JPH01220134A - Optical head device - Google Patents
Optical head deviceInfo
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- JPH01220134A JPH01220134A JP4518788A JP4518788A JPH01220134A JP H01220134 A JPH01220134 A JP H01220134A JP 4518788 A JP4518788 A JP 4518788A JP 4518788 A JP4518788 A JP 4518788A JP H01220134 A JPH01220134 A JP H01220134A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、光情報装置において、情報の記録または再生
を行う光ヘッドに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an optical head for recording or reproducing information in an optical information device.
従来の技術
ホログラムを用いて光ヘッドの光学系を簡略化し7)予
稿集(1987) P、195)第11図において、1
は半導体レーザ光源である。この光源から出射したビー
ムL5はホログラム2を透過して対物レンズ3に入射し
、ディスク4上に集光される。ディスクで反射した光は
もとの光路を逆にたどってホログラム2に入射する。ホ
ログラムはHl−H4に四分割されていて、それぞれ、
P1〜P4に相当する位置にある各点光源から出る球面
波と、半導体レーザ光源の位置に相当する点からでる球
面波の干渉として独立に記録されている。この時、ホロ
グラムのH1〜H4に入射したビームから、それぞれP
1〜P4に像形成する回折光L6が生じて、ディテクタ
ー5に入射する。ディテクターはS1〜S6の六つの部
分に分割されている。第12図は5l−S4のディテク
ター上での光スポットを模式的に示したもので、ジャス
トフォーカス位置の場合(b)と、ジャストフォーカス
位置前後の場合(a)、 (C)を示す。従って、フォ
ーカスエラー信号FEは、
E= (S 1 +54)−(S2+S3)という演算
によって得られる。また第5図はS5、S6のディテク
ター上での光スボッ)PI、P2を模式的に示したもの
で、トラッキング制御の正確にかかった状態(b)と、
その前後(a)、 (C)を示している(なお、ここで
中央部のフォーカスエラー信号検出用の回折光(回折像
)は図示されていない)。従って、トラッキング追従の
ために使用するトラッキングエラー信号TEは、TE=
S5−96
という演算によって得られる。The optical system of the optical head was simplified using a conventional technology hologram.
is a semiconductor laser light source. A beam L5 emitted from this light source passes through the hologram 2, enters the objective lens 3, and is focused onto the disk 4. The light reflected by the disk retraces its original optical path and enters the hologram 2. The hologram is divided into four parts, Hl-H4, and each
It is recorded independently as interference between spherical waves emitted from each point light source located at positions corresponding to P1 to P4 and spherical waves emitted from a point corresponding to the position of the semiconductor laser light source. At this time, from the beam incident on H1 to H4 of the hologram, P
Diffracted light L6 that forms an image at points 1 to P4 is generated and enters the detector 5. The detector is divided into six parts S1 to S6. FIG. 12 schematically shows the light spot on the detector of 5l-S4, showing the case (b) at the just focus position, and (a) and (C) before and after the just focus position. Therefore, the focus error signal FE is obtained by the calculation E=(S 1 +54)−(S2+S3). Also, Fig. 5 schematically shows the light spots (PI and P2) on the detectors S5 and S6, and shows the state (b) where tracking control is applied accurately, and
(A) and (C) before and after that are shown (note that the diffracted light (diffraction image) for detecting a focus error signal in the center is not shown). Therefore, the tracking error signal TE used for tracking is TE=
It is obtained by the calculation S5-96.
発明が解決しようとする課題
しかし、かかるホログラム素子を用いた光学系構成によ
れば、光源から出射する光ビームL5が、ホログラムを
透過する往路においても第13回のようにディスク4の
側に回折光が集光する。この回折光は、相当部分が対物
レンズアパーチャーで遮られるとしても、集光されたス
ポットP5、P6を形成する。従来の例では0次回折光
に対し±1次回折光計7は数分の一程度もの大きさとな
り、ディスク4に部分的に回折光L7による記録が起る
恐れがある。従って、記録再生用の光ヘッドとしては不
適当である。また、不要な回折成分が対物レンズアパー
チャーによフて、大幅に遮られるようにホログラムの学
園搬送波周波数を大きくすると、光源の波長変動による
影響が大きくなり、またホログラムと対物レンズ間隔を
大きくとる構成も同様の難点を含む。Problems to be Solved by the Invention However, according to the optical system configuration using such a hologram element, the light beam L5 emitted from the light source is diffracted toward the disk 4 side as in the 13th time even on the outward path passing through the hologram. Light is focused. Even if a considerable portion of this diffracted light is blocked by the objective lens aperture, it forms focused spots P5 and P6. In the conventional example, the ±1st-order diffractometer 7 is about a fraction of the size of the 0th-order diffracted light, and there is a risk that the disc 4 may be partially recorded by the diffracted light L7. Therefore, it is unsuitable as an optical head for recording and reproduction. Furthermore, if the school carrier frequency of the hologram is increased so that unnecessary diffraction components are largely blocked by the objective lens aperture, the influence of the wavelength fluctuation of the light source becomes large, and the configuration in which the distance between the hologram and the objective lens is made large contains similar difficulties.
課題を解決するための手段
本発明では上述の問題点を解決するため、トラッキング
エラー信号とフォーカスエラー信号を所定回折光として
分離、検出するために用いられるそれぞれの波面を、フ
ォーカスエラー信号の特性劣化を生じないためにコヒー
レントに重畳して書込んだホログラムを用いる。そして
、たとえば、フォーカスエラー信号検出のために非点収
差波面を記録したホログラムを用いることができる。ま
た、トラッキングエラー信号検出用の波面としては単純
なスポットもしくは非点収差の情報を、フォーカスエラ
ー信号検出用の波面とコヒーレントに重畳してホログラ
ムに書き込んでおく。Means for Solving the Problems In the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, the respective wavefronts used to separate and detect the tracking error signal and the focus error signal as predetermined diffracted lights are modified to reduce the characteristic deterioration of the focus error signal. In order to prevent this from occurring, holograms written in a coherent manner are used. For example, a hologram recording an astigmatic wavefront can be used to detect a focus error signal. Further, as a wavefront for detecting a tracking error signal, a simple spot or information on astigmatism is coherently superimposed on a wavefront for detecting a focus error signal and written on the hologram.
作用
本発明の、非点収差波面を再生するホログラムと対物レ
ンズ光学系により、ディスク上に往路で集光する回折光
は非点収差を持つので、その回折光成分が記録再生用の
ディスク装置において誤った記録をする恐れはなく、か
つトラッキングエラー信号発生用ホログラム領域にも非
点収差波面がコヒーレントに重畳記録されているので、
フォーカスエラー信号として欠落のない完全な非点収差
が再生され、再読差信号を正確に検出し得る。Function: Due to the hologram and objective lens optical system for reproducing astigmatic wavefronts of the present invention, the diffracted light condensed onto the disk in the outward path has astigmatism, so that the diffracted light component is transmitted to the disk device for recording and reproducing. There is no risk of erroneous recording, and since the astigmatism wavefront is coherently recorded in the hologram area for tracking error signal generation,
Complete astigmatism with no omissions is reproduced as the focus error signal, and the rereading signal can be accurately detected.
実施例 以下図面を用いて本発明の詳細な説明する。Example The present invention will be described in detail below using the drawings.
第1図及び第2図は本発明の実施例を原理的に説明する
ための図である。光源6は通常半導体レーザーを用い、
場合によっては波面補正のための光学系を含むが、本発
明には直接間係しないので説明は省略する。FIG. 1 and FIG. 2 are diagrams for explaining the principle of an embodiment of the present invention. The light source 6 usually uses a semiconductor laser,
In some cases, an optical system for wavefront correction is included, but since it is not directly related to the present invention, a description thereof will be omitted.
光源6を出射した光ビームL5は、コリメートレンズ7
を通って平行光になり、ホログラム8を透過後、対物レ
ンズ9によって、ディスク10の上に集光される。ディ
スクの情報記録再生面で反射した光ビームは、再び対物
レンズ9を透過し、ホログラム8に入射する。第2図に
示すようにホログラム8で回折した+1次回折光(ある
いは−1次回折光)L6 (L6−1〜3)は、コリメ
ートレンズ7で集光されて、それぞれ光源6付近に配置
されたディテクター11に入射する。L6−1.L6−
3はトラッキングエラー信号検出用回折光である。The light beam L5 emitted from the light source 6 passes through the collimating lens 7
The parallel light passes through the hologram 8 and is focused onto the disk 10 by the objective lens 9 . The light beam reflected by the information recording/reproducing surface of the disk passes through the objective lens 9 again and enters the hologram 8. As shown in FIG. 2, the +1st-order diffracted light (or -1st-order diffracted light) L6 (L6-1 to L6-3) diffracted by the hologram 8 is condensed by a collimating lens 7, and then sent to a detector placed near the light source 6. 11. L6-1. L6-
3 is a diffracted light for tracking error signal detection.
ホログラム8は第3図のように領域区分を有し、el、
e2、及びe3から出た回折光L6−2は、後で述べる
如くディテクターS1〜S4にまたがって入射する。フ
ォーカスエラー信号FEは、S1〜S4の信号から得ら
れる。5l−94の上での回折光の様子を第4図に示す
。(b)がジャストフォーカスの状態である。 (a)
と(C)は、その前後の状態を表す。従って、フォーカ
スエラー信号FEは、
FE= (S1+94)−(S2+53)として得られ
る。The hologram 8 has area divisions as shown in FIG.
The diffracted light L6-2 emitted from e2 and e3 enters the detectors S1 to S4 as described later. The focus error signal FE is obtained from the signals S1 to S4. FIG. 4 shows the state of diffracted light on 5l-94. (b) shows the state of just focus. (a)
and (C) represent the states before and after that. Therefore, the focus error signal FE is obtained as FE=(S1+94)-(S2+53).
またトラッキングエラー信号は、 (S1+52)−(
S3+54)として検出することも可能であるがS5と
S6の信号から分離した方がより安定に得られる。S5
とS6の上での回折光L6−1゜L6−3の配置は第1
1図の場合と同様であって、再び第5図に示すようにな
る。(b)がトラッキングのかかった状態で、 (a)
と(C)は、その前後の状態を示す。ただし図では説明
上85、S6とも中央部分に検出される非点収差像(図
示されていない)に比べて拡大して示している。従って
、トラッキングエラー信号TEは、
TE=S5−S6
から求められる。Also, the tracking error signal is (S1+52)-(
Although it is possible to detect it as S3+54), it is more stable to separate it from the S5 and S6 signals. S5
The arrangement of diffracted light L6-1°L6-3 on S6 is the first
This is the same as the case shown in FIG. 1, and is again shown in FIG. When (b) is tracked, (a)
and (C) show the states before and after that. However, in the figure, for explanatory purposes, both 85 and S6 are shown enlarged compared to the astigmatism image (not shown) detected in the central portion. Therefore, the tracking error signal TE is obtained from TE=S5-S6.
ホログラム8から得られる±1次の回折光の両方または
片方についてそれぞれ3つの回折光成分を利用するので
往路においてもこの回折光は第6図のように発生するが
、1つは非点収差を持ち(L7−1)、他の2つ(L?
−2)はホログラム全面積中高々20〜30%程度の一
部分から回折する平面波で強度が相対的に弱い。従って
、いずれの回折光にしても、従来例とは異なり、記録再
生時に記録再生面に不要な記録をすることがない。Since three diffracted light components are used for both or one of the ±1st-order diffracted lights obtained from the hologram 8, this diffracted light is generated on the outward path as well, as shown in Figure 6, but one of the diffracted lights has astigmatism. One (L7-1), the other two (L?
-2) is a plane wave that is diffracted from a portion of at most 20 to 30% of the total area of the hologram, and its intensity is relatively weak. Therefore, no matter which type of diffracted light is used, unnecessary recording is not made on the recording/reproducing surface during recording/reproducing, unlike the conventional example.
もちろん、必要に応じてトラッキングエラー信号検出に
も非点収差波面を用いてもよい。Of course, the astigmatism wavefront may also be used for tracking error signal detection if necessary.
他の実施例として、光ヘッドをさらに小さくする必要が
ある場合には、第7図のような構成にして第1図のコリ
メート(集光)レンズ7を省くことももちろん可能であ
る。21はレンズである。As another embodiment, if it is necessary to further reduce the size of the optical head, it is of course possible to use the configuration shown in FIG. 7 and omit the collimating (condensing) lens 7 shown in FIG. 1. 21 is a lens.
次に、ホログラム8の作成法を第8図及び第9図に示す
。まず、第8図においてLl−L4はすべて互いにコヒ
ーレントな平面波である。12〜17はフーリエ変換レ
ンズである。Llは、フーリエ変換レンズ12とシリン
ドリカルレンズ13を通って非点収差波面を生じ、C点
において、最小錯乱円になるように調整する。またL2
〜L4はそれぞれフーリエ変換レンズ14〜16によっ
てそれぞれa、 s、 b点に集光される。b図に
、A、 B、 c、 s点の、それぞれのxy平
面上での位置間係を示す。上記のLl−L4までの光は
すべてフーリエ変換レンズ17を通って、乾板8とに、
干渉縞を生じる。第1図のホログラム8の作成に当たっ
ては、第3図のel、e2、e3の部分を記録する際に
はLlとL2のみを照射し、Cの部分を記録する際には
Ll、L2、L4のみを照射し、dの部分を記録する際
にはLl、L2、L3のみを照射する。Next, a method for creating the hologram 8 is shown in FIGS. 8 and 9. First, in FIG. 8, Ll-L4 are all mutually coherent plane waves. 12 to 17 are Fourier transform lenses. Ll passes through the Fourier transform lens 12 and the cylindrical lens 13 to generate an astigmatism wavefront, and is adjusted to become the circle of least confusion at point C. Also L2
~L4 are focused on points a, s, and b by Fourier transform lenses 14 to 16, respectively. Figure b shows the positional relationship of points A, B, c, and s on the xy plane. All the light up to Ll-L4 above passes through the Fourier transform lens 17 and is sent to the dry plate 8.
Causes interference fringes. When creating the hologram 8 in Fig. 1, only Ll and L2 are irradiated when recording the parts el, e2, and e3 in Fig. 3, and Ll, L2, and L4 are irradiated when recording the part C. When recording the portion d, only Ll, L2, and L3 are irradiated.
さらに、ホログラム8の他の作成法を述べる。Furthermore, another method of creating the hologram 8 will be described.
第9図においてLlとL2は互いにコヒーレントな平面
波である。まずLlは、第1O図に示すような二重格子
24によって、同一次数で一対の回折光(例えば+1次
回折光)L8を発生する。他の回折光成分は遮蔽してい
る。この2つの回折光L8と透過光L9はすべてフーリ
エ変換レンズ12とシリンドリカルレンズ13を通って
非点収差波面を生じ、A′、B′、C点において、最小
錯乱円になるように調整される。L4はフーリエ変換レ
ンズ15によってそれぞれS点に集光される。In FIG. 9, Ll and L2 are mutually coherent plane waves. First, Ll generates a pair of diffracted lights (for example, +1st order diffracted lights) L8 of the same order by a double grating 24 as shown in FIG. 1O. Other diffracted light components are blocked. These two diffracted lights L8 and transmitted lights L9 all pass through the Fourier transform lens 12 and the cylindrical lens 13 to produce astigmatic wavefronts, which are adjusted to form circles of least confusion at points A', B', and C. . The light beams L4 are each focused on a point S by a Fourier transform lens 15.
b図に、A′、B′、C,S点の、それぞれのXy平面
上での位置関係を示す。これらの光はすべてフーリエ変
換レンズ17を通って、乾板8上に、干渉縞を生じる。Figure b shows the positional relationship of points A', B', C, and S on the Xy plane. All of these lights pass through the Fourier transform lens 17 and produce interference fringes on the dry plate 8.
他の実施例として、第7図のような構成にする場合には
同様のフーリエ変換ホログラムを記録して、第7図の如
くディテクタ位置を選んで光検出すればよい。As another embodiment, if a configuration as shown in FIG. 7 is used, a similar Fourier transform hologram may be recorded, and the detector position may be selected as shown in FIG. 7 for optical detection.
最後に、第3図のホログラム8において、Cとdを作成
する位置について述べる。ディスク上で光ビームの位置
が、トラックに対して直角方向へ変化すると、ホログラ
ムに入射する光ビームのファーフィールドパターンの光
強度が変化する。ホログラム8の中でこのファーフィー
ルドパターンの光強度が最も敏感に変化する位置にCと
dを作成することによって、効率的にトラッキングエラ
ー信号を得ることができる。Finally, the positions where C and d are created in the hologram 8 of FIG. 3 will be described. When the position of the light beam on the disk changes in a direction perpendicular to the track, the light intensity of the far field pattern of the light beam incident on the hologram changes. By creating C and d in the hologram 8 at positions where the light intensity of this far field pattern changes most sensitively, a tracking error signal can be efficiently obtained.
発明の効果
以上示したように、本発明は非点収差の波面とトラッキ
ングエラー信号検出用の回折光を生じるホログラムを、
コヒーレントに重畳して構成することによってフォーカ
シング並びにトラッキング検出を各々独立、安定に実行
させることができ、しかも小型で安価で、かつ記録再生
に使用できる光ヘッドを開発てきるという効果を有する
。Effects of the Invention As shown above, the present invention provides a hologram that generates a wavefront of astigmatism and diffracted light for tracking error signal detection.
By coherently superimposing the optical head, focusing and tracking detection can be performed independently and stably, and an optical head that is small, inexpensive, and usable for recording and reproducing can be developed.
第1図(a)は本発明の一実施例のヘッドの概略図、同
図(b)はディテクタ一部の正面図、第2図は同装置の
構成斜視図、第3図はホログラムの正面図、第4図(a
)〜(c)は本発明のディテクター上でのフォーカスエ
ラー信号検出用の回折光の様子を示す図、第5図(a)
〜(c)は本発明及び従来例のトラッキングエラー信号
用回折光のディテクター上での様子を示す図、第6図は
(a)、 (b)は本発明の実施例における往路での
回折光の様子を示す図で同(a)は同(b)のX部の拡
大図、第7図は本発明の別の実施例のヘッドの概略図、
第8図(a)、 (b)は本発明のホログラムの作成
法の一例を示す図、第9図(a)、(b)はホログラム
の作成法の他の一例を示す図、第10図は第7図で用い
る二重格子を示す図、第11図は従来のヘッドの概略図
、第12図(a)〜(C)は従来例でのフォーカスエラ
ー信号検出用の回折光のディテクター上での様子を示す
図、第13図は従来例での光ビームの往路の回折光の様
子を示す図である。
6・・・光源、8・・・ホログラム、10・・・ディス
ク、11・・・ディテクター、51〜S4・・・フォー
カスエラー信号検出用素子、Ss、Ss・・・トラッキ
ングエラー信号検出用素子、L6・・・回折光。
代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか1名第1図
第2図
第3図
第4図
第5図
第6図
第7図
第8図
牙
第9図
第10図
第11図
第12図
(Cン Cb)
(C−)第13図
3 171次@排尤FIG. 1(a) is a schematic diagram of a head according to an embodiment of the present invention, FIG. 1(b) is a front view of a part of the detector, FIG. 2 is a perspective view of the structure of the device, and FIG. 3 is a front view of a hologram. Figure 4 (a
) to (c) are diagrams showing the state of diffracted light for focus error signal detection on the detector of the present invention, and FIG. 5(a)
~(c) are diagrams showing the state of the diffracted light for tracking error signals on the detector in the present invention and the conventional example, and FIGS. 6(a) and 6(b) are the diffracted light on the outward path in the embodiment of the present invention. 7(a) is an enlarged view of the X portion of FIG. 7(b), and FIG. 7 is a schematic diagram of a head according to another embodiment of the present invention.
8(a) and (b) are diagrams showing an example of the hologram creation method of the present invention, FIGS. 9(a) and (b) are diagrams showing another example of the hologram creation method, and FIG. is a diagram showing the double grating used in FIG. 7, FIG. 11 is a schematic diagram of a conventional head, and FIGS. 12 (a) to (C) are diagrams on a diffracted light detector for detecting a focus error signal in the conventional example. FIG. 13 is a diagram showing the state of diffracted light on the forward path of a light beam in a conventional example. 6... Light source, 8... Hologram, 10... Disk, 11... Detector, 51-S4... Focus error signal detection element, Ss, Ss... Tracking error signal detection element, L6...Diffracted light. Name of agent Patent attorney Toshio Nakao (1 person) Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 7 Figure 8 Fang Figure 9 Figure 10 Figure 11 Figure 12 ( Cn Cb)
(C-) Figure 13 3 171st order @exclusion
Claims (3)
を受けて情報担体へ収束させる対物レンズと、前記情報
担体で反射した光ビームを前記対物レンズを透過させて
受けて、複数の回折光を発生させ、かつ、トラッキング
エラー信号とフォーカスエラー信号を所定回折光として
分離、検出するために用いられる波面がコヒーレントに
重畳して書込まれたホログラムと、前記回折光を受けて
、それぞれの回折光またはそれぞれの回折光を複数に分
割して得られた光量に比例する出力を発生するように構
成された光検出器とを有する光ヘッド装置。(1) a synchrotron radiation source; an objective lens that receives a light beam emitted from the synchrotron radiation source and converges it onto an information carrier; A hologram in which wavefronts used to generate and separate and detect tracking error signals and focus error signals as predetermined diffracted lights are coherently superimposed; An optical head device comprising a photodetector configured to generate an output proportional to the amount of light obtained by dividing the light or each diffracted light into a plurality of parts.
分離のための波面が所定の非点収差を含んだ波面である
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光ヘッド
装置。(2) The optical head device according to claim 1, wherein the wavefront written on the hologram for separating the focus error signal is a wavefront including a predetermined astigmatism.
における収束ビームの位置に対応して敏感に変化するフ
ァーフィールド回折パターン部分が入射するホログラム
部分から、トラッキングエラー信号分離のための回折光
を発生させる特許請求の範囲第1項記載の光ヘッド装置
。(3) Of the beams incident on the hologram, the far-field diffraction pattern portion that changes sensitively in response to the position of the convergent beam on the information carrier generates diffracted light for tracking error signal separation from the incident hologram portion. An optical head device according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63045187A JPH073697B2 (en) | 1988-02-26 | 1988-02-26 | Optical head device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63045187A JPH073697B2 (en) | 1988-02-26 | 1988-02-26 | Optical head device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01220134A true JPH01220134A (en) | 1989-09-01 |
JPH073697B2 JPH073697B2 (en) | 1995-01-18 |
Family
ID=12712268
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63045187A Expired - Fee Related JPH073697B2 (en) | 1988-02-26 | 1988-02-26 | Optical head device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH073697B2 (en) |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH07192279A (en) * | 1993-12-27 | 1995-07-28 | Nec Corp | Method and device for detecting servo signal for optical head |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH073697B2 (en) | 1995-01-18 |
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