JP2886353B2 - 光情報記録再生装置 - Google Patents

光情報記録再生装置

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JP2886353B2 JP3038372A JP3837291A JP2886353B2 JP 2886353 B2 JP2886353 B2 JP 2886353B2 JP 3038372 A JP3038372 A JP 3038372A JP 3837291 A JP3837291 A JP 3837291A JP 2886353 B2 JP2886353 B2 JP 2886353B2
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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、光情報記録媒体からの
反射光を用いて、情報の記録、再生、消去等を行う光情
報記録再生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来における光情報記録再生装置として
は、その第一の従来例として、特開昭64−55745
号公報に開示されているものがある。すなわち、図6に
示すように、レーザ光源1から出射された光は、回折素
子2の一面に形成された回折格子面3に入射し、0次光
と±1次光との3本の光束4a,4b,4cに分離され
る。これら3つの光束は、その回折素子2の他面に形成
されたホログラフィックグレーティング面5を透過した
後、図示しない対物レンズにより集光され図示しない光
情報記録媒体としての光ディスクの表面に照射される。
この時、0次光4aは情報の読取りに用いられ、±1次
光4b,4cはその表面のトラック状態を検知して反射
光となり、再び回折素子2のホログラフィックグレーテ
ィング面5に入射する。そして、そのホログラフィック
グレーティング面5に入射した3本の光束は回折されて
それぞれ3本ずつの2組のビーム6a,6b,6c、7
a,7b,7c(計6本のビーム)に分割され、受光素
子8の表面に導かれる。この場合、受光素子8には6分
割された受光面a,b,c,d,e,fが形成されてお
り、6本のビームが光スポットの状態で6つの受光面の
それぞれに導かれ、これにより、情報の再生信号Rf
や、フォーカスエラー信号Fo、トラックエラー信号T
rの検出を行うことができる。
【0003】各信号の値は、ウェッジプリズム法を用い
て、 Fo=(a+d)−(b+c) …(1) Tr=e−f …(2) Rf=a+b+c+d …(3) により検出することができる。
【0004】図7(a)〜(c)は、フォーカスエラー
信号Foを検出する際の受光素子8の面上に照射される
光スポットの様子を示すものである。(b)は合焦時、
(a)はその合焦時よりも光ディスクに近づいた時、
(c)はその合焦時よりも光ディスクから遠ざかった時
の様子をそれぞれ示すものである。このように光スポッ
トのビーム径の大小関係を利用して信号の検出を行うこ
とができる。
【0005】次に、その第二の従来例として、特願平2
−273754号に本出願人により出願されているもの
がある。これは、上述した第一の実施例で示したような
再生専用の構成を一歩進めて光磁気信号をも検出できる
ようにしたものである。すなわち、図8に示すように、
半導体レーザ9から出射された光は、0次光として進ん
でいき、光分岐回折格子10を透過し、コリメートレン
ズ11により平行光となり、対物レンズ12により集光
され光磁気ディスク13の面上に照射され、これによ
り、光スポットPを形成する。そして、光磁気ディスク
13により反射された光は、対物レンズ12、コリメー
トレンズ11を介して再び光分岐回折格子10に入射す
る。この時、その反射光は+1次光14、−1次光15
に分けられ、+1次光14は微小ピッチ(波長以下)の
偏光分離回折格子16へと導かれる。この偏光分離回折
格子16は回折効率に偏光依存性をもつため偏光方向に
より透過光Tと回折光Kとに分離され、それぞれ同一基
板17上に設けられた受光素子18に導かれ、これによ
りそれら受光素子18からの出力信号の差を求めること
により光磁気信号を検出することができる。このように
微小ピッチの偏光分離回折格子16に導くことにより、
偏光分離して光磁気信号の検出を行うことができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】第一の従来例の場合、
回折素子2を設けることによって、レーザ光源1と受光
素子8とを同一平面内に配置することができるため、コ
ンパクト化した構成で安定した信号の検出を行うことが
でき、しかも、このような構成にすることによりコンパ
クトディスクや追記型のディスクに対応させることは可
能である。しかし、このような構成では書替え型の光磁
気ディスクには対応させることはできず、回折素子2に
偏光分離機能を持ち合わせていないため光磁気信号の検
出を行うこともできない。
【0007】第二の従来例の場合、そのような光磁気信
号の検出を行うことはできるが、微小ピッチ格子のブラ
ック角が大きいので光分岐回折格子10の回折角も大き
くするようにする必要がある。しかし、このような構成
とすると、半導体レーザ9の波長変動による回折角変動
も大きくなるので、その受光素子18上での光スポット
位置も変動が大きくなり、信号にオフセットが生じやす
くなる。特に、フォーカスエラー信号やトラックエラー
信号のように、4分割受光素子や2分割受光素子上に精
度良く光スポットを合わせる必要がある場合には大きな
問題となる。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、レーザ光源から出射された光を対物レンズにより集
光して光情報記録媒体の表面に光スポットを照射するこ
とにより情報の記録、再生、消去を行う光情報記録再生
装置において、前記レーザ光源と前記光情報記録媒体と
の間の光路上に格子ピッチ若しくは格子方向が異なる複
数の領域に分割された回折格子を有する第一光分岐回折
格子を設け、この第一光分岐回折格子の前記回折格子に
より回折された少なくとも一つの光束の光路上に回折効
率が偏光方向により変化する高密度な回折格子を有する
第二光分岐回折格子を設けた。
【0009】請求項2記載の発明では、請求項1記載の
発明において、第二光分岐回折格子の回折格子を透過及
び回折した光スポットの光路上に無分割受光素子を設け
た。請求項3記載の発明では、請求項1記載の発明にお
いて、第一光分岐回折格子の回折格子及び第二光分岐回
折格子の回折格子を同一基板の表裏両面に一体化して形
成した。
【0010】請求項3記載の発明では、請求項1記載の
発明において、第一光分岐回折格子の回折格子及び第二
光分岐回折格子の回折格子を同一基板の表裏両面に一体
化して形成した。
【0011】
【作用】請求項1記載の発明においては、第一光分岐回
折格子及び第二光分岐回折格子を通過した光により光磁
気信号の検出を行い、第一光分岐回折格子のみを通過し
た光によりフォーカスエラー信号及びトラックエラー信
号を検出することによって、常に安定した状態で低ノイ
ズな信号検出を行うことが可能となり、また、検出され
るフォーカス及びトラックエラー信号用の光スポットは
ピッチの大きい回折格子からの回折光であるため波長変
動によるスポット位置ずれが少なくオフセットを小さく
抑えることが可能となる。
【0012】請求項2記載の発明においては、波長変動
によるスポット位置ずれの大きい光スポットは無分割受
光素子で検出しているため、オフセットに対して安定し
た状態で高C/Nを確保することができる。
【0013】請求項3記載の発明においては、一基板の
表裏両面に2種類の回折格子を一体化形成したことによ
り、経時変化に対して常に安定であると共に、そのよう
な回折格子は一枚の大きな基板に大量に作成した後から
切り出すことにより作成することができるためコストダ
ウンを図ることができる。
【0014】
【実施例】本発明の第一の実施例を図1〜図3に基づい
て説明する。まず、図1に示すように、レーザ光源19
から出射された光は、図示しない対物レンズにより集光
して図示しない光情報記録媒体としての光ディスクの表
面に光スポットを照射することにより情報の記録、再
生、消去を行う光情報記録再生装置において、前記レー
ザ光源19と前記光情報記録媒体との間の光路上には、
第一光分岐回折格子としての光分岐回折格子20が設け
られている。この光分岐回折格子20には、図2に示す
ように、格子ピッチ若しくは格子方向が異なる3つの領
域に分割された回折格子20a,20b,20cが形成
されている。回折格子20aのピッチは他の回折格子2
0b,20cのピッチよりも小さなものとなっている。
また、前記光分岐回折格子20の前記回折格子20aに
より回折されたそれぞれの光束の光路上には、第二光分
岐回折格子としての高密度深溝回折格子21,22が配
設されている。これら高密度深溝回折格子21,22に
は、それぞれ、回折効率が偏光方向により変化する高密
度な回折格子21a,22aが形成されている。さら
に、図3に示すように、前記高密度深溝回折格子21を
通過して形成された光スポットa,bの位置には無分割
受光素子23a,23bが設けられ、また、前記高密度
深溝回折格子22を通過して形成された光スポットc,
dの位置には無分割受光素子23c,23dが設けられ
ている。前記光分岐回折格子20を通過して形成された
光スポットe,f,g,hの位置にはそれぞれ受光素子
23e,23f,23g,23hが設けられている。
【0015】このような構成において、半導体レーザ1
9から出射された光は、光分岐回折格子20を透過し
て、対物レンズにより集光され光ディスクの面上に照射
される。その反射光は光ディスクの信号に応じて偏光の
回転を受け、再び光分岐回折格子20に入射する。その
光分岐回折格子20の回折格子20aに入射した光は高
密度深溝回折格子21,22に導かれ、一方、回折格子
20b,20cに入射した光は光スポットe,f,g,
hの位置に向かって進む。
【0016】そこで、まず、高密度深溝回折格子21,
22に光を導く回折格子20aについて述べる。今、光
磁気信号を検出することのできる回折格子20aは、波
長/ピッチ=1.6〜2.0程度であることが必要なの
で、半導体レーザ19の波長を780nmとすると、ピ
ッチは0.39〜0.49μm程度となる。ブラック角
θは、θ=sin波長/(ピッチ×2)≒53°である
からこのような角度で高密度深溝回折格子21,22に
光を入射させるためには、回折格子20aのピッチは、
ピッチ=波長/sinθ=0.78〜0.98μmとな
り、かなり小さな値となる。これに伴い、半導体レーザ
19の波長変動による回折角の変動もかなり大きなもの
となり、これにより高密度深溝回折格子21,22を通
過した回折光の光スポットa,dの位置では光スポット
が動くため分割された(2分割や4分割)受光素子に位
置合わせすることは非常に困難なことである(なお、光
スポットb,cは、高密度深溝回折格子21,22によ
り回折角変動がキャンセルされるため、動きは多少小さ
くなる)。このようなことから光スポットa,b,c,
dの位置には大きめの無分割受光素子23a,23b,
23c,23dを配置させ、これにより光磁気信号のみ
の検出を行うようにする。
【0017】一方、光分岐回折格子20の回折格子20
b,20cのような格子ピッチが大きく、格子方向が回
折格子20aとは異なる向きをなす回折格子を形成す
る。この場合、回折格子20bにより半円状の回折光の
光スポットe,hが形成され、また、回折格子20cに
より半円状の回折光の光スポットf,gが形成される。
このような光スポットe,f,g,hの位置に図3に示
すような受光素子23e,23f,23g,23hを配
置することによりフォーカスエラー信号、トラックエラ
ー信号を検出することができる。この場合、格子ピッチ
の大きな回折格子20b,20cによる光スポットe,
f,g,hは波長変動による回折角変動が小さいためオ
フセットを小さく抑えることができる。
【0018】次に、本発明の第二の実施例を図4及び図
5に基づいて説明する。ここでは、第一光分岐回折格子
としての光分岐回折格子24(前述した第一の実施例の
光分岐回折格子20に相当する)の回折格子の形状を変
えたものである。図4に示すように、光分岐回折格子2
4の回折格子24cにより回折された光スポットe,f
を用いナイフエッジ法によりフォーカスエラー信号を検
出する。この場合、光スポットe,fのいずれか一方
(例えば、光スポットe)だけを2分割にすれば他方は
無分割でよく、ここでは、光スポットeを検出する側を
2分割受光素子25eとし、光スポットfを検出する側
を無分割受光素子25fとする。
【0019】また、回折格子24a,24bにより第二
光分岐回折格子としての図示しない偏光分離回折格子
(前述した第一の実施例の高密度深溝回折格子21,2
2に相当する)に導く場合について述べる。回折格子2
4a,24bの格子ピッチをX軸を境界としてわずかに
異ならせることにより光スポットa,b,c,dの4つ
の光束が形成される。これにより、光スポットaと光ス
ポットb又は光スポットcと光スポットdの強度差から
トラックエラー信号を検出することができる。また、こ
れら4つの光束は透過光と回折光とに分けて考えること
により、図5に示すような状態で受光素子25a,25
b,25c,25dに導かれ、これにより光磁気信号を
検出することができる。この場合、波長変動による光ス
ポットの位置ずれの大きな光はすべて無分割な受光素子
に導かれるため常に安定した信号検出を行うことができ
る。
【0020】次に、これまで述べてきたような実施例に
おいて、第一光分岐回折格子(光分岐回折格子20、光
分岐回折格子24)の回折格子(20a〜20c,24
a〜24c)及び第二光分岐回折格子(高密度深溝回折
格子21,22、偏光分離回折格子)の回折格子(21
a,22a)を、同一基板の表裏両面に一体化して形成
するようにしてもよい。このように表裏に一体化して構
成することにより、経時変化に対して常に安定した状態
に保つことができ、しかも、そのような回折格子は一枚
の大きな基板に大量に作成した後から切り出すことによ
り作成することができるため一段とコストダウンを図る
ことができるものである。
【0021】
【発明の効果】請求項1記載の発明は、レーザ光源から
出射された光を対物レンズにより集光して光情報記録媒
体の表面に光スポットを照射することにより情報の記
録、再生、消去を行う光情報記録再生装置において、前
記レーザ光源と前記光情報記録媒体との間の光路上に格
子ピッチ若しくは格子方向が異なる複数の領域に分割さ
れた回折格子を有する第一光分岐回折格子を設け、この
第一光分岐回折格子の前記回折格子により回折された少
なくとも一つの光束の光路上に回折効率が偏光方向によ
り変化する高密度な回折格子を有する第二光分岐回折格
子を設けたので、第一光分岐回折格子及び第二光分岐回
折格子を通過した光により光磁気信号の検出を行い、第
一光分岐回折格子のみを通過した光によりフォーカスエ
ラー信号及びトラックエラー信号を検出することによっ
て、常に安定した状態で低ノイズな信号検出を行うこと
が可能となり、また、検出されるフォーカスエラー信号
及びトラックエラー信号の光スポットはピッチの大きい
回折格子からの回折光であるため波長変動によるスポッ
ト位置ずれが少なくオフセットを小さく抑えることが可
能となるものである。
【0022】請求項2記載の発明は、第二光分岐回折格
子の回折格子を透過及び回折した光スポットの光路上に
無分割受光素子を設けたので、波長変動によるスポット
位置ずれの大きい光スポットは無分割受光素子で検出す
ることによって、オフセットに対して安定した高C/N
を確保することができるものである。
【0023】請求項3記載の発明は、第一光分岐回折格
子の回折格子及び第二光分岐回折格子の回折格子を同一
基板の表裏両面に一体化して形成したので、一基板の表
裏両面に2種類の回折格子を一体化形成したことによ
り、経時変化に対して常に安定であると共に、そのよう
な回折格子は一枚の大きな基板に大量に作成した後から
切り出すことにより作成することができるため一段とコ
ストダウンを図ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施例の基本的な構成を示す原
理図である。
【図2】光分岐回折格子の表面形状を示す正面図であ
る。
【図3】各光スポットを受光する受光素子の配置関係を
示す説明図である。
【図4】本発明の第二の実施例を示す光分岐回折格子及
びこれを通過して得られた光スポットの様子を示す正面
図である。
【図5】各光スポットを受光する受光素子の配置関係を
示す説明図である。
【図6】第一の従来例を示す斜視図である。
【図7】フォーカスエラー信号を検出する際のビーム状
態を示す正面図である。
【図8】第二の従来例を示す正面図である。
【符号の説明】
19 レーザ光源 20 第一光分岐回折格子 20a〜20c 回折格子 21 第二光分岐回折格子 21a 回折格子 22 第二光分岐回折格子 22a 回折格子 23a〜23d 無分割受光素子

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザ光源から出射された光を対物レン
    ズにより集光して光情報記録媒体の表面に光スポットを
    照射することにより情報の記録、再生、消去を行う光情
    報記録再生装置において、前記レーザ光源と前記光情報
    記録媒体との間の光路上に格子ピッチ若しくは格子方向
    が異なる複数の領域に分割された回折格子を有する第一
    光分岐回折格子を設け、この第一光分岐回折格子の前記
    回折格子により回折された少なくとも一つの光束の光路
    上に回折効率が偏光方向により変化する高密度な回折格
    子を有する第二光分岐回折格子を設けたことを特徴とす
    る光情報記録再生装置。
  2. 【請求項2】 第二光分岐回折格子の回折格子を透過及
    び回折した光スポットの光路上に無分割受光素子を設け
    たことを特徴とする請求項1記載の光情報記録再生装
    置。
  3. 【請求項3】 第一光分岐回折格子の回折格子及び第二
    光分岐回折格子の回折格子を同一基板の表裏両面に一体
    化して形成したことを特徴とする請求項1記載の光情報
    記録再生装置。
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