JP2733399B2 - 光ピックアップ装置、及びホログラム素子 - Google Patents

光ピックアップ装置、及びホログラム素子

Info

Publication number
JP2733399B2
JP2733399B2 JP3320226A JP32022691A JP2733399B2 JP 2733399 B2 JP2733399 B2 JP 2733399B2 JP 3320226 A JP3320226 A JP 3320226A JP 32022691 A JP32022691 A JP 32022691A JP 2733399 B2 JP2733399 B2 JP 2733399B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
hologram
optical
hologram element
pickup device
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP3320226A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH05159316A (ja
Inventor
三宅隆浩
吉田圭男
久保勝裕
上山徹男
倉田幸夫
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.)
Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC
Original Assignee
Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC
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 Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC filed Critical Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC
Priority to JP3320226A priority Critical patent/JP2733399B2/ja
Priority to US07/983,423 priority patent/US5331621A/en
Priority to CA002084324A priority patent/CA2084324C/en
Priority to EP92311108A priority patent/EP0545735B1/en
Priority to DE69222399T priority patent/DE69222399T2/de
Publication of JPH05159316A publication Critical patent/JPH05159316A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2733399B2 publication Critical patent/JP2733399B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1353—Diffractive elements, e.g. holograms or gratings
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/32—Holograms used as optical elements
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B11/00—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor
    • G11B11/10—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field
    • G11B11/105—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field using a beam of light or a magnetic field for recording by change of magnetisation and a beam of light for reproducing, i.e. magneto-optical, e.g. light-induced thermomagnetic recording, spin magnetisation recording, Kerr or Faraday effect reproducing
    • G11B11/10532—Heads
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B11/00—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor
    • G11B11/10—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field
    • G11B11/105—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field using a beam of light or a magnetic field for recording by change of magnetisation and a beam of light for reproducing, i.e. magneto-optical, e.g. light-induced thermomagnetic recording, spin magnetisation recording, Kerr or Faraday effect reproducing
    • G11B11/1055—Disposition or mounting of transducers relative to record carriers
    • G11B11/10556—Disposition or mounting of transducers relative to record carriers with provision for moving or switching or masking the transducers in or out of their operative position
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/085—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam into, or out of, its operative position or across tracks, otherwise than during the transducing operation, e.g. for adjustment or preliminary positioning or track change or selection
    • G11B7/08547—Arrangements for positioning the light beam only without moving the head, e.g. using static electro-optical elements
    • G11B7/08564—Arrangements for positioning the light beam only without moving the head, e.g. using static electro-optical elements using galvanomirrors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optical Head (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Moving Of The Head For Recording And Reproducing By Optical Means (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、小型薄型の光ディスク
装置の高速シーク達成のために必要な光ピックアップ、
及びこれに用いるホログラム素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光ディスクは、大容量、可換媒体である
特徴を有し、また最近は書き換え可能な光磁気ディスク
や相変化ディスク等の出現により、その利用範囲は従来
の画像等のファイル装置からコンピューターの外部記憶
装置へ広がってきている。このような光ディスク記録再
生装置のトラッキング、あるいはアクセスには従来、光
学系全体、あるいはその一部を分離して電磁力により駆
動する方法が一般的で、リニアモーターがよく用いられ
ている。しかし、近年コンピューターの外部記憶装置と
してより小さく、より大容量が期待されるようになる
と、この方式では十分な駆動のための推力が得られなく
なり、その結果アクセススピードが低下していた。この
ような光ディスク装置を一例として図１１に示す。図１
１（ａ）に平面図、（ｂ）に側面図を示す。同図に示さ
れているものは、アクセス速度を向上させるために固定
光学系Ａと可動光学系Ｂに分離された、いわゆる分離型
光学系である。可動光学系Ｂは対物レンズ１７と、同レ
ンズをフォーカス方向、及びラジアル方向に駆動制御す
るためのアクチュエータ１８、４５°ミラー１６を具備
するとともに、同可動部重量をできるだけ減らすように
設計されている。固定光学系Ａは、後述するホログラム
レーザーユニット１０、コリメーターレンズ２、整形プ
リズム３、偏光ビームスプリッタ４、及び情報信号検出
光学系９から構成されている。この固定光学系を構成す
るホログラムレーザーユニット１０は図１１に示すよう
にホログラム素子１１、半導体レーザー１、光検出器１
２が一体化され、部品点数の削減と、それに伴うピック
アップの小型軽量化がはかれることから採用されてい
る。
【０００３】このピックアップについて動作を説明す
る。まず、ホログラムレーザーユニットの半導体レーザ
ー１より照射された光ビームが整形プリズム３、偏光ビ
ームスプリッタ４を透過して固定光学系Ａから可動光学
系Ｂに向かって進み、可動光学系Ｂ内の４５゜ミラー１
６で反射し、対物レンズ１７により光ディスク２２上に
集光される。そして光ディスク２２からの反射光は上記
光路を逆に通って固定光学系Ａに戻り、偏光ビームスプ
リッタ４により情報信号成分を持つ光は情報信号検出光
学系９方向に反射され、情報信号が検出される。またト
ラッキング、及びフォーカシング用の信号成分を持つ光
は、偏光ビームスプリッタ４を透過し、ホログラムレー
ザーユニット１０内のホログラム素子１１で光検出器１
２方向に回折され、同検出器１２でサーボ信号を検出
し、この信号に基づいてフォーカス用、及びラジアル用
のアクチュエータ１８は対物レンズ１７を駆動してサー
ボ制御を行う。またトラックジャンプ、シークなどのデ
ィスク上の光ビーム照射位置を大きく移動させる場合
は、可動光学系Ｂ全体をリニアモーター用コイル１９、
リニアモーター用磁石２０、及びリニアモーター用ヨー
ク２１で構成されたリニアモーター駆動系で行うように
なっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、光ピッ
クアップは小型、薄型化とアクセス速度向上の為に分離
光学系を採用するなどの工夫がなされてきている。さら
なる小型、薄型化については、可動光学系においてアク
チュエータ、４５゜ミラーの薄型化が必要になる。また
後者のアクセス速度向上については、可動光学系を極力
軽量化し、さらにリニアモーターの推力を上げることで
あるが、このためにはリニアモーター用コイルとリニア
モーター用磁石を大型化する必要がある。このように両
者の要求は相反するもので、小型軽量で、高速であるた
めには従来の光ピックアップではどうしても限界があ
り、大幅なアクセス速度向上がはかれなかった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このため、本発明の光ピ
ックアップ装置は、光発生手段と、この光発生手段から
出射される光ビームを走査するための光走査装置と、同
走査された光を記録媒体方向へ導く光学系と、この光学
系からの光を記録媒体上に集光させる光集光機能を有す
る光集光素子と、上記記録媒体からの反射光を光検出部
に供給する光学系を備えた光ピックアップ装置におい
て、上記光走査装置は、光発生手段からの入射光を回折
偏向させるホログラム素子と、このホログラム素子を円
弧状に回転することにより上記回折偏向角度を変えるホ
ログラム駆動部とからなり、光集光素子は、偏向された
光ビームを集光して記録媒体上に垂直に照射するホログ
ラムレンズからなるものである。このホログラム素子が
回転することによって光がディスクの内側から外周まで
走査されることになる。集光については、ホログラム素
子によってどのような角度に回折された光をも記録媒体
上に垂直に入射させるとともに集光することは通常の対
物レンズでは行うことができないのでホログラムレンズ
を用いて集光している。また、上記ホログラム素子と上
記ホログラムレンズの回折偏向方向を互いに相対する方
向とすることで、光源からの波長変動に伴って記録媒体
への光の入射角度がずれることを抑制でき、波長変動に
よらず記録媒体に垂直に光を入射させることが可能とな
る。
【０００６】
【作用】本構成のホログラム素子、及びホログラムレン
ズを用いた光ピックアップ装置は、アクセス用のリニア
モータを使う事なく光走査が可能となり、またトラッキ
ング用のアクチュエータも不要な構成とすることができ
る。これにより、従来装置に比較して小型軽量にもかか
わらず、高速アクセス可能な光走査系が構成できる。さ
らに両面にホログラムの形成されたホログラム素子を用
いた光ピックアップは、より高速の光走査系を構成する
ことができる。
【０００７】
【実施例１】以下本発明の具体的な実施例を図面を用い
て説明する。図１は本発明の光ピックアップ装置の１例
を示し、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は側面図を示
し、光磁気ディスク装置用のものである。同図において
ホログラムレーザーユニット１０の半導体レーザー１よ
り照射された光ビームはコリメータレンズ２、整形プリ
ズム３、偏光ビームスプリッタ４を透過してフォーカス
制御を行うためのリレーレンズ５、及びトラッキング制
御を行うためのガルバノミラー６を介して、更に１５゜
ミラー１４、全反射ミラー１５から光走査用ホログラム
素子７に入射する。入射したビームは該ホログラム素子
により回折されその上部のホログラムレンズ８に入射
し、ディスク上に集光する。このとき、回折効率を考慮
して光走査用ホログラム素子７、及びホログラムレンズ
８に入射するビームの入射角度はビーム光軸近傍におい
て、ブラッグ角、あるいはこれに近い角度になるように
設計されている。ディスクからの反射光は、前記光学系
を逆に戻って行き、偏光ビームスプリッタ４により光磁
気信号成分を持つ光ビームは情報信号検出光学系９方向
に進み、光検出素子９ａにより情報信号が検出される。
またトラッキング、フォーカシング用の信号は、同スプ
リッタを透過し、ホログラムレーザーユニット１０のホ
ログラム素子１１で光検出器１２の方向に回折され、フ
ォーカシング、及びトラッキング用のサーボ信号が検出
される。この信号に基づいて、フォーカス用のリレーレ
ンズ５は、対物レンズのフォーカス制御に用いられるア
クチュエータを用いて、矢印方向に駆動され、フォーカ
ス制御が行われる（同図中、同アクチュエータは図示せ
ず）。また、トラッキング用のガルバノミラー６は、同
図中に示した矢印方向に駆動されトラッキング制御を行
う。また、トラックジャンプ、及びシーク動作等のディ
スク上の光ビーム位置を大きく移動する場合は同図中に
おけるホログラム素子７を回転させることにより、同素
子からのビーム回折方向を変えて所定の位置にビームを
移動させる。
【０００８】ここでは、一般的な光磁気ディスク装置を
示したが、これは他の光ディスク、例えばＣＤ、追記
型、及び相変化型などにも使用可能なのは勿論であり、
例えば図１中の偏光ビームスプリッタ４、情報検出光学
系９を取り除けば上記光ディスクに対応したシステムと
することもできる。また、フォーカス制御用のリレーレ
ンズの一方をディスクのトラック方向に駆動すればトラ
ッキングの制御も可能となる。また、ガルバノミラーで
はなく、音響光学素子を用いて光ビームを回折偏向させ
てトラッキングの制御を行うこともできる。
【０００９】次に前記の光ビームをホログラムレンズに
導くホログラム素子７の動作原理を図４に基づいて説明
する。同図は図１におけるホログラム素子７と、その入
射光と出射光の関係をディスク真上からみた場合の該略
図である。このときホログラム素子７は、図４に示すよ
うに例えば直線の回折格子とした場合、入射光は、回折
格子の格子の垂直方向に回折することとなる。そのた
め、同図ｘｙ平面内において（ｂ）のようにホログラム
素子の格子方向が入射光と垂直な場合は、ホログラム面
に入射した光は格子垂直方向に回折するため、同じ方向
に戻っている。同図中の光ビームは、Ｚ方向にはブラッ
グ回折している。また、（ａ）、（ｃ）のようにホログ
ラム素子を回転させた場合には、その回転によって傾い
た格子と垂直方向に光が回折していく。ただし、同図に
おけるホログラム素子の格子は、直線とは限らない。何
故ならば、半導体レーザーの波長変動に伴う収差の発生
を押さえるため格子の形状を曲線にすることもあるから
である。
【００１０】次に光ビームをディスク上に集光させるホ
ログラムレンズであるが、この格子パターンは図５
（ａ）に示すように基本的には平行なレーザー光（平面
波）と発散するレーザー光（球面波）をＳ面上で干渉さ
せて、その時できる干渉縞（同図（ｂ））の１部を切り
出した形で構成されている。なお、同図に示された干渉
縞は、模式的に示したものであり、実際のピッチは〜数
ミクロン程度に設計される。このとき干渉させる２つの
レーザー光の波面は、作成するホログラムに必要とする
レンズ効果、あるいは後述する収差の補正を目的に平面
波、球面波、あるいは非球面波のうち適当なものを使用
する。またそれらを干渉させるべき光の入射方向、及び
照射点については使用時の光の入射角と光ビーム集光位
置によって最適位置を計算する必要がある。またその他
の格子パターンの作成方法としては、計算機によって直
接計算することもできる（計算機ホログラム）。このよ
うな方法によってできた格子パターンを有するホログラ
ムレンズによると、図６にあるようにホログラム素子７
からの回折光はホログラムレンズ８のどの位置に入射し
た場合にもディスク面に対して光ビームは垂直に集光す
るようになる。具体的には図５（ｂ）に示すように、同
心円状のパターンのどの部分から切り出してもよい。こ
のレンズの材質は基板がガラス（石英）で、格子パター
ンはレジスト、レリーフ型の溝、あるいはＬｉＮｂＯ3
基板に縞部をプロトン交換法で作成してもよい。
【００１１】一般にホログラムにおける光源である半導
体レーザーの波長が変化すると出射光の回折角も変化す
る。すなわち、ホログラムレンズ８に図７（ａ）に示す
ように設計上の波長ｆの光ビームが入射すればその光ビ
ームはディスク面に垂直方向に出射され、集光される
が、半導体レーザーの温度変化、あるいはモードホッピ
ングなどで波長が変化した場合、その光ビームはディス
ク面に対して垂直方向から傾くことになり、その反射光
も斜め方向に出射される。このような場合にはトラック
に対する光ビームのずれ量が正しく検出できなくなり、
トラッキング制御が困難になる。また、図１に示したホ
ログラムレンズ８とホログラム素子７の配置関係を図７
（ｃ）のように光ビームのホログラム素子での回折偏向
方向が同じになるように配置しても、先に述べたように
出射光が傾くことになる。これを防ぐには、その配置を
図７（ｂ）のように回折偏向方向が相対する方向になる
ようにすると有効である。すなわち、波長変動による回
折方向変化がお互いに逆になるように構成するのであ
る。このようにホログラムを組み合わせた場合、波長変
化が起きると回折角変化が互いに逆方向に起こり、この
光学系全体としては、キャンセルし合い、光ビームをデ
ィスクに対して垂直に出射できるようになる。また光ビ
ームの波長変動はホログラムの集光特性にも図８（ａ）
にあるような影響を与える。すなわち、波長変動によっ
て点線、及び一点鎖線で示すように、その光ビームの焦
点がボケ、そして収差が発生するのである。これに対し
てはホログラム素子７にこの収差を補正する機能を持つ
ように格子パターンを作成しておけばよい。すなわち、
ホログラム素子７に若干の光ビーム発散効果、すなわち
凹レンズ機能を持たせてやれば良いのである、これは、
平行光と発散光の干渉縞からホログラム素子を作成す
る。これに平行項を入射させると発散光が出射する。こ
れを用いれば、ホログラムレンズ８への入射光は収差補
正されたものとなり、ディスク面上では収差のない集光
ビームとなる。
【００１２】また、第１の実施例においてトラッキング
制御は、同図中ガルバノミラー６を駆動することによっ
て行う例を示したが、図中ホログラム素子回転駆動モー
ター１３に精密制御可能なパルスモーター、あるいは超
音波モーターを用い、これの制御量を検出するロータリ
ーエンコーダを具備するか、あるいは固定ディスクの磁
気ヘッド駆動に用いられるような回動型アクチュエータ
を用いれば、ホログラム素子７の回転量のみでトラッキ
ング制御を行うこともできる。
【００１３】また、上記ホログラムレンズ８は、光記録
媒体が光磁気記録媒体の場合その信号再生のための重要
な要素であるカー効果を増大させる偏光特性を有するよ
うにホログラムピッチ、デューティー比と溝深さを設計
できる。すなわち、ホログラムレンズのＰ波透過率をＴ
p、Ｓ波透過率をＴsとすると光磁気信号はそれぞれの透
過率の差から検出するものであるから、例えばＴp＞Ｔs
となるようにしておけば（偏光ビームスプリッタと同じ
効果）、検出部でのカー回転角は増幅されたことにな
る。ブラッグ入射角による１次回折光を考え、レーザー
波長ｆ、格子ピッチｄ、及び溝深さｈをとすると、ｈ／
ｄ、ｆ／ｄと透過１次回折効率の関係はホログラム材質
屈折率ｎ＝１．６６の場合、ｈ／ｄが、１．０、１．
５、２．０の時、それぞれが図９（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）のようになる。なお、図９中でＴＥ、及びＴＭと
示したのは一般的に光導波路中の光において使われるも
のであり、それぞれＴｐ、及びＴｓに相当するものと考
えてよい。ここでホログラムレンズの格子ピッチが面内
同一ピッチ、直線格子の場合、ｆ／ｄ≧１．２とすれ
ば、ｈ／ｄ＝１．０、１．５、２．０どの場合もカー回
転角を増加させる事になる（ＴＭ＞０となるｆ／ｄの範
囲）。上述したように、レーザーの波長変動による収差
発生を押さえるため、実際のホログラムレンズの場合、
格子ピッチも同一でなく、また曲線パターンを持つので
ホログラムの配置によりブラッグ角も変わる。そのた
め、先にホログラムレンズ特性や収差補正用の設計を行
ってから、マクスウェルの波動方程式をそれ固有の数値
解析により計算することになる。
【００１４】また、図４（ａ）、（ｃ）に示すようにホ
ログラム素子７の回折格子方向が入射光軸垂直方向に対
して傾く（ホログラム素子を回転させる）と、このホロ
グラム素子のホログラム格子の形状（ピッチ、デューテ
ィー、及び溝深さ）が均一の場合、図４（ｂ）のように
格子方向が入射光軸に垂直な場合と比べ、回折効率が悪
くなる。ホログラム素子回転時の回折効率を一定にする
ためには、ホログラム格子ピッチ、デューティー、及び
溝深さをホログラム素子上で制御して作成すればよい。
図１０に、矩形格子の場合の溝深さｈ、格子ピッチｄの
比、及び格子凸部の幅ｗと格子ピッチｄの比とＴＥ透過
効率の関係を示す。同図の関係より、例えば最大偏向時
の出射効率を８０％、無偏向時の効率を６０％の設計仕
様にする場合、ｈ／ｄ＝１．５としたとき、最大偏向時
のビーム入射部のホログラムデューティｗ／ｄ＝０．６
とし、無偏向時のビーム入射部のｗ／ｄ＝０．７とすれ
ばよい。さらに、ＴＥ回折効率を０．８で一定にするな
らば深さら制御して、最大偏向時にｈ／ｄ＝２．０と
し、無偏向時にｈ／ｄ＝１．５とすればよい。
【００１５】
【実施例２】次に、本発明の光ピックアップ装置の第２
の実施例を示す。図２（ａ）に平面図、（ｂ）に側面図
を示す。同実施例と第１の実施例の違いは光走査用ホロ
グラム素子７とホログラムレンズ８との間に４５゜ミラ
ーを介入させている点である。これにより両ホログラム
間の光学的距離が長くなり、光記録媒体上の走査距離に
対する光走査用ホログラム素子７の回転量が第１の実施
例よりも小さくなることである。すなわち実施例１の場
合よりもより高速にアクセス動作を行うことが可能にな
る。これら両ホログラムの配置は実施例１で示したよう
な配置となっており、同様に光ビームの波長変動に伴う
収差の発生やホログラムレンズの回折方向のディスクに
対する傾き等が起こらないように配置されているのはも
ちろんである。
【００１６】本実施例は、光磁気ディスク装置のもので
あるが、偏光ビームスプリッタ４と情報検出光学系９の
部品を取り除けば、そのままＣＤ、追記型、あるいは相
変化型光ディスク、光テープ等、光ビームの強度を変調
して情報を記録再生する装置すべてに対応可能であるこ
とは勿論である。
【００１７】
【実施例３】図３に本発明のホログラム素子の構成を示
す。また同図に基づいてその動作原理について説明す
る。同図において（ａ）、及び（ｂ）はホログラム素子
の表裏の格子パターンの概略図を示すものである。
（ａ）側は、直線格子、（ｂ）側は、点Ｐを中心とした
同心円状の格子が形成されている。また、（ｃ）は、同
ホログラム素子の断面図である。まずこのホログラム素
子に矢印方向Ａより表側点Ｒに入射した光ビームに対し
てホログラムがｒ゜だけ回転した状態を考える（ビーム
入射方向に対し、表側のホログラム格子が垂直となって
いる状態を初期状態とする）。このとき、（ａ）、
（ｂ）に示すように入射光はｒ゜だけ傾いた方向Ｂに回
折する。更にこの回折光は裏面側のホログラムの点Ｑに
入射し、同心円状の格子パターンを持つホログラムでＣ
方向に回折する。このときの方向は入射点の同心円の接
線と垂直になる。すなわち、この回折方向は同心円の中
心と光ビームの入射点とを結ぶ方向になる。第３図
（ｃ）で分かるようにこの場合の回折は回折効率の高い
ブラッグ反射である。
【００１８】次に裏面の同心円中心の求め方について説
明する。この中心Ｐは、表側ホログラムにより、ｒ゜だ
け偏向した光ビームをさらにどれだけ偏向させたいかに
より決められる。さらにｒ゜偏向させたい場合、ホログ
ラム素子回転中心をＳとすれば、偏向角∠ＳＰＱ＝ｒ゜
である必要がある。ここで∠ＱＳＰはホログラムの回転
角ｒ゜に相当するため、∠ＳＰＱ＝∠ＱＳＰ＝ｒ゜とな
るから、ＱＰ＝ＱＳとなる。すなわち、同心円中心Ｐは
ホログラム回転中心Ｓを通り、表側格子パターンに垂直
な直線と光ビーム入射点Ｑを中心に半径ＱＳの円との交
点を裏面同心円ホログラムの中心Ｐとすればよい。これ
によりホログラム素子の回転角ｒ゜に対してそれからの
出射光は２ｒ゜の偏向となる。ここではホログラム素子
の偏向角ｒ゜の場合のＰの設定を示したものであるが、
偏向角をｒ゜以外の値にしたいとき、例えば＜ｒ゜の場
合、この時の同心円中心Ｐ’とすると偏向角は∠ＳＰ’
Ｑで設定されるから先の同心円中心を求めたときに使っ
たＳを中心とし、半径ＳＰの円の外側で表側格子パター
ンに垂直な直線上にあればよい。また、逆に＞ｒ゜の場
合、その同心円中心Ｐ’’は同様に考えることができ、
半径ＳＰの円の内側で表側格子パターンに垂直な直線上
にあればよい。また、このときのホログラム素子の表裏
の格子パターンにおいてその格子ピッチは一定とは限ら
ず、図３（ｃ）に示されるホログラム素子断面内におけ
る回折角の設定の仕方で変わるものである。
【００１９】本ホログラム素子が従来例と異なる点は、
上記のように両面にホログラムが形成されていることに
ある。これにより、光ビーム走査のための直線格子の入
射ビームに対するホログラム素子の必要回転量が従来例
の片面ホログラムの場合に比較して小さくなる。すなわ
ち、小さな回転量でより広い範囲の光走査が可能とな
り、光走査速度が大きくなるわけである。光ディスクで
は、図１の実施例１におけるホログラム素子７を本発明
の両面ホログラム素子に置き換えることも可能であり、
これにより、より高速のアクセスが可能になるわけであ
る。この光走査系が光磁気ディスク、ＣＤ、追記型光デ
ィスク、及び相変化型ディスクなどに使うことができる
のも勿論である。
【００２０】
【発明の効果】本構成のホログラム素子、及びホログラ
ムレンズを用いた光ピックアップ装置は、アクセス用の
リニアモータを使う事なく光走査が可能となり、また、
さらにトラッキング用のアクチュエータも不要な構成と
することができる。これにより、従来装置に比較して小
型軽量にもかかわらず、高速アクセス可能な光走査系が
構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ピックアップ装置の第１の実施例の
平面図と側面図を示す。
【図２】本発明の光ピックアップ装置の第２の実施例の
平面図と側面図を示す。
【図３】本発明のホログラム素子のパターンを示す。
【図４】本発明のホログラム素子の原理図を示す。
【図５】ホログラムレンズの格子パターンの作成方法を
示す。
【図６】本発明における光走査用ホログラムとホログラ
ムレンズの関係を説明する図である。
【図７】波長変動時の光ビームの光軸の変化を示す図で
ある。
【図８】波長変動時のホログラムによる光ビームの集光
状態を示す図である。
【図９】本発明におけるホログラムのレーザー波長、格
子ピッチ、及び格子高さと光透過効率の関係を示す図で
ある。
【図１０】本発明におけるホログラムのレーザー波長、
格子ピッチ、格子凸部の幅、及び格子高さと光透過率
（ＴＥ波）の関係を示す図である。
【図１１】従来の光磁気ディスク装置用の光ピックアッ
プ装置の平面図、及び側面図を示す。
【符号の説明】
１ 半導体レーザー ２ コリメートレンズ ３ 整形プリズム ４ 偏光ビームスプリッタ ５ リレーレンズ ６ ガルバノミラー ７ 光走査用ホログラム素子 ８ ホログラムレンズ ９ 情報信号検出光学系 ９ａ 光検出素子 １０ ホログラムレーザーユニット １１ ホログラム素子 １２ 光検出器 １３ ホログラム素子回転駆動モーター １４ １５゜ミラー １５ 全反射ミラー １６ ４５゜ミラー １７ 対物レンズ １８ 対物レンズアクチュエータ １９ リニアモーター用コイル ２０ リニアモーター用磁石 ２１ リニアモーター用ヨーク ２２ 光磁気ディスク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上山徹男 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 倉田幸夫 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−45004（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−48808（ＪＰ，Ａ)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光発生手段と、この光発生手段から出射
    される光ビームを走査するための光走査装置と、この光
    走査装置によって走査された光を記録媒体方向へ導く光
    学系と、この光学系からの光を記録媒体上に集光させる
    光集光機能を有する光集光素子と、上記記録媒体からの
    反射光を光検出部に供給する光学系を備えた光ピックア
    ップ装置において、 上記光走査装置は、光発生手段からの入射光を回折偏向
    させるホログラム素子と、このホログラム素子を円弧状
    に回転することにより上記回折偏向角度を変えるホログ
    ラム駆動部とからなり、 上記光集光素子は、上記偏向された光ビームを集光して
    記録媒体上に垂直に照射するホログラムレンズからなる
    ことを特徴とする光ピックアップ装置。
  2. 【請求項２】 上記ホログラム素子とホログラムレンズ
    は、入射光軸に対する出射光軸の回折偏向方向が互いに
    相対する方向となるように配置されていることを特徴と
    する請求項１に記載の光ピックアップ装置。
  3. 【請求項３】 上記光発生手段と上記ホログラム素子と
    の間にガルバノミラーを有しており、記録媒体上におけ
    る集光ビームの位置を上記ホログラム駆動部で粗調整
    し、上記ガルバノミラーで微調整することを特徴とする
    請求項１または請求項２に記載の光ピックアップ装置。
  4. 【請求項４】 上記光発生手段と上記ホログラム素子と
    の間に、記録媒体上における集光ビームのフォーカスを
    制御するリレーレンズを有してなることを特徴とする請
    求項１または請求項２に記載の光ピックアップ装置。
  5. 【請求項５】 円盤状に回転制御される光走査用のホロ
    グラム素子において、 光透過性の基板の一方面に、直線に近似される格子が形
    成され、 上記光透過性の基板の他方面に、上記直線に近似される
    格子と垂直な直線上に中心を持つ同心円状の格子が形成
    されていることを特徴とする光走査用のホログラム素
    子 。
JP3320226A 1991-12-04 1991-12-04 光ピックアップ装置、及びホログラム素子 Expired - Fee Related JP2733399B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3320226A JP2733399B2 (ja) 1991-12-04 1991-12-04 光ピックアップ装置、及びホログラム素子
US07/983,423 US5331621A (en) 1991-12-04 1992-12-02 Optical pickup apparatus and a hologram element used for same
CA002084324A CA2084324C (en) 1991-12-04 1992-12-02 Optical pickup apparatus and a hologram element used for same
EP92311108A EP0545735B1 (en) 1991-12-04 1992-12-04 An optical pickup apparatus
DE69222399T DE69222399T2 (de) 1991-12-04 1992-12-04 Optische Abtastvorrichtung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3320226A JP2733399B2 (ja) 1991-12-04 1991-12-04 光ピックアップ装置、及びホログラム素子

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05159316A JPH05159316A (ja) 1993-06-25
JP2733399B2 true JP2733399B2 (ja) 1998-03-30

Family

ID=18119137

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3320226A Expired - Fee Related JP2733399B2 (ja) 1991-12-04 1991-12-04 光ピックアップ装置、及びホログラム素子

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5331621A (ja)
EP (1) EP0545735B1 (ja)
JP (1) JP2733399B2 (ja)
CA (1) CA2084324C (ja)
DE (1) DE69222399T2 (ja)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5694385A (en) * 1993-09-24 1997-12-02 Ricoh Comany, Ltd. Optical pickup apparatus
EP0651387A3 (en) * 1993-10-27 1995-07-19 Canon Kk Optical information recording / reproducing apparatus.
JPH07176070A (ja) * 1993-12-20 1995-07-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 浮上式光ヘッド及び光記録再生装置
US5566387A (en) * 1993-12-23 1996-10-15 Tamarack Storage Devices Diamond shaped holographic storage regions oriented along a common radial column line for higher storage density
US5481523A (en) * 1993-12-23 1996-01-02 Tamarack Storage Devices Gantry for positioning a read/write head of a holographic information storage system
KR0170675B1 (ko) * 1995-06-30 1999-04-15 김광호 수직공진기 면발광 레이저 다이오드를 이용한 광픽엎
JP3505282B2 (ja) * 1995-07-31 2004-03-08 株式会社東芝 光ヘッド装置および情報処理装置
US5894465A (en) * 1997-01-07 1999-04-13 Rrad-Rite Corporation Transmissive data storage media and an optical head using holographic or acousto-optical deflection
US7029726B1 (en) 1999-07-27 2006-04-18 Quantum Corporation Method for forming a servo pattern on a magnetic tape
US7153366B1 (en) 1998-03-24 2006-12-26 Quantum Corporation Systems and method for forming a servo pattern on a magnetic tape
JP3895868B2 (ja) * 1998-05-20 2007-03-22 松下電器産業株式会社 波長可変フィルタ装置
KR20000032433A (ko) * 1998-11-14 2000-06-15 윤종용 편향 디스크를 채용한 빔 주사장치
US7072591B1 (en) 1999-06-23 2006-07-04 Ball Aerospace & Technologies Corp. Processing of multiple wavelength signals transmitted through free space
US6940676B1 (en) 2000-06-07 2005-09-06 Quantum Corporation Triple push-pull optical tracking system
US7058306B1 (en) 2001-01-24 2006-06-06 Ball Aerospace & Technologies Corp. Asymmetrical laser communication transceiver configuration
US7177550B1 (en) 2001-01-24 2007-02-13 Ball Aerospace & Technologies Corp. On-axis laser receiver wavelength demultiplexer with integral immersion lensed detectors
US6801350B2 (en) * 2001-10-30 2004-10-05 Mmri Photonics, Ltd. Methods and apparatus for optical disk drives using optical scanning
US20060087929A1 (en) * 2002-07-01 2006-04-27 Mmri Photonics Ltd. Optical disk drive using one dimensional scanning
US7187515B2 (en) * 2003-02-05 2007-03-06 Quantum Corporation Method and system for tracking magnetic media with embedded optical servo tracks
US6980390B2 (en) * 2003-02-05 2005-12-27 Quantum Corporation Magnetic media with embedded optical servo tracks
DE102004019823A1 (de) * 2004-04-23 2005-11-10 Carl Zeiss Jena Gmbh Strahlteilerwürfel
KR100738978B1 (ko) * 2006-04-25 2007-07-12 주식회사 대우일렉트로닉스 홀로그래피를 이용한 광정보 재생장치 및 광정보 기록장치
CN117075293B (zh) * 2023-10-17 2023-12-22 长春长光智欧科技有限公司 计算全息的亚微米级多环带多级次对准检测装置与方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5545004A (en) * 1978-09-26 1980-03-29 Ricoh Co Ltd Light beam scanner
US4420829A (en) * 1981-01-08 1983-12-13 Carlson John E Holographic system for the storage of audio, video and computer data
JPS581119A (ja) * 1981-06-26 1983-01-06 Mitsubishi Electric Corp ホログラム・スキヤナ
JPH0743844B2 (ja) * 1985-10-31 1995-05-15 富士通株式会社 光学式情報記録装置
JPS63303317A (ja) * 1987-06-03 1988-12-09 Sharp Corp レ−ザ光走査装置
JPH01184729A (ja) * 1988-01-18 1989-07-24 Mitsubishi Electric Corp 光デイスク装置
EP0341820A3 (en) * 1988-05-12 1991-09-25 Digital Equipment Corporation A low mass optical head system
JP2586578B2 (ja) * 1988-05-31 1997-03-05 松下電器産業株式会社 光ピックアップ装置
US5064258A (en) * 1988-12-09 1991-11-12 Ricoh Company, Ltd. Information reading device
JPH0348808A (ja) * 1989-07-18 1991-03-01 Ricoh Co Ltd ホログラムスキャナ

Also Published As

Publication number Publication date
DE69222399T2 (de) 1998-03-26
EP0545735B1 (en) 1997-09-24
DE69222399D1 (de) 1997-10-30
CA2084324A1 (en) 1993-06-05
US5331621A (en) 1994-07-19
JPH05159316A (ja) 1993-06-25
CA2084324C (en) 1996-06-18
EP0545735A1 (en) 1993-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2733399B2 (ja) 光ピックアップ装置、及びホログラム素子
JP4398089B2 (ja) フォーマットホログラムの選択的局所変性による光データ書込
US7307769B2 (en) Hologram recording medium, recording/reproducing method and recording/reproducing apparatus
JP3770921B2 (ja) 光ディスク装置
US20060262701A1 (en) Information recording apparatus, information reproducing apparatus and information recording/reproducing apparatus, according to hologram method
JP2725632B2 (ja) 光ヘッド装置
KR100543421B1 (ko) 대물렌즈장치및기록재생장치
US6829205B2 (en) Optical pickup, tilt detection apparatus, tilt detection method and optical disk apparatus
JPH09198700A (ja) 光ピックアップ装置
JP2002109778A (ja) 光ピックアップ装置
JP6032535B2 (ja) 光ピックアップおよび光記録再生装置
JP2877044B2 (ja) 光ヘッド装置
JP3772851B2 (ja) 光ピックアップ装置及び光ディスク装置
JP3147879B2 (ja) 光学的情報記録再生装置
JPS6139242A (ja) 光ピツクアツプ
EP1892704A1 (en) Spherical aberration correction device
JPH0254434A (ja) 光学ヘッド
EP1484754B1 (en) Holographic ROM system
JP3208910B2 (ja) ディスク傾き補正装置
JP2818405B2 (ja) 波長板を具備した光ピックアップ装置
JPH08329516A (ja) 光ヘッド装置
JPS59113533A (ja) 光学式情報読取装置
JP2796418B2 (ja) 光磁気記録装置
JP3621391B2 (ja) 光情報再生装置および光情報再生方法
JP3279080B2 (ja) 光ディスク装置

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees