[go: up one dir, main page]

JPS63201924A - Optical information pickup device - Google Patents

Optical information pickup device

Info

Publication number
JPS63201924A
JPS63201924A JP62035015A JP3501587A JPS63201924A JP S63201924 A JPS63201924 A JP S63201924A JP 62035015 A JP62035015 A JP 62035015A JP 3501587 A JP3501587 A JP 3501587A JP S63201924 A JPS63201924 A JP S63201924A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hologram element
photodetectors
lens
hologram
optical
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.)
Pending
Application number
JP62035015A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Kato
誠 加藤
Isao Sato
勲 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP62035015A priority Critical patent/JPS63201924A/en
Publication of JPS63201924A publication Critical patent/JPS63201924A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Optical Head (AREA)

Abstract

PURPOSE:To stabilize tracking control by setting the direction of the carrier frequency of a hologram element to agree to that of the prescribed parting line of photodetectors and differentially detecting signals from a couple of photodetectors. CONSTITUTION:A titled device is provided with the lens Fourier transform type hologram element 12 which is disposed in an optical path and which has recorded an astigmatic wave surface for beam control, and a couple of photodetectors 11 and 17 which photoelectrically convert a couple of beams diffracted from the hologram element. The direction of the carrier frequency of the hologram element 12 is set to agree with that of the prescribed parting line of the photodetectors 11 and 17, and the signals from a couple of the photodetectors 11 and 17 are differentially detected, whereby they are signal- processed for focusing or tracking. Namely, the direction of a hologram carrier frequency is provided in the direction of the parting line of a couple of four- dividing detectors 11 and 17, and a differential detection is executed even if the oscillation mode of the semiconductor optical source is unstable and a multi spectral oscillation is executed, whereby accurate signals can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光ディスクあるいは光カードなど、光もしく
は光磁気媒体上に記憶される光学情報を記録・再生する
ピックアップ装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a pickup device for recording and reproducing optical information stored on an optical or magneto-optical medium such as an optical disk or an optical card.

従来の技術 高密度・大容量の記憶媒体として、ピット状パターンを
用いる光メモリ技術は、ディジタルオーディオディスク
、ビデオディスク、文書ファイルディスク、さらにはデ
ータファイルと用途を拡張しつつ、実用化されてきてい
る。ミクロンオーダに絞られた光ビームを介して情報の
記録再生が高い信頼性のもとに首尾よく遂行されるメカ
ニズムは、ひとえにその光情報をピックアップする構成
、とりわけその光学系に困っている。光情報ピックアッ
プ装置(以下OPUと略す)の基本的な機能は、(1)
回折限界の微小スポットを形成する集光性、(11)前
記光学系の焦点制御とピット信号検出、および01D同
トラツキング制御の2a類に大別される。
Conventional technology Optical memory technology that uses pit-like patterns as a high-density, large-capacity storage medium is being put into practical use with its applications expanding to include digital audio discs, video discs, document file discs, and even data files. . The mechanism by which information is recorded and reproduced successfully with high reliability through a light beam focused on the micron order lies in the structure for picking up the optical information, especially the optical system. The basic functions of the optical information pickup device (hereinafter abbreviated as OPU) are (1)
It is broadly classified into type 2a: light focusing ability to form a diffraction-limited minute spot, (11) focus control and pit signal detection of the optical system, and tracking control of 01D.

これらは目的、用途に応じて、各種の光学系ならびに光
電変換検出方式の組合せによって実現されている。第7
図は、従来のOPUの一例を示す模式図である。通常T
E0゜モードで発振する半導体レーザ光源1からの発散
波面(電場:水子偏波)をコリメートレンズ2で平行ビ
ームとし、偏光ビームスプリッタ3で左方の四分の一波
長板(Kλ板)4に選択反射する。Kλ板を通過した円
偏光波面は、集光レンズ系6で大略1μm程度のスポッ
トに絞られ、光デイスク媒体面6上に到達し、ビット状
パターンを照射する。媒体面6で反射・回折された光束
は、再び集光レンズ系6を逆に進んで四分の一波長板4
を通過すると垂直偏波の平行ビームとなシ、偏光ビーム
スプリッタ3を透過してプリズムハーフミラ−7で2方
向に分割される。一方の反射光は集光レンズ9、ならび
に非点収差を付与する円柱状レンズ10を通って四分割
フォトディテクタ11に入射し、焦点制御信号に変換さ
れる・他方の透過光は、ファーフィールドパターンのま
ま、トラッキング制御信号検出用の二分割フォトディテ
クタ8に入る。
These are realized by combining various optical systems and photoelectric conversion detection methods depending on the purpose and use. 7th
The figure is a schematic diagram showing an example of a conventional OPU. Normal T
A diverging wavefront (electric field: water polarization) from a semiconductor laser light source 1 oscillating in E0° mode is converted into a parallel beam by a collimating lens 2, and a left quarter-wave plate (Kλ plate) 4 is converted by a polarizing beam splitter 3. Reflect selectively. The circularly polarized wavefront that has passed through the Kλ plate is condensed into a spot of approximately 1 μm by a condenser lens system 6, reaches the optical disk medium surface 6, and irradiates a bit-like pattern. The light beam reflected and diffracted by the medium surface 6 travels back through the condensing lens system 6 and passes through the quarter-wave plate 4.
When it passes through, it becomes a vertically polarized parallel beam, passes through a polarizing beam splitter 3, and is split into two directions by a prism half mirror 7. One reflected light passes through a condensing lens 9 and a cylindrical lens 10 that imparts astigmatism, enters a four-segment photodetector 11, and is converted into a focus control signal.The other transmitted light is transmitted through a far-field pattern. The signal then enters the two-part photodetector 8 for detecting the tracking control signal.

ここで、ハλ板4は、偏向ビームスプリッタ3と組合わ
せることによって、光量の利用効率を高めることと同時
に、半導体レーザへの戻り方を抑圧して、信号光成分に
不要なノイズが増加しないための工夫である。しかし、
再生専用ディスクのOPUでは、光量設計に余裕があ)
、にλ板と偏光ビームスプリッタを省くことが可能であ
シ、とくに小型化、低価格化のためには、部品の省略。
Here, the λ plate 4 is used in combination with the polarization beam splitter 3 to increase the efficiency of using the amount of light, and at the same time suppresses the return to the semiconductor laser, so that unnecessary noise does not increase in the signal light component. This is a device for this purpose. but,
With the OPU for playback-only discs, there is some leeway in light intensity design.)
, it is possible to omit the λ plate and polarizing beam splitter, especially for miniaturization and cost reduction.

複合化が計られている。Compounding is being planned.

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、再生専用OPUにおいても、ビーム分割
手段、非点収差あるいはナイフェツジ法などによる焦点
制御手段、またトラッキング制御手段を独立、もしくは
結合して構成する必要がある。そのために従来用いられ
てきた光学部品は、ビームスプリッタ、レンズ、プリズ
ム等いずれも大量に裏作・組立・調整することは容易で
なく、小型化、低価格化、量産性、高信頼性の面で問題
があった〇 これらの問題が生じる共通の理由として、第1に高精度
の平面あるいは半球面を要する光学部品は、多くの工程
を経て初めて所望の加工が実現されるのでプレス手段等
を用いるが如き生産が一般に困難であること、第2に多
数の部品を組み合わせて所定の総合性能を発揮させるた
めには、組立・調整にも多くの時間と複雑な検査・測定
装置を要すること、第3に部品の小型化に限界があると
ころから、全光学系の小型化にも大きな制約があった。
Problems to be Solved by the Invention However, even in a read-only OPU, it is necessary to construct a beam splitting means, a focus control means using astigmatism or the Knifezi method, and a tracking control means independently or in combination. For this purpose, the optical components conventionally used for this purpose, such as beam splitters, lenses, and prisms, are difficult to fabricate, assemble, and adjust in large quantities, and it is difficult to manufacture, assemble, and adjust them in large quantities. There was a problem〇The common reason why these problems occur is that firstly, optical parts that require a high-precision flat or hemispherical surface require many steps to achieve the desired processing, so pressing means etc. are used. Second, in order to combine a large number of parts to achieve a desired overall performance, assembly and adjustment requires a lot of time and complicated inspection and measurement equipment. 3. Since there is a limit to the miniaturization of components, there are also major restrictions on miniaturization of the entire optical system.

これらの問題を部分的に解決する方法として、たとえば
、第8図のコリメートレンズ2(あるいは9)をフレネ
ルレンズで構成し、金型を用いてプレス加工成形する技
術が開発されてきている。
As a method to partially solve these problems, for example, a technique has been developed in which the collimating lens 2 (or 9) shown in FIG. 8 is constructed of a Fresnel lens and press-molded using a mold.

しかし、これは部品点数の削減にはならず、面数がよシ
多い部品であるプリズム形ビームスプリッタなどは置き
換えられないまま残される。また、加工精度の限界から
もっとも高性能な集光を要求されるレンズ6も代替され
得ない。
However, this does not reduce the number of parts, and components with a large number of surfaces, such as the prism beam splitter, remain unreplaced. Furthermore, due to the limitations of processing accuracy, the lens 6, which requires the highest performance light focusing, cannot be replaced.

上述の理由は、複合機能を有する光学素子を導入するこ
とによシ解決されるとして、第8図すに示すごときホロ
グラム素子21を集光レンズ6に接近させて配置する試
みも最近報告されている。
The above-mentioned reason can be solved by introducing an optical element having multiple functions, and an attempt to arrange the hologram element 21 close to the condensing lens 6 as shown in FIG. 8 has recently been reported. There is.

(0)木材、小野、須釜、太田二61年秋季 応用物理
学会予稿集、 30p−ZE−1、p 、227(19
86)。@)同:第22回微小光学研究会講演論文: 
vol、4(1986)p−38)o従来、ホログラム
記録に適した波長域(λ1 :400〜500nm)で
素子を作成し、OPU光源として適する近赤外あるいは
赤色レーザ(λ2;〜800nm。
(0) Wood, Ono, Sugama, Otaji 61 Autumn Proceedings of the Japan Society of Applied Physics, 30p-ZE-1, p. 227 (19
86). @) Same: 22nd Micro-Optics Research Group Lecture Paper:
Vol. 4 (1986) p-38) o Conventionally, devices have been created using a wavelength range (λ1: 400 to 500 nm) suitable for hologram recording, and a near-infrared or red laser (λ2: ~800 nm) suitable as an OPU light source.

633nm)  で再生すると、ホログラムのレンズ作
用に対して顕著な収差が発生し、その補正が困難であっ
た。そこで、ホログラム素子は、同図とに示すような光
学系を用いて2点P4.P2と参照光源Rとの干渉縞(
実際にはホログラム面の片側半分には波面230と23
1.残る片面に波面230と232との干渉縞)をミー
グ面で形成した、いわゆるレンズレスフーリエ変換ホロ
グラム系の考え方で設計されておシ、「ウェッジプリズ
ム法」あるいは「ダブルナイフ七ジ法」と等価な効果を
有するようにホログラム素子21は211と212の部
分に2分割した形で、電子ビーム描画によって実現され
る。こうすると、確かに使用する光源1の設計波長λ2
に限っては、無収差のホログラムレンズ21が作成でき
、しかも、光源の若干のスペクトル幅の変動に対する収
差がビーム検出器(フォトディテクタ)220光電変換
面上に現われても、4分割光電変換面221.222,
223゜224を用いたプッシュプル法で変動を夾用土
支障ない範囲に押えることが可能となる。しかし、第8
図において、電子ビーム描画が可能な素子21のパター
ンは、格子や双曲線形状のような単純パターンの場合に
限定され、もっと一般のホログラム系を精度よく形成す
る技術は全く開示されていない。
633 nm), significant aberrations occurred due to the lens action of the hologram, and it was difficult to correct them. Therefore, the hologram element is constructed at two points P4 and 2 using an optical system as shown in the figure. Interference fringes between P2 and reference light source R (
In reality, wavefronts 230 and 23 are on one half of the hologram surface.
1. It is designed based on the concept of a so-called lensless Fourier transform hologram system, in which interference fringes of wavefronts 230 and 232 are formed on the remaining one side by a Mieg surface, and is equivalent to the ``wedge prism method'' or the ``double knife seven-dimensional method.'' In order to achieve this effect, the hologram element 21 is divided into two parts 211 and 212, and is realized by electron beam drawing. By doing this, you can be sure that the design wavelength λ2 of the light source 1 to be used
In this case, it is possible to create an aberration-free hologram lens 21, and even if aberrations due to slight variations in the spectral width of the light source appear on the photoelectric conversion surface of the beam detector (photodetector) 220, the hologram lens 21 can be created without any aberrations. .222,
By using the push-pull method using 223°224, it is possible to suppress fluctuations within a range that does not cause any problems with soil. However, the eighth
In the figure, the pattern of an element 21 that can be drawn with an electron beam is limited to a simple pattern such as a lattice or a hyperbolic shape, and no technique for forming a more general hologram system with high precision is disclosed at all.

本発明は、OPUの焦点ならびにトラッキング制御を安
定に実現する複合機能形のホログラム素子を提供するも
のであシ、電子ビーム描画とか特定波長での記録再生と
いった制約を課することなく、もっと一般的な光学原理
に立脚したホログラム素子を用いて簡単化された光学系
を構成可能ならしめる。
The present invention provides a multi-functional hologram element that stably realizes focus and tracking control of an OPU, and also provides a more general hologram element without imposing restrictions such as electron beam lithography or recording/reproducing at a specific wavelength. To make it possible to construct a simplified optical system using a hologram element based on optical principles.

従来開示されているピックアップ用ホログラム素子と本
発明になるホログラム素子との相違については、以下の
説明で順次、具体的に明らかにされる通シであるが、こ
こで、特に複合機能の面から見た従来素子の制約と本発
明の目的とするところを対比して要約しておこう。
The differences between the conventionally disclosed hologram element for pickup and the hologram element of the present invention will be explained in detail in the following explanation, but here, we will discuss them particularly from the perspective of multiple functions. Let us compare and summarize the limitations of conventional elements and the objectives of the present invention.

0) 入射・反射光分離手段として両者とも機能するが
、焦点誤差ならびにトラッキング誤差検出に用いられる
光ビームとして従来のホログラム素子は、「ウェッジプ
リズム法(あるいは「ダブルナイ7エッ°ジ法」)の、
それも特定の一光学系構成に限定される。本発明は従来
W4発されている光学系機能、とりわけ「非点収差法」
をピックアップ設計の必要に応じて基本的に代替するホ
ログラム素子の実現を目的としてφる。
0) Although both function as means for separating incident and reflected light, conventional hologram elements use the "wedge prism method" (or "double knife seven edge method") as the light beam used to detect focus errors and tracking errors.
It is also limited to one specific optical system configuration. The present invention focuses on the optical system functions conventionally developed in W4, especially the "astigmatism method".
The purpose is to realize a hologram element that can basically replace the hologram element according to the needs of the pickup design.

(2)従来ホログラム素子は、集束パワーとしてのレン
ズ機能を極力抑えた「レンズレスフーリエ変換型ホログ
ラム」として構成されたが、ピックアップ光源の設計波
長λからのわずかな波長ずれ(Δλ=±20am)に対
してもフォーカスオフセットを生じ、半導体レーザのロ
フトによる波長ずれを1gIgMするためにフォトディ
テクタを光軸方向に位置調整するめんどうな工程を設け
る必要があった。本発明では、ホログラム素子に集束パ
ワーは付与しないレンズフーリエ変換型として任意波長
でホログラム素子を設計り製作でき、光軸方向での前記
位置調整は不要とされるばかシか、微小な波動変動によ
る出力誤差を作動的に補正することを可能とする。
(2) Conventional hologram elements were configured as "lensless Fourier transform holograms" that minimized the lens function as focusing power, but there was a slight wavelength deviation from the design wavelength λ of the pickup light source (Δλ = ±20 am). Also, a focus offset occurs, and in order to reduce the wavelength shift due to the loft of the semiconductor laser to 1 gIgM, it is necessary to provide a troublesome process of adjusting the position of the photodetector in the optical axis direction. In the present invention, the hologram element can be designed and manufactured at any wavelength as a lens Fourier transform type that does not impart focusing power to the hologram element, and the position adjustment in the optical axis direction is not required, but the hologram element is based on minute wave fluctuations. This enables output errors to be corrected operationally.

問題点を解決するための手段 本発明の光情報ピックアップ装置は、赤外領域あるいは
この領域より短波長域のコヒーレントビームもしくは準
単色のビームを発する光源と、前記コヒーレントビーム
もしくは準単色ビームラ微小スポットに収束する光学系
と、前記光学系を介して前記コヒーレントビームもしく
は準単色ビームが所定の光記憶媒体によって反射あるい
は回折される光路中に配置され、ビーム制御用非点収差
波面を記録したレンズフーリエ変換型ホログラム素子と
、前記ホログラム素子から回折される1対のビームを各
々光電変換する1対のフォトディテクタを少なくとも具
備し、前記ホログラム素子の搬送波周波数方向を前記フ
ォトディテクタの所定の分割線方向に一致せしめるとと
もに、前記1対のフォトディテクタからの信号を差動的
に検出してフォーカシングあるいはトラッキング用の信
号処理を行なう。
Means for Solving the Problems The optical information pickup device of the present invention includes a light source that emits a coherent beam or a quasi-monochromatic beam in the infrared region or a wavelength region shorter than this region, and a light source that emits a coherent beam or quasi-monochromatic beam in the infrared region or a wavelength region shorter than this region, and a micro spot of the coherent beam or quasi-monochromatic beam. A converging optical system, and a lens Fourier transform that is arranged in an optical path through which the coherent beam or quasi-monochromatic beam is reflected or diffracted by a predetermined optical storage medium, and records an astigmatic wavefront for beam control. hologram element, and a pair of photodetectors each photoelectrically converting a pair of beams diffracted from the hologram element, the carrier wave frequency direction of the hologram element is aligned with a predetermined dividing line direction of the photodetector, and , differentially detecting signals from the pair of photodetectors and performing signal processing for focusing or tracking.

作  用 レンズフーリエ変換ホログラムの特質については、文献
(体)「ホログラフィによる漢字メモリ」。
Regarding the characteristics of working lens Fourier transform holograms, please refer to the literature "Kanji memory using holography".

加藤、藤戸、佐藤:画像電子学会 研究会予稿79−0
4−1 (1979,11、)←) ”Bpeakle
r@duction in holography(ス
ペックル リダ詳しく報告、解析されているように、一
般画像の記録再生光学系に適用された実績((ロ)「光
学式漢字編集処理システム」佐藤他;成子通信学会研究
余資料、EC78−53(1978)47)を有するが
、本発明では、ビーム制御用手段として突用土支障ない
限シ、再生光学系光軸近傍波面についてフーリエ変換が
成立すればよく、ホログラム素子からの波面再生に用い
るレンズは、コリメートレンズで代用できるし、あるい
は単にホログラム素子を収束球面波で照射するだけで、
その集光面上に所望の光軸対称な再生像を得ることが可
能である。
Kato, Fujito, Sato: Japan Society of Image Electronics Engineers Research Conference Proceedings 79-0
4-1 (1979, 11,) ←) “B peakle
r@duction in holography (speckled lida) As detailed and analyzed, results applied to general image recording and reproducing optical systems ((b) "Optical Kanji editing processing system" Sato et al.; Naruko Communication Society research Although there are additional materials, EC78-53 (1978) 47), in the present invention, as long as the beam control means does not cause any hindrance, it is sufficient that Fourier transform is established for the wavefront near the optical axis of the reproducing optical system, and The lens used for wavefront reconstruction can be replaced by a collimating lens, or simply by irradiating the hologram element with a convergent spherical wave,
It is possible to obtain a desired optical axis symmetrical reconstructed image on the light condensing surface.

本発明では、上述の構成を備えることによって以下の如
く問題点を解決している。
The present invention solves the following problems by providing the above-described configuration.

−ホログラム素子の作成過程では、ホログラム記録に適
したコヒーレント光源の波長λ、を用いて非点収差波面
のレンズフーリエ変換型のホログラム記録系を用い、し
たがって、(2)OPUの光学系では、半導体レーザな
ど所与の光源波長λ2に対してはソ無収差の収束レンズ
を用い、もしくは等価な収束波面をホログラム素子に照
射することで焦点ならびにトラプキング制御に必要な一
対の所望の波面を光電変換面(フォトディテクタ)上に
形成でき、G3)  さらにまた、光源のコヒーレント
変動に対する対策として前記光電変換素子のフォトディ
テクタ領域境界の方向にホログラムの搬送波空間周波数
方向が一致するごとくホログラム記録光学系の参照波光
源位置を設定し、かつ一対の共役再生像の光電変換信号
を合成出力して安定化可能であり、複合機能の発揮には
、 ←)ホログラム素子からの再生像、とくに非点収差を有
する収束ビームを焦点制御用あるいはトラッキング制御
用に、また、ホログラ4からの0次透過光成分は、ファ
ーフィールド位置で直接トラッキング制御用に利用する
こともできる。
- In the process of creating a hologram element, a lens Fourier transform type hologram recording system with an astigmatism wavefront is used using the wavelength λ of a coherent light source suitable for hologram recording. For a given light source wavelength λ2 such as a laser, a pair of desired wavefronts necessary for focus and trapping control can be set on the photoelectric conversion surface by using a converging lens with no aberration or by irradiating an equivalent convergent wavefront onto the hologram element. (G3) Furthermore, as a countermeasure against coherent fluctuations of the light source, the reference wave light source position of the hologram recording optical system is set so that the carrier wave spatial frequency direction of the hologram coincides with the direction of the photodetector area boundary of the photoelectric conversion element. It can be stabilized by setting and outputting the photoelectric conversion signals of a pair of conjugate reconstructed images, and in order to achieve the composite function, For focus control or tracking control, the zero-order transmitted light component from the hologram 4 can also be used for direct tracking control at the far field position.

実施例 第1図は、本発明の詳細な説明するために第7図と対比
させてモデル的に構成したOPU装置の概略構成を示す
。1は短波長の半導体レーザ(波長λ2さ800nm)
、2はコリメートレンズ(焦点距離f 220m1B)
、3はプリズム型偏光ビームスグリツタで、光源からの
入射光は、すべて左方のにλ板4に反射され、集光光学
系となるvンXe1c開ロ数NA=0.5.焦点距離f
p=4■)で約1μmφ程度の微小スポットを光ディス
クe上のビット面(たとえば、ビット60の上)に形成
する。ビット面で反射・回折された光ビームは、再びレ
ンズ6、にλ板4を通過して、往きの光路とは偏光面が
90’ 回転した状態で偏光ビームスプリッタ3を真す
ぐ透過して、ホログラム素子124C入射する。素子1
2は1次に述べるような非点収差波面のレンズ7−リエ
変換型ホログラムであって、1次回折光が集光レンズ9
(焦点距離f2 = 2 oss 、 NA=O−1)
で絞られ、すなわち、回折された再生波面の一方がレン
ズ9によって7−リエ変換され、非点収差を含むスポッ
ト像を四分割フォトディテクタ110光電変換面に生じ
る。他方、素子12を透過した0次回折光は、ファーフ
ィールドパターンを2分割フォトディテクタa上に形成
する。
Embodiment FIG. 1 shows a schematic configuration of an OPU device configured as a model in comparison with FIG. 7 in order to explain the present invention in detail. 1 is a short wavelength semiconductor laser (wavelength λ2 is 800 nm)
, 2 is a collimating lens (focal length f 220m1B)
, 3 is a prism-type polarizing beam sinter, in which all the incident light from the light source is reflected by the λ plate 4 on the left side, and becomes a condensing optical system. focal length f
p=4■), a minute spot of about 1 μmφ is formed on the bit surface (for example, on the bit 60) on the optical disk e. The light beam reflected and diffracted by the bit surface passes through the lens 6 and the λ plate 4 again, and then passes straight through the polarizing beam splitter 3 with the plane of polarization rotated by 90' from the previous optical path. The light is incident on the hologram element 124C. Element 1
2 is a lens 7-Lie transform type hologram with an astigmatic wavefront as described in the first order, and the first-order diffracted light passes through the condenser lens 9.
(Focal length f2 = 2 oss, NA = O-1)
One of the reproduced wavefronts that has been focused or diffracted is subjected to 7-Lier transformation by the lens 9, and a spot image including astigmatism is generated on the photoelectric conversion surface of the quadrant photodetector 110. On the other hand, the 0th order diffracted light transmitted through the element 12 forms a far field pattern on the two-part photodetector a.

上記構成を発展させた後述の本発明のOPUとしての動
作と特徴は、ホログラム素子12を製作する光学系を説
、明することによシ明らかとなる。
The operation and characteristics of the OPU of the present invention, which will be described later as a development of the above configuration, will become clear by explaining and explaining the optical system for manufacturing the hologram element 12.

第3図は本発明の第1のポイントである、非点収差波面
を正確に記録・再生できるホログラムとして実現する光
学系の概念図である。同図aの如く波長λ、のコヒーレ
ントな平行ビーム13を集光レンズ51で絞る光路中に
円柱状レンズ10(円柱軸がx2方向で、x2は後述の
X、と平行に設ける。)を配置し、互いに垂直な方向に
向いた線状の集束ビーム101,103およびその中間
位置にはソ円形状のビーム102を得る。ビーム101
にスリット1010(スリット幅ξ およびξア)を挿
入して円柱レンズ10の球面収差を補正することも可能
である。いま、ビーム102の中心はフーリエ変換レン
ズ6oの前側焦点面x、−y、座標面上の原点にあると
しておく。この光学系は、従来、光ピツクアップ光学系
で非点収差を発生するために用いられるのと同様のもの
を一枚のホログラム素子に変換するものであるが、ここ
で重要なことは、第1に7−リエ変換レンズ60(焦点
距離f、)を介して、前記非点収差を含む円形状ビーム
102のフーリエ変換波面をレンズ6゜の後側フーリエ
変換面(ξ1  ”1座標で表示)にとり出して、収差
を含まない別の平面波と重ね合わせることによって、い
わゆるレンズフーリ1変換型のホログラム素子12を作
成する0上記の参照波は、フーリエ変換レンズ60の前
側焦点面の所定位置点16から発散する無収差の球面波
を用いる。参照波は、平行ビーム13と互いに可干渉な
平行ビーム14をレンズ16で収束して容易に得られる
が、ここで第2の構成要件として、点16とxl−y、
の原点を結ぶA−A’力方向Y、軸となす角度θ=46
°として、ホログラムの搬送波周波数方向を後述のフォ
トディテクタ分割方向に一致させている〇 さて、このようにして記録されたホログラム素子12を
、第3図すに示すような光学系に配置して波長λ2の平
行ビームで照射すると、フーリエ変換機能を果すレンズ
9(焦点距離f2)の後側焦点面(x2−Y2座標で表
示)には非点収差“を含む波面の再生像1021と、そ
の共役像1022がx2−Y2座座標点に関して互いに
対称の位置関係で再生され、各スポット像の前、後方向
には水平(x2軸方向)もしくは垂直方向Y2軸方向の
線状パターン1011,1031および1012,10
32が得られている。共役波面同志であるので一方は垂
直方向の線状像1031がレンズ6に近い位置にあり、
他方は水平方向の像1o12が並んで現われる。
FIG. 3 is a conceptual diagram of an optical system that is realized as a hologram that can accurately record and reproduce an astigmatic wavefront, which is the first point of the present invention. As shown in figure a, a cylindrical lens 10 (the cylinder axis is in the x2 direction, and x2 is provided parallel to X, which will be described later) is placed in the optical path in which a coherent parallel beam 13 with wavelength λ is focused by a condenser lens 51. However, linear focused beams 101 and 103 oriented in directions perpendicular to each other and a circular beam 102 at an intermediate position are obtained. beam 101
It is also possible to correct the spherical aberration of the cylindrical lens 10 by inserting a slit 1010 (slit width ξ and ξa) in the cylindrical lens 10 . Assume that the center of the beam 102 is located at the front focal plane x, -y of the Fourier transform lens 6o, and at the origin on the coordinate plane. This optical system converts an element similar to that conventionally used to generate astigmatism in an optical pickup optical system into a single hologram element, but the important thing here is that the first Then, the Fourier transform wavefront of the circular beam 102 including the astigmatism is taken to the rear Fourier transform surface of the lens 6° (represented by ξ1" 1 coordinate) via the 7-Lier transform lens 60 (focal length f,). The reference wave diverges from a predetermined position point 16 on the front focal plane of the Fourier transform lens 60. An aberration-free spherical wave is used.The reference wave can be easily obtained by converging the parallel beam 13 and the mutually coherent parallel beam 14 with a lens 16, but here, as a second component, the points 16 and xl -y,
A-A' force direction Y connecting the origin of, angle θ with the axis = 46
The carrier wave frequency direction of the hologram is made to coincide with the photodetector dividing direction, which will be described later. When irradiated with a parallel beam of 1022 are reproduced in a mutually symmetrical positional relationship with respect to the x2-Y2 coordinate point, and linear patterns 1011, 1031 and 1012 in the horizontal (x2 axis direction) or vertical Y2 axis direction are displayed in front and behind each spot image. 10
32 is obtained. Since they are conjugate wavefronts, one has a vertical linear image 1031 close to the lens 6,
On the other hand, horizontal images 1o12 appear side by side.

第4図は、第3図で示した光学系にもとづくモデル光学
系の動作原理を、焦点制御用光電変換素子11上に生じ
るビーム形状の面から説明している。すなわち、いま第
4図aで、集光レンズによって絞られた単一波長λ。の
ビームが、光ディスクのビット面60から前後に微小距
離±Δaだけ離れている(焦点合わせ誤差を生じている
)とき、ホログラム素子12を通って回折されたビーム
1o21あるいは1022(レンズ90光軸と各々角度
βをなす方向に回折される共役像鉱、フォトディテクタ
上で同図すもしくはdのような形状となる。同図Cは、
丁度焦点が合ったときの様子を示している(x2.Y−
各々x2.Y2に平行な座標軸)。焦点制御信号Cは、
四分割フォトディテクタの各セクタ111〜114に対
応する信号出力成分を各々s4.s2.s3.s4とし
て、t=(S、+83)−(S2+84)     ・
・・・・・O)によって与えられ、g % Oの条件に
従って焦点制御が実行可能である。
FIG. 4 explains the operating principle of a model optical system based on the optical system shown in FIG. 3 from the perspective of the beam shape generated on the focus control photoelectric conversion element 11. That is, in FIG. 4a, the single wavelength λ focused by the condensing lens. When the beam 1o21 or 1022 is diffracted through the hologram element 12 (with the optical axis of the lens 90) The conjugated image crystals diffracted in the directions forming the angle β respectively have a shape as shown in the figure or d on the photodetector.
This shows what it looks like when it comes into focus (x2.Y-
Each x2. coordinate axis parallel to Y2). The focus control signal C is
The signal output components corresponding to each of the sectors 111 to 114 of the quadrant photodetector are respectively s4. s2. s3. As s4, t = (S, +83) - (S2 + 84) ・
...O), and focus control can be performed according to the condition of g % O.

トラッキング信号Tは、光ディスクのトラッキングサー
ボ方向をx′2軸方向として T=S2−84           ・・・・・個か
ら得られるが、サーボの安定性を優先的に考慮すると、
第6図8のように、ファーフィールドパターン(ホログ
ラム素子12の0次回折光成分)を利用して別のフォト
ディテクタから検出してもよい。
The tracking signal T is obtained from T=S2-84 when the tracking servo direction of the optical disk is the x'2-axis direction, but if servo stability is given priority,
As shown in FIG. 6 and 8, detection may be performed from another photodetector using a far field pattern (0th-order diffracted light component of the hologram element 12).

なお以上の説明で、非点収差は円筒状レンズによるもの
を利用したが、適当な別の非球面素子を用いてホログラ
ム素子を作成してもよい。また、モデル光学系では、光
源に半導体レーザを想定し7’C75E、他ノコヒーレ
ントな光源、たとえばHe −Neレーザとか、あるい
は、半導体レーザを非線形媒質に導いて得られる高調波
発生にもとづく光波もしくは、場合によっては準単色光
を発する発光ダイオード等を用いてもよい。半導体レー
ザは、その構造によっては、発振中に注入電流、あるい
は温度変動などにより±esnm程度のスペクトル幅に
わたって発振波長の変動が見られる。そのような場合の
対策として半導体レーザ発振の駆動を高周波(数百メガ
ヘルツ程度)で行なって光源のスペクトルが、第6図a
のように中心波長A0に対して複数個の発振スペクトル
幅1Δλ1にわたってはy対称に分布しているものを用
いることによって安定動作可能となる。すなわちホログ
ラム素子12の搬送波周波数の方向は第6図す、a、d
に示すようにフォトディテクタ110分割線1160方
喧二致させであるのでフォトディテクタ11上に集光す
るビームは、波長幅に対応してディテクタ分割線116
上に分布することになる。フォトディテクタ11上には
、この分割線116に直交する如くもう一つの分割線1
16が設けられている。各波長成分に対応して集光する
ビームの様子を第6図は説明している。同図aのような
スペクトルλ。±Δλを同時発振していると見なせる光
源一対して、フォトディテクタ上に得られる集束ビーム
は、合焦点のときはCのごとく、ディテクタ分割線11
6を「長軸」とし、他の分割線116を「短軸」とする
楕円パターン状となり、O)式の1=0は保持される。
In the above explanation, the astigmatism was caused by a cylindrical lens, but the hologram element may be created using another suitable aspherical element. In addition, in the model optical system, a semiconductor laser is assumed as a light source, and other coherent light sources, such as a He-Ne laser, or light waves based on harmonic generation obtained by guiding a semiconductor laser into a nonlinear medium, or In some cases, a light emitting diode or the like that emits quasi-monochromatic light may be used. Depending on the structure of the semiconductor laser, the oscillation wavelength fluctuates over a spectral width of about ±esnm due to injection current or temperature fluctuation during oscillation. As a countermeasure for such cases, the semiconductor laser oscillation is driven at a high frequency (about several hundred megahertz), so that the spectrum of the light source becomes as shown in Figure 6a.
Stable operation is possible by using a y-symmetric distribution over a plurality of oscillation spectrum widths 1Δλ1 with respect to the center wavelength A0, as shown in FIG. That is, the direction of the carrier wave frequency of the hologram element 12 is shown in FIG. 6, a and d.
As shown in the figure, since the photodetector 110 is aligned with the dividing line 1160, the beam focused on the photodetector 11 is aligned with the detector dividing line 116 in accordance with the wavelength width.
It will be distributed above. On the photodetector 11, there is another dividing line 1 perpendicular to this dividing line 116.
16 are provided. FIG. 6 explains how the beams are focused corresponding to each wavelength component. A spectrum λ as shown in a of the figure. For a pair of light sources that can be regarded as simultaneously oscillating ±Δλ, the focused beam obtained on the photodetector is at the detector dividing line 11 as shown in C when it is in focus.
6 is the "major axis" and the other dividing line 116 is the "minor axis", forming an elliptical pattern, and 1=0 in equation O) is maintained.

@)式についても同様に、Δλへ0であってもトラッキ
ング制御に支障は生じない。
Similarly, even if Δλ is 0 for equation (@), there will be no problem in tracking control.

以上のようなモデル光学系は、本発明の実施例を導く過
程で考案されたものであって、これらの動作原理をもと
に、本発明の一実施例が第1図のごとく構成できる。す
なわち、本実施例では第3図で説明した非点収差波面の
フーリエ変換ホログラム素子12へ、光源1からの発散
球面波が直接入射し、その0次透過光がコリメートレン
ズ9、集光レンズ6を通って光デイスク側へ集光する構
成をとっておシ、光ディスクからの反射・回折光は、再
び集光レンズ6、レンズ9を通って、収束球面波となる
。ホログラム素子は、レンズフーリエ変換形であるから
、ホログラムの搬送波はそれへ入射する球面波に対して
は、その先軸を一定角度偏向する作用を有しかくして、
前記収束球面波を再生光とする一対の回折成分は、首尾
よく一対のフォトディテクタ11、および17の光電変
換面に再生される。
The model optical system as described above was devised in the process of developing the embodiment of the present invention, and based on these operating principles, an embodiment of the present invention can be constructed as shown in FIG. That is, in this embodiment, the diverging spherical wave from the light source 1 is directly incident on the Fourier transform hologram element 12 of the astigmatic wavefront explained in FIG. The reflected and diffracted light from the optical disk passes through the condensing lens 6 and lens 9 again and becomes a convergent spherical wave. Since the hologram element is of the lens Fourier transform type, the carrier wave of the hologram has the effect of deflecting the tip axis at a certain angle with respect to the spherical wave incident on it, thus,
The pair of diffraction components using the convergent spherical wave as reproduction light are successfully reproduced on the photoelectric conversion surfaces of the pair of photodetectors 11 and 17.

さて第1図すは、一対のフォトディテクタ11゜17上
に入射する一対の共役像による差動的光電変換の原理を
説明している。いま光源の波長成分が中心波長λ。の前
後にλ。±Δ伯のごとく分布、もしくは変動することを
考える。同図は波長λ。
Now, FIG. 1 explains the principle of differential photoelectric conversion using a pair of conjugate images incident on a pair of photodetectors 11 and 17. The wavelength component of the light source is now the center wavelength λ. λ before and after. Consider distribution or fluctuation like ±Δ. The figure shows the wavelength λ.

に対して位置調整されたフォトディテクタ11゜17に
、波長成分λ。+Δλ1が再生する非点収差波面(合焦
点時)像位置を説明している。図で四分割フォトディテ
クタの分割線交点から各再生像の中心位置のシフト量は
等しくδ1であシ、ホログラム素子12と光電変換出力
の距離をδ2、ホログラム素子12の搬送波周波数に相
当する周期をpとすると、 1設計例として、d2=20jl 、 p = 0.0
11゜J = 800nm =51X10−’xa 、
Δλ、=20nm=2X10−’asのとき δ1”4
X10  m10 また、フォトディテクタの中心間距離1は、41 = 
2d27 at 2d2sin7 =1.6jsここで
、往路においてホログラム素子12から回折された波面
(第1図には図示されていない)は、コリメートレンズ
9と集光レンズ5との距離d1を極当に選ぶことにより
、実質的に無害な光量に抑圧されている。
The wavelength component λ is placed on the photodetector 11°17 whose position is adjusted relative to the wavelength component λ. The image position of the astigmatic wavefront (at the time of focus) reproduced by +Δλ1 is explained. In the figure, the shift amount of the center position of each reconstructed image from the intersection of the dividing lines of the four-part photodetector is equal to δ1, the distance between the hologram element 12 and the photoelectric conversion output is δ2, and the period corresponding to the carrier frequency of the hologram element 12 is p. Then, as a design example, d2 = 20jl, p = 0.0
11°J = 800nm = 51X10-'xa,
When Δλ, = 20nm = 2X10-'as, δ1"4
X10 m10 Also, the distance 1 between the centers of the photodetectors is 41 =
2d27 at 2d2sin7 = 1.6js Here, the wavefront (not shown in FIG. 1) diffracted from the hologram element 12 on the outward path is determined by appropriately selecting the distance d1 between the collimating lens 9 and the condensing lens 5. As a result, the amount of light is suppressed to a substantially harmless level.

またホログラム素子12は、距離d2を微調整すること
により、フォトディテクタ11と17の中心間距離りを
微調整する代りに共役像間距離を調整可能である。本発
明の構成では、差動的信号検出の原理によって2の設定
は使用波長に対して概略でよいが、設計波長から著しく
異なる光源が実装される場合にはδ2を調整して、Lは
固定のままにしておける利点がある。
Further, in the hologram element 12, by finely adjusting the distance d2, the distance between conjugate images can be adjusted instead of finely adjusting the distance between the centers of the photodetectors 11 and 17. In the configuration of the present invention, according to the principle of differential signal detection, the setting of 2 may be approximately based on the wavelength used, but if a light source that differs significantly from the design wavelength is implemented, δ2 may be adjusted and L may be fixed. There is an advantage to leaving it as is.

第1図すの差動検出回路18は、四分割フォトディテク
タの各領域111と174.112と173゜113と
172,114と171への入射光量を1:1の関係で
各々加算して端子181〜184に金時出力するごとく
構成され、端子181゜182 、183および184
の出力を再びS、〜S4とすれば、第6図と(1)式を
用いて得られると等価なビーム制御が実現される。ここ
でホログラム素子12から再生される一対の共役像は、
第3図すのようにデフォーカス像は1012と1031
゜もしくは1032と1011のように互いに直交する
方向で再生される原理にもとづき、加算領域の対応を決
めている。しかも、第5図の場合は、同図aのスペクト
ル分布の安定発振が前提とされるが、本実施例にあって
は、任意のスペクトル分布(単一、マルチ)で、温度や
電流等に起因するスペクトル変動があっても常に対称形
で差動的な光電変換出力が得られるという多大の効果を
有するものである。
The differential detection circuit 18 shown in FIG. 〜184, and terminals 181, 182, 183, and 184
If the outputs of are again set to S, ˜S4, beam control equivalent to that obtained using FIG. 6 and equation (1) can be realized. Here, a pair of conjugate images reproduced from the hologram element 12 are
As shown in Figure 3, the defocused images are 1012 and 1031.
The correspondence between the addition areas is determined based on the principle of reproduction in mutually orthogonal directions such as 1032 and 1011. Moreover, in the case of Fig. 5, stable oscillation of the spectral distribution shown in Fig. 5a is assumed, but in this example, any spectral distribution (single, multi) can be used regardless of temperature, current, etc. This has a great effect in that symmetrical and differential photoelectric conversion outputs can always be obtained even if there are spectral fluctuations caused by this.

第2図は本発明の第2実施例として、第1図aに比べて
一コリメートレンズ9を用いず、より部品点数の少ない
光学系で同等の効果を実現したOPUの概略構成を示す
。ただし、集光レンズ6の開口数は、第1図のレンズに
比べて若干大きく設計する必要がある。光源1からのビ
ームが往路テホログラム素子12で回折されたビーム1
21と122は、素子12とレンズ6との距離dを適当
に選ぶことによって、第1図の場合と同様無害な光量に
することができる。また復路で再生される共役像(合焦
点)を光電変換面に入射させる位置は、素子12に中心
を有する円弧100上にあり、レンズ6の光軸から±α
だけ偏向した方向に位置することは第1実施例と同様で
ある′。ホログラム素子12から再生される非点収差波
面の広が9角が小さいことから、特別に7−リエ変換レ
ンズを用いずに良好な像再生が可能となってい°るが、
勿論、レンズを用いた像再生も可能であり、例えば第1
図でレンズ9と素子12の位置を交換する等によって構
成変更できる。また一対のフォトディテクタ11.17
は一体化して光源1に近接設置することができ、ホログ
ラム素子12とともに小型軽量の容器に収納して実装可
能である点は、第1図実施例と同様であり、フォトディ
テクタ11.17の間隔2を微調不要とした本発明の効
果にもとづく。また本発明の量産性について別の効果を
付言すれば、一度記録された素子の格子状パターンは、
複製が容易な金型に転写し、さらに樹脂あるいは硝子材
料を用いたレプリカ製作によシ大量の均一な素子を安価
に得ることができ、光情報ピックアップ装置の設計・製
作上多大の効果を有するものである。複製されるパター
ンがフーリエ変換型であるので、金型をイオンビーム加
工等によってブレーズ化することが可能であシ、フレネ
ルゾーンプレートのブレーズ化技術(何台。
FIG. 2 shows, as a second embodiment of the present invention, a schematic configuration of an OPU that does not use the single collimator lens 9 compared to FIG. 1a and achieves the same effect with an optical system having fewer parts. However, the numerical aperture of the condensing lens 6 needs to be designed to be slightly larger than that of the lens shown in FIG. Beam 1 obtained by diffracting the beam from the light source 1 by the outgoing telehologram element 12
By appropriately selecting the distance d between the element 12 and the lens 6, the amounts of light 21 and 122 can be made harmless as in the case of FIG. Furthermore, the position where the conjugate image (focused point) reproduced on the return path is incident on the photoelectric conversion surface is on the circular arc 100 having the center on the element 12, and is ±α from the optical axis of the lens 6.
This is the same as in the first embodiment. Since the spread angle of the astigmatic wavefront reproduced from the hologram element 12 is small, good image reproduction is possible without using a special 7-Lier transformation lens.
Of course, image reproduction using a lens is also possible; for example, the first
The configuration can be changed by exchanging the positions of the lens 9 and the element 12 in the figure. Also a pair of photodetectors 11.17
can be integrated and installed close to the light source 1, and can be housed and mounted together with the hologram element 12 in a small and lightweight container, similar to the embodiment shown in FIG. This is based on the effect of the present invention, which eliminates the need for fine adjustment. Another advantage of the present invention regarding mass production is that once recorded, the lattice pattern of the elements is
By transferring it to a mold that is easy to reproduce, and then manufacturing a replica using resin or glass material, a large number of uniform elements can be obtained at low cost, which has a great effect on the design and production of optical information pickup devices. It is something. Since the pattern to be replicated is of the Fourier transform type, it is possible to blaze the mold by ion beam processing, etc., and Fresnel zone plate blaze technology (how many units).

窪田、西田;第18回微小光学研究会講演論文;vol
 3 (1985) p、33 )に比べてレプリカ素
子の回折効率を容易にブレーズ化させうる。すなわちほ
ぼ平行な格子状パターンからなるホログラム全面に斜方
よシビーム照射を施すことができる。
Kubota, Nishida; 18th Micro-Optics Research Conference Lecture Paper; vol.
3 (1985) p, 33), the diffraction efficiency of the replica element can be easily blazed. In other words, the entire surface of the hologram consisting of a substantially parallel lattice pattern can be irradiated with an oblique beam.

以上、2つの実施例により本発明の詳細な説明したが第
6図の構成に、もう一つのフォトディテクタ光学系を付
加すれば、第1,2図と同様の差動検出が可能となるこ
とは容易に了解されよう。
The present invention has been described in detail using two embodiments above, but if another photodetector optical system is added to the configuration shown in FIG. 6, differential detection similar to that shown in FIGS. 1 and 2 will be possible. It will be easily understood.

すなわち第6図も本発明の他の実施例による装置構成の
一部を成している。
That is, FIG. 6 also constitutes a part of the apparatus configuration according to another embodiment of the present invention.

本発明の実施例としては、光デイスク光学系のビーム制
御系を中心に述べたが、記録・再生両機能を備えた光学
系、さらに光磁気記憶・再生方式における光情報ピック
アップ装置としても適用できることは勿論である。また
、光情報記憶媒体の記録密度が、ビットサイズで6〜1
0μm程度以上でよい光カードなどでは従来の半導体レ
ーザに比べてスペクトル幅が相対的に広がった準単色光
源の使用も可能である。
Although the embodiments of the present invention have been mainly described as beam control systems for optical disk optical systems, it can also be applied to optical systems with both recording and reproducing functions, and furthermore as optical information pickup devices in magneto-optical storage and reproducing systems. Of course. In addition, the recording density of the optical information storage medium is 6 to 1 in bit size.
For optical cards, etc., which require a wavelength of about 0 μm or more, it is also possible to use a quasi-monochromatic light source with a relatively wider spectrum width than conventional semiconductor lasers.

発明の効果 以上の説明から明らかなように本発明はOPUの光学系
に、レンズフーリエ変換盤ホログラム素1 子を他の光
学素子と組合わせて使用しておシ、ホログラムには非点
収差波面を記録するが、(1)ホログラム作成波長λ、
と異なる波長λ2で波面再生しても、ホログラム自体は
収差を発生せず、 (2)  半導体光源の発振モードが不安定でマルチス
ペクトル発振する場合にも、ホログラム搬送周波数の方
向を、一対の四分割ディテクタの分割線方向に設けて差
動検出することにより正しい制御信号を得ることができ
、 (3)7−リエ変換レンズを使用して、もしくは集光レ
ンズから収束球面波として反射・回折光を戻す光学系に
ホログラム素子を配置して、焦点制御、トラッキング制
御用のビームをホログラム回折光から有効に分割利用す
ることが可能である。
Effects of the Invention As is clear from the above explanation, the present invention uses a lens-Fourier transform disk hologram element in combination with other optical elements in the optical system of the OPU, and the hologram has an astigmatic wavefront. (1) hologram creation wavelength λ,
Even if the wavefront is reproduced at a wavelength λ2 different from Correct control signals can be obtained by installing the split detector in the direction of the split line and performing differential detection. By placing a hologram element in the optical system that returns the hologram, it is possible to effectively divide and use beams for focus control and tracking control from the hologram diffracted light.

(4)ホログラム素子は、光ディスクと同様、マスクと
なる金型から転写工程番経て、大量のレプリカを容易に
生産することが可能である。
(4) Similar to optical disks, hologram elements can be easily produced in large quantities as replicas through a transfer process from a mold that serves as a mask.

(6)はソ平行な格子パターンを記録したレンズフーリ
エ変換型ホログラムを用いるので、素子の回折効率を向
上させるために、イオンビーム等によるプレース化加工
を全面同時に実行することができ、高性能のマスクホロ
グラム金型を製作しうる。
(6) uses a lens-Fourier transform hologram that records a parallel grating pattern, so in order to improve the diffraction efficiency of the element, it is possible to perform placement processing using an ion beam, etc. on the entire surface simultaneously, resulting in high performance. A mask hologram mold can be manufactured.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図a、bは本発明の一実施例を示す光情報ピックア
ップ装置の概略構成斜視図、原理説明図、第2図a、b
は本発明の別の実施例の装置の原理説明図、概略斜視図
、第3図a、bは本発明における非点収差波面の記録・
再生例を示す要部斜視図、挑4図aは非点収差波面を記
録再生する本発明のモデル光学系の斜視図、第4図す、
c、dは光電変換面に再生されるビームの状態を説明し
た概念図、第6図aは光源のスペクトル分布図、第6図
す、c、dは再生ビームの概念図、第6図は本発明の詳
細な説明するためのモデル光学系の概略、構成斜視図、
第7図は従来のピックアップ光学系の構成例を示す概略
斜視図、第8図a、bは従来のホログラム素子を用いた
光ピツクアップ光学系の概念図、概略斜視図である。 1・・・・・・半導体レーザもしくは相当のコヒーレン
ト光源、2・・・・・・コリメートレンズ、3・・・・
・・偏向ビームスプリッタ、4・・・・・・四分の一波
長板、5・・・・・・集光光学系、6・・・・・・光デ
ィスク、12・・・・・・レンズフーリエ変換ホログラ
ム素子、8・川・・フォトディテクタ、11,17・・
・・・・フォトディテクタ、10・・・・・・円柱レン
ズ、18・・・・・・差動検出回路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第2図 (b) 第3図 第4図 9冒 第5図 HI3−←−4λ→ n 第6図 第7図
FIGS. 1a and 1b are perspective views and principle explanatory diagrams of an optical information pickup device showing an embodiment of the present invention; FIGS. 2a and 2b are
3A and 3B are principle explanatory diagrams and schematic perspective views of an apparatus according to another embodiment of the present invention, and FIGS.
Figure 4a is a perspective view of the main parts showing an example of reproduction, and Figure 4a is a perspective view of a model optical system of the present invention that records and reproduces an astigmatic wavefront.
c and d are conceptual diagrams explaining the state of the beam reproduced on the photoelectric conversion surface, Figure 6 a is a spectrum distribution diagram of the light source, Figure 6 c and d are conceptual diagrams of the reproduced beam, and Figure 6 is A schematic and configuration perspective view of a model optical system for detailed explanation of the present invention,
FIG. 7 is a schematic perspective view showing an example of the configuration of a conventional pickup optical system, and FIGS. 8a and 8b are conceptual diagrams and schematic perspective views of an optical pickup optical system using a conventional hologram element. 1... Semiconductor laser or equivalent coherent light source, 2... Collimating lens, 3...
...Polarizing beam splitter, 4... Quarter wavelength plate, 5... Focusing optical system, 6... Optical disk, 12... Lens Fourier Conversion hologram element, 8... Photodetector, 11, 17...
...Photodetector, 10...Cylindrical lens, 18...Differential detection circuit. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person No. 1
Figure 2 (b) Figure 3 Figure 4 Figure 9 to Figure 5 HI3-←-4λ→ n Figure 6 Figure 7

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 赤外領域あるいはこの領域より短波長域のコヒーレント
ビームもしくは準単色のビームを発する光源と、前記コ
ヒーレントビームもしくは準単色ビームを微小スポット
に収束する光学系と、前記光学系を介して前記コヒーレ
ントビームもしくは準単色ビームが所定の光記憶媒体に
よって反射あるいは回折される光路中に配置され、ビー
ム制御用非点収差波面を記録したレンズフーリエ変換型
ホログラム素子と、前記ホログラム素子から回折される
1対のビームを各々光電変換する1対のフォトディテク
タを少なくとも具備し、前記ホログラム素子の搬送波周
波数方向を前記フォトディテクタの所定の分割線方向に
一致せしめるとともに、前記1対のフォトディテクタか
らの信号を差動的に検出してフォーカシングあるいはト
ラッキング用の信号処理を行なうことを特徴とする光情
報ピックアップ装置。
a light source that emits a coherent beam or quasi-monochromatic beam in the infrared region or a wavelength region shorter than this region; an optical system that converges the coherent beam or quasi-monochromatic beam to a minute spot; A lens Fourier transform type hologram element arranged in an optical path in which a quasi-monochromatic beam is reflected or diffracted by a predetermined optical storage medium and records an astigmatic wavefront for beam control, and a pair of beams diffracted from the hologram element. at least a pair of photodetectors each photoelectrically converting the hologram element, the carrier wave frequency direction of the hologram element is aligned with a predetermined dividing line direction of the photodetector, and signals from the pair of photodetectors are differentially detected. An optical information pickup device that performs signal processing for focusing or tracking.
JP62035015A 1987-02-18 1987-02-18 Optical information pickup device Pending JPS63201924A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62035015A JPS63201924A (en) 1987-02-18 1987-02-18 Optical information pickup device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62035015A JPS63201924A (en) 1987-02-18 1987-02-18 Optical information pickup device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS63201924A true JPS63201924A (en) 1988-08-22

Family

ID=12430244

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62035015A Pending JPS63201924A (en) 1987-02-18 1987-02-18 Optical information pickup device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS63201924A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0311340A2 (en) * 1987-10-05 1989-04-12 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical pickup head
JPH02126431A (en) * 1988-11-04 1990-05-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optical pickup head device and optical information device using the same
JPH02192031A (en) * 1988-10-28 1990-07-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Polarized light separation type hologram head
JPH02214033A (en) * 1988-12-13 1990-08-27 Philips Gloeilampenfab:Nv Optical scanner

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0311340A2 (en) * 1987-10-05 1989-04-12 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical pickup head
EP0311340A3 (en) * 1987-10-05 1990-06-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical pickup head
JPH02192031A (en) * 1988-10-28 1990-07-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Polarized light separation type hologram head
JPH02126431A (en) * 1988-11-04 1990-05-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optical pickup head device and optical information device using the same
JPH02214033A (en) * 1988-12-13 1990-08-27 Philips Gloeilampenfab:Nv Optical scanner

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3155287B2 (en) Optical information recording / reproducing device
KR100214046B1 (en) A super-resolution optical head device
KR910006080B1 (en) Optical disk player
JP2684822B2 (en) Optical pickup head device
US5068751A (en) Three element grating objective and grating-beam shaper, and optical scanning device
JP3297505B2 (en) Optical head device and optical information device
JPS63201924A (en) Optical information pickup device
JPH0421928A (en) Optical pickup device
JP2901728B2 (en) Optical head and information recording / reproducing apparatus using the same
JPH01253841A (en) Light-receiving device using hologram and optical head device
JPS63228431A (en) Optical information pick-up device
JP2692119B2 (en) Optical pickup head device
JP2734547B2 (en) Optical pickup head device and optical information device using the same
JPS63167431A (en) Optical pickup device
JPH10134394A (en) Optical pickup device and its adjusting method
JPS63148437A (en) Optical information pickup device
JPH0194541A (en) Optical head device
JP2733246B2 (en) Focus error signal detection method
JPS63228427A (en) Optical information pick-up device
JP2629781B2 (en) Optical head device
JP2653087B2 (en) Optical pickup device and semiconductor device used for the same
JPH02126431A (en) Optical pickup head device and optical information device using the same
JPH0194542A (en) Optical head device
JPH07141681A (en) Optical head
JP3348873B2 (en) Defocus detection device and optical head using the same