JPH0317847A - 光学ヘッド装置 - 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 この発明は、ディジタル・オーディオ・ディスク、ビデ
オ・ディスク、光磁気ディスクなどの記録媒体としての
光ディスクに情報を記録したり、光ディスクに記録され
ている情報を再生するために使用する光学ヘッド装置に
関するものである。

従来の技術 第３図は従来の光学ヘッド装置の構成を示す概略図であ
る。

第３図において、半導体レーザ１が出力する楕円形パタ
ーンの放射光はコリメータレンズ２で平行光に変換され
た後、整形プリズム３で円形パターンに整形され、整形
プリズム３を透過した円形平行光はビームスブリッタ４
を透過した後、全反射ミラー５によって図面の裏側方向
に反射される。

このように全反射ミラー５で反射された光は、対物レン
ズ６によって光ディスクの記録面に光源像として結像す
る。

この光源像は直径数μｍ程度のスポット光となり、この
スポット光によって情報の記録，再生が行われる。

そして、再生信号．トラッキング信号を得るための光デ
ィスクの記録面からの反射光は対物レンズ６で平行光と
された後、全反射ミラー５でビームスブリッタ４に反射
され、ビームスブリッタ４で反射された光は、全反射プ
リズム７で集光レンズ８に反射されてホログラム素子（
回折格子〉９に導かれる。

このようにホログラム素子９に導かれた光の内の、光デ
ィスクの記録面で反射されたときにカー効果によって生
ずる偏光成分（再生信号）は、ホログラム素子９により
複屈折くさび形レンズ１０に導かれて二分割検出器ｌ１
に供給され、偏光威分と直交する成分はホログラム素子
９により六分割検出器１２に導かれる。

したがって、二分割検出器１１は複屈折くさび形レンズ
１０との組み合わせによって差動検出器を構成して再生
信号を検出し、六分割検出器１２はナイフ・エッジ法お
よびプッシュブル法によって集点誤差およびトラッキン
グ誤差を検出する。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来の光学ヘッド装置は部品点数が
多いため、小形化，計量化が困難となり，高速アクセス
ができなかった。

そして、ホログラム素子９で信号を効率よく分離できる
が、ホログラム素子９に導かれる光はビームスブリッタ
４で反射されたもののみであり、光ディスクの記録面で
反射された信号の５０％となるので、信号の利用効率が
低く、再生信号が小さくなるため、信号雑音比（Ｓ／Ｎ
比）が比較的低いという問題があった。

この発明は、このような従来の問題を解決するものであ
り、小形化，軽量化が可能であるとともに、再生信号の
Ｓ／Ｎ比を向上させることのできる光学ヘッド装置を提
供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段 この発明は、上記目的を達威するため、半導体レーザお
よび整形プリズムで構成した直線偏光特性を有する単色
光源と、この単色光源からのｍ次回折光を記録媒体に反
射する凹面回折格子と、単色光源から凹面回折格子への
光路上に設けたビームスプリッタと、記録媒体の記録面
で反射された反射光の凹面回折格子からのｎ次回折光を
検出する再生信号検出器と、ビームスプリッタで反射し
た凹面回折格子からのｍ次回折光を検出する誤差信号検
出器を備え、単色光源の発光点，記録媒体の記録面，再
生信号検出器の集光面および誤差信号検出器の集光面を
凹面回折格子のローランド円上に配置したものである。

作用 したがって、この発明によれば、記録媒体の記録面から
の反射光に含まれる再生信号を凹面回折格子で効率よく
分離して再生信号の信号レベルを高めることにより、再
生信号のＳ／Ｎ比を向上させることができる。

すなわち、直線偏光特性を有する単色光源からの放射光
をＰ偏光とし、凹面回折格子の回折効率が偏光依存性を
有し、Ｐ偏光はｍ次回折光として、Ｓ偏光はｎ次回折光
として反射されるものとすると、単色光源からの放射光
は凹面回折格子で記録媒体の記録面にｍ次回折光として
照射される。

そして、記録媒体の記録面からの反射光に含まれる再生
信号のＳ偏光は、凹面回折格子でｎ次回折光として反射
される。

したがって、記録媒体の記録面からの反射光に含まれる
再生信号を効率よく再生信号検出器に導くことができる
。

実施例 第１図はこの発明の一実施例による光学ヘッド装置の構
成を示す概略図、第２図は各構戒部分の配置関係を示す
配置図である。

第１図，第２図において、２１は直線偏光特性を有する
単色光源を示し、楕円形パターンの放射光を出力する半
導体レーザ２１Ａと、半導体レーザ２１Ａが出力する楕
円形パターンの放射光を円形パターンに整形する整形プ
リズム２１Ｂで構成されている。

２２はビームスプリッタ、２３は凹面回折格子、２４は
再生信号検出器、２５は誤差信号検出器を示す。

Ｄは記録媒体としての光ディスクを示す。

第２図に示すように、単色光源２１の発光点，再生信号
検出器２４の焦点面，誤差信号検出器２５の焦点面及び
光ディスクＤの記録面（データを記録，再生するための
ビットが設けられる面〉は凹面回折格子２３のローラン
ド円Ｃ上に配置され、ビームスブリッタ２２は単色光源
２１から凹面回折格子２３の光路上に配置され、誤差信
号検出器２５はビームスブリッタ２２で分岐された光路
上に配置されている。

次に、上記実施例の動作について説明する。

上記実施例において、半導体レーザ２１Ａからの直線偏
光を有する単色光の楕円形パターンの放射光は、整形プ
リズム２１Ｂで直線偏光特性を有する単色光の円形パタ
ーンに整形され、ビームスブリッタ２２を透過して凹面
回折格子２３に導かれる。

なお、楕円形パターンの放射光を円形パターンの放射光
に変換するのは、整形プリズム２１Ｂの肉厚を利用して
楕円の短軸を拡大して長軸と同一にすることができる。

そして、凹面回折格子２３に導かれた半導体レーザ２１
Ａからの放射光（以下、Ｐ偏光として説明する。）は、
主に、ｍ次回折光として光ディスクＤの記録面に導かれ
る。

ここで、単色光源２１の発光点，光ディスクＤの記録面
は、第２図に示すように、凹面回折格子２３のローラン
ド円Ｃ上に、光学的に配置されているので、単色光源２
１からの放射光は凹面回折格子２３によって光ディスク
Ｄの記録面に光源像として結像する。

したがって、この光源像によって光ディスクＤの記録，
再生および消去が行われる。

一方、光ディスクＤの記録面に光源像を結んだ放射光は
光ディスクＤの記録面で反射され、再び凹面回折格子２
３に導かれる。

ここで、凹面回折格子２３に再び導かれた光ディスクＤ
の記録面からの反射光には、再生時のみ再生信号が含ま
れ、記録時，消去時には再生信号が含まれないので，以
下の説明は再生時のみについて説明する。

光ディスクＤの記録面には単色光源２１からの直線偏光
特性の放射光が照射されるので、力一効果によって光デ
ィスクＤの集光部分の磁化の向きに対応して記録面上で
の反射光の振動軸，すなわち偏光面が±θ，度回転する
。

なお、前述のように、単色光源２ｌからの放射光は凹面
回折格子２３に対してＰ偏光であるため、力一効果によ
る偏光面の回転によってＳ偏光戒分が生ずる。

そして、Ｓ偏光成分は、磁化の向き、すなわち記録情報
に対応した偏光面の回転によって生ずるので、Ｓ偏光戒
分は記録情報に対応した信号、すなわち再生信号となる
。

以上のように、Ｐ偏光成分，Ｓ偏光成分の含まれる記録
面からの反射光が凹面回折格子２３に導かれると、凹面
回折格子２３はＰ偏光をｍ次回折光として、Ｓ偏光をｎ
次回折光として反射するので、Ｓ偏光のｎ次回折光の回
折効率を適当に設定することにより、ビームスブリッタ
２２による光路分岐によって生じる損失に比べて小さな
損失とすることができる。

次に、凹面回折格子２３の働きについて説明する。

凹面回折格子２３は格子間隔が光の波長程度に設定され
ており、その回折効率に偏光依存性を有する。

今、Ｐ偏先に対してｍ次回折光の回折効率が最大（例え
ば、８０％）になるとともに、Ｓ偏光に対してｎ次回折
光の回折効率が最大（例えば、８０％）になるように回
折格子のブレーズ角（溝の傾き角〉を設定すると、凹面
回折格子２３は単色光源２１からの放射光（Ｐ偏光）を
ｍ次回折光として反射する。

一方、光ディスクＤの記録面からの反射光にはＰ偏光成
分，Ｓ偏光成分が含まれているので、凹面回折格子２３
はＰ偏光をｍ次回折光として反射するとともに、Ｓ偏光
をｎ次回折光として反射する。

したがって、光ディスクＤの記録面からの反射光に含ま
れるＳ偏光成分、すなわち再生信号成分は凹面回折格子
２３でｎ次回折光として反射され、再生信号検出器２４
に導かれる。

そして、反射光に含まれるＰ偏光成分は凹面回折格子２
３でｍ次回折光として単色光源２１と同一の光路上に反
射され、ビームスプリッタ２２に導かれるので、ビーム
スブリッタ２２によって誤差信号検出器２５に導かれる
。

ここで、光ディスクＤの記録面からの反射光に含まれる
Ｓ偏光成分は凹面回折格子２３でｎ次回折光として反射
され、Ｐ偏光威分は凹面回折格子２３でｍ次回折光とし
て反射され、また、再生信号検出器２４の焦点面、誤差
信号検出器２５の焦点面および光ディスクＤの記録面は
、第２図に示すように、凹面回折格子２３のローランド
円Ｃ上に配置されているので，記録面からの反射光は凹
面回折格子２３によって再生信号検出器２４，誤差信号
検出器２５の焦点面に結像する。

したがって、再生信号検出器２４によって再生信号を読
み出すことができ、誤差検出器２５からプッシュル法お
よびナイフ・エッジ法のような一般によく知られている
トラッキング誤差検出および焦点誤差検出によって誤差
信号を得ることができる。

なお、第２図において、凹面回折格子１３の入射角と出
射角の関係は、単色光源２１からの放射光がｍ次回折光
として反射され、光ディスクＤからの反射光はｎ次回折
光として反射されるため、ｓｉｎａ＋ｓｉｎβ＝ｍλ／
Ｘ ｓｉｎβ＋ｓｉｎλ＝ｎλ／Ｘ ただし、λは単色光源２１の発光波長 Ｘは凹面回折格子２３の格子間隔 である。

このように、上記実施例によれば、凹面回折格子２３の
回折効率が偏光依存性を有することを利用し、光ディス
クＤの記録面の反射光に含まれる再生信号を効率よく〈
例えば、実施例では８０％〉分離できるとともに、記録
面でのカー効果による偏光面の回転角±θ、は小さいの
で、記録面からの反射光に含まれるＳ偏光成分は小さい
。

したがって、前述したように、再生信号を効率よく分離
することにより、小さな再生信号を有効に利用でき、再
生信号の信号レベルの増大．Ｓ／Ｎ比の向上を図ること
ができる。

また、凹面回折格子２３の集光性および各構成部分をロ
ーランド円Ｃ上に配置することにより、小型化，軽量化
を図ることができ、高速アクセスが可能になる。

なお、上記実施例では、単色光源２１を半導体レーザ２
１Ａと、整形プリズム２１Ｂで構成した例で説明したが
、円形光パターンの放射光を出力する半導体レーザを用
いれば、半導体レーザのみで単色光源が構成できること
はいうまでもない。

また、再生信号検出器２４もくさび形複屈折レンズを用
いた差動検出器とすることができる。

発明の効果 この発明は、上記実施例より明らかなように、凹面回折
格子の回折効果が偏光依存性を有することを利用したの
で、記録媒体の記録面で反射された反射光に含まれてい
る再生信号が効率よく分離でき、再生信号のレベル拡大
、Ｓ／Ｎ比の向上を図ることができるという効果がある
。

また、凹面回折格子の集光性および各構戒部分をローラ
ンド円上に配置することにより、小型化，軽量化を図る
ことができ，高速アクセスが可能になるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による光学ヘッド装置の構
成を示す概略図、第２図は各構成部分の配置関係を示す
配置図、第３図は従来の光学ヘッド装置の構戒を示す概
略図である。 ２１・・・単色光源、２１Ａ・・・半導体レーザ、２１
Ｂ・・・整形プリズム、２２・・・ビームスプリッタ、
２３・・・凹面回折格子、２４・・・再生信号検出器、
２５・・・誤差信号検出器、Ｄ・・・光ディスク、Ｃ・
・・ローランド円。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）直線偏光特性を有する単色光を出力する単色光源
   と、この単色光源からのｍ次回折光を記録媒体に反射す
   る凹面回折格子と、前記単色光源から前記凹面回折格子
   への光路上に設けたビームスプリッタと、前記記録媒体
   の記録面で反射された反射光の前記凹面回折格子からの
   ｎ次回折光を検出する再生信号検出器と、前記ビームス
   プリッタで反射した前記凹面回折格子からのｍ次回折光
   を検出する誤差信号検出器を備え、前記単色光源の発光
   点、前記記録媒体の記録面、前記再生信号検出器の集光
   面および前記誤差信号検出器の集光面を前記凹面回折格
   子のローランド円上に配置した光学ヘッド装置。
2. （２）半導体レーザと、整形プリズムで単色光源を構成
   した請求項（１）記載の光学ヘッド装置。