JPS63175238A

JPS63175238A - 光ヘツド装置

Info

Publication number: JPS63175238A
Application number: JP62007582A
Authority: JP
Inventors: Yuzo Ono; 小野　雄三
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1987-01-16
Filing date: 1987-01-16
Publication date: 1988-07-19
Anticipated expiration: 2010-11-13
Also published as: JPH07105057B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は光デイスク装置やディジタルオーディオディス
ク装置やビデオディスク装置等において情報記録または
再生に用いる光へ・ｙド装置に関する。

〔従来の技術〕

ビデオディスク装置やディジタルオーディオディスク装
置や光デイスク装置（以下これらを総称して光デイスク
装置と称する）に用いられている従来の光ヘッド装置は
、第２図に示すような構成を有している。すなわち、光
源で−ある半導体レーザ１と、半導体レーザ１からの放
射光１０１をディスク面４に収束する結像レンズ２と、
ディスク面４からの反射光の光路をかえるビームスプリ
・ツタプリズム８の他に、球面凹レンズ５と、円筒レン
ズ６と、４分割光検出器７とを有して構成されている焦
点誤差検出手段と、トラッキング誤差検出手段とを備え
ている。

このような従来のヘッド装置は、その大きさが４０×４
０×３０１１３程度あり、従って重量も重く、光デイス
ク装置全体の小型化や軽量化の妨げとなっており、また
スタック型大容量光ディスク装置の実現の障害となって
いる。

この問題の解決のために、本発明の出願人は、ビームス
プリッタレンズと焦点誤差検出光学系とトラッキング誤
差検出光学系の三つの機能を１枚の格子レンズで行なう
ことによって光学系の素子数の削減を図った小形かつ軽
量の光ヘッド装置を発明して出願した。（特願昭６１−
１２１５７５号、特願昭６１−１２１５７７号、特願昭
６１−１５６４０６号参照）第３図は、第２図に示した従来の光ヘッド装置に類似し
た構成を有する特願昭６１−１５６４０６号で出願した
発明の光ヘッド装置の光学系の基本構成を示す斜視図で
ある。

第３図において、半導体レーザ１からの放射光１０１は
、格子レンズ１７をＯ次回折光として通過し、結像レン
ズ３によってディスク面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によって収束され、格子
レンズ１７によって回折され、回折光１０２および１０
３となって半導体レーザ１に隣接した位置に設けられて
いる４分割光検出器２０に到達する。４分割光検出器２
０は、４個に分割されている光検出素子２０ａ・２０ｂ
・２０ｃ・２０ｄからなっている。

格子レンズ１７は、４分割光検出器２０上で円形のビー
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に収束する球面波との干
渉稿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、その配置をわかりやすくするなめ
に実際より大きく描いである。）格子レンズ１７は、半
導体レーザ１と４分割光検出器２０とを結ぶ方向に対し
て平行な境界線１７ａを境に回折角の異なる上側格子レ
ンズ１７ｂと下側格子レンズ１７ｃとを有して構成され
ている。上側格子レンズ１７ｂによって回折された光は
、非点収差のために９０°方向を転換した半円状の光ビ
ームとなって光検出素子２０ｃおよび２０ｄの分割線２
Ｏｆ上に到達する。

一方下側格子レンズ１７ｃによって回折された光は、非
点収差のために逆方向に９０’方向を転換した半円状の
光ビームとなって光検出素子２０ａおよび２０ｂの分割
線２Ｏｆ上に到達する。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
２０ａ〜２０ｄへの入射光強度が等しくなるように４分
割検出器２０を配置することにより、第２図に示した従
来の非点収差法と同様に４分割光検出器２０の各光検出
器２０ａ〜２０ｄの出力電圧ｖ（２０ａ）〜Ｖ（２０ｄ
）から、■（２０ａ）＋Ｖ　（２０ｃ）−Ｖ　（２０ｂ
）−Ｖ　（２０ｄ）を求めて焦点誤差信号を検出できる
。

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している。第３
図の光ヘッド装置では、トラックずれによって回折光１
０２と１０３との強度比が変わるため４分割光検出器２
０の■（２０ａ）＋Ｖ　（２０ｂ）−Ｖ　（２０ｃ）−
Ｖ　（２０ｄ）を求めることによってトラッキング誤差
信号を検出できる。

ディスク面４からの再生信号は、４分割光検出器２０の
光量の総和ｙ　（２０ａ）＋Ｖ　（２０ｂ）十ｖ（２０
Ｃ）十■（２０ｄ）を求めることによって検出できる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述したように、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、光の利用率は（Ｏ次回折効
率）×（１次回折効率）となる、この値は、矩形断面の
凹凸格子の場合は、高々１０％にすぎないため光の利用
率が低いという問題がある。

本発明の目的は、上記のような従来の光ヘッド装置の欠
点を解消して、光の利用効率が高い小形光ヘッド装置を
提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の光ヘッド装置は、光源と、前記光源の像を記録
媒体上に収束して照射する結像レンズと、前記光源に隣
接して配置されその受光面が複数個の検出素子に分割さ
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由してき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各受光素子に導く複数
個に分割された格子部を有する反射形格子レンズと、前
記格子レンズと前記結像レンズとの間に配設された１／
４波長板とを備えて構成される。

Ｃ作用〕反射形の回折格子の回折効率は、入射光の偏光に大きく
依存することが知られている。−例として、アブライド
オプテックス（Ａｐｐｌｉｅｄ　０ｐｔｉｃｓ）第１６
巻第１０号（１９７７年１０月発行）掲載のイ・ジー・
ローエン（Ｅ、Ｇ、Ｌｏｅｗｃｎ）他著の゛論文「ブレ
ーズド格子とホログラフィック格子とに適用される格子
の回折効率理論（Ｇｒａｔｉｎｇ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃ
ｙｔｈｅｏｒｙ　ａｓ　ｉｔ　ａｐｐｌｉｅｓ　ｔｏ　
ｂｌａｚｅｄ　ａｎｄ　ｈｏｌｏｇｒａ−ｐｈｉｃ　ｇ
ｒａｔｉｎｇｓ）」をあげることができる、同論文中に
記載の解析結果の多数のグラフから、Ｓ偏光とＰ偏光と
で回折効率が大きく異なり、Ｓ偏光の回折効率が高く、
Ｐ偏光の回折効率が低い場合が多いことがわかる。また
、特定の条件下では、Ｓ偏光の回折効率がほとんど１０
０％であり、Ｐ偏光の回折効率が２０％以下という場合
もある。

そこで、このような回折格子と１／４波長板とを組み合
わせると、アイソレータを構成することができる。すな
わち、Ｐ偏光入射の光ビームは格子レンズの回折効率が
２０以下のため、往路は格子レンズをほぼ８０％透過し
、１／４波長板を透過して円偏光となってディスク面に
収束される。

ディスク面で反射された光ビームは、円偏光の回転方向
が入射光に対して反転しているので、１／４波長板で往
路の光ビームの偏光方向と直交するＳ偏光の直線偏光と
にり、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。

〔実施例〕

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光学系の基本構成を示す
斜視図である。

第１図に示した実施例の構成は、第３図に示した従来例
の格子レンズ１７を反射形格子レンズ２７に置換したこ
とと、１／４波長板２６を反射形格子レンズ２７と結像
レンズ１３との間に付加したことを除いて他は同じであ
る。

次に上述の実施例の動作について説明する。

光源である半導体レーザ１からの放射光１０１は、反射
形格子レンズ２７の境界線２７ａに垂直な振動方向のＰ
偏光として反射形格子２７に到達する０反射形格子レン
ズ２７は、表面を凹凸にした格子の表面にアルミニウム
を蒸着した回折格子レンズであり、Ｐ偏光の回折効率が
低く、Ｓ偏光の回折効率が高い。このため、半導体レー
ザ１からの放射光１０１は、反射形格子レンズ２７でそ
の２０％程度回折を受けるだけであり、残りの８０％は
０次光として反射して１／４波長板２６に達する。１／
４波長板２６の光学軸は、境界線２７ａに対して４５６
に設定されているので、これを透過した光は右廻りの円
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、反射によって左廻りの円偏光となって
再び１／４波長板２６に到達し、ここで境界線２７ａに
平行な直線偏光に変換される。この偏光は、反射形格子
レンズ２７に対してＳ偏光となるので、反射形格子レン
ズ２７においてほぼ１００％回折される。

反射形格子レンズ２７からの回折光１０４および１０５
は、４分割光検出器２０に到達する。４分割検出器２０
における焦°点誤差信号およびトラッキング誤差信号お
よび再生信号の検出手段は、前述の第３図に示した従来
例と同じである。

上述の実施例においては、反射形格子レンズとして非点
収差形のものを用いているが、デュアルフォーカス法を
用いたもの（特願昭６１−１２１５７５号参照）または
４分割格子レンズを用いたらのく特願昭６１−１２１５
７７号参照）またはフーコー法（ダブルナイフェツジ法
）を用いたもののいずれの形式の反射形格子を用いても
よい。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、本発明の光ヘッド装置は、
光の利用効率が高いので部品点数が少なく、小形でしか
も効率の高い光ヘッド装置が得られるという効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の光学系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の光学系を示
す断面図、第３図は格子レンズを用いた従来の光ヘッド
装置の一例の光学系を示す斜視図である。１・・・半導体レーザ、２・３・・・結像レンズ、４・
・・ディスク面、５・・・球面凹レンズ、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、９・・・前側焦線、１０・・・
後側焦線、２０ａ〜２０ｄ・・・光検出素子、２０ｅ・
２Ｏｆ・・・分割線、１７・・・格子レンズ、１７ａ・
２７ａ・・・境界線、１７ｂ・・・上側格子レンズ、１
７ｃ・・・下側格子レンズ、２６・・・１／４波長板、
２７・・・反射型格子レンズ、１０１・・・放射光、１
０２・１０３・１０４・１０５・・・回折光。箔　１　＠

Claims

【特許請求の範囲】

光源と、前記光源の像を記録媒体上に収束して照射する
結像レンズと、前記光源に隣接して配置されその受光面
が複数個の検出素子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由
してきた前記記録媒体からの反射光を分割して前記光検
出器の各受光素子に導く複数個に分割された格子部を有
する反射形格子レンズと、前記格子レンズと前記結像レ
ンズとの間に配設された１／４波長板とを備えることを
特徴とする光ヘッド装置。