JPH02179936A - 光学式情報再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光デイスク装置、光測定器等の光学式情報再
生装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、コンパクトディスク等の光デイスク内の情報を読
み出す光学式情報再生装置が開発・実用化されている。

そしてこのような光学式情報再生装置の中には、該光デ
イスク内の情報の読み出しのための対物レンズの焦点制
御を行なうために非点収差法を用いている構造のものが
ある。

第５図はこの方法を用いた従来の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にあっては
、半導体レーザ１００からの射出光は、反射型回折格子
素子１０１で反射され、対物レンズ１０３を通ってディ
スク１ｏ５の情報記録面１０７に集光する。そして該情
報記録面１０７から反射されたピット情報は再び対物レ
ンズ１０３を通過して反射型回折格子素子１０１に反射
され、その０次回新党は半導体レーザ１００上に集光し
、その＋１次回折光１０９は４分割光検出器１１１上に
その最少錯乱円１１３で集光して記録情報信号、フォー
カス誤差信号、トラッキング誤差信号を検出する。

ところで、この種の光学式情報再生装置に用いられる半
導体レーザ１００は、温度の変化によってその射出する
レーザの波長が若干ではあるが変化する性質を有する。

モしてレーザの波長が変化すると、回折角が変化し、４
分割光検出器１１１上に集光する最少錯乱円１１３の位
置が若干変化し、フォーカス誤差信号、トラッキング誤
差信号に誤差が生じる。

この誤差を補正するために、従来は例えば、回折格子素
子の表面を多数に分割し、それぞれの領域に異なる干渉
縞を形成し、これらそれぞれの領域から生ずる多数個の
＋１次回折光を、多数個の光検出器を使用して検出する
ことによって補正していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記のような誤差の補正方法を用いると
、回折格子素子を多数の領域に分割して干渉縞を形成す
る必要があるため、該回折格子素子の製作が困難となり
、また多数個の光検出器を使用するため、その調整が困
難となり、コストも高くなる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、レーザ
波長の変化によって生ずるフォーカス誤差信号とトラッ
キング誤差信号の光検出器上での誤差を補正でき、しか
も部品点数が少なく、その構造が簡単で、製造が容易な
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
記録媒体上に集束させる対物レンズと、前記光源から前
記対物レンズに至る光路中に配置され前記光源から発射
された射出光を透過又は反射して前記対物レンズに入射
させ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＋１次方向に回折させる回折格子素子と、該＋１
次回折光をそれが最小錯乱円を結ぶ位置で検出する光検
出器とを具備し、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、０次回新党の光軸
と＋１次回折光の光軸が成す平面と前記回折格子素子の
面が交差する直線から前記回折格子素子と光軸が交わる
点を中心に回折格子素子上で４５°土１０”傾斜した直
線で前記回折格子素子を２つの領域に分割し、それぞれ
の領域に再生された光の最少錯乱円の位置が若干ずれる
ような干渉縞を形成せしめて構成した。

〔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、
たとえ周辺温度の変化等によってレーザ光の波長が変動
して回折角が変化しても、フォーカス誤差信号とトラッ
キング誤差信号のスポットの光検出器上での位置の変化
による誤差を非常に少なくできる。

また、１枚の回折格子素子に２種類の干渉縞を形成する
だけで、上記の誤差が補正できる回折格子素子が製作で
きる。

さらに光検出器は４分割光検出器１個でよいので、部品
点数が少なくその構造が簡単となり、製造が容易となる
。

〔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光学式情報再生装置の基本構造
を示す図であり、同図（ａ）は側面図、同図（ｂ）は同
図（ａ）からディスク９と対物レンズ７を取り除いて上
からみた平面図である。

同図に示すように、この光学式情報再生装置は、反射型
の回折格子素子３と半導体レーザ１と凸レンズからなる
対物レンズ７と４分割光検出器からなる光検出器５を具
備している。またここで９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７は光学式情報記録媒体９に対向す
る位置に配置される。

また回折格子素子３は半導体レーザ１と対物レンズ７の
間に配置され、かつ前記半導体レーザ１から対物レンズ
７を通って光学式情報記録媒体９に向かう光軸１１に対
して回折格子素子３の面がθ−４５°傾斜するように配
置されている。

また光検出器５はｙ−ｚ平面上であって前記光軸１１が
回折格子素子３と交わる点から前記光軸１１に対してθ
、たけ傾いた軸Ｌ（＋１次回折光軸）方向であって、＋
１次回折光が最小錯乱円となる位置であり、且つ該軸り
に対してその面が垂直になるように配置されている。

ここで第２図は第１図に示す回折格子素子３を第１図（
ａ）に示す＋２軸方向から見た図である。

なおこの回折格子素子３を説明するために、同図に示す
ようにその面がＸ−Ｙ平面となるように、（Ｘ、Ｙ、Ｚ
）座標を設定する。

同図に示すように、この回折格子素子３の表面は、α−
４５°傾斜した直線（同図の点線で示す）で２つの領域
Ａ、Ｂに分割され、それぞれの領域Ａ、Ｂには再生光の
最少錯乱円の位置が若干ずれるような干渉縞がそれぞれ
形成されている。

そして半導体レーザ１から発射きれた射出光は、回折格
子素子３で反射され、垂直上方に向かい、対物レンズ７
によって光学式情報記録媒体９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９で反射され、再び
対物レンズ７を通過して回折格子素子３に至る。

そしてこの光は回折格子素子３で反射され、その内のＯ
次回新党は半導体レーザ１に集光し、また＋１次回折光
は光検出器５上に到達し、該光検出器５によって前記光
学式情報記録媒体９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。

ここで、第１図（ｂ）に示すように、回折格子素子３の
領域Ａと領域Ｂのそれぞれには、それぞれ再生光の最少
錯乱円の位置が若干ずれるような干渉縞が形成されてい
るので、Ａ領域で反射された再生光の光軸１１とＢ領域
で反射された再生光の光軸り２とは若干ずれる。

このため、光検出器５上に集光する最少錯乱円のスポッ
トは第３図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）に示すように、Δ２
．の距離隔てて２つに分割された状態となる。

ここでフォーカス誤差信号は、 （Ｒｉ　＋Ｒ３）−（Ｒ２＋Ｒ４）・・・（υとし、ト
ラッキング誤差信号は、 （Ｒ１＋Ｒ４）−（Ｒ２＋Ｒ３）・・・（りとする。

そして、レーザ光の波長が周囲温度の変化によって若干
変化すると、同図（ａ）に示すように、最少錯乱円のス
ポットの位置が矢印方向に移動する。

しかしながら２つに分割きれたスポット間にはΔｊ２ｓ
の隙間があるので、該スポットがたとえ左右方向にそれ
ぞれ距離（Δｆｆ１ｓ／ｌ）移動しても、回折格子素子
３のＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４のそれぞれの領域に照射さ
れる光量に変化はない。

これは同図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のいずれの場合も同
様である。

従ってスポットが移動しても上記式（１）９式（りのフ
ォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号に変化は生じ
ない。

次に本発明の回折格子素子３を作成する方法を説明する
。

第４図は本発明にかかる回折格子素子３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、まず回折格子素子３を（ｙ、ｚ）平
面からｙ軸を中心に４５°傾けた位置に配置する。

次に該回折格子素子３の領域Ｂにマスクをする。

そして、２軸上であって回折格子素子３から＋Ｐ、離れ
た点Ｐ、（０，０，Ｚ、）にレーザー光ｇ（第１の点光
源）を配置する。またｙ−ｚ平面内であって２軸から原
点を中心に角度θ、ｌだけ傾いた軸上であって該原点か
ら＋ｒＤ離れた点Ｐ。

（０、３’ｅ＋＋　Ｚｏｔ）にレーザー光源（第２の点
光源）を配置する。そしてこれら点Ｐａ、Ｐ＋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３の領域Ａ上に干渉縞を記録する。ここで
この点Ｐｔ、Ｐｒ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３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。

次に回折格子素子３の領域Ｂのマスクを取り除くととも
に、領域Ａにマスクを施す。

そして、ｙ−ｚ平面内であって２軸から原点を中心に角
度θ９．たけ傾い”た軸上であって該原点から十！。離
れ且つ前記点Ｐ、からΔゑ、だけ離れた点Ｐｊ（０＊　
３’ｏｔ、Ｚａｎ）にレーザー光源（第３の焦光ｉ）を
配置する。そしてこの点Ｐ１．と前記点Ｐ、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３の領域Ｂ上に干渉縞を記録する。

そして回折格子素子３の領域Ａからマスクを取り除き、
現像定着、漂白等の作業を経れば、本発明に用いる回折
格子素子３が完成する。

ここで、上記回折格子素子３に形成する干渉縞の式は、
前記第２図に示す座標（Ｘ、Ｙ）で示すと以下のように
なる。

■領域Ａにおいては、 千〇λ ■領域Ｂにおいては、 ＝ｎ人 但し、 θ：第１図に示す回折格子素子３の傾斜角λ：記録時の
光の波長 ｎ：整数 なお再生時の波長変位量△入から、前記第４図に示す記
録時のＰ、とＰ、の位置を数式で近似的に求める方法を
説明する。

まず再生時の基準波長をλＣとし、温度変化によって変
動する波長変化量を八λとすれば、変化する上下の波長
λ１、λ、は、 λ、＊λ６＋Δ＾　、　λ、ｗλ６−Δ人となる。

これらの値より、＋１次回折光の変化するそれぞれの傾
き角θ□、θ□（第１図参照）を近似的に求めるには、
記録系と再生系には、 θ、申ｓ　ｉ　ｎ−’（μ、ｓｉｎθ、）イ旦し、μ、
！λ１／入＋　ｔ　−１＋　２λ：記録時の光の波長 入、：再生時の光の波長 θ、：記録時の参照光と２軸がなす角 度 という関係があるので、 θ□＞ｓｉｎ″″（μ、ｓｉｎθ、） θ、＜　ｓ　ｉ　ｎ−’（μ、　ｓ　ｉ　ｎθ、）イ旦
し、μ、−λＩ／入、μ、−入、／λλ：記録時の光の
波長 θ、：第４図に示す記録時の２軸と、 点Ｐ、と点Ｐ、の中点から原点 に至る軸のなす角度 となるようにθ１８．θ。を定めればほぼよい。なおこ
の式の意味はθ、１をｓ　ｉ　ｎ−’（μｔ　　Ｓｉｎ
θ、）と同等またはこれよりも大きく、また、θ。

をｓ　ｉ　ｎ−’（μｘ　　ｓ　ｉ　ｎθ、）と同等ま
たはこれよりも小きく取れば、再生時に２つに分割され
る最少錯乱円の離間距離がほぼ十分になるということで
ある。

なお再生時の２つのスポットの変化距離へ！。

は、 Δｊ！５−２１ｒｔａｎ（（θ１．−０１１．）／２）
となる。

そしてこの式を満足するθ、１．θ□を、θ＋＋−５ｉ
ｎ−’（（ｓｉｎθ、、）／μ０）θ＋＊−５ｉｎ−’
（（ｓｉｎθ。）／μ０）但し、μ０−λＣ／λ λ：記録時の光の波長 にそれぞれ代入すれば、近似的にθ、とθ１．が求まる
。

モしてθ１、とθ、ｔを、 八〇、＝θ、−〇、。

に代入し、さらに該へ〇、を、 Δ１１−Δθ、・ｆ！、Ｄ に代入すれば、該へ！、が求まる。

即ちこれらΔり１、θ０、θ９．から点Ｐ、と点Ｐ、の
位置を定めることができるのである。

なお上記の場合は再生時の波長変位量へλから、記録時
のＰ、とＰ、の位置を求めるのに数式を用いて行なった
が、このような数式を用いずに、実験によって適当に波
長変位量へλから記録時のＰ、とＰ、の位置を求めても
よい。

以上本発明にかかる光学式情報再生装置の一実施例を説
明したが、本発明はこれに限られず、例えば、 ■回折格子素子３は反射型のもののみに適用されるもの
ではなく、透過型の回折格子素子に適用してもよい。

■上記実施例においては、回折格子素子３を第２図に示
すＹ軸からα−４５１傾いた直線で領域Ａと領域Ｂに２
分割したものを示したが、このＹ軸からの傾き角αは４
５＠±１０”の範囲であっても本発明の一応の目的は達
成できる。但し、傾き角αは４５゜±５°の範囲が最も
望ましい。

■なお回折格子素子３への干渉縞の形成は、上記点光源
による干渉縞の形成方法以外の例えば薄膜の蒸着、エツ
チング等によってレリーフを形成してもよいことは言う
までもない。

〔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、たとえ周辺温度の変化等によってレー
ザ光の波長が変動して回折角が変化しても、フォーカス
誤差信号とトラッキング誤差信号に生じる誤差を非常に
少なくすることができる。

また、１枚の回折格子素子に２種類の干渉縞を形成する
だけでよいので、該回折格子素子の製作が簡単となり、
コストも低減化できる。

きらに光検出器は１個でよいので、部品点数が少なくそ
の構造が簡単となり、製造が容易でコストも低減化でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる光学式情報再生装置の基本構造
を示す図、第２図は第１図に示す回折格子素子３を第１
図（ａ）に示す＋２軸方向から見た図、第３図は光検出
器５上に集光する最少錯乱円を示す図、第４図は本発明
にかかる回折格子素子３上に干渉縞を記録する方法を示
す図、第５図は従来の光学式情報再生装置を示す図であ
る。 図中、１・・・半導体レーザ（光源）、３・・・回折格
子素子、５・・・光検出器、７・・・対物レンズ、９・
・・光学式情報記録媒体、Ａ・・・領域、Ｂ・・・領域
、である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光源と、該光源から発射された射出光を光学式情報記録
   媒体上に集束させる対物レンズと、前記光源から前記対
   物レンズに至る光路中に配置され前記光源から発射され
   た射出光を透過又は反射して前記対物レンズに入射させ
   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＋１次方向に回折させる回折格子素子と、該＋１次回
   折光をそれが最小錯乱円を結ぶ位置で検出する光検出器
   とを具備し、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、 ０次回折光の光軸と＋１次回折光の光軸が成す平面と前
   記回折格子素子の面が交差する直線から前記回折格子素
   子と光軸が交わる点を中心に回折格子素子上で４５゜±
   １０゜傾斜した直線で前記回折格子素子を２つの領域に
   分割し、それぞれの領域に再生された光の最少錯乱円の
   位置が若干ずれるような干渉縞を形成せしめたことを特
   徴とする光学式情報再生装置。