメタルコートを行
ったものを使用した場合、レーザ光13は反射ミラー1
1の表面で拡散反射され、体積ホログラム用感光性フィ
ルム14の周辺部領域aは波面の乱れた拡散光で露光さ
れる。このように一方の露光光として波面の乱れた拡散
光を用いて形成された反射型ホログラム領域(前記周辺
部領域a)では入射した光は散乱回折されるので、この
ように拡散光で露光する方法で作成された反射型ホログ
ラムを図2の構成の光ヘッド装置の開口制御素子7とし
て使用した場合、反射ミラー11として正反射ミラーを
使用して作製した反射型ホログラムを使用した場合に比
較して、半導体レーザへの戻り光を50%以下に低減で
きた。Further, in FIG. 3 (2), for example, when a mirror glass whose surface is finished with a polishing material of JIS # 2000 and a metal coating is used as the reflection mirror 11, a laser beam 13 is used. Is a reflection mirror 1
The peripheral area a of the volume hologram photosensitive film 14 is diffusely reflected by the surface of the photosensitive film 1 and is exposed to diffused light whose wavefront is disturbed. As described above, the incident light is scattered and diffracted in the reflection type hologram region (the peripheral region a) formed by using the diffused light whose wavefront is disturbed as one of the exposure light. When the reflection type hologram prepared by the method is used as the aperture control element 7 of the optical head device having the configuration shown in FIG. 2, it is compared with the case where a reflection type hologram manufactured using a regular reflection mirror as the reflection mirror 11 is used. Thus, the return light to the semiconductor laser could be reduced to 50% or less.
【0047】図4に、周辺部領域における波長780n
m帯の回折波長帯域幅が30nm、かつ、それぞれの隣
接する回折波長帯域の中心波長の差が25nmである体
積ホログラムを3枚積層し、さらに基板2で挟みこんで
接着材で接着して作製した開口制御素子の直線透過率を
示す。FIG. 4 shows a wavelength 780 n in the peripheral region.
Three volume holograms each having a m-band diffraction wavelength bandwidth of 30 nm and a difference in the center wavelength of each adjacent diffraction wavelength band of 25 nm are laminated, sandwiched between the substrates 2 and bonded with an adhesive. The linear transmittance of the aperture control element is shown.
【0048】図4(1)は中心部領域bの直線透過率を
示す。中心部領域bにおいては、波長がおよそ500〜
900nmの範囲で高い直線透過率を示している。図4
(2)は周辺部領域aの直線透過率を示す。周辺部領域
aでは波長がおよそ740〜820nmの範囲で低い直
線透過率を示し、他の波長領域では高い直線透過率を示
している。FIG. 4A shows the linear transmittance of the central region b. In the central region b, the wavelength is approximately 500 to
It shows high linear transmittance in the range of 900 nm. FIG.
(2) shows the linear transmittance of the peripheral region a. In the peripheral region a, a low linear transmittance is shown in the wavelength range of about 740 to 820 nm, and in other wavelength regions, a high linear transmittance is shown.
【0049】このように複数の体積ホログラムを積層す
ることにより、周辺部領域の透過率が10%以下となる
波長域として780nm±40nmを実現できた。この
とき、中心部領域では780nm、650nm両波長と
もおよそ96%の直線透過率であり、周辺部領域の直線
透過率は780nmの波長で5%程度であり、650n
mの波長に対してはおよそ96%であった。By laminating a plurality of volume holograms in this manner, 780 nm ± 40 nm was realized as a wavelength region in which the transmittance of the peripheral region was 10% or less. At this time, the linear transmittance of the central region is approximately 96% at both the wavelengths of 780 nm and 650 nm, and the linear transmittance of the peripheral region is approximately 5% at the wavelength of 780 nm.
It was approximately 96% for a wavelength of m.
【0050】また、開口制御素子の周辺部領域、中心部
領域とも同じ材料で構成されているため、周辺部、中心
部領域とも厚みはもちろん、平均屈折率もほぼ同じであ
ることにより、光学長(屈折率×厚み)がほぼ同じとな
りディスク上の集光特性に悪影響を与えることもなかっ
た。このときの光学長の差(透過波面収差)は有効面内
のRMS(二乗平均平方根)は0.01λ以下であり、
P−V(Peak to Valley)値も0.05λ以下であった
(λ=633nm)。Also, since the peripheral region and the central region of the aperture control element are made of the same material, the peripheral portion and the central region have substantially the same average refractive index as well as the thickness. (Refractive index × thickness) was almost the same, and there was no adverse effect on the light-collecting characteristics on the disk. At this time, the difference in optical length (transmitted wavefront aberration) is such that the RMS (root mean square) in the effective plane is 0.01λ or less,
The PV (Peak to Valley) value was also 0.05λ or less (λ = 633nm).
【0051】また、半導体レーザの波長は温度が上がる
と長波長側にシフトするが、その温度係数は0.3nm
/℃であった。この半導体レーザの温度特性を補償する
ため、体積ホログラムの材料として、例えばアクリル系
フォトポリマーを選択することにより、体積ホログラム
の回折波長温度係数をほぼ0.3nm/℃にでき、熱膨
張収縮等による回折波長の温度シフトを合わせることが
できて、広い温度範囲で半導体レーザ光を回折できた。The wavelength of the semiconductor laser shifts to the longer wavelength side when the temperature rises, and its temperature coefficient is 0.3 nm.
/ ° C. In order to compensate for the temperature characteristics of the semiconductor laser, for example, an acrylic photopolymer is selected as the material of the volume hologram, so that the temperature coefficient of the diffraction wavelength of the volume hologram can be set to approximately 0.3 nm / ° C. The temperature shift of the diffraction wavelength could be matched, and the semiconductor laser light could be diffracted over a wide temperature range.
【0052】次に、本発明による開口制御素子を用いた
光ヘッド装置の光学系の構成の模式図を図2に示す。光
学系は、波長650nmの半導体レーザ3及び波長78
0nmの半導体レーザ4の2つの光源を有し、それぞれ
の光源から出た光を集光して平行光線に変換するコリメ
ータレンズ5a、5b、2つの波長を合成分離する波長
選択性合成分離ミラー6、体積ホログラムを用いた開口
制御素子7、対物レンズ8から構成されている。なお、
図の簡単化のためディスク9からの信号を含んだ光の受
光部などについては省略している。Next, FIG. 2 is a schematic diagram showing the structure of an optical system of an optical head device using the aperture control element according to the present invention. The optical system includes a semiconductor laser 3 having a wavelength of 650 nm and a wavelength 78.
Collimator lenses 5a and 5b having two light sources of a semiconductor laser 4 of 0 nm, condensing light emitted from the respective light sources and converting them into parallel rays, and a wavelength-selective combining / separating mirror 6 for combining and separating two wavelengths. , An aperture control element 7 using a volume hologram, and an objective lens 8. In addition,
For simplification of the drawing, a light receiving portion of light including a signal from the disk 9 and the like are omitted.
【0053】この開口制御素子7は波長780nmの光
に対してはNAが0.45、波長650nmの光に対し
てはNAが0.6である。また、開口制御素子7はその
機能上及び光ヘッドの制御をしやすくするため、対物レ
ンズ8と一体に移動させるような位置に配置されてい
る。The aperture control element 7 has an NA of 0.45 for light having a wavelength of 780 nm and an NA of 0.6 for light having a wavelength of 650 nm. The aperture control element 7 is arranged at a position where it can be moved integrally with the objective lens 8 in order to facilitate its function and control of the optical head.
【0054】以上のように構成された光ヘッドをCDに
使用した場合は、半導体レーザ4から出射した波長78
0nmのレーザ光はコリメータレンズ5bでほぼ平行光
に変換され、波長選択性ミラー6により90度方向を変
えるように反射されて開口制御素子7に入射する。この
開口制御素子7は、前述のように波長が780nmの光
に対してはNAが0. 45であるので、厚さが1. 2m
mのCDディスクに記録された情報を収差の影響も少な
く良好に再生できた。When the optical head configured as described above is used for a CD, the wavelength 78 emitted from the semiconductor laser 4 is used.
The laser light of 0 nm is converted into substantially parallel light by the collimator lens 5b, reflected by the wavelength selective mirror 6 so as to change the direction by 90 degrees, and enters the aperture control element 7. Since the aperture control element 7 has an NA of 0.45 for light having a wavelength of 780 nm as described above, the aperture control element 7 has a thickness of 1.2 m.
The information recorded on the CD disk of m was successfully reproduced with little influence of aberration.
【0055】同様にこの構成の光ヘッドをDVDに使用
した場合は、半導体レーザ3から出射した波長650n
mのレーザ光はコリメータレンズ5aでほぼ平行光に変
換され、波長選択性ミラー6を透過して開口制御素子7
に入射する。開口制御素子7は650nmの波長の光に
対してはNAが0. 6であるので厚さが0.6mmのD
VDディスクも良好に再生できた。Similarly, when the optical head having this configuration is used for a DVD, the wavelength 650 nm emitted from the semiconductor laser 3 is used.
m is converted into substantially parallel light by a collimator lens 5a, passes through a wavelength-selective mirror 6, and passes through an aperture control element 7
Incident on. The aperture control element 7 has a NA of 0.6 for light having a wavelength of 650 nm, so that the D
The VD disc was also successfully reproduced.
【0056】なお、本発明は上記実施例に限定されず、
例えば開口制御素子7は対物レンズから離して配置して
もよく、また複数の光源の配置位置も波長選択性合成分
離ミラー6との組み合わせで変更できる。また、複数の
体積ホログラムはそれぞれ異なる特性を有するものであ
ってもよく、種々の体積ホログラムを組み合わせること
により任意の帯域幅を有する開口制御素子が実現でき
る。さらに、ディスクに記録された情報の検出方法及び
検出信号の処理方法、光ヘッドの制御方法などとの組み
合わせで本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形でき
る。The present invention is not limited to the above embodiment,
For example, the aperture control element 7 may be arranged away from the objective lens, and the arrangement positions of the plurality of light sources can be changed in combination with the wavelength-selective combining / separating mirror 6. The plurality of volume holograms may have different characteristics, and an aperture control element having an arbitrary bandwidth can be realized by combining various volume holograms. Furthermore, various modifications can be made without departing from the gist of the present invention, in combination with a method for detecting information recorded on a disc, a method for processing a detection signal, a method for controlling an optical head, and the like.
【0057】[0057]
【発明の効果】本発明によれば、波長の異なる複数の光
源を有し、前記光源と情報記録面に至る光路中に配設さ
れ、かつ光軸を含む中心部領域では前記複数の光源の光
を高い直線透過率で透過し、光軸を含まない周辺部領域
では前記複数の光源の光のうち1つ以上の波長の光を回
折し光路を変える機能を有する開口制御素子により開口
制御を行う光ヘッド装置において、前記開口制御素子を
積層された複数の体積ホログラムで構成することによ
り、1つの体積ホログラムの回折格子が形成された部分
にキズなどの欠陥があっても、他の層の体積ホログラム
により回折機能が補われるため、歩留まりが向上し、ま
た前記複数の体積ホログラムの回折波長帯域が、それぞ
れ隣接波長帯域と一部重なって分布するように構成して
いるので回折波長帯域幅が広がるため、温度変動、部品
の個体間ばらつきなどによる特性の変動を吸収でき、同
一の対物レンズで波長の異なる光を厚さの異なるディス
ク上に安定に集光させうる。According to the present invention, a plurality of light sources having different wavelengths are arranged in an optical path from the light source to an information recording surface, and the plurality of light sources are arranged in a central region including an optical axis. Light is transmitted at a high linear transmittance, and aperture control is performed by an aperture control element having a function of diffracting light of one or more wavelengths among the lights of the plurality of light sources and changing an optical path in a peripheral region not including the optical axis. In the optical head device, the aperture control element is composed of a plurality of stacked volume holograms, so that even if there is a defect such as a flaw in a portion where the diffraction grating of one volume hologram is formed, the other layer may have a defect. Since the diffraction function is supplemented by the volume hologram, the yield is improved, and the diffraction wavelength bands of the plurality of volume holograms are configured to be distributed so as to partially overlap with adjacent wavelength bands. The width is widened, the temperature change, can absorb variations in characteristics due to individual variations between the components can at the same objective lens is stably converged to different light having different thicknesses on the disc wavelengths.
【0058】したがって、CD,DVDの両方の情報記
録再生を光学系が1系統である(対物レンズが1個搭載
されている)光ヘッドで安定に行うことができ、小型
化、薄型化を実現できるとともに、低コストを実現でき
る。Therefore, information recording and reproduction of both CD and DVD can be stably performed by an optical head having one optical system (one objective lens is mounted), realizing miniaturization and thinning. As well as low cost.
【図1】本発明における体積ホログラム開口制御素子の
構成を示し、(1)は断面図、(2)は平面図である。FIG. 1 shows a configuration of a volume hologram aperture control element according to the present invention, wherein (1) is a cross-sectional view and (2) is a plan view.
【図2】本発明の光ヘッド装置の構成を示す模式図であ
る。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of an optical head device according to the present invention.
【図3】(1)、(2)は本発明における体積ホログラ
ム作製方法の2つの工程を示す断面図である。FIGS. 3A and 3B are cross-sectional views showing two steps of a volume hologram manufacturing method according to the present invention.
【図4】本発明における開口制御素子の直線透過率の波
長特性例を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing an example of a wavelength characteristic of a linear transmittance of an aperture control element according to the present invention.
【図5】本発明における体積ホログラムの回折波長帯域
の広帯域化の概念を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing the concept of broadening the diffraction wavelength band of a volume hologram in the present invention.
1A〜1B:回折波長の異なる体積ホログラム 2:基板 3:半導体レーザ(λ=650nm) 4:半導体レーザ(λ=780nm) 5a:コリメータレンズ 5b:コリメータレンズ 6:波長選択性合成分離ミラー 7:開口制御素子 8:対物レンズ 9:ディスク 10:UV露光用マスク 11:反射ミラー 12:UV光 13:レーザ光 14:体積ホログラム用感光性フィルム 15:第1の体積ホログラムの回折効率の分光波形 16:第2の体積ホログラムの回折効率の分光波形 17:第1の体積ホログラムと第2の体積ホログラムの
回折波長帯域が重なる領域の合成された回折効率の分光
波形1A to 1B: Volume holograms having different diffraction wavelengths 2: Substrate 3: Semiconductor laser (λ = 650 nm) 4: Semiconductor laser (λ = 780 nm) 5a: Collimator lens 5b: Collimator lens 6: Wavelength-selective synthetic separation mirror 7: Aperture Control element 8: Objective lens 9: Disk 10: UV exposure mask 11: Reflection mirror 12: UV light 13: Laser light 14: Photosensitive film for volume hologram 15: Spectral waveform of diffraction efficiency of first volume hologram 16: Spectral waveform of diffraction efficiency of second volume hologram 17: Spectral waveform of combined diffraction efficiency in a region where the diffraction wavelength bands of the first volume hologram and the second volume hologram overlap
Claims (4)
報記録面に至る光路中に配設された開口制御素子とを有
し、開口制御素子の光軸を含む中心部領域では前記複数
の光源の光を高い直線透過率で透過し、光軸を含まない
周辺部領域では前記複数の光源の光のうち1つ以上の波
長の光を回折し光路を変える機能を有する開口制御素子
により開口制御する光ヘッド装置において、前記開口制
御素子はn枚(nは2以上の自然数)の体積ホログラム
が積層されてなる多層体積ホログラムであることを特徴
とする光ヘッド装置。A plurality of light sources having different wavelengths; and an aperture control element disposed in an optical path from the light source to an information recording surface, wherein the plurality of light sources are arranged in a central region including an optical axis of the aperture control element. The light from the light source is transmitted at a high linear transmittance, and in the peripheral region not including the optical axis, an aperture control element having a function of diffracting light of one or more wavelengths among the lights of the plurality of light sources and changing the optical path is provided. An optical head device for controlling an aperture, wherein the aperture control element is a multilayer volume hologram formed by stacking n (n is a natural number of 2 or more) volume holograms.
折波長帯域が、それぞれ隣接する回折波長帯域と一部重
なるように分布している請求項1記載の光ヘッド装置。2. The optical head device according to claim 1, wherein the diffraction wavelength bands of the plurality of stacked volume holograms are distributed so as to partially overlap adjacent diffraction wavelength bands.
する回折波長帯域のn番目の帯域の回折波長帯域幅をY
n (nm)とし、(n−1)番目の帯域の回折波長帯域
幅をYn-1 (nm)とし、前記n番目及び(n−1)番
目の回折波長帯域のそれぞれの中心波長の差をXn-1
(nm)とするとき、10≦Xn-1 ≦(Yn-1 +Yn )
/2の関係を満たしている請求項1又は2記載の光ヘッ
ド装置。3. The multi-layer volume hologram according to claim 1, wherein the diffraction wavelength bandwidth of the n-th adjacent diffraction wavelength band is Y.
n (nm), the diffraction wavelength bandwidth of the (n-1) th band is Y n-1 (nm), and the difference between the respective center wavelengths of the nth and (n-1) th diffraction wavelength bands. To X n-1
(Nm), 10 ≦ X n−1 ≦ (Y n−1 + Y n )
3. The optical head device according to claim 1, wherein a relationship of / 2 is satisfied.
する回折波長帯域の分光波形が交わる点の波長における
回折効率が55%以上である請求項1、2又は3記載の
光ヘッド装置。4. The optical head device according to claim 1, wherein the multilayer volume hologram has a diffraction efficiency of 55% or more at a wavelength at which spectral waveforms of adjacent diffraction wavelength bands intersect.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9277721A JPH11120598A (en) | 1997-10-09 | 1997-10-09 | Optical head device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9277721A JPH11120598A (en) | 1997-10-09 | 1997-10-09 | Optical head device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11120598A true JPH11120598A (en) | 1999-04-30 |
Family
ID=17587402
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9277721A Pending JPH11120598A (en) | 1997-10-09 | 1997-10-09 | Optical head device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11120598A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001016627A1 (en) * | 1999-08-26 | 2001-03-08 | Asahi Glass Company, Limited | Phase shifter and optical head device mounted with the same |
-
1997
- 1997-10-09 JP JP9277721A patent/JPH11120598A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001016627A1 (en) * | 1999-08-26 | 2001-03-08 | Asahi Glass Company, Limited | Phase shifter and optical head device mounted with the same |
US6580674B1 (en) | 1999-08-26 | 2003-06-17 | Asahi Glass Company, Limited | Phase shifter and optical head device mounted with the same |
US6917576B2 (en) | 1999-08-26 | 2005-07-12 | Asahi Glass Company, Limited | Retarder and optical head device installing the same |
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