JP3837089B2 - 回折素子および光ピックアップヘッド装置 - Google Patents
回折素子および光ピックアップヘッド装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3837089B2 JP3837089B2 JP2002167815A JP2002167815A JP3837089B2 JP 3837089 B2 JP3837089 B2 JP 3837089B2 JP 2002167815 A JP2002167815 A JP 2002167815A JP 2002167815 A JP2002167815 A JP 2002167815A JP 3837089 B2 JP3837089 B2 JP 3837089B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diffraction grating
- light
- light beam
- wavelength
- photodetector
- 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
Links
Images
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
- G11B7/1381—Non-lens elements for altering the properties of the beam, e.g. knife edges, slits, filters or stops
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/42—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect
- G02B27/4233—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect having a diffractive element [DOE] contributing to a non-imaging application
- G02B27/4238—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect having a diffractive element [DOE] contributing to a non-imaging application in optical recording or readout devices
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/42—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect
- G02B27/4288—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect having uniform diffraction efficiency over a large spectral bandwidth
-
- 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
- G11B7/123—Integrated head arrangements, e.g. with source and detectors mounted on the same substrate
-
- 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
- G11B7/125—Optical beam sources therefor, e.g. laser control circuitry specially adapted for optical storage devices; Modulators, e.g. means for controlling the size or intensity of optical spots or optical traces
- G11B7/127—Lasers; Multiple laser arrays
- G11B7/1275—Two or more lasers having different wavelengths
-
- 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
- G11B7/13—Optical detectors therefor
- G11B7/131—Arrangement of detectors in a multiple array
-
- 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
- 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
- G11B2007/0003—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier
- G11B2007/0006—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier adapted for scanning different types of carrier, e.g. CD & DVD
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクあるいは光カードなど、光媒体もしくは光磁気媒体上に情報の記録・再生あるいは消去を行う光ピックアップヘッド装置およびこれに設けられた回折素子に関する。
【０００２】
【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有する光ディスク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などその応用が拡大しつつある。この光メモリ技術では、情報は微小に絞られた光ビームを介して光ディスクへ高い精度と信頼性を持って記録再生される。この記録再生動作は、ひとえにその光学系に依存している。
【０００３】
その光学系の主要部である光ピックアップヘッド装置の基本的な機能は、回折限界の微小スポットを形成する集光機能、前記光学系の焦点制御機能とトラッキング制御機能、及びピット信号の検出機能に大別される。これらの機能は、その目的と用途に応じて各種の光学系と光電変換検出方式との組合せによって実現されている。特に近年、光ピックアップヘッド装置を小型化、薄型化するために、回折素子が設けられた光ピックアップヘッド装置が開示されている。
【０００４】
以下、回折素子が設けられた光ピックアップヘッド装置を説明する。図６は従来の光ピックアップヘッド装置８０を説明するための模式断面図であり、図７は光ピックアップヘッド装置８０に設けられた従来の回折格子９０の模式断面図である。光ピックアップヘッド装置８０は、放射光源としての半導体レーザ１１を備えている。半導体レーザ１１は、平板状の保持部材９３上の略中央に保持されている。保持部材９３には、半導体レーザ１１を中心とする同心円上に光検出器９６が設けられており、光検出器９６の外側には、半導体レーザ１１を中心とする同心円上に光検出器９５が設けられている。半導体レーザ１１は、光ディスク１４の種類に応じて、例えば、波長λ１を有する光ビームと波長λ１よりも短い波長λ２を有する光ビームとのいずれかを回折素子９０に向かって出射する。
【０００５】
半導体レーザ１１から出射された光ビームは、格子間隔ｄを有する回折格子９１と回折格子９１を保持する保持部材９８とを有する回折素子９０を透過する。回折素子９０を透過した光ビームは、集光系１２に設けられたコリメータレンズ１５によって集光され、集光系１２に設けられた対物レンズ１６へ入射する。対物レンズ１６へ入射した光ビームは、対物レンズ１６によって情報媒体である光ディスク１４上に集光され、光ディスク１４によって反射される。
【０００６】
光ディスク１４によって反射された光ビームは、元の経路を逆に辿って、回折素子９０へ入射する。回折素子９０へ入射した光ビームは、回折素子９０に設けられた回折格子９１によって１次回折光に回折され、光ビームの波長に応じて、光検出器９５または光検出器９６へ入射する。光検出器９５および９６は、入射した１次回折光を検出し、検出した１次回折光を、サーボ信号および情報信号を得るための電気信号に変換する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前述した従来の光ピックアップヘッド装置８０は、以下に示す問題を有している。図８は、従来の回折素子９０によって回折された１次回折光を説明するための模式断面図である。
【０００８】
波長λ１を有する光ビーム６が回折素子９０に垂直な方向に沿って回折素子９０へ入射すると、回折素子９０に設けられた回折格子９１によって回折され、入射方向に対して角度θ１をなす方向に沿って１次回折光２として出射する。光ビーム６の波長λ１よりも短い波長λ２を有する光ビーム７が回折素子９０に垂直な方向に沿って回折素子９０へ入射すると、回折格子９１によって回折され、入射方向に対して角度θ１よりも小さい角度θ２をなす方向に沿って１次回折光４として出射する。光ビーム７の波長λ２よりも短い波長λ３を有する光ビーム１８が回折素子９０へ入射すると、回折格子９１によって回折され、入射方向に対して角度θ２よりも小さい角度θ３をなす方向に沿って１次回折光１９として出射する。
【０００９】
波長λ１を有する光ビーム６が回折素子９０によって回折されて出射する角度θ１は、
ｄ×ｓｉｎθ１＝ｎ×λ１、
なる関係を満足し、
波長λ２を有する光ビーム７が回折素子９０によって回折されて出射する角度θ２は、
ｄ×ｓｉｎθ２＝ｎ×λ２、
なる関係を満足し、
波長λ３を有する光ビーム１８が回折素子９０によって回折されて出射する角度θ３は、
ｄ×ｓｉｎθ３＝ｎ×λ３、
なる関係を満足する。
【００１０】
このように、波長λ１を有する光ビーム６が回折素子９０によって回折されて出射する角度θ１は、波長λ２を有する光ビーム７が回折素子９０によって回折されて出射する角度θ２よりも大きく、波長λ３を有する光ビーム１８が回折素子９０によって回折されて出射する角度θ３は、角度θ２よりも小さくなっており、角度θ１、角度θ２および角度θ３は互いに異なっている。
【００１１】
従って、波長λ１を有する光ビーム６が回折素子９０によって回折されるために入射方向に沿って回折素子９０から距離Ｈだけ離れときに入射方向に垂直な方向に向かってずれる距離Ｘ１１は、波長λ２を有する光ビーム７が回折素子９０によって回折されるために回折素子９０から距離Ｈだけ離れときに入射方向に垂直な方向に向かってずれる距離Ｘ１２よりも長くなっており、波長λ３を有する光ビーム１８が回折素子９０によって回折されるために回折素子９０から距離Ｈだけ離れときに入射方向に垂直な方向に向かってずれる距離Ｘ１３は、距離Ｘ１２よりも短くなっており、距離Ｘ１１、距離Ｘ１２および距離Ｘ１３は、互いに異なっている。
【００１２】
このため、例えば、ある種類の光ディスクに情報を記録又は再生するためには波長λ１を有する光ビーム６を使用し、他の種類の光ディスクに情報を記録又は再生するためには波長λ１よりも短い波長λ２を有する光ビーム７を使用する場合には、波長λ１を有する光ビーム６を半導体レーザ１１が出射すると、ある種類の光ディスクによって反射された波長λ１の光ビーム６が、回折素子９０に設けられた回折格子９１によって回折され、角度θ１の方向に向かって出射して光検出器９５へ入射する。波長λ１よりも短いλ２を有する光ビーム７を半導体レーザ１１が出射すると、他の種類の光ディスクによって反射された波長λ２の光ビーム７が、回折素子９０に設けられた回折格子９１によって回折され、角度θ１よりも小さい角度θ２の方向に向かって出射して光検出器９６へ入射する。
【００１３】
従って、異なる種類の光ディスクに情報を記録又は再生するために異なる波長の光ビームを照射する場合には、異なる波長の光ビームごとに専用の光検出器を設けなければならないという問題がある。
【００１４】
本発明は係る問題を解決するためになされたものであり、その目的は、異なる種類の光ディスクに情報を記録又は再生するために照射された、異なる波長の光ビームを検出するための構成が簡単な回折素子および光ピックアップヘッド装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために本発明に係る回折素子は、第１波長λ１を有する第１光ビームを回折して第１の１次回折光を出射する第１回折格子と、前記第１波長λ１と異なる第２波長λ２を有する第２光ビームを回折して第２の１次回折光を出射する第２回折格子とを具備しており、前記第１回折格子と前記第２回折格子とは、前記第１回折格子によって回折された前記第１の１次回折光と前記第２回折格子によって回折された前記第２の１次回折光とが同一の光検出器へ集光するように配置されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る光ピックアップヘッド装置は、第１波長λ１を有する第１光ビームと前記第１波長λ１と異なる第２波長λ２を有する第２光ビームとを放射する放射光源と、前記放射光源から放射された前記第１光ビームと前記第２光ビームとを情報媒体へ集光する集光手段と、前記情報媒体によって反射された前記第１および前記第２光ビームをそれぞれ回折して第１および第２回折光を出射する回折素子と、前記第１および前記第２回折光を検出し、検出した前記第１および前記第２回折光を電気信号に変換する光検出器とを具備しており、前記回折素子は、前記第１波長λ１を有する前記第１光ビームを回折して前記第１回折光を出射する第１回折格子と、前記第１波長λ１と異なる前記第２波長λ２を有する前記第２光ビームを回折して前記第２回折光を出射する第２回折格子とを具備しており、前記第１回折格子と前記第２回折格子とは、前記第１回折格子によって回折された前記第１回折光と前記第２回折格子によって回折された前記第２回折光とが前記光検出器上の同一の位置へ集光するように配置されていることを特徴とする。
【００１７】
ここで回折格子とは、狭いスリットまたは溝の集合によって構成される光学素子をいい、これらのスリットまたは溝から回折されて出射する多数の光線が干渉して波長に応じて異なった方向にエネルギーが集まるものをいう。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明に係る回折素子においては、第１回折格子によって回折された第１の１次回折光と第２回折素子によって回折された第２の１次回折光とは、同一の光検出器へ集光する。このため、第１波長λ１を有する第１光ビームと第２波長λ２を有する第２光ビームとを同一の光検出器によって検出することができる。
【００１９】
前記回折素子には、前記第１光ビームと前記第２光ビームとのいずれかが入射されることが好ましい。このことにより、異なる情報媒体に対応して異なる波長を有する光ビームに基づく互いに異なる１次回折光を同一の光検出器によって検出することができる。
【００２０】
前記第１回折格子は、前記第２回折格子の格子間隔ｄと同一の格子間隔ｄを有していることが好ましい。第１および第２回折格子の格子間隔が同一であれば、容易に製造することができるからである。
【００２１】
前記第１ビームの前記第１波長λ１は、前記第２ビームの前記第２波長λ２よりも長くなっており、前記第１光ビームが前記第１回折格子へ入射する入射方向と前記第２光ビームが前記第２回折格子へ入射する入射方向とは、互いに同一の方向であり、前記第１回折格子から前記光検出器までの前記入射方向に沿った第１距離Ｈ１は、前記第２回折格子から前記光検出器までの前記入射方向に沿った第２距離Ｈ２よりも長くなっていることが好ましい。簡単な構成によって、互いに異なる波長を有する第１および第２光ビームを同一の光検出器へ集光させることができるからである。
【００２２】
前記第１回折格子を保持する第１保持部と、前記第２回折格子を保持する第２保持部とをさらに具備しており、前記第１保持部と前記第２保持部との間には、前記入射方向に沿って段差が形成されていることが好ましい。前記第２保持部は、前記第１保持部を囲むように設けられていてもよく、前記第１保持部は、前記第２保持部を囲むように設けられていてもよい。また、前記第２保持部は、前記第１保持部を挟むように設けられていてもよく、前記第１保持部は、前記第２保持部を挟むように設けられていてもよい。第１回折格子と第２回折格子とを簡単な構成によって保持することができるからである。
【００２３】
前記第１回折格子は、前記第２回折格子の格子間隔ｄと同一の格子間隔ｄを有しており、前記第１距離Ｈ１と前記第２距離Ｈ２とは、下記の条件式を実質的に満足しており、Ｈ１−Ｈ２＝(Ｘ１×(ｄ2−λ１2)1/2／λ１)−(Ｘ２×(ｄ2−λ２2)1/2／λ２)、ここで、Ｘ１は、前記第１回折格子から前記光検出器までの前記入射方向に垂直な方向沿った距離であり、Ｘ２は、前記第２回折格子から前記光検出器までの前記入射方向に垂直な方向沿った距離であることが好ましい。第１および第２回折格子と光検出器との配置を容易に決定することができるからである。
【００２４】
前記第１回折格子と前記第２回折格子とは、前記第１の１次回折光と前記第２の１次回折光とが前記光検出器上において実質的に同一の位置へ集光するように配置されていることが好ましい。第１の１次回折光と第２の１次回折光と検出する光検出器を小型化することができるからである。
【００２５】
本発明に係る光ピックアップヘッド装置においては、回折素子に設けられた第１回折格子によって回折された第１回折光と第２回折格子によって回折された第２回折光とは、光検出器上の同一の位置へ集光する。このため、異なる情報媒体から反射された、異なる波長を有する光ビームを同一の光検出器によって検出することができるとともに、光検出器を小型化することができる。
【００２６】
前記放射光源は、前記情報媒体の種類に応じて前記第１光ビームと前記第２光ビームとのいずれかを放射することが好ましい。複数種類の情報媒体からの１次回折光を同一の光検出器によって検出することができるからである。
【００２７】
前記回折素子は、前記放射光源と前記集光手段との間に配置されていることが好ましく、前記光検出器と前記前記放射光源とは、同一の平面に配置されていることが好ましく、前記光検出器と前記放射光源とは、一体に構成されていることが好ましく、前記光検出器は、前記放射光源を囲むように配置されていることが好ましい。また、前記光検出器は、前記放射光源を挟むように配置されていることが好ましい。光ピックアップヘッド装置を小型化することができるからである。
【００２８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本実施の形態に係る光ピックアップヘッド装置５０の模式断面図である。光ピックアップヘッド装置５０は、放射光源としての半導体レーザ１１を備えている。半導体レーザ１１は、平板状の保持部材１３上の略中央に保持されている。保持部材１３には、半導体レーザ１１を中心とする同心円上に単一の光検出器５が設けられている。半導体レーザ１１は、光ディスク１４の種類に応じて、例えば、波長λ１を有する光ビームと波長λ１よりも短い波長λ２を有する光ビームとのいずれかを回折素子１００に向かって出射する。
【００２９】
図２は、本実施の形態に係る光ピックアップヘッド装置５０に設けられた回折素子１００を説明するための模式断面図である。回折格子１００には、略円板形状をした保持部材８が半導体レーザ１１に対向する位置に設けられている。保持部材８のコリメータレンズ１５側の表面には、格子間隔ｄを有する回折格子１が保持されている。保持部材８の光検出器５側の表面における周縁には、略円筒形状をした段差部材１０が光検出器５側に向かって突出するように形成されている。段差部材１０の光検出器５側には、略中空円板形状をした保持部材９が段差部材１０の外側に向かって突出するように形成されている。保持部材９のコリメータレンズ１５側の表面には、格子間隔ｄを有する回折格子３が保持されている。
【００３０】
半導体レーザ１１から出射された光ビームは、回折素子１００を透過する。回折素子１００を透過した光ビームは、集光系１２に設けられたコリメータレンズ１５によって集光され、集光系１２に設けられた対物レンズ１６へ入射する。対物レンズ１６へ入射した光ビームは、対物レンズ１６によって情報媒体である光ディスク１４上に集光され、光ディスク１４によって反射される。光ディスク１４によって反射された光ビームは、元の経路を逆に辿って、回折素子１００へ入射する。
【００３１】
波長λ１を有する光ビーム６が保持部材８に垂直な方向に沿って、回折素子１００に設けられた回折格子１へ入射すると、入射した光ビーム６は、回折格子１によって回折され、入射方向に対して角度θ１をなす方向に沿って１次回折光２として出射する。波長λ１を有する光ビーム６が回折素子１によって回折されて出射する角度θ１は、
ｄ×ｓｉｎθ１＝ｎ×λ１、
なる関係を満足する。
【００３２】
光ビーム６の波長λ１よりも短い波長λ２を有する光ビーム７が保持部材９に垂直な方向に沿って回折素子３へ入射すると、入射した光ビーム７は回折格子３によって回折され、入射方向に対して角度θ１よりも小さい角度θ２をなす方向に沿って１次回折光４として出射する。
【００３３】
波長λ２を有する光ビーム７が回折素子９０によって回折されて出射する角度θ２は、
ｄ×ｓｉｎθ２＝ｎ×λ２、
なる関係を満足する。
【００３４】
回折格子１および回折格子３をそれぞれ保持する保持部材８および保持部材９ならびに保持部材８と保持部材９との間の段差を形成する段差部材１０を、以下に示す条件式を満足するように構成すると、回折格子１によって回折された１次回折光２と回折格子３によって回折された１次回折光４とを、同一の光検出器５上において実質的に同じ位置へ集光させることができる。
【００３５】
Ｈ１−Ｈ２＝(Ｘ１×(ｄ2−λ１2)1/2／λ１)−(Ｘ２×(ｄ2−λ２2)1/2／λ２)、
ここで、
Ｘ１：回折格子１から光検出器５までの入射方向に垂直な方向に沿った距離、
Ｘ２：回折格子３から光検出器５までの入射方向に垂直な方向沿った距離、
ｄ：回折格子１および回折格子３の格子間隔、
λ１：光ビーム６の波長、
λ２：光ビーム７の波長、
である。
【００３６】
このように、回折格子１と回折格子３とは、回折格子１によって回折された１次回折光２と回折格子３によって回折された１次回折光４とが同一の光検出器５上の同一の位置へ集光するように配置されている。
【００３７】
このため、例えば、ある種類の光ディスクに情報を記録又は再生するためには波長λ１を有する光ビーム６を使用し、他の種類の光ディスクに情報を記録又は再生するためには波長λ１よりも短い波長λ２を有する光ビーム７を使用する場合には、波長λ１を有する光ビーム６を半導体レーザ１１が出射すると、ある種類の光ディスクによって反射された波長λ１の光ビーム６は、回折素子１００に設けられた回折格子１によって回折され、角度θ１の方向に向かって出射して光検出器５へ入射する。波長λ１よりも短いλ２を有する光ビーム７を半導体レーザ１１が出射すると、他の種類の光ディスクによって反射された波長λ２の光ビーム７は、回折素子１００に設けられた回折格子３によって回折され、角度θ１よりも小さい角度θ２の方向に向かって出射して、波長λ１を有する光ビーム６に基づく第１回折光２が入射した光検出器と同一の光検出器５へ入射する。
【００３８】
光検出器５は、入射した１次回折光を検出し、検出した１次回折光を、サーボ信号および情報信号を得るための電気信号に変換する。
【００３９】
以上のように本実施の形態によれば、回折格子１と回折格子３とは、回折格子１によって回折された１次回折光２と回折格子３によって回折された１次回折光４とが同一の光検出器５へ集光するように配置されている。このため、このため、異なる情報媒体から反射された、異なる波長を有する光ビームを同一の光検出器によって検出することができる。その結果、異なる種類の光ディスクに情報を記録又は再生するために照射された、異なる波長の光ビームを検出するための構成が簡単な回折素子および光ピックアップヘッド装置を提供することができる。
【００４０】
なお、略中空円板形状をした保持部材９が保持部材８を囲むように配置されており、光検出器５が半導体レーザ１１を囲むように配置されている例を示したが、本発明はこれに限定されない。保持部材８を挟むように複数の保持部材９を配置し、半導体レーザ１１を挟むように複数の光検出器５を配置してもよい。また、半導体レーザ１１の片側にのみ光検出器５を配置してもよい。さらに、１個の半導体レーザ１１を設けた例を示したが、２個以上の半導体レーザを並べて配置してもよい。
【００４１】
図３は、本実施の形態に係る他の回折素子１００Ａによって回折された１次回折光を説明するための模式断面図である。図１および図２を参照して前述した回折格子１００の構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付している。従って、これらの構成要素の詳細な説明は省略する。前述した回折素子１００と異なる点は、回折格子２０、保持部材１７および段差部材１０Ａをさらに備えている点である。
【００４２】
図３を参照すると、回折格子１００Ａにおいて、略中空円板形状をした保持部材９の光検出器５側の表面における周縁には、略円筒形状をした段差部材１０Ａが光検出器５側に向かって突出するようにさらに形成されている。段差部材１０Ａの光検出器５側には、略中空円板形状をした保持部材１７が段差部材１０Ａの外側に向かって突出するようにさらに形成されている。保持部材１７のコリメータレンズ１５側の表面には、格子間隔ｄを有する回折格子２０が保持されている。
【００４３】
光ビーム７の波長λ２よりもさらに短い波長λ３を有する光ビーム１８が保持部材１７に垂直な方向に沿って回折素子１００Ａへ入射すると、入射した光ビーム１８は回折格子２０によって回折され、入射方向に対して角度θ２よりもさらに小さい角度θ３をなす方向に沿って１次回折光１９として出射する。
【００４４】
波長λ３を有する光ビーム１８が回折格子２０によって回折されて出射する角度θ３は、
ｄ×ｓｉｎθ３＝ｎ×λ２、
なる関係を満足する。
【００４５】
回折格子３および回折格子２０をそれぞれ保持する保持部材９および保持部材１７ならびに保持部材９と保持部材１７との間の段差を形成する段差部材１０Ａを、以下に示す条件式を満足するように構成すると、回折格子３によって回折された１次回折光４と回折格子２０によって回折された１次回折光１９とを、同一の光検出器５上において実質的に同じ位置へ集光させることができる。
【００４６】
Ｈ２−Ｈ３＝(Ｘ２×(ｄ2−λ２2)1/2／λ２)−(Ｘ３×(ｄ2−λ３2)1/2／λ３)、
ここで、
Ｘ２：回折格子３から光検出器５までの入射方向に垂直な方向沿った距離、
Ｘ３：回折格子２０から光検出器５までの入射方向に垂直な方向に沿った距離、
ｄ：回折格子３および回折格子２０の格子間隔、
λ２：光ビーム７の波長、
λ３：光ビーム１８の波長、
である。
【００４７】
このように、回折素子に設ける段差部材は１個のみならず２個でもよい。２個の段差部材を設けると、３種類の光ディスクに対応する３種類の波長の光ビームを同一の光検出器へ集光させるための３種類の回折格子を設けることができる。
【００４８】
図４は、本実施の形態に係るさらに他の回折素子１００Ｂを説明するための模式断面図である。図１および図２を参照して前述した回折格子１００の構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付している。従って、これらの構成要素の詳細な説明は省略する。前述した回折素子１００においては、回折格子３を保持する保持部材９が回折格子１を保持する保持部材８を囲むように、コリメータレンズ１５側に向かって凸部が形成される構成としていたが、逆に、回折格子１を保持する保持部材８Ｂが、回折格子３を保持する保持部材９Ｂを囲むように、コリメータレンズ１５側から見て凹部が形成される構成としても、前述した作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
【００４９】
図５は、本実施の形態に係るさらに他の回折素子１００Ｃを説明するための模式断面図である。図３を参照して前述した回折素子１００Ａの構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付している。従って、これらの構成要素の詳細な説明は省略する。前述した回折素子１００Ａと異なる点は、回折格子２２、保持部材２１および段差部材１０Ｃをさらに備えている点である。
【００５０】
回折格子１００Ｃにおいて、略中空円板形状をした保持部材１７の光検出器５側の表面における周縁には、略円筒形状をした段差部材１０Ｃが光検出器５側に向かって突出するようにさらに形成されている。段差部材１０Ｃの光検出器５側には、略中空円板形状をした保持部材２１が段差部材１０Ｃの外側に向かって突出するようにさらに形成されている。保持部材２１のコリメータレンズ１５側の表面には、格子間隔ｄを有する回折格子２２が保持されている。このように、回折素子に設ける段差は３個であってもよく、また４個以上であってもよい。
【００５１】
なお、本実施の形態においては、各回折格子が平板状に形成されている例を示したが、本発明はこれに限定されない。各回折格子にレンズ効果が生ずるように各回折格子に曲率を持たせると、光検出器５上のより狭い領域に各１次回折光をそれぞれ集光させることができる。このため、光検出器５の集光面積をより一層狭くすることができるので、光ピックアップヘッド装置を小型化することができる。さらに光検出器５の検出感度を向上させることもできる。
【００５２】
また、回折素子１００が半導体レーザ１１とコリメータレンズ１５との間に配置されている例を示したが、コリメータレンズ１５と対物レンズ１６との間に配置してもよい。
【００５３】
さらに、半導体レーザ１１と回折素子１００との間に、半導体レーザ１１から出射された光ビームを回折させるための回折素子が配置されていてもよい。
【００５４】
光検出器５と半導体レーザ１１とが保持部材１３によって一体に構成されている例を示したが、光検出器５と半導体レーザ１１とは分離して設けられていてもよい。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、異なる種類の光ディスクに情報を記録又は再生するために照射された、異なる波長の光ビームを検出するための構成が簡単な回折素子および光ピックアップヘッド装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る光ピックアップヘッド装置の模式断面図
【図２】本実施の形態に係る光ピックアップヘッド装置に設けられた回折素子によって回折された１次回折光を説明するための模式断面図
【図３】本実施の形態に係る他の回折素子によって回折された１次回折光を説明するための模式断面図
【図４】本実施の形態に係るさらに他の回折素子を説明するための模式断面図
【図５】本実施の形態に係るさらに他の回折素子を説明するための模式断面図
【図６】従来の光ピックアップヘッド装置の模式断面図
【図７】従来の回折格子の模式断面図
【図８】従来の回折素子によって回折された１次回折光を説明するための模式断面図
【符号の説明】
１ 回折格子
２ １次回折光
３ 回折格子
４ １次回折光
５ 光検出器
６、７ 光ビーム
８、９ 保持部
１０ 段差部材
１１ 半導体レーザ
１２ 集光系
１３ 保持部材
１４ 光ディスク
５０ 光ピックアップヘッド装置
１００ 回折素子
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクあるいは光カードなど、光媒体もしくは光磁気媒体上に情報の記録・再生あるいは消去を行う光ピックアップヘッド装置およびこれに設けられた回折素子に関する。
【０００２】
【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有する光ディスク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などその応用が拡大しつつある。この光メモリ技術では、情報は微小に絞られた光ビームを介して光ディスクへ高い精度と信頼性を持って記録再生される。この記録再生動作は、ひとえにその光学系に依存している。
【０００３】
その光学系の主要部である光ピックアップヘッド装置の基本的な機能は、回折限界の微小スポットを形成する集光機能、前記光学系の焦点制御機能とトラッキング制御機能、及びピット信号の検出機能に大別される。これらの機能は、その目的と用途に応じて各種の光学系と光電変換検出方式との組合せによって実現されている。特に近年、光ピックアップヘッド装置を小型化、薄型化するために、回折素子が設けられた光ピックアップヘッド装置が開示されている。
【０００４】
以下、回折素子が設けられた光ピックアップヘッド装置を説明する。図６は従来の光ピックアップヘッド装置８０を説明するための模式断面図であり、図７は光ピックアップヘッド装置８０に設けられた従来の回折格子９０の模式断面図である。光ピックアップヘッド装置８０は、放射光源としての半導体レーザ１１を備えている。半導体レーザ１１は、平板状の保持部材９３上の略中央に保持されている。保持部材９３には、半導体レーザ１１を中心とする同心円上に光検出器９６が設けられており、光検出器９６の外側には、半導体レーザ１１を中心とする同心円上に光検出器９５が設けられている。半導体レーザ１１は、光ディスク１４の種類に応じて、例えば、波長λ１を有する光ビームと波長λ１よりも短い波長λ２を有する光ビームとのいずれかを回折素子９０に向かって出射する。
【０００５】
半導体レーザ１１から出射された光ビームは、格子間隔ｄを有する回折格子９１と回折格子９１を保持する保持部材９８とを有する回折素子９０を透過する。回折素子９０を透過した光ビームは、集光系１２に設けられたコリメータレンズ１５によって集光され、集光系１２に設けられた対物レンズ１６へ入射する。対物レンズ１６へ入射した光ビームは、対物レンズ１６によって情報媒体である光ディスク１４上に集光され、光ディスク１４によって反射される。
【０００６】
光ディスク１４によって反射された光ビームは、元の経路を逆に辿って、回折素子９０へ入射する。回折素子９０へ入射した光ビームは、回折素子９０に設けられた回折格子９１によって１次回折光に回折され、光ビームの波長に応じて、光検出器９５または光検出器９６へ入射する。光検出器９５および９６は、入射した１次回折光を検出し、検出した１次回折光を、サーボ信号および情報信号を得るための電気信号に変換する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前述した従来の光ピックアップヘッド装置８０は、以下に示す問題を有している。図８は、従来の回折素子９０によって回折された１次回折光を説明するための模式断面図である。
【０００８】
波長λ１を有する光ビーム６が回折素子９０に垂直な方向に沿って回折素子９０へ入射すると、回折素子９０に設けられた回折格子９１によって回折され、入射方向に対して角度θ１をなす方向に沿って１次回折光２として出射する。光ビーム６の波長λ１よりも短い波長λ２を有する光ビーム７が回折素子９０に垂直な方向に沿って回折素子９０へ入射すると、回折格子９１によって回折され、入射方向に対して角度θ１よりも小さい角度θ２をなす方向に沿って１次回折光４として出射する。光ビーム７の波長λ２よりも短い波長λ３を有する光ビーム１８が回折素子９０へ入射すると、回折格子９１によって回折され、入射方向に対して角度θ２よりも小さい角度θ３をなす方向に沿って１次回折光１９として出射する。
【０００９】
波長λ１を有する光ビーム６が回折素子９０によって回折されて出射する角度θ１は、
ｄ×ｓｉｎθ１＝ｎ×λ１、
なる関係を満足し、
波長λ２を有する光ビーム７が回折素子９０によって回折されて出射する角度θ２は、
ｄ×ｓｉｎθ２＝ｎ×λ２、
なる関係を満足し、
波長λ３を有する光ビーム１８が回折素子９０によって回折されて出射する角度θ３は、
ｄ×ｓｉｎθ３＝ｎ×λ３、
なる関係を満足する。
【００１０】
このように、波長λ１を有する光ビーム６が回折素子９０によって回折されて出射する角度θ１は、波長λ２を有する光ビーム７が回折素子９０によって回折されて出射する角度θ２よりも大きく、波長λ３を有する光ビーム１８が回折素子９０によって回折されて出射する角度θ３は、角度θ２よりも小さくなっており、角度θ１、角度θ２および角度θ３は互いに異なっている。
【００１１】
従って、波長λ１を有する光ビーム６が回折素子９０によって回折されるために入射方向に沿って回折素子９０から距離Ｈだけ離れときに入射方向に垂直な方向に向かってずれる距離Ｘ１１は、波長λ２を有する光ビーム７が回折素子９０によって回折されるために回折素子９０から距離Ｈだけ離れときに入射方向に垂直な方向に向かってずれる距離Ｘ１２よりも長くなっており、波長λ３を有する光ビーム１８が回折素子９０によって回折されるために回折素子９０から距離Ｈだけ離れときに入射方向に垂直な方向に向かってずれる距離Ｘ１３は、距離Ｘ１２よりも短くなっており、距離Ｘ１１、距離Ｘ１２および距離Ｘ１３は、互いに異なっている。
【００１２】
このため、例えば、ある種類の光ディスクに情報を記録又は再生するためには波長λ１を有する光ビーム６を使用し、他の種類の光ディスクに情報を記録又は再生するためには波長λ１よりも短い波長λ２を有する光ビーム７を使用する場合には、波長λ１を有する光ビーム６を半導体レーザ１１が出射すると、ある種類の光ディスクによって反射された波長λ１の光ビーム６が、回折素子９０に設けられた回折格子９１によって回折され、角度θ１の方向に向かって出射して光検出器９５へ入射する。波長λ１よりも短いλ２を有する光ビーム７を半導体レーザ１１が出射すると、他の種類の光ディスクによって反射された波長λ２の光ビーム７が、回折素子９０に設けられた回折格子９１によって回折され、角度θ１よりも小さい角度θ２の方向に向かって出射して光検出器９６へ入射する。
【００１３】
従って、異なる種類の光ディスクに情報を記録又は再生するために異なる波長の光ビームを照射する場合には、異なる波長の光ビームごとに専用の光検出器を設けなければならないという問題がある。
【００１４】
本発明は係る問題を解決するためになされたものであり、その目的は、異なる種類の光ディスクに情報を記録又は再生するために照射された、異なる波長の光ビームを検出するための構成が簡単な回折素子および光ピックアップヘッド装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために本発明に係る回折素子は、第１波長λ１を有する第１光ビームを回折して第１の１次回折光を出射する第１回折格子と、前記第１波長λ１と異なる第２波長λ２を有する第２光ビームを回折して第２の１次回折光を出射する第２回折格子とを具備しており、前記第１回折格子と前記第２回折格子とは、前記第１回折格子によって回折された前記第１の１次回折光と前記第２回折格子によって回折された前記第２の１次回折光とが同一の光検出器へ集光するように配置されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る光ピックアップヘッド装置は、第１波長λ１を有する第１光ビームと前記第１波長λ１と異なる第２波長λ２を有する第２光ビームとを放射する放射光源と、前記放射光源から放射された前記第１光ビームと前記第２光ビームとを情報媒体へ集光する集光手段と、前記情報媒体によって反射された前記第１および前記第２光ビームをそれぞれ回折して第１および第２回折光を出射する回折素子と、前記第１および前記第２回折光を検出し、検出した前記第１および前記第２回折光を電気信号に変換する光検出器とを具備しており、前記回折素子は、前記第１波長λ１を有する前記第１光ビームを回折して前記第１回折光を出射する第１回折格子と、前記第１波長λ１と異なる前記第２波長λ２を有する前記第２光ビームを回折して前記第２回折光を出射する第２回折格子とを具備しており、前記第１回折格子と前記第２回折格子とは、前記第１回折格子によって回折された前記第１回折光と前記第２回折格子によって回折された前記第２回折光とが前記光検出器上の同一の位置へ集光するように配置されていることを特徴とする。
【００１７】
ここで回折格子とは、狭いスリットまたは溝の集合によって構成される光学素子をいい、これらのスリットまたは溝から回折されて出射する多数の光線が干渉して波長に応じて異なった方向にエネルギーが集まるものをいう。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明に係る回折素子においては、第１回折格子によって回折された第１の１次回折光と第２回折素子によって回折された第２の１次回折光とは、同一の光検出器へ集光する。このため、第１波長λ１を有する第１光ビームと第２波長λ２を有する第２光ビームとを同一の光検出器によって検出することができる。
【００１９】
前記回折素子には、前記第１光ビームと前記第２光ビームとのいずれかが入射されることが好ましい。このことにより、異なる情報媒体に対応して異なる波長を有する光ビームに基づく互いに異なる１次回折光を同一の光検出器によって検出することができる。
【００２０】
前記第１回折格子は、前記第２回折格子の格子間隔ｄと同一の格子間隔ｄを有していることが好ましい。第１および第２回折格子の格子間隔が同一であれば、容易に製造することができるからである。
【００２１】
前記第１ビームの前記第１波長λ１は、前記第２ビームの前記第２波長λ２よりも長くなっており、前記第１光ビームが前記第１回折格子へ入射する入射方向と前記第２光ビームが前記第２回折格子へ入射する入射方向とは、互いに同一の方向であり、前記第１回折格子から前記光検出器までの前記入射方向に沿った第１距離Ｈ１は、前記第２回折格子から前記光検出器までの前記入射方向に沿った第２距離Ｈ２よりも長くなっていることが好ましい。簡単な構成によって、互いに異なる波長を有する第１および第２光ビームを同一の光検出器へ集光させることができるからである。
【００２２】
前記第１回折格子を保持する第１保持部と、前記第２回折格子を保持する第２保持部とをさらに具備しており、前記第１保持部と前記第２保持部との間には、前記入射方向に沿って段差が形成されていることが好ましい。前記第２保持部は、前記第１保持部を囲むように設けられていてもよく、前記第１保持部は、前記第２保持部を囲むように設けられていてもよい。また、前記第２保持部は、前記第１保持部を挟むように設けられていてもよく、前記第１保持部は、前記第２保持部を挟むように設けられていてもよい。第１回折格子と第２回折格子とを簡単な構成によって保持することができるからである。
【００２３】
前記第１回折格子は、前記第２回折格子の格子間隔ｄと同一の格子間隔ｄを有しており、前記第１距離Ｈ１と前記第２距離Ｈ２とは、下記の条件式を実質的に満足しており、Ｈ１−Ｈ２＝(Ｘ１×(ｄ2−λ１2)1/2／λ１)−(Ｘ２×(ｄ2−λ２2)1/2／λ２)、ここで、Ｘ１は、前記第１回折格子から前記光検出器までの前記入射方向に垂直な方向沿った距離であり、Ｘ２は、前記第２回折格子から前記光検出器までの前記入射方向に垂直な方向沿った距離であることが好ましい。第１および第２回折格子と光検出器との配置を容易に決定することができるからである。
【００２４】
前記第１回折格子と前記第２回折格子とは、前記第１の１次回折光と前記第２の１次回折光とが前記光検出器上において実質的に同一の位置へ集光するように配置されていることが好ましい。第１の１次回折光と第２の１次回折光と検出する光検出器を小型化することができるからである。
【００２５】
本発明に係る光ピックアップヘッド装置においては、回折素子に設けられた第１回折格子によって回折された第１回折光と第２回折格子によって回折された第２回折光とは、光検出器上の同一の位置へ集光する。このため、異なる情報媒体から反射された、異なる波長を有する光ビームを同一の光検出器によって検出することができるとともに、光検出器を小型化することができる。
【００２６】
前記放射光源は、前記情報媒体の種類に応じて前記第１光ビームと前記第２光ビームとのいずれかを放射することが好ましい。複数種類の情報媒体からの１次回折光を同一の光検出器によって検出することができるからである。
【００２７】
前記回折素子は、前記放射光源と前記集光手段との間に配置されていることが好ましく、前記光検出器と前記前記放射光源とは、同一の平面に配置されていることが好ましく、前記光検出器と前記放射光源とは、一体に構成されていることが好ましく、前記光検出器は、前記放射光源を囲むように配置されていることが好ましい。また、前記光検出器は、前記放射光源を挟むように配置されていることが好ましい。光ピックアップヘッド装置を小型化することができるからである。
【００２８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本実施の形態に係る光ピックアップヘッド装置５０の模式断面図である。光ピックアップヘッド装置５０は、放射光源としての半導体レーザ１１を備えている。半導体レーザ１１は、平板状の保持部材１３上の略中央に保持されている。保持部材１３には、半導体レーザ１１を中心とする同心円上に単一の光検出器５が設けられている。半導体レーザ１１は、光ディスク１４の種類に応じて、例えば、波長λ１を有する光ビームと波長λ１よりも短い波長λ２を有する光ビームとのいずれかを回折素子１００に向かって出射する。
【００２９】
図２は、本実施の形態に係る光ピックアップヘッド装置５０に設けられた回折素子１００を説明するための模式断面図である。回折格子１００には、略円板形状をした保持部材８が半導体レーザ１１に対向する位置に設けられている。保持部材８のコリメータレンズ１５側の表面には、格子間隔ｄを有する回折格子１が保持されている。保持部材８の光検出器５側の表面における周縁には、略円筒形状をした段差部材１０が光検出器５側に向かって突出するように形成されている。段差部材１０の光検出器５側には、略中空円板形状をした保持部材９が段差部材１０の外側に向かって突出するように形成されている。保持部材９のコリメータレンズ１５側の表面には、格子間隔ｄを有する回折格子３が保持されている。
【００３０】
半導体レーザ１１から出射された光ビームは、回折素子１００を透過する。回折素子１００を透過した光ビームは、集光系１２に設けられたコリメータレンズ１５によって集光され、集光系１２に設けられた対物レンズ１６へ入射する。対物レンズ１６へ入射した光ビームは、対物レンズ１６によって情報媒体である光ディスク１４上に集光され、光ディスク１４によって反射される。光ディスク１４によって反射された光ビームは、元の経路を逆に辿って、回折素子１００へ入射する。
【００３１】
波長λ１を有する光ビーム６が保持部材８に垂直な方向に沿って、回折素子１００に設けられた回折格子１へ入射すると、入射した光ビーム６は、回折格子１によって回折され、入射方向に対して角度θ１をなす方向に沿って１次回折光２として出射する。波長λ１を有する光ビーム６が回折素子１によって回折されて出射する角度θ１は、
ｄ×ｓｉｎθ１＝ｎ×λ１、
なる関係を満足する。
【００３２】
光ビーム６の波長λ１よりも短い波長λ２を有する光ビーム７が保持部材９に垂直な方向に沿って回折素子３へ入射すると、入射した光ビーム７は回折格子３によって回折され、入射方向に対して角度θ１よりも小さい角度θ２をなす方向に沿って１次回折光４として出射する。
【００３３】
波長λ２を有する光ビーム７が回折素子９０によって回折されて出射する角度θ２は、
ｄ×ｓｉｎθ２＝ｎ×λ２、
なる関係を満足する。
【００３４】
回折格子１および回折格子３をそれぞれ保持する保持部材８および保持部材９ならびに保持部材８と保持部材９との間の段差を形成する段差部材１０を、以下に示す条件式を満足するように構成すると、回折格子１によって回折された１次回折光２と回折格子３によって回折された１次回折光４とを、同一の光検出器５上において実質的に同じ位置へ集光させることができる。
【００３５】
Ｈ１−Ｈ２＝(Ｘ１×(ｄ2−λ１2)1/2／λ１)−(Ｘ２×(ｄ2−λ２2)1/2／λ２)、
ここで、
Ｘ１：回折格子１から光検出器５までの入射方向に垂直な方向に沿った距離、
Ｘ２：回折格子３から光検出器５までの入射方向に垂直な方向沿った距離、
ｄ：回折格子１および回折格子３の格子間隔、
λ１：光ビーム６の波長、
λ２：光ビーム７の波長、
である。
【００３６】
このように、回折格子１と回折格子３とは、回折格子１によって回折された１次回折光２と回折格子３によって回折された１次回折光４とが同一の光検出器５上の同一の位置へ集光するように配置されている。
【００３７】
このため、例えば、ある種類の光ディスクに情報を記録又は再生するためには波長λ１を有する光ビーム６を使用し、他の種類の光ディスクに情報を記録又は再生するためには波長λ１よりも短い波長λ２を有する光ビーム７を使用する場合には、波長λ１を有する光ビーム６を半導体レーザ１１が出射すると、ある種類の光ディスクによって反射された波長λ１の光ビーム６は、回折素子１００に設けられた回折格子１によって回折され、角度θ１の方向に向かって出射して光検出器５へ入射する。波長λ１よりも短いλ２を有する光ビーム７を半導体レーザ１１が出射すると、他の種類の光ディスクによって反射された波長λ２の光ビーム７は、回折素子１００に設けられた回折格子３によって回折され、角度θ１よりも小さい角度θ２の方向に向かって出射して、波長λ１を有する光ビーム６に基づく第１回折光２が入射した光検出器と同一の光検出器５へ入射する。
【００３８】
光検出器５は、入射した１次回折光を検出し、検出した１次回折光を、サーボ信号および情報信号を得るための電気信号に変換する。
【００３９】
以上のように本実施の形態によれば、回折格子１と回折格子３とは、回折格子１によって回折された１次回折光２と回折格子３によって回折された１次回折光４とが同一の光検出器５へ集光するように配置されている。このため、このため、異なる情報媒体から反射された、異なる波長を有する光ビームを同一の光検出器によって検出することができる。その結果、異なる種類の光ディスクに情報を記録又は再生するために照射された、異なる波長の光ビームを検出するための構成が簡単な回折素子および光ピックアップヘッド装置を提供することができる。
【００４０】
なお、略中空円板形状をした保持部材９が保持部材８を囲むように配置されており、光検出器５が半導体レーザ１１を囲むように配置されている例を示したが、本発明はこれに限定されない。保持部材８を挟むように複数の保持部材９を配置し、半導体レーザ１１を挟むように複数の光検出器５を配置してもよい。また、半導体レーザ１１の片側にのみ光検出器５を配置してもよい。さらに、１個の半導体レーザ１１を設けた例を示したが、２個以上の半導体レーザを並べて配置してもよい。
【００４１】
図３は、本実施の形態に係る他の回折素子１００Ａによって回折された１次回折光を説明するための模式断面図である。図１および図２を参照して前述した回折格子１００の構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付している。従って、これらの構成要素の詳細な説明は省略する。前述した回折素子１００と異なる点は、回折格子２０、保持部材１７および段差部材１０Ａをさらに備えている点である。
【００４２】
図３を参照すると、回折格子１００Ａにおいて、略中空円板形状をした保持部材９の光検出器５側の表面における周縁には、略円筒形状をした段差部材１０Ａが光検出器５側に向かって突出するようにさらに形成されている。段差部材１０Ａの光検出器５側には、略中空円板形状をした保持部材１７が段差部材１０Ａの外側に向かって突出するようにさらに形成されている。保持部材１７のコリメータレンズ１５側の表面には、格子間隔ｄを有する回折格子２０が保持されている。
【００４３】
光ビーム７の波長λ２よりもさらに短い波長λ３を有する光ビーム１８が保持部材１７に垂直な方向に沿って回折素子１００Ａへ入射すると、入射した光ビーム１８は回折格子２０によって回折され、入射方向に対して角度θ２よりもさらに小さい角度θ３をなす方向に沿って１次回折光１９として出射する。
【００４４】
波長λ３を有する光ビーム１８が回折格子２０によって回折されて出射する角度θ３は、
ｄ×ｓｉｎθ３＝ｎ×λ２、
なる関係を満足する。
【００４５】
回折格子３および回折格子２０をそれぞれ保持する保持部材９および保持部材１７ならびに保持部材９と保持部材１７との間の段差を形成する段差部材１０Ａを、以下に示す条件式を満足するように構成すると、回折格子３によって回折された１次回折光４と回折格子２０によって回折された１次回折光１９とを、同一の光検出器５上において実質的に同じ位置へ集光させることができる。
【００４６】
Ｈ２−Ｈ３＝(Ｘ２×(ｄ2−λ２2)1/2／λ２)−(Ｘ３×(ｄ2−λ３2)1/2／λ３)、
ここで、
Ｘ２：回折格子３から光検出器５までの入射方向に垂直な方向沿った距離、
Ｘ３：回折格子２０から光検出器５までの入射方向に垂直な方向に沿った距離、
ｄ：回折格子３および回折格子２０の格子間隔、
λ２：光ビーム７の波長、
λ３：光ビーム１８の波長、
である。
【００４７】
このように、回折素子に設ける段差部材は１個のみならず２個でもよい。２個の段差部材を設けると、３種類の光ディスクに対応する３種類の波長の光ビームを同一の光検出器へ集光させるための３種類の回折格子を設けることができる。
【００４８】
図４は、本実施の形態に係るさらに他の回折素子１００Ｂを説明するための模式断面図である。図１および図２を参照して前述した回折格子１００の構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付している。従って、これらの構成要素の詳細な説明は省略する。前述した回折素子１００においては、回折格子３を保持する保持部材９が回折格子１を保持する保持部材８を囲むように、コリメータレンズ１５側に向かって凸部が形成される構成としていたが、逆に、回折格子１を保持する保持部材８Ｂが、回折格子３を保持する保持部材９Ｂを囲むように、コリメータレンズ１５側から見て凹部が形成される構成としても、前述した作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
【００４９】
図５は、本実施の形態に係るさらに他の回折素子１００Ｃを説明するための模式断面図である。図３を参照して前述した回折素子１００Ａの構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付している。従って、これらの構成要素の詳細な説明は省略する。前述した回折素子１００Ａと異なる点は、回折格子２２、保持部材２１および段差部材１０Ｃをさらに備えている点である。
【００５０】
回折格子１００Ｃにおいて、略中空円板形状をした保持部材１７の光検出器５側の表面における周縁には、略円筒形状をした段差部材１０Ｃが光検出器５側に向かって突出するようにさらに形成されている。段差部材１０Ｃの光検出器５側には、略中空円板形状をした保持部材２１が段差部材１０Ｃの外側に向かって突出するようにさらに形成されている。保持部材２１のコリメータレンズ１５側の表面には、格子間隔ｄを有する回折格子２２が保持されている。このように、回折素子に設ける段差は３個であってもよく、また４個以上であってもよい。
【００５１】
なお、本実施の形態においては、各回折格子が平板状に形成されている例を示したが、本発明はこれに限定されない。各回折格子にレンズ効果が生ずるように各回折格子に曲率を持たせると、光検出器５上のより狭い領域に各１次回折光をそれぞれ集光させることができる。このため、光検出器５の集光面積をより一層狭くすることができるので、光ピックアップヘッド装置を小型化することができる。さらに光検出器５の検出感度を向上させることもできる。
【００５２】
また、回折素子１００が半導体レーザ１１とコリメータレンズ１５との間に配置されている例を示したが、コリメータレンズ１５と対物レンズ１６との間に配置してもよい。
【００５３】
さらに、半導体レーザ１１と回折素子１００との間に、半導体レーザ１１から出射された光ビームを回折させるための回折素子が配置されていてもよい。
【００５４】
光検出器５と半導体レーザ１１とが保持部材１３によって一体に構成されている例を示したが、光検出器５と半導体レーザ１１とは分離して設けられていてもよい。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、異なる種類の光ディスクに情報を記録又は再生するために照射された、異なる波長の光ビームを検出するための構成が簡単な回折素子および光ピックアップヘッド装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る光ピックアップヘッド装置の模式断面図
【図２】本実施の形態に係る光ピックアップヘッド装置に設けられた回折素子によって回折された１次回折光を説明するための模式断面図
【図３】本実施の形態に係る他の回折素子によって回折された１次回折光を説明するための模式断面図
【図４】本実施の形態に係るさらに他の回折素子を説明するための模式断面図
【図５】本実施の形態に係るさらに他の回折素子を説明するための模式断面図
【図６】従来の光ピックアップヘッド装置の模式断面図
【図７】従来の回折格子の模式断面図
【図８】従来の回折素子によって回折された１次回折光を説明するための模式断面図
【符号の説明】
１ 回折格子
２ １次回折光
３ 回折格子
４ １次回折光
５ 光検出器
６、７ 光ビーム
８、９ 保持部
１０ 段差部材
１１ 半導体レーザ
１２ 集光系
１３ 保持部材
１４ 光ディスク
５０ 光ピックアップヘッド装置
１００ 回折素子
Claims (18)
- 第１波長λ１を有する第１光ビームを回折して第１の１次回折光を出射する第１回折格子が形成された第１の面と、
前記第１波長λ１と異なる第２波長λ２を有する第２光ビームを回折して第２の１次回折光を出射する第２回折格子が形成された第２の面とを具備しており、
前記第１の面と前記第２の面とは、前記第１回折格子によって回折された前記第１の１次回折光と前記第２回折格子によって回折された前記第２の１次回折光とが同一の光検出器へ集光するように前記第１光ビームと前記第２光ビームとが入射される側に配置され、前記第１の面と前記第２の面とは段差部を介して連続的につながっていることを特徴とする回折素子。 - 前記回折素子には、前記第１光ビームと前記第２光ビームとのいずれかが入射される、請求項１記載の回折素子。
- 前記第１回折格子は、前記第２回折格子の格子間隔ｄと同一の格子間隔ｄを有している、請求項１記載の回折素子。
- 前記第１ビームの前記第１波長λ１は、前記第２ビームの前記第２波長λ２よりも長くなっており、
前記第１光ビームが前記第１回折格子へ入射する入射方向と前記第２光ビームが前記第２回折格子へ入射する入射方向とは、互いに同一の方向であり、
前記第１回折格子から前記光検出器までの前記入射方向に沿った第１距離Ｈ１は、前記第２回折格子から前記光検出器までの前記入射方向に沿った第２距離Ｈ２よりも長くなっている、請求項１記載の回折素子。 - 前記第１の面を備えた第１保持部と、
前記第２の面を備えた第２保持部とをさらに具備しており、
前記第１保持部と前記第２保持部との間には、前記入射方向に沿って段差が形成されている、請求項４記載の回折素子。 - 前記第２保持部は、前記第１保持部を囲むように設けられている、請求項５記載の回折素子。
- 前記第１保持部は、前記第２保持部を囲むように設けられている、請求項５記載の回折素子。
- 前記第２保持部は、前記第１保持部を挟むように設けられている、請求項５記載の回折素子。
- 前記第１保持部は、前記第２保持部を挟むように設けられている、請求項５記載の回折素子。
- 前記第１回折格子は、前記第２回折格子の格子間隔ｄと同一の格子間隔ｄを有しており、
前記第１距離Ｈ１と前記第２距離Ｈ２とは、下記の条件式を実質的に満足しており、
Ｈ１−Ｈ２＝(Ｘ１×(ｄ2−λ１2)1/2／λ１)−(Ｘ２×(ｄ2−λ２2)1/2／λ２)、
ここで、
Ｘ１は、前記第１回折格子から前記光検出器までの前記入射方向に垂直な方向沿った距離であり、
Ｘ２は、前記第２回折格子から前記光検出器までの前記入射方向に垂直な方向沿った距離である、請求項４記載の回折素子。 - 前記第１回折格子と前記第２回折格子とは、前記第１の１次回折光と前記第２の１次回折光とが前記光検出器上において実質的に同一の位置へ集光するように配置されている、請求項１記載の回折素子。
- 第１波長λ１を有する第１光ビームと前記第１波長λ１と異なる第２波長λ２を有する第２光ビームとを放射する放射光源と、
前記放射光源から放射された前記第１光ビームと前記第２光ビームとを情報媒体へ集光する集光手段と、
前記情報媒体によって反射された前記第１および前記第２光ビームをそれぞれ回折して第１および第２回折光を出射する回折素子と、
前記第１および前記第２回折光を検出し、検出した前記第１および前記第２回折光を電気信号に変換する光検出器とを具備しており、
前記回折素子は、前記第１波長λ１を有する前記第１光ビームを回折して前記第１回折光を出射する第１回折格子が形成された第１の面と、
前記第１波長λ１と異なる前記第２波長λ２を有する前記第２光ビームを回折して前記第２回折光を出射する第２回折格子が形成された第２の面とを具備しており、
前記第１の面と前記第２の面とは、前記第１回折格子によって回折された前記第１回折光と前記第２回折格子によって回折された前記第２回折光とが前記光検出器上の同一の位置へ集光するように前記光検出器とは反対側に配置され、前記第１の面と前記第２の面とは段差部を介して連続的につながっていることを特徴とする光ピックアップヘッド装置。 - 前記放射光源は、前記情報媒体の種類に応じて前記第１光ビームと前記第２光ビームとのいずれかを放射する、請求項１２記載の光ピックアップヘッド装置。
- 前記回折素子は、前記放射光源と前記集光手段との間に配置されている、請求項１２記載の光ピックアップヘッド装置。
- 前記光検出器と前記放射光源とは、同一の平面に配置されている、請求項１２記載の光ピックアップヘッド装置。
- 前記光検出器と前記前記放射光源とは、一体に構成されている、請求項１２記載の光ピックアップヘッド装置。
- 前記光検出器は、前記放射光源を囲むように配置されている、請求項１２記載の光ピックアップヘッド装置。
- 前記光検出器は、前記放射光源を挟むように配置されている、請求項１２記載の光ピックアップヘッド装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002167815A JP3837089B2 (ja) | 2002-06-07 | 2002-06-07 | 回折素子および光ピックアップヘッド装置 |
| US10/455,464 US20030227860A1 (en) | 2002-06-07 | 2003-06-04 | Diffraction element and optical pickup head device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002167815A JP3837089B2 (ja) | 2002-06-07 | 2002-06-07 | 回折素子および光ピックアップヘッド装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004014050A JP2004014050A (ja) | 2004-01-15 |
| JP3837089B2 true JP3837089B2 (ja) | 2006-10-25 |
Family
ID=29706782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002167815A Expired - Fee Related JP3837089B2 (ja) | 2002-06-07 | 2002-06-07 | 回折素子および光ピックアップヘッド装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20030227860A1 (ja) |
| JP (1) | JP3837089B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008532081A (ja) * | 2005-03-01 | 2008-08-14 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 光走査装置 |
| JP4523574B2 (ja) * | 2006-08-25 | 2010-08-11 | パナソニック株式会社 | 光ピックアップ装置 |
| FR3047810B1 (fr) * | 2016-02-12 | 2018-05-25 | Thales | Composant diffractif sub longueur d'onde large bande spectracle |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3778316B2 (ja) * | 1997-05-22 | 2006-05-24 | パイオニア株式会社 | 光ピックアップ装置 |
| JP3831576B2 (ja) * | 2000-05-26 | 2006-10-11 | 株式会社リコー | 光ピックアップ装置 |
| JP3860953B2 (ja) * | 2000-07-07 | 2006-12-20 | 日本電産サンキョー株式会社 | 光ヘッド装置 |
| JP3662519B2 (ja) * | 2000-07-13 | 2005-06-22 | シャープ株式会社 | 光ピックアップ |
| US6937554B2 (en) * | 2000-08-09 | 2005-08-30 | Ricoh Company, Ltd. | Optical pickup apparatus having an improved holographic unit, and optical disk drive including the same |
| JP3844290B2 (ja) * | 2001-01-24 | 2006-11-08 | シャープ株式会社 | ホログラムレーザおよび光ピックアップ |
| US6822771B2 (en) * | 2001-09-28 | 2004-11-23 | Ricoh Company, Ltd. | Optical pickup unit and optical disk drive for accurate and stable information recording and reproduction |
-
2002
- 2002-06-07 JP JP2002167815A patent/JP3837089B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-06-04 US US10/455,464 patent/US20030227860A1/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2004014050A (ja) | 2004-01-15 |
| US20030227860A1 (en) | 2003-12-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6747939B2 (en) | Semiconductor laser device and optical pickup device using the same | |
| JP3677200B2 (ja) | 光ピックアップ装置 | |
| JP4523574B2 (ja) | 光ピックアップ装置 | |
| US8009527B2 (en) | Optical pickup device | |
| JP4229924B2 (ja) | 光ピックアップ装置 | |
| JP3837089B2 (ja) | 回折素子および光ピックアップヘッド装置 | |
| JP2002092934A (ja) | 単一光源を採用した互換型光ピックアップ装置 | |
| KR100536361B1 (ko) | 광 픽업장치 | |
| JP2595937B2 (ja) | 光ヘツド装置 | |
| US7251208B2 (en) | Optical pick-up system for use in an optical disk device including use of improved gratings with more efficient beam diffraction | |
| KR200172921Y1 (ko) | 홀로그램소자를 채용한 광픽업 장치 | |
| JP4031450B2 (ja) | 光ピックアップ装置 | |
| KR200172919Y1 (ko) | 홀로그램소자를 채용한 광픽업 장치 | |
| KR0130607B1 (ko) | 광자기디스크재생시스템의 광픽업장치 | |
| KR200172920Y1 (ko) | 홀로그램소자를 채용한 광픽업 장치 | |
| JP2005182938A (ja) | 光ピックアップ装置 | |
| JP2001076376A (ja) | 光ピックアップ装置 | |
| JP2002150593A (ja) | ホログラムレーザユニットおよびそれを用いた光ピックアップ装置 | |
| JP2006196051A (ja) | 光集積ユニット | |
| KR19990050025A (ko) | 광 픽-업장치 | |
| KR19980023586A (ko) | 광 픽-업장치 | |
| KR19980058055A (ko) | 광 픽업 장치 | |
| JP2006018937A (ja) | 光ピックアップ装置 | |
| JPH10214435A (ja) | 光ピックアップ装置 | |
| JPH07191219A (ja) | 両面ホログラム、及びこれを用いた光ピックアップ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040420 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050415 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050509 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050629 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060725 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060728 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090804 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100804 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110804 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110804 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120804 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |