JP2794114B2 - 光学式情報再生装置 - Google Patents

光学式情報再生装置

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JP2794114B2 JP63224130A JP22413088A JP2794114B2 JP 2794114 B2 JP2794114 B2 JP 2794114B2 JP 63224130 A JP63224130 A JP 63224130A JP 22413088 A JP22413088 A JP 22413088A JP 2794114 B2 JP2794114 B2 JP 2794114B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光ディスク装置,光測定器等の光学式情報
再生装置に関し、特に該光学式情報再生装置に用いる回
折格子素子を改良した光学式情報再生装置に関するもの
である。
〔従来の技術〕
第3図(a),(b)は従来の光学式情報再生装置を
示す図である。
ここで同図(a)に示す光学式情報再生装置にあって
は、半導体レーザ100から放射されたレーザ光は、回折
格子101とコリメータ103とPBS105と1/4波長板107と複数
の各種レンズからなる対物レンズ109を通過して光ディ
スク等の光学式情報記録媒体111上で集光され且つ反射
される。該反射されたレーザ光は再び対物レンズ109と1
/4波長板107を通過してPBS105に入射し、そのレーザ光
の一部は直角方向に反射される。そして該反射光は円柱
レンズ113と凹レンズ115を通過して6分割光検出器117
に至り、該6分割光検出器117により記録情報信号,フ
オーカス誤差信号,トラツキング誤差信号を検出する。
また同図(b)の構造の光学式情報再生装置にあって
は、半導体レーザ119から放射されたレーザ光は、ハー
フミラー121によってその一部の光が直角方向に反射さ
れ、さらに該反射された光は対物レンズ123を通過して
光ディスク等の光学式情報記録媒体125上で集光され且
つ反射される。そして該反射されたレーザ光は再び対物
レンズ123を通過し、またハーフミラー121と凹レンズ12
7を通過した後に4分割光検出器129に至り、該4分割光
検出器129により記録情報信号,フオーカス誤差信号,
トラツキング誤差信号を検出する。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記第3図(a)に示す構造の光学式
情報再生装置にあっては、多数のレンズを組み合わせて
構成しているため、その構造が複雑で各部材間の調節が
必要となり部品点数も多くなりその製造コストが増大す
るという問題点があった。
また上記第3図(b)に示す構造の光学式情報再生装
置にあっては、ハーフミラー121を使用しているため、
4分割光検出器129上に集光した非点収差の光にはコマ
収差が発生してしまうという問題点があった。
また上記第3図(a),(b)のいずれの場合も非点
収差位置とサイズ調整の為に凹レンズ115,127を付加し
なければならないという問題点があった。
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、部品
点数が少なく、その構造が簡単で、製造が容易なコマ収
差が生じない光学式情報再生装置を提供することにあ
る。
〔課題を解決するための手段〕
上記問題点を解決するため本発明は光学式情報再生装
置を、光源と、該光源から発射された射出光を光学式情
報記録媒体上に集束する対物レンズと、前記光源と対物
レンズの間であって前記光源から対物レンズに向かう光
軸に垂直な位置に配置され前記光源から射出された射出
光を透過するとともに前記光学式情報記録媒体からの反
射光の一部を前記光軸から+1次方向に回折する回折格
子と、該+1次回折光をその最小錯乱円で検出する検出
器とを具備することによって、前記光学式情報記録媒体
上の情報を再生する光学式情報再生装置であって、 前記再生時の光源は前記光軸上に配置され、 前記回折格子への干渉縞の記録は、前記再生時の光源
から発する光の波長とは異なる波長の光を発する2つの
点光源を具備し、その第1の点光源を前記光軸上の所定
位置に配置し、またその第2の点光源を前記光軸と所定
角度をなす軸上の所定位置に配置し、該両点光源から回
折格子に光を照射することによって行なわれ、該回折格
子への干渉縞の記録時の条件を、 記録時の第1の点光源から回折格子までの距離:RR 記録時の第2の点光源から回折格子までの距離:RO 記録時の2つの点光源から発する光の波長:λO としたときに、この回折格子を用いた光学式情報再生装
置における再生時の条件を、 再生時の光源から回折格子までの距離:RC 再生時の光源から発する光の波長:λC として、前記記録時の各条件と再生時の各条件とが下記
条件式を満足するように前記光軸上にある再生時の光源
から回折格子までの距離RCを設定するように構成した。
μ=λC/λO mは、m>0の任意定数 〔作用〕 上記の如く光学式情報再生装置を構成することによ
り、光源と光学式情報記録媒体の間に対物レンズと回折
格子素子を配置するだけで、良好な非点収差の最小錯乱
円が得られ、従ってその構造が簡単で各部材間の調節も
容易で部品点数も少なく、その製造コストも安くでき
る。また回折格子素子は2つの点光源から放射する光を
用いるだけで作成できるので、複雑な構造の干渉縞を作
る必要はなく、その製造は非常に容易となる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。
第1図は本発明にかかる回折格子素子を用いた光学式
情報再生装置を示す図である。
同図に示すように、この光学式情報再生装置は、回折
格子素子1と半導体レーザ3と凸レンズからなる対物レ
ンズ5と4分割光検出器または6分割光検出器からなる
検出器9を具備している。またここで7は光ディスク等
の光学式情報記録媒体である。
ここで、対物レンズ5は光学式情報記録媒体7に対向
する位置に配置される。
また回折格子素子1は半導体レーザ3と対物レンズ5
の間に配置され、かつ前記半導体レーザ3から対物レン
ズ5を通って光学式情報記録媒体7に向かう光軸11に対
して回折格子素子1の面が垂直になるように配置されて
いる。
また検出器9は前記光軸11が回折格子素子1と交わる
点から前記光軸11に対してθRだけ傾いた軸(+1次回
折光軸)方向であって、該+1次回折光が最小錯乱円と
なる位置であり、且つ該軸に対してその面が垂直になる
ように配置されている。
そして半導体レーザ3から発射された射出光は、回折
格子素子1を透過し、対物レンズ5によって光学式情報
記録媒体7上で集束する。そして該集束した光は該光学
式情報記録媒体7で反射され、再び対物レンズ5を通過
して回折格子素子1に至る。そしてこの回折格子素子1
によって前記反射された光の内の一部は+1次方向に回
折する。そしてこの+1次方向に回折された光は検出器
9上に到達し、該検出器9によって前記光学式情報記録
媒体7上の情報を電気信号に再生するとともに、フォー
カス誤差信号とトラッキング誤差信号を検出するのであ
る。
次に、上記回折格子素子1上に干渉縞を作成する方法
を説明する。
第2図(a)は上記回折格子素子1上に干渉縞を記録
する方法を示す図である。
同図に示すように、回折格子素子1はその面がX−Y
平面上に位置するとともにその原点(0,0,0)が回折格
子素子1の中央部にくるように配置する。そしてZ軸
(光軸)上であって回折格子素子1から+RR離れた位置
L2に参照光としてのレーザー光源(第1の点光源)を配
置する。またY−Z平面内であってZ軸から原点を中心
にθOだけ傾いた軸上であって該原点から+RO離れた位
置L1に物体光としてのレーザー光源(第2の点光源)を
配置する。そしてこれらL1,L2に配置したレーザー光源
からレーザー光を発射することにより、回折格子素子1
上に干渉縞を記録する。
ここでこのL1,L2に配置したレーザー光源は点光源で
あり、該光源から発射される光は球面波となり、従って
回折格子素子1上に形成される干渉縞は2光束球面波の
干渉によって作成されることとなる。
また以上のことよりこの回折格子素子1の干渉縞の位
相伝達関数は、 但し、λO:記録時の光の波長 n=1,2,3,・・・ という簡単なものとなる。
第2図(b)は、上記のように作成した回折格子素子
1を第1図の光学式情報再生装置の中に配置した場合
に、光学式情報記録媒体7から反射されてきた光が該回
折格子素子1によって回折する状態を示す図である。即
ち回折格子素子1を再生用に用いた場合を示す。
同図に示すように、記録時とは異なる波長からなる反
射レーザー光が−Z軸方向から回折格子素子1に当たる
と、0次回折光がZ軸(光軸)上の原点からRC離れた位
置L3(第1図に示す光源3のある位置)にその焦点を結
ぶとともに、回折格子素子1を通過する光の一部は回折
して非点収差の光となり、その+1次回折光はY−Z平
面内であってZ軸から傾きθRの軸上であって原点から
RI離れた位置L4に最少錯乱円を作る。そしてこの位置L4
に検出器9が置かれており、各種信号が検出される。
なお、ここでθOとθRの関係は、 θR=sin-1(μsinθO) μ=(λc/λo) ただし、λc;再生時の光の波長 λo;記録時の光の波長 である。
ところでこのL4の位置にできる最小錯乱円には、その
円内の光の状態が該円内全体に均等になっていて良好な
ものと、該円内全体で不均一になっていたりコマ収差等
の縞模様を生じていたり等して不良なものとがある。
そこで本願発明者は、この最小錯乱円内の光の各種の
状態が、再生時のRcの値によって変化することに着目
し、この値をそれぞれ変化することによって、その最小
錯乱円内の光の状態が良好になる状態のとき、即ち第1
図に示す検出器9によって正確に記録情報信号,フォー
カス誤差信号,トラッキング誤差信号を検出できること
を見出した。
つまり、再生時の回折格子から+1次回折光の結像点
までの距離をRIとすると、結像の公式より、 となる。ここでmは再生時に使用する回折格子の拡大
率、即ち回折格子の干渉縞の拡大率のことであり、拡大
せずに再生時の2つの点光源によって形成される干渉縞
をそのまま形成してなる回折格子を使用する場合はm=
1、仮にこの回折格子の1辺の長さを2倍に拡大して製
作される回折格子(即ちその分干渉縞も相似形のまま拡
大される)の場合はm=2となる。そして結像方向は、 θR=sin-1(μsinθO) また結像距離RIY軸方向のコマ収差係数Cyは、 が求められる。
なお上記式中の、「sinβO」の角度「βO」は、本実
施例の第2図でいう「θO」のことである。
そして良好な最小錯乱円を得るためには少なくとも、 であればよいことがわかった。
ここでこの条件式の上限値1.1及び下限値0.9は、本願
発明者の実験及び解析結果から得た、コマ収差のない安
定した最小錯乱円スポットが得られる値であり、少なく
ともこの条件式に記載した記録時の各条件と再生時の各
条件とを満足するように、光軸上にある再生時の光源か
ら回折格子までの距離RCを設定するようにすれば、コマ
収差のない安定した良好な最小錯乱円スポットが得られ
るのである。
従って以上の条件を満たすように、回折格子素子1上
に再生光を照射すれば、容易に良好な最小錯乱円を得る
ことができる。
〔発明の効果〕
以上詳細に説明したように、本発明に係る光学式情報
再生装置によれば、光源と光学式情報記録媒体の間に対
物レンズと回折格子素子を配置するだけで、良好な非点
収差の最少錯乱円が得られる。従ってその構造が簡単で
各部材間の調節も容易で部品点数も少なく、その製造コ
ストも安くできるという優れた効果を有する。
また回折格子素子は2つの点光源から放射する光を用
いるだけで作成できるので、複雑な構造の干渉縞を作る
必要はなく、その製造は非常に容易となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかる回折格子素子を用いた光学式情
報再生装置を示す図、第2図(a)は回折格子素子1上
に干渉縞を記録する方法を示す図、第2図(b)は再生
時に光学式情報記録媒体7から反射されてきた光が回折
格子素子1によって回折する状態を示す図、第3図
(a),(b)は従来の光学式情報再生装置を示す図で
ある。 図中、1…回折格子素子、3…半導体レーザ、5…対物
レンズ、7…光学式情報記録媒体、9…検出器、11…光
軸、である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−48813(JP,A) 特許2542387(JP,B2) 特公 昭63−42245(JP,B2) 特公 平5−21209(JP,B2) 特公 平7−114025(JP,B2) J.Opt.Soc.Am,57[1 ],P.51−55 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02B 5/18,5/32 G03H 1/00 - 5/00 G11B 7/12 - 7/22

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光源と、該光源から発射された射出光を光
    学式情報記録媒体上に集束する対物レンズと、前記光源
    と対物レンズの間であって前記光源から対物レンズに向
    かう光軸に垂直な位置に配置され前記光源から射出され
    た射出光を透過するとともに前記光学式情報記録媒体か
    らの反射光の一部を前記光軸から+1次方向に回折する
    回折格子と、該+1次回折光をその最小錯乱円で検出す
    る検出器とを具備することによって、前記光学式情報記
    録媒体上の情報を再生する光学式情報再生装置であっ
    て、 前記再生時の光源は前記光軸上に配置され、 前記回折格子への干渉縞の記録は、前記再生時の光源か
    ら発する光の波長とは異なる波長の光を発する2つの点
    光源を具備し、その第1の点光源を前記光軸上の所定位
    置に配置し、またその第2の点光源を前記光軸と所定角
    度をなす軸上の所定位置に配置し、該両点光源から回折
    格子に光を照射することによって行なわれ、該回折格子
    への干渉縞の記録時の条件を、 記録時の第1の点光源から回折格子までの距離:RR 記録時の第2の点光源から回折格子までの距離:RO 記録時の2つの点光源から発する光の波長:λO としたときに、この回折格子を用いた光学式情報再生装
    置における再生時の条件を、 再生時の光源から回折格子までの距離:RC 再生時の光源から発する光の波長:λC として、前記記録時の各条件と再生時の各条件とが下記
    条件式を満足するように前記光軸上にある再生時の光源
    から回折格子までの距離RCを設定することを特徴とする
    光学式情報再生装置。 μ=λC/λO mは、m>0の任意定数
JP63224130A 1988-09-06 1988-09-06 光学式情報再生装置 Expired - Lifetime JP2794114B2 (ja)

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Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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J.Opt.Soc.Am,57[1],P.51−55

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