JPH02277003A - 回折格子及び光学式ヘッド装置 - 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、例えば光デイスク録再機の光学ピックアップ
等に用いて好適な回折格子及び光学式ヘッド装置に関す
る。

〔発明の概要〕

第１の本発明は格子定数の異なる複数の回折格子部を有
することにより、分割光量比の設定を大きく変えること
ができ、従来利用できなかった例えば２次回折光までも
利用できるようにしたものである。

第２の本発明は第１及び第２の回折格子部を有し、第１
の回折格子部の２次回折光と第２の回折格子部の１次回
折光が重なるように各回折格子部の格子定数を設定する
ことにより、斯る重なりにより得られる光線（２次回折
光）を従来の格子定数が−様な回折格子による２次回折
光より明るくすることができるようにしたものである。

第３の本発明は互いに格子定数の異なる第１及び第２の
回折格子部を有する回折格子を備え、光学式記録媒体に
対し、第１及び第２の回折格子部の０次回折光を用いて
記録又は再生動作の少なくとも一方を行い、第２の回折
格子部の１次回折光を用いてトラッキング動作を行い、
第１の回折格子部の２次回折光及び第２の回折格子部の
１次光を用いて上記光学式記録媒体の再生動作とは異な
る位置で再生動作を行うようにすることにより、例えば
リードアフタライトやライトアフタリード等複数のビー
ムでデータの読み書きを確実にできるようにしたもので
ある。

〔従来の技術〕

光デイスク録再機の光学ピックアップにおいては、回折
格子を用いてマルチビームを形成するようにしたものが
ある。この回折格子によって光を直進する０次回折光を
中心に±１次回折光、±２次回折光・・・・というよう
に分割させマルチビームを形成する。多くの場合このマ
ルチビームの中で利用するのはＯ次回折光と±１次回折
光である。

すなわち、０次回折光は記録データの読み書きに用い、
±１次回折光はトラッキングサーボのための信号の取り
出しに用いている。そして、従来の回折格子は−様な格
子定数を持ち、分割光は０次回折光、±１次回折光、±
２次回折光・・・・の順で暗くなって行く。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、例えば光ディスク緑再機ではいわゆるリード
アフタライト或いはライトアフタリード等複数のビーム
でデータの読み書きの必要な場合がある。このとき回折
格子でつくられたマルチビームを利用することが考えら
れる。つまり、これまで使っていた０次回折光、±１次
回折光以外に±２次回折光でデータを読むことを考えれ
ばよい。

ところがこれまでの−様な格子定数を持つ従来の回折格
子による分割光では±２次回折光はかなり暗くなってし
まう。すなわち、±１次回折光は±２次回折光より必ず
明るく、トラッキングサーボのための信号を取る光の方
がデータを読むための光より明るいと云うのはもったい
ない話である。

でき得るならば±２次回折光の品質を±１次回折光より
良くしたいが、回折理論から−様な格子定数の従来の回
折格子ではこれは不可能であった。

本発明は斯る点に鑑みなされたもので、第１の本発明の
目的は分割光量比の設定を大きく変えることができるこ
と、第２の本発明の目的は第１の回折格子部の２次回折
光と第２の回折格子部の１次回折光の重なりより得られ
る光線（２次回折光）を従来の格子定数が−様な回折格
子による２次回折光より明るくすることができること、
第３の本発明の目的はリードアフタライトやライトアフ
タリード等複数のビームでデータの読み書きを確実にで
きることを達成するようにした回折格子及び光学式ヘッ
ド装置を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

第１の本発明は、格子定数の異なる複数の回折格子部（
２，３）　　を有する回折格子（１）である。第２の本
発明は、第１及び第２の回折格子！（２，３）　を有し
、第１の回折格子部（２）の２次回折光と第２の回折格
子部（３）の１次回折光が重なるように各回折格子部（
２，３）　　の格子定数を設定して成る回折格子（１）
である。第３の本発明は、互いに格子定数の異なる第１
及び第２の回折格子部（２，３）　　を有する回折格子
（１）を備え、光学式記録媒体に対し、第１及び第２の
回折格子部（２，３）　　の０次回折光を用いて記録又
は再生動作の少なくとも一方を行い、第２の回折格子部
（３）の１次回折光を用いてトラッキング動作を行い、
第１の回折格子部（２）の２次回折光及び第２の回折格
子Ｂ（３）の１次回折光を用いて上記光学式記録媒体の
上記再生動作とは異なる位置で再生動作を行うようにし
たことを特徴とする光学式ヘッド装置である。

〔作用〕

斯る構成により、第１の本発明によれば分割光量比の設
定を大きく変えることができ、従来利用できなかった例
えば２次回折光までも利用できるようにし、第２の本発
明によれば、重なりにより得られる光線（２次回折光）
を従来の格子定数が−様な回折格子による２次回折光よ
り明るくすることができ、第３の本発明によれば、例え
ばり−ドアフタライトやライトアフタリード等複数のビ
ームデータの読み書きを確実にできる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を第１図〜第７図に基づいて
詳しく説明する。

第１図は本実施例の回折格子（１）の−例を示すもので
、回折格子（１）は第１の回折格子部（２）と第２の回
折格子部（３）とから成り、第２の回折格子部（３）を
中央にして両側に第１の回折格子部（２）を配置する。

この回折格子（１）では光線の中央部の特性の良い部分
が第２の回折格子部（３）に入り、その周辺部の光線が
第１の回折格子部（２）に入り、後述される仕組みで回
折される。なお、分割光量比はスリット幅、スリット間
隔、第１の回折格子部（２）と第２の回折格子部（３）
の光線の当る部分の面積の比で決定する。

第１の回折格子部（２）を詳細に示すと、第２図の如く
表わすことができる。同図において、（４）はスリット
であって、回折格子（１）の下方からこれに垂直に波長
がλの光が入射した場合この１つのスリット（４）の中
央からその隣りのスリット（４）の中央までの長さをａ
とすると、 ａｓｉｎθ＝λ、　　ａＳｉｎθ′＝２λのような方向
に向かう光がつくられ、前者が１次回折光、後者が２次
回折光である。つまり、回折格子（１）の下方からこれ
に垂直に入射した光は第１の回折格子部（２）で回折さ
れ、隣りのスリット（４）から出た光と干渉し、光路差
で１波長（λ）分異なる方向（θ）に１次回折光、２波
長（２λ〉異なる方向θ′に２次回折光を作る。

また、第１図の第２の回折格子部（３）を詳細に示すと
第３図の如く表わすことができる。第２の回折格子部（
３）は第１の回折格子部（２）と異なる格子定数を有し
、ここでは例えば第１の回折格子部（２）より狭い間隔
すのスリット（５）を有し、一般に回折格子の格子定数
は１ｍｍの幅に含まれるスリット数で表わされるので、
従ってその格子定数は第１の回折格子部（２〕の格子定
数より大きいものとされている。回折格子（１）の下方
からこれに垂直に波長がλの光が入射すると、隣り合う
スリット（５）から出た１次回折光が、第１の回折格子
部（２）の２次回折光と同じθ′の方向に向かって両者
が強め合うように、スリット（５）の間隔ｂ１すなわち
格子定数を決める。つまり、このとき ｂｓ＋ｎθ′＝λ なる方向に向かう１次回折光が形成される。

本実施例では第１図の如くこのような第１の回折格子部
（２）と第２の回折格子部（３）を１枚の回折格子（１
）上に形成させるわけであるが、このとき第１の回折格
子部（２）の２次回折光と第２の回折格子部（３）の１
次回折光が重なるよう第１及び第２の回折格子部（２）
及び（３）の格子定数を決める。そして、第１の回折格
子部（２）の１次回折光はこれまで同様トラッキングサ
ーボに用いる。この場合第２の回折格子部（３）からの
光線は来ないので暗くなる。また、第１の回折格子（２
）の２次回折光と第２の回折格子（３）の１次回折光が
重なる光線はこれまでの格子定数が−様な従来の回折格
子による２次回折光より明るくなる。つまり、１枚の回
折格子（１）から見れば２次回折光が１次回折光より明
るくなり、これを第２の信号検出用すなわちデータの読
み出しに用いる。

第４図は本発明による回折格子（１）を用いた光学ピン
ク・アップの概念図を示したもので、同図において、（
６）はレーザダイオード、（７）はコシメータレンズ、
（８）は対物レンズ、（９）はディスクである。ここで
は格子定数の異なる第１の回折格子部（２）と第２の回
折格子部（３）を有する回折格子（１）を用いて第４図
に示すようなα、β、ｒのスポットを作る。

αは第１の回折格子部（２）と第２の回折格子部（３）
の０次回折光によるスポット、βは第１の回折格子部（
２）の１次回折光によるスポット、Ｔは第１の回折格子
部（２）の２次回折光と第２の回折格子部（３）の１次
回折光が重なったことによるスポットである。

格子定数が−様な従来の回折格子でα、β、γのスポッ
トを作った場合、その明るさはα〉β〉γの関係にある
が、本実施例であるとβとｒを逆転できる。つまり、回
折格子（１〕を用いると２次回折光の明るさを１次回折
光の明るさより明るく出来る。或いは同程度の明るさに
も設定できる。

第５図及び第６図は本実施例において、２次回折光が１
次回折光より明るくなることを説明するためのもので、
第５図は光ピツクアップの概念図、第６図は光強度分布
図である。第５図において、第４図と対応する部分には
同一符号を付して説明する。第５図Ａはレーザダイオー
ド（６）からの光が回折格子（１）の第１の回折格子部
（２）の部分を通過してディスク（９）に至る光軸の例
、第５図Ｂはレーザダイオード（６）からの光が回折格
子（１）の第２の回折格子部（３）の部分を通過してデ
ィスク（９）に至る光軸の例を夫々示し、第５図Ｃは両
者を合わせた例である。勿論このとき、第１の回折格子
部（２）の２次回折光と第２の回折格子部（３）の１次
回折光が重なるように第１及び第２の回折格子部（２）
及び（３）の格子定数が設定されているものとする。

すると、第５図Ｃの丸Ａで囲んだ部分における光強度分
布を見ると第６図の如くなる。第６図より第１の回折格
子部（２）で得られた０次回折光と第２の回折格子部（
３）で得られた０次回折光の和により回折格子（１）と
しての０次回折光としては最大の光強度を示すのは勿論
であるが、ここで注目されることは、第１の回折格子部
（２）の２次回折光と第２の回折格子部（３）の１次回
折光が加算されて回折格子（１）としての２次回折光の
光強度はその１次回折光の光強度より大きくなっている
。つまり格子定数の異なる第１の回折格子部（２）と第
２の回折格子部（３）を−枚に形成した回折格子（１）
の２次回折光は１次回折光より明るいと云うことである
。

従って、本実施例では１次回折光より２次回折光を明る
く出来るので、この２次回折光を第２の信号検出用例え
ばデータの読み出しに使用するわけである。

第７図は上述した回折格子（１）を用いた光学ピックア
ップの光学系の構成例を示すもので、同図において、第
４図と対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明
は省略する。第７図において、（１０）は偏光ビームス
プリッタ、（１１）は集光レンズ、（１２）はフォトデ
ィテクタである。

レーザダイオード（６）からの光はコリメータレンズ（
７）で平行光とされ、回折格子（１〕で上述の如くマル
チビームとされ、偏光ビームスプリッタ（１０）及び対
物レンズ（６〕を介してディスク（９）に照射される。

ディスク（９）からの反射光は対物レンズ（８）を介し
て偏光ビームスプリッタ（１０）に供給されてここで反
射して、集光レンズ（１１）を介してフォトディテクタ
（１２）に供給されて電気信号に変換される。

具体的には例えばトラッキングサーボコントロールの場
合、いま例えば３スポツト法を用いるものとすると、信
号検出用の主レーザビーム（０次回折光）のほかにトラ
ッキング誤差検出用の補助ビームを２本（±１次回折光
）を用いる。補助ビームは回折格子（１）で主ビームと
分離され、ディスク（９）面上で主ビームとは左右にわ
ずかずれた位置にスポットを結ぶ。

ディスク（９）からの反射光は主ビームと同じ経路を経
てフォトディテクタ（１２）に導かれるが、図示せずも
フォトディテクタ（１２）はこの場合３つに分割されて
おり、主ビームと補助ビームを別々に取り出せる。主ビ
ームが丁度信号に応じて形成されたピットから成るトラ
ック上にあるときは、２つの補助ビームの出力はバラン
スしているが、どちらかにずれると一方の出力が大きく
なり、トラッキング誤差として検出される。

このようにして±１次回折光はトラッキングサーボ用と
して利用される。

また、２次回折光は１次回折光同様回折格子（１）でＯ
次回折光と分離され、ディスク（９）面上で０次回折光
及び１次回折光とはわずかにずれた位置にスポットを結
ぶ。

ディスク（９）からの反射光は０次回折光及び１次回折
光と同じ経路を経てフォトディテクタ（１２）に導かれ
る。そして、この２次回折光は、例えばリードアフタラ
イト、ライトアフタリード等複数のビームでディスクの
読み書きの必要な場合に、０次回折光によるデータの読
み出しとは異なる位置でデータを読み出すのに利用され
る。

勿論０次回折光は記録時はデータの書き込み用、再生時
はデータの読み出し用として利用される。

このように本実施例では格子定数の異なる第１の回折格
子部（２）と第２の回折格子部（３）を同一格子である
回折格子（１）内に形成し、得られるサイズスポットの
分割光量比の設定できる範囲を大きくしたので、従来の
−様な格子定数の回折格子による２次回折光より明るく
でき、つまり回折格子（１）において１次回折光より２
次回折光を明るく出来、もって実質的に第２の信号検出
用として利用できる。

第８図はこの発明の他の実施例を示すもので、同図にお
いて、第１図と対応する部分には同一符号を付して説明
する。本実施例でも回折格子（１）は第１の回折格子部
（２）と第２の回折格子部（３）とから成り、円形の第
２の回折格子部（３）を中心にしてその周辺に第１の回
折格子部（２）を配置する。本実施例でも大体において
光線の中央部の特性の良い部分が第２の回折格子部（３
）に入りその周辺部の光線が第１の回折格子部（２）に
入り、上述した仕組みで回折される。な右、この場合も
分割光量比はスリット幅、スリット間隔、第１の回折格
子部（２）と第２の回折格子部（３）の光の当る分部の
面積の比で決定する。

このようにして本実施例でも上述の実施例と略同様の作
用効果を得ることができる。

〔発明の効果〕

上述の如く第１の本発明によれば、同一の格子内に格子
定数の異なる複数の回折格子部を有するようにしたので
、分割光量比を大きく変えることができ、従来利用でき
なかった例えば２次回折光までも利用できる。

また、第２の本発明によれば、同一の格子内νこ第１及
び第２の回折格子部を有し、第１の回折格子部の２次回
折光と第２の回折格子部の１次回折光が重なるように各
回折格子部の格子定数を設定するようにしたので、斯る
重なりにより得られる光線（２次回折光）を従来の格子
定数が−様な回折格子による２次回折光より明るくする
ことができ、信号の読み取り精度が改善される。

第３の本発明によれば、第１の回折格子部の２次回折光
及び第２の回折格子部の１次光の重なりに得られる光線
（２次回折光）を用いて光学式記録媒体の０次回折光に
よる再生動作とは異なる位置で再生動作を行うようにし
たので、第２の信号検出（データの読み出し）が可能と
なり、例えばリードアフタライトやライトアフタリード
等複数のビームでデータの読み書きを確実に行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の一実施例を示す構成図、第２図及び
第３図はこの発明の基本原理を説明するための図、第４
図〜第６図はこの発明を説明するための図、第７図はこ
の発明を適用した光学系を示す図、第８図はこの発明の
他の実施例を示す図である。 〔１）は回折格子、（２）は第１の回折格子部、（３）
は第２の回折格子部、（６）はレーザダイオード、（７
）はコリメータレンズ、（８）は対物レンズ、（９）は
ディスク、（１０）は偏光ビームスプリッタ、（１２）
はフォトディテクタである。 代　　理　　人 松　　隈　　秀　　盛 第１ 図 第８ 図 １リクイ乍官１Ｂ月　Ｅｑ 第４図 第２図 第　２の巨し↑乍才名−と杏Ｐ゛客え、８月ｂｑ第３図 尤・ｔＡ円　のａＡづタラ 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、格子定数の異なる複数の回折格子部を有する回折格
   子。 ２、第１及び第２の回折格子部を有し、上記第１の回折
   格子部の２次回折光と上記第２の回折格子部の１次回折
   光が重なるように各回折格子部の格子定数を設定して成
   る回折格子。 ３、互いに格子定数の異なる第１及び第２の回折格子部
   を有する回折格子を備え、光学式記録媒体に対し、上記
   第１及び第２の回折格子部の０次回折光を用いて記録又
   は再生動作の少なくとも一方を行い、上記第２の回折格
   子部の１次回折光を用いてトラッキング動作を行い、上
   記第１の回折格子部の２次回折光及び上記第２の回折格
   子部の１次回折光を用いて上記光学式記録媒体の上記再
   生動作とは異なる位置で再生動作を行うようにしたこと
   を特徴とする光学式ヘッド装置。