JPH01149237A - Hologram optical head - Google Patents
Hologram optical headInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、ホログラム素子を利用したホログラム光ヘ
ッドに関し、特に、そのホログラム素子に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a hologram optical head using a hologram element, and particularly to the hologram element.
［従来の技術］
近年光デイスク装置における光ヘッドとして、ホログラ
ム素子を利用したホログラム光ヘッドが開発されている
が、従来のホログラム光ヘッドにおけるホログラム素子
（以下単にホログラムという）３は、第６図に示すよう
に、格子パターンの異なる第１領域＜１）と第２領域（
ＩＩ）とに２分割され、回折光がそれぞれ異なる２点に
焦点を結ぶようにされた構造である。[Prior Art] In recent years, a hologram optical head using a hologram element has been developed as an optical head in an optical disk device. As shown, the first area < 1) and the second area (
It has a structure in which the diffracted light is divided into two parts, and the diffracted light is focused on two different points.
前記ホログラム素子３を利用した光ヘッドの構成例を、
第４図を参照して説明すると、図示のホログラム光ヘッ
ドは３ビ一ム方式であり、レーザダイオード１、回折格
子２、前記ホログラム３、対物レンズ４を光軸上に順に
配置し、光ディスク５の信号面で反射した戻り光の前記
ホログラム３での１次回折光の方向に光検出器６を配置
した構成である。An example of the configuration of an optical head using the hologram element 3 is as follows:
Referring to FIG. 4, the illustrated hologram optical head is of a three-beam type, in which a laser diode 1, a diffraction grating 2, the hologram 3, and an objective lens 4 are arranged in order on the optical axis. The photodetector 6 is arranged in the direction of the first-order diffracted light of the returned light reflected by the signal plane of the hologram 3.
また、前記光検出器６は、第５図に示すように、４分割
フォトダイオードＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄの両側に２つのフォト
ダイオードＥ、Ｆを配置した６分割光検出器である。Further, the photodetector 6 is a six-divided photodetector in which two photodiodes E and F are arranged on both sides of four-divided photodiodes A, B, C, and D, as shown in FIG.
上記の光ヘッドにおいて、レーザダイオード１を発した
レーザ光は回折格子２で３ビームに分けられ、ホログラ
ム３を透過する。ホログラム３を透過した３本の光ビー
ム（０次光）は対物レンズ４で集光され、光ディスク５
信号面にスポットを形成する。ディスク５で反射された
光ビームは、再び同じ光路でホログラム３へと戻るが、
その内ホログラム３で回折された１次光が光検出器６へ
と向かう。この場合、ホログラム３の前記２つの領域Ｉ
および領域■を透過した光はそれぞれ、第４図に示す光
検出器６上の■の位置および■の位置に焦点を結ぶ。In the optical head described above, the laser light emitted from the laser diode 1 is divided into three beams by the diffraction grating 2 and transmitted through the hologram 3. The three light beams (0th order light) that have passed through the hologram 3 are focused by an objective lens 4 and are directed onto an optical disc 5.
Form a spot on the signal surface. The light beam reflected by the disk 5 returns to the hologram 3 along the same optical path, but
Among them, the first-order light diffracted by the hologram 3 heads toward the photodetector 6. In this case, the two regions I of the hologram 3
The light transmitted through the areas 3 and 3 is focused on the position 2 and the position 2 on the photodetector 6 shown in FIG. 4, respectively.
その際、フォーカシングエラー信号（Ｆ、Ｅ）、トラッ
キングエラー信号（Ｔ、Ｅ）、再生ＲＦ信号（Ｒ，Ｆ）
は、次式によって得られる。At that time, focusing error signals (F, E), tracking error signals (T, E), reproduction RF signals (R, F)
is obtained by the following equation.
Ｆ、Ｅ＝ （Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）
Ｔ、Ｅ＝Ｅ−Ｆ
Ｒ，Ｆ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ
ところで、前述の通り、ホログラムは、光を回折するた
めの格子を持っており、入射光の波長が変動すると、そ
の回折角も変動してしまう。すなわち、レーザ光の波長
をλ、格子ピッチをｐ、回折角をθとすると、
ｓｉｎθ＝λ／ｐ
故に、θ＝ｓｉｎ−’ （λ／ｐ）
であり、上述のように波長λの変動により回折角θも変
動する。F, E= (A+C)-(B+D) T, E=E-F R, F=A+B+C+D By the way, as mentioned above, a hologram has a grating for diffracting light, and the wavelength of the incident light changes. Then, the diffraction angle also changes. That is, if the wavelength of the laser beam is λ, the grating pitch is p, and the diffraction angle is θ, then sin θ = λ/p, therefore, θ = sin-' (λ/p), and as mentioned above, due to the fluctuation of the wavelength λ, The diffraction angle θ also varies.
一方、光ヘッドにホログラムを用いることができるため
には、光ヘッドの動作温度範囲Ｏ°〜６０°の間で、同
じ特性を維持しなければならない。On the other hand, in order to be able to use a hologram in an optical head, the same characteristics must be maintained within the operating temperature range of 0° to 60°.
ところが、レーザダイオードは、温度変動によりそのレ
ーザ光の波長が変動してしまうため、ホログラムの回折
角も温度によって変化してしまう。However, since the wavelength of the laser light of a laser diode changes due to temperature fluctuations, the diffraction angle of the hologram also changes depending on the temperature.
このため、温度変化に伴い、第７図に破線で示すように
、フォトダイオード上で戻り光のスポットがＸ軸方向に
移動してしまう、Ｘ軸方向とは、ホログラムで光が回折
する方向、つまり、第５図に示すホログラムの左右方向
に対応する方向である。Therefore, as the temperature changes, the spot of the returned light on the photodiode moves in the X-axis direction, as shown by the broken line in Figure 7.The X-axis direction is the direction in which light is diffracted by the hologram, That is, the direction corresponds to the left-right direction of the hologram shown in FIG.
このような戻り光の移動があっても光ヘッドとしての特
性を正常に維持できるように、フォトダイオードにはそ
のＸ軸方向にある余裕長ｍ（第７図参照）が必要となる
。以上のことから、ホログラム光ヘッドに用いるフォト
ダイオードは図示のように、Ｘ軸方向に細長い形状とし
ている。In order to maintain normal characteristics as an optical head even with such movement of the returned light, the photodiode requires an extra length m (see FIG. 7) in the X-axis direction. From the above, the photodiode used in the hologram optical head has an elongated shape in the X-axis direction, as shown in the figure.
［発明が解決しようとする問題点］
上述のように、温度変動があるとホログラムの回折角が
変化してフォトダイオード上でスポットがずれるため、
光ヘツド製作時には、戻り光のスポットをフォトダイオ
ードのＸ軸方向のセンタに設定するスポットずれｉｌ［
をしておく必要があるが、上記従来のものでは、各フォ
トダイオードの余裕長ｍのなかでは光ヘッドの特性が変
わらないため、フォトダイオード出力からフォトダイオ
ードのセンタに戻り光を調整することは困難であった。[Problems to be solved by the invention] As mentioned above, when there is a temperature change, the diffraction angle of the hologram changes and the spot on the photodiode shifts.
When manufacturing the optical head, the spot shift il[ which sets the spot of the returned light at the center of the photodiode in the X-axis direction is used.
However, in the conventional type described above, the characteristics of the optical head do not change within the margin length m of each photodiode, so it is not possible to adjust the light returning from the photodiode output to the center of the photodiode. It was difficult.
すなわち、第７図に示すように、フォトダイオード上で
スポットがＸ軸方向にｍだけ動いても、ＰＤｘ＝ （Ａ
＋Ｄ＞−（Ｂ＋Ｃ）
は常に零となるため、すなわち、実線で示す■のスポッ
ト位置でも破線で示す■のスポット位置でもＰＤｘ＝０
であるため、スポットずれを検出することはできない。That is, as shown in Fig. 7, even if the spot moves by m in the X-axis direction on the photodiode, PDx = (A
Since +D>-(B+C) is always zero, that is, PDx=0 at both the spot position of ■ shown by the solid line and the spot position of ■ shown by the broken line.
Therefore, spot displacement cannot be detected.
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので
、フォトダイオード出力を利用して戻り光をフォトダイ
オードのセンタに調整することができるホログラム光ヘ
ッドを得ることを目的とする。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to obtain a hologram optical head that can adjust the return light to the center of the photodiode using the photodiode output.
［問題点を解決するための手段］
本発明では上記問題点を解決するために、ホログラム光
ヘッドにおいて、そのホログラム素子を、回折光が異な
る２点に焦点を結ぶように異なる格子パターンで形成し
た第１領域および第２領域と、前記第１領域と第２領域
とを分ける分割線に関して対称形状をなし、かつ、第１
領域と第２領域による２つの焦点位置の中間に焦点を結
ぶように格子パターンを形成した第３領域とを備えた構
成とした。[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present invention provides a hologram optical head in which the hologram element is formed with different grating patterns so that the diffracted light focuses on two different points. The first region and the second region have a symmetrical shape with respect to a dividing line that separates the first region and the second region, and
The third area has a grid pattern formed thereon so as to focus on the middle of the two focal positions formed by the second area.
［作用］
上記構成のホログラム光ヘッドにおいて、ディスク信号
面で反射した戻り光のホログラム素子で回折した光は例
えば４分割フォトダイオードを有する光検出器に向かう
が、この場合、光検出器上の４分割フォトダイオードに
はホログラム素子の第１領域、第２領域によるスポット
とともに、その中間に、つまり、４分割フォトダイオー
ドの中心位置に第３領域によるスポットが形成される。[Function] In the hologram optical head having the above configuration, the return light reflected on the disk signal surface is diffracted by the hologram element and is directed to a photodetector having, for example, a 4-split photodiode. In the divided photodiode, a spot is formed by the first region and the second region of the hologram element, and a spot by the third region is formed in the middle thereof, that is, at the center position of the four-divided photodiode.
したがって、光検出器上で戻り光のスポットずれが生じ
た場合、前記第３領域によるスポットが４分割フォトダ
イオードの中心から左右に偏るので、４分割フォトダイ
オードの出力（ＰＤｘ＝ （Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ））か
ら戻り光のスポットずれを検出することができる。Therefore, if a spot shift of the returned light occurs on the photodetector, the spot due to the third area will be shifted to the left or right from the center of the 4-split photodiode, so the output of the 4-split photodiode (PDx = (A+D) - ( The spot shift of the returned light can be detected from B+C)).
［実施例〕 以下、本発明の一実施例を図面を黍照して説明する。[Example〕 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明のホログラム光ヘッドは、そのホログラム素子の
構造に特徴を有するもので、ホログラム光ヘッドの光学
系の配列自体は前述の第４図に示した一般的なものと同
様である。The hologram optical head of the present invention is characterized by the structure of its hologram element, and the arrangement of the optical system of the hologram optical head itself is similar to the general arrangement shown in FIG. 4 described above.
第１図は本発明のホログラム光ヘッドに用いるホログラ
ム素子３の一実施例を示す。このホログラム素子３は、
前述した第４図のホログラム光ヘッドのホログラム素子
３として使用されるもので、それぞれ格子パターンの異
なる第１領域（Ｉ）と第２領域（ＩＩ）と第３領域（Ｉ
Ｉ［）とを持つ。前記第１領域（１）と第２領域（Ｉｆ
）とを分ける分割線ｌは円形のホログラム３の直径であ
り、これら第１領域および第２領域で回折される回折光
はそれぞれ異なる２点、すなわち、第２図の光検出器６
上の１の位置および■の位置にそれぞれ焦点を結ぶ、こ
の点は従来のホログラムと同様である。FIG. 1 shows an embodiment of the hologram element 3 used in the hologram optical head of the present invention. This hologram element 3 is
It is used as the hologram element 3 of the hologram optical head of FIG. 4 described above, and has a first region (I), a second region (II), and a third region (I
It has I[). The first region (1) and the second region (If
) is the diameter of the circular hologram 3, and the diffracted light diffracted in the first region and the second region is located at two different points, that is, the photodetector 6 in FIG.
This point is similar to a conventional hologram, in that the hologram focuses on the positions 1 and 2 above.
本発明におけるホログラムは、第１領域、第２領域とは
格子パターンの異なる前記第３領域（ＩＩＩ）を持つこ
とを特徴とするもので、この実施例の第３領域（Ｉｎ＞
は、ホログラム３の中心で円形をなし、かつ、その格子
パターンは、第１領域と第２領域による２つの焦点位置
の中間、すなわち、第２図の光検出器６上で■の位置に
焦点を結ぶような格子パターンである。The hologram in the present invention is characterized by having the third region (III) having a different lattice pattern from the first region and the second region, and the third region (In>
forms a circle at the center of the hologram 3, and its grating pattern is focused at the middle of the two focal positions of the first and second regions, that is, at the position of ■ on the photodetector 6 in FIG. It is a lattice pattern that connects the
上記構成において、戻り光のスポットが第２図の光検出
器６上の■位置（４分割センサの各フォトダイオードＡ
、Ｂ、Ｃ，Ｄの余裕長方向のセンタ位置）にある時は、
第３領域■で回折された光は光検出器６の中央にスポッ
トを形成しく実線で示す）、フォトダイオードＡ、Ｄの
出力の和（Ａ＋Ｄ）とフォトダイオードＢ、Ｃの出力の
和（Ｂ＋Ｃ）との差出力ＰＤｘは、
ＰＤｘ＝ （Ａ＋Ｄ＞−（Ｂ＋Ｃ）＝０である。In the above configuration, the spot of the returned light is located at position 3 on the photodetector 6 in FIG.
, the center position in the direction of the margin length of B, C, and D),
The light diffracted by the third region (3) forms a spot at the center of the photodetector 6 (shown by a solid line), the sum of the outputs of photodiodes A and D (A+D), and the sum of the outputs of photodiodes B and C (B+C). ), PDx=(A+D>-(B+C)=0).
しかし、フォトダイオードのＸ−Ｙ調整時に、戻り光の
スポットが前記第２図の■位置から左方に距離ｍだけ離
れた０位置くセンタから左方にずれた位置）にある場合
は、第３領域によるスポットは、左方、つまり、第１領
域側に偏る（破線で示す）、シたがって、前記の差出力
ＰＤｘは、ＰＤｘ＝ （Ａ＋Ｄ） （Ｂ＋Ｃ）＞０
となる。また、スポットが逆方向に、つまり、第２図で
右方向にある場合は、ＰＤｘ〈０となる。However, when adjusting the X-Y of the photodiode, if the spot of the returned light is at the 0 position (a distance m to the left from the position ■ in Figure 2), The spots from the three regions are biased to the left, that is, toward the first region (indicated by the broken line). Therefore, the difference output PDx is PDx= (A+D) (B+C)>0
becomes. Moreover, when the spot is in the opposite direction, that is, to the right in FIG. 2, PDx<0.
したがって、スポットずれ調整時に、前記ＰＤｘの信号
がＯになるように戻り光を調整すれば、戻り光のスポッ
トをフォトダイオードのセンタに合わせることができる
。Therefore, if the return light is adjusted so that the PDx signal becomes O when adjusting the spot deviation, the spot of the return light can be aligned with the center of the photodiode.
なお、第３領域■の集光ビームは、光ディスクがデフォ
ーカスしても（すなわち、焦点からはずれても）、常に
円形を保つため、スポットが４分割センサＡ、Ｂ、Ｃ，
ＤのＸ軸上を動く限り、フォーカシングエラー信号（Ｆ
、Ｅ）、トラッキングエラー信号（Ｔ、Ｅ）、再生ＲＦ
信号（Ｒ，Ｆ） 、に同等悪影響を及ぼさない。Note that the focused beam in the third area (3) always maintains a circular shape even if the optical disc is defocused (that is, out of focus), so the spot is divided into four sensors A, B, C,
Focusing error signal (F
, E), tracking error signal (T, E), reproduction RF
It does not have an equally bad effect on the signal (R,F).
第３図は他の実施例を示す。この実施例のホログラムは
、第３領域■の形状を、ホログラムの外周部分で環状に
形成したものである。このホログラムによっても、スポ
ットずれ時には、第３領域■によるスポットが４分割セ
ンサの中心から一方に偏るので、前述と同様に、Ｐ Ｄ
ｘ ＞ Ｏｌまたは、ＰＤｘ＜Ｏとなり、フォトダイ
オードの出力からスポットずれを検出できる。要するに
、第１領域と第２領域との分割線ｌに関して対称な形状
をなすものであればよい。FIG. 3 shows another embodiment. In the hologram of this embodiment, the third region (2) is formed into a ring shape at the outer peripheral portion of the hologram. Even with this hologram, when the spot is shifted, the spot due to the third area (3) will be biased to one side from the center of the 4-split sensor, so the P D
x>Ol or PDx<O, and the spot shift can be detected from the output of the photodiode. In short, any shape may be used as long as it has a symmetrical shape with respect to the dividing line l between the first region and the second region.
なお、上記実施例は３ビ一ム方式のホログラム光ヘッド
に適用したものであるが、本発明は、１ビ一ム方式のホ
ログラム光ヘッドにも適用可能である。Although the above embodiment is applied to a 3-beam type hologram optical head, the present invention can also be applied to a 1-beam type hologram optical head.
［発明の効果］
以上説明したように本発明のホログラム光ヘッドによれ
ば、第１領域と第２領域とを分ける分割線に関して対称
形状をなし、かつ、第１領域と第２領域による２つの焦
点位置の中間に焦点を結ぶように格子パターンを形成し
た第３領域を備えたホログラム素子を使用しているので
、戻り光のスポットをフォトダイオードのセンタに合わ
せるスポットずれ調整をフォトダイオード出力により行
うことが可能であり、このスポットずれ調整が著しく容
易となる。[Effects of the Invention] As explained above, according to the hologram optical head of the present invention, the hologram optical head has a symmetrical shape with respect to the dividing line that separates the first area and the second area, and the two areas formed by the first area and the second area are Since a hologram element is used that has a third region with a lattice pattern formed to focus on the center of the focal point, the spot shift adjustment to align the return light spot with the center of the photodiode is performed using the photodiode output. Therefore, this spot shift adjustment becomes extremely easy.
第１図は本発明の一実施例を示すものでホログラム素子
の平面図、第２図はホログラム光ヘッドにおける本発明
のホログラムによる光検出器上のスポットずれ検出の説
明図、第３図は他の実施例を示すホログラム素子の平面
図、第４図は本発明および従来例に共通なホログラム光
ヘッドの構成図、第５図は第３図の光検出器の拡大図、
第６図は従来のホログラムの拡大図、第７図は従来のホ
ログラムによる光検出器上のスポットずれ検出の説明図
である。
３・・・ホログラム素子、６・・・光検出器、Ａ、Ｂ、
Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆ・・・フォトダイオード、■・・・第１
領域、■・・・第２領域、■・・・第３領域。Fig. 1 shows one embodiment of the present invention, and is a plan view of a hologram element, Fig. 2 is an explanatory diagram of detection of spot deviation on a photodetector by the hologram of the present invention in a hologram optical head, and Fig. 3 is a plan view of a hologram element. 4 is a configuration diagram of a hologram optical head common to the present invention and the conventional example, FIG. 5 is an enlarged view of the photodetector of FIG. 3,
FIG. 6 is an enlarged view of a conventional hologram, and FIG. 7 is an explanatory diagram of spot shift detection on a photodetector using a conventional hologram. 3... Hologram element, 6... Photodetector, A, B,
C, D, E, F...Photodiode, ■...1st
area, ■...second area, ■...third area.
Claims (1)
折し、その回折方向に配置した光検出器で戻り光の検出
を行うホログラム光ヘッドにおいて、 前記ホログラム素子は、回折光が異なる２点に焦点を結
ぶように異なる格子パターンで形成した第１領域および
第２領域と、前記第１領域と第２領域とを分ける分割線
に関して対称形状をなし、かつ、第１領域と第２領域に
よる２つの焦点位置の間に焦点を結ぶように格子パター
ンを形成した第３領域とを備えたことを特徴とするホロ
グラム素子。[Claims] A hologram optical head that diffracts return light reflected on a disk signal surface by a hologram element, and detects the return light with a photodetector arranged in the diffraction direction, wherein the hologram element is configured to detect the return light by a photodetector arranged in the direction of the diffraction. A first region and a second region are formed with different lattice patterns so as to focus on two different points, and the first region and the second region have a symmetrical shape with respect to a dividing line that separates the first region and the second region, and A hologram element comprising: a third area in which a grating pattern is formed so as to focus between two focal positions of the two areas.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP62307189A JP2594445B2 (en) | 1987-12-04 | 1987-12-04 | Hologram optical head |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP62307189A JP2594445B2 (en) | 1987-12-04 | 1987-12-04 | Hologram optical head |
Publications (2)
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| JPH01149237A true JPH01149237A (en) | 1989-06-12 |
| JP2594445B2 JP2594445B2 (en) | 1997-03-26 |
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| JP62307189A Expired - Fee Related JP2594445B2 (en) | 1987-12-04 | 1987-12-04 | Hologram optical head |
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