JP2505984B2 - 光ヘッド装置 - Google Patents

光ヘッド装置

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JP2505984B2
JP2505984B2 JP7093644A JP9364495A JP2505984B2 JP 2505984 B2 JP2505984 B2 JP 2505984B2 JP 7093644 A JP7093644 A JP 7093644A JP 9364495 A JP9364495 A JP 9364495A JP 2505984 B2 JP2505984 B2 JP 2505984B2
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尚郷 谷口
清伸 遠藤
哲郎 桑山
宏明 星
大 大沢
光洋 長谷川
昌邦 山本
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は情報担体に光を照射し、
光学的に情報の記録又は再生を行なう光ヘッド装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】近年、デジタル化された音声を表面の凹
凸で記録したコンパクトディスクや、TV映像を記録し
たビデオディスクの普及が著しい。
【0003】特にコンパクトディスクプレーヤーは据置
型から自由に持ち運べるポータブル型、又は車載用のプ
レーヤーへの進出が大いに期待されている。
【0004】これら光学的情報記録再生装置は、使用側
からの要求として薄型、小型、安価な事が要求されてお
り、従って上記の如き情報担体に情報を記録又は再生す
る光ヘッド装置に関しても同様の要求が大きくなってい
る。
【0005】図9は、従来の光ヘッド装置の一例を示す
構成図である。
【0006】同図において、レーザー光源41から射出
した発散光束は、コリメータレンズ42に入射して平行
光束となり、偏光ビームスプリッタ43に入射する。こ
こで、偏光ビームスプリッタ43は、特定の方向に振動
面を有する直線偏光をほぼ100%透過し、これに直交
する方向に振動面を有する直線偏光をほぼ100%反射
する特性を有している。
【0007】この偏光ビームスプリッタ43を透過した
直線偏光はλ/4板44を透過して円偏光となり、対物
レンズ45によって情報担体の基板46上に設けられた
情報記録面47に集光され、スポット径1μm前後のス
ポットを形成する。
【0008】また、情報記録面47によって反射された
光束は、対物レンズ45を通って平行光束となり、λ/
4板44を透過して入射時とは振動面の方向が直交する
直線偏光となり、偏光ビームスプリッタ43に再び入射
する。ここで、偏光ビームスプリッタ43は、前述の様
な特性により光分割器として働き、情報記録面47から
の反射光を反射して入射光と分離せしめ、センサレンズ
48及びシリンドリカルレンズ49を介して集束光束と
して光検出器50へ導く。
【0009】このような光ヘッド装置を用いて情報を記
録する場合には、情報信号に従ってレーザ光源41を駆
動し、情報記録面47への入射光の強度を変調せしめる
ことによって行う。また、情報を検出する場合には、無
変調の光を凹凸のピット或は反射率の変化等によって情
報が記録された情報記録面47に照射し、この記録情報
によって変調を受けた反射光を光検出器50で検出し、
情報を再生する。また、光検出器50は、その受光面が
4分割されており、シリンドリカルレンズ49との組み
合わせで、周知の方法(所謂非点収差法)によってフォ
ーカスエラー信号が検出される。
【0010】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記従来の光ヘッド装置では、偏光ビームスプリッタ、光
検出器の多くの光学部品を空間中に配置することが必要
であり、そのための相互の位置調整が煩雑であった。
【0011】また、部品数が多い為に、装置の小型化が
困難で、多くの製造工程が必要となり高コストであると
いう問題点があった。
【0012】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解決し、小型軽量化に適し、低コストに作業出来る光ヘ
ッド装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、光
源と、光源から発した光を第1面で反射して情報担体に
導くとともに、該情報担体からの光を第1面で透過せし
める光分割器と、前記情報担体からの光を検出する光検
出器とからなる光ヘッド装置において、前記光分割器の
前記第1面と平行な第2面に、前記第1面を透過した光
を回折して前記光検出器に導く回折格子構造体を設ける
ことによって達成される。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。
【0015】図1は、本発明に基づく光ヘッド装置の第
1実施例の概要を示し、夫々(A)は略断面図、(B)
は光分割器2の平面図である。
【0016】図1において、半導体レーザの如き光源1
から発せられた光束は、光分割器2の第1の面3で反射
され、対物レンズ4により情報担体5の情報記録面に微
小スポットとして集光される。情報担体5からの反射光
は、再び対物レンズ4を通り光分割器2の第1の面3を
通過し、第1の面3と平行な第2の面6の一部に設けら
れた回折格子構造体7により反射、回折されてその方向
を変え、第1の面と第2の面との間で全反射しながら光
検出器8に入射する。光分割器の第1の面及び第2の面
に設けられる回折格子構造体7は、必要に応じて所望の
反射率又は回折効率が得られるよう反射膜を設けても良
い。
【0017】上記回折格子構造体7は、(B)に示す如
く8、9、10の3領域に分割されており、夫々の回折
格子構造体の格子の向きが異なっている。その結果、こ
れらの領域で回折された光は、各々光検出器8の分割さ
れた受光部11と12、13、14に導かれる。ここ
で、対物レンズ4と情報担体5との距離が変動した場
合、良く知られているように情報担体5から光分割器2
に入射する光束は、その入射角度、入射径が変化する。
そして、光軸から偏位した領域8によって回折された光
は、上記変動に応じて矢印B方向に振れる。従って、受
光部11及び12の検出信号を差分することによってフ
ォーカスエラー信号が得られる。
【0018】一方、回折格子構造体7の領域9と、10
の分割線は、情報担体5上の情報トラックと平行に設け
られており、受光部13及び14は情報トラックの分割
されたファーフィールドパターンにおける光強度分布を
各々光電検出する。そして、これらの検出信号を差分す
ることによって所謂プッシュプル法を用いてトラッキン
グエラー信号が得られる。また、情報担体上の情報を再
生する場合には、受光部13、14、15、16の全て
或いは一部の和信号から再生信号を得ることが出来る。
【0019】上記フォーカスエラー信号及びトラッキン
グエラー信号は、図1において不図示のレンズ駆動機構
(一般にアクチュエータと呼ぶ)にフィードバックさ
れ、対物レンズ4を光軸方向及び光軸と垂直な方向に移
動させることによって、フォーカシング及びトラッキン
グが行なわれる。図1の光ヘッド装置は、薄型の光分割
器を用い、貼り付け等によって光検出器と一体に構成出
来ることから、小型軽量化に適し、光学部品数が少ない
ので光学調整も容易で、信頼性が高く、低コストに作製
出来る。
【0020】次に、本発明に用いる光分割器の作製方法
を説明する。
【0021】図2(A)、(B)、(C)は、夫々光分
割器の作製工程の一例を順に示す略断面図である。ま
ず、リン精銅等の素材をダイヤモンド・バイトにより切
削加工し、前述の回折格子構造体7の各々の領域に対応
した複数個の駒格子を作成する。そして、これらの駒格
子を組合せて全体を保持する型に入れこみ成形型15と
する。上記各々の駒格子は一体に切削加工した格子を分
割して作成しても良い。次に、図2(A)に示すように
この成形型を、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ガラ
ス等の成形材料に押し付け、格子型を転写することによ
って、図2(B)に示すような回折格子構造体を有する
光分割器16が得られる。又、必要に応じて図2(C)
に示すように、回折格子構造体上に反射膜17を蒸着或
いはスパッタリング等で成膜し、反射率、回折効率を向
上させても良い。図2(C)において、光分割器16の
第2面に形成される回折格子構造体の格子角度αは、第
1の面23から入射した光束18が反射、回折され、こ
の回折光19が第1の面23で全反射されて、光量ロス
が少なく光検出器に導かれるように設定されることが望
ましい。
【0022】図3(A)、(B)、(C)は夫々光分割
器の他の作製方法の工程を順に示す略断面図である。ま
ず、図2の15と同様に格子が形成された成形型20と
成形材21との間に、図3(A)のように樹脂(エポキ
シ樹脂、フォトポリマー樹脂等)を流し込み、熱、光等
のエネルギーを与えて硬化させる。そして、成形型20
を取り除くと、図3(B)のように、回折格子構造体が
形成される。次に、図3(C)のように必要に応じて回
折格子構造体上に反射膜24を成膜することによって、
光分割器25が作製される。
【0023】以上の作製方法において、成形型に形成さ
れる格子が単純な直線状或いは後述の実施例にあるよう
な円錐形状の場合には、ルーリングエンジン或いは精密
施盤により容易に加工することができる。また、格子の
形状として楕円、放物線、双曲線等複雑な形状が必要な
場合にも、ホログラム露光や電子ビーム描画によりレジ
スト格子を形成し、イオンビームエッチング等の加工法
によりブレーズト格子を作製出来る。更に、NC工作機
械により格子加工する方法等々、公知の種々の方法を用
いてもかまわない。
【0024】図4乃至図8は夫々本発明を適用した光ヘ
ッド装置の他の実施例を示し、図中、図1と同一の部材
には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【0025】図4は図1において対物レンズ4側に配さ
れた光検出器8を光源側に配置した例を示す。本例は、
光検出器8が対物レンズ4を動かす為のアクチュエータ
で発生する電磁ノイズの影響を受けにくいという利点が
ある。
【0026】図5は、光分割器2の回折格子構造体7の
分割線AA′を情報担体5の面に対し、θだけ傾けた例
で、(A)が略断面図、(B)が光分割器2の平面図を
示す。本例の構成は、光分割器内の光の導波方向が情報
担体5の面にほぼ平行となる為、図1の例に比べ光ピッ
クアップ全体を薄型に構成出来る利点がある。
【0027】ここまでは、所謂有限結像系を用いた例を
示したが、この系は、記録担体の面ブレが大きく、対物
レンズが長いストロークで追従しなくてはならない場合
には、結像倍率が変化して、記録担体上のスポット径が
変動するといった問題が生じる。このような問題を解決
した例を以下に示す。
【0028】図6は、光分割器2と対物レンズ27との
間にコリメータレンズ26を配置した例で、対物レンズ
27に入射する光は平行光となっている為、前述の如き
問題は生じない。
【0029】図7は、光源1と光分割器29との間にコ
リメータレンズ28を配置した例で、(A)は略断面
図、(B)は光分割器29の平面図を示す。光分割器2
9で反射された光束は、対物レンズ30で情報担体5に
集光される。本例では情報担体5の反射光は光分割器2
9に主に平行光束で入射する為、回折格子構造体31の
格子部は、(B)に示すように曲率を持っている事が望
ましく、光束は曲率を持った格子によって集光されて、
光検出器8に導かれる。
【0030】図8の実施例は、光分割器2と対物レンズ
4との間に光路変換ミラー32を配置した例である。こ
の例の場合、光路変換ミラー32は反射部の有効面積が
光束の拡がりより僅かに大きければ良く、従って光ヘッ
ド装置が他の例に比べ薄く出来る特徴を持つ。
【0031】本発明は、以上説明した実施例に限らず、
種々の応用が可能である。例えば、回折光の生じる方向
は、フォーカスエラーおよびトラッキングエラー検出系
の設計に従い、任意に定めることが可能である。
【0032】更に、前述の実施例においては、光検出器
に至る光路中の光学媒質は単一の屈折率を有する物質な
ものとして表示したが、実施に当っては、光検出器に至
る光路中にアクリル、エポキシ等の透明プラスチック
や、空気層を配設することも可能である。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は従来の光
ヘッド装置において、光分割器に回折格子構造体を設け
たので、装置の小型軽量化を可能にし、また光学部品数
を減少させて、光学調整を容易にするとともに、作製コ
ストを低減する効果が得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光ヘッド装置の一実施例の構成を示す
概略図である。
【図2】本発明に用いる光分割器の作製過程を説明する
略断面図である。
【図3】本発明に用いる光分割器の作製過程を説明する
略断面図である。
【図4】本発明の光ヘッド装置の他の実施例を示す概略
図である。
【図5】本発明の光ヘッド装置の他の実施例を示す概略
図である。
【図6】本発明の光ヘッド装置の他の実施例を示す概略
図である。
【図7】本発明の光ヘッド装置の他の実施例を示す概略
図である。
【図8】本発明の光ヘッド装置の他の実施例を示す概略
図である。
【図9】従来の光ヘッド装置の一例を示す概略図であ
る。
【符号の説明】
1 光源 2 光分割器 4 対物レンズ 5 情報担体 7 回折格子構造体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 星 宏明 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 大沢 大 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 長谷川 光洋 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 山本 昌邦 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−137141(JP,A) 特開 昭61−151844(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源と、光源から発した光を第1面で反
    射して情報担体に導くとともに、該情報担体からの光を
    第1面で透過せしめる光分割器と、前記情報担体からの
    光を検出する光検出器とから成る光ヘッド装置におい
    て、 前記光分割器の前記第1面と平行な第2面に、前記第1
    面を透過した光を回折して前記光検出器に導く回折格子
    構造体を設けたことを特徴とする光ヘッド装置。
JP7093644A 1995-04-19 1995-04-19 光ヘッド装置 Expired - Lifetime JP2505984B2 (ja)

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DE602004026372D1 (de) 2003-01-29 2010-05-12 Ricoh Kk Optische Lesekopfvorrichtung und optisches Plattengerät

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