JPH04276335A - 光情報記録再生装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光情報記録媒体からの
反射光を用いて、情報の記録、再生、消去等を行う光情
報記録再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来における光情報記録再生装置として
は、その第一の従来例として、特開昭６４−５５７４５
号公報に開示されているものがある。すなわち、図６に
示すように、レーザ光源１から出射された光は、回折素
子２の一面に形成された回折格子面３に入射し、０次光
と±１次光との３本の光束４ａ，４ｂ，４ｃに分離され
る。これら３つの光束は、その回折素子２の他面に形成
されたホログラフィックグレーティング面５を透過した
後、図示しない対物レンズにより集光され図示しない光
情報記録媒体としての光ディスクの表面に照射される。 この時、０次光４ａは情報の読取りに用いられ、±１次
光４ｂ，４ｃはその表面のトラック状態を検知して反射
光となり、再び回折素子２のホログラフィックグレーテ
ィング面５に入射する。そして、そのホログラフィック
グレーティング面５に入射した３本の光束は回折されて
それぞれ３本ずつの２組のビーム６ａ，６ｂ，６ｃ、７
ａ，７ｂ，７ｃ（計６本のビーム）に分割され、受光素
子８の表面に導かれる。この場合、受光素子８には６分
割された受光面ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆが形成されてお
り、６本のビームが光スポットの状態で６つの受光面の
それぞれに導かれ、これにより、情報の再生信号Ｒｆや
、フォーカスエラー信号Ｆｏ、トラックエラー信号Ｔｒ
の検出を行うことができる。

【０００３】各信号の値は、ウェッジプリズム法を用い
て、 Ｆｏ＝（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ）　　…（１）Ｔｒ＝ｅ−
ｆ　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（２）Ｒｆ
＝ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ　　　　　　　　　　…（３）により
検出することができる。

【０００４】図７（ａ）〜（ｃ）は、フォーカスエラー
信号Ｆｏを検出する際の受光素子８の面上に照射される
光スポットの様子を示すものである。（ｂ）は合焦時、
（ａ）はその合焦時よりも光ディスクに近づいた時、（
ｃ）はその合焦時よりも光ディスクから遠ざかった時の
様子をそれぞれ示すものである。このように光スポット
のビーム径の大小関係を利用して信号の検出を行うこと
ができる。

【０００５】次に、その第二の従来例として、特願平２
−２７３７５４号に本出願人により出願されているもの
がある。これは、上述した第一の実施例で示したような
再生専用の構成を一歩進めて光磁気信号をも検出できる
ようにしたものである。すなわち、図８に示すように、
半導体レーザ９から出射された光は、０次光として進ん
でいき、光分岐回折格子１０を透過し、コリメートレン
ズ１１により平行光となり、対物レンズ１２により集光
され光磁気ディスク１３の面上に照射され、これにより
、光スポットＰを形成する。そして、光磁気ディスク１
３により反射された光は、対物レンズ１２、コリメート
レンズ１１を介して再び光分岐回折格子１０に入射する
。この時、その反射光は＋１次光１４、−１次光１５に
分けられ、＋１次光１４は微小ピッチ（波長以下）の偏
光分離回折格子１６へと導かれる。この偏光分離回折格
子１６は回折効率に偏光依存性をもつため偏光方向によ
り透過光Ｔと回折光Ｋとに分離され、それぞれ同一基板
１７上に設けられた受光素子１８に導かれ、これにより
それら受光素子１８からの出力信号の差を求めることに
より光磁気信号を検出することができる。このように微
小ピッチの偏光分離回折格子１６に導くことにより、偏
光分離して光磁気信号の検出を行うことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】第一の従来例の場合、
回折素子２を設けることによって、レーザ光源１と受光
素子８とを同一平面内に配置することができるため、コ
ンパクト化した構成で安定した信号の検出を行うことが
でき、しかも、このような構成にすることによりコンパ
クトディスクや追記型のディスクに対応させることは可
能である。しかし、このような構成では書替え型の光磁
気ディスクには対応させることはできず、回折素子２に
偏光分離機能を持ち合わせていないため光磁気信号の検
出を行うこともできない。

【０００７】第二の従来例の場合、そのような光磁気信
号の検出を行うことはできるが、微小ピッチ格子のブラ
ック角が大きいので光分岐回折格子１０の回折角も大き
くするようにする必要がある。しかし、このような構成
とすると、半導体レーザ９の波長変動による回折角変動
も大きくなるので、その受光素子１８上での光スポット
位置も変動が大きくなり、信号にオフセットが生じやす
くなる。特に、フォーカスエラー信号やトラックエラー
信号のように、４分割受光素子や２分割受光素子上に精
度良く光スポットを合わせる必要がある場合には大きな
問題となる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明では
、レーザ光源から出射された光を対物レンズにより集光
して光情報記録媒体の表面に光スポットを照射すること
により情報の記録、再生、消去を行う光情報記録再生装
置において、前記レーザ光源と前記光情報記録媒体との
間の光路上に格子ピッチ若しくは格子方向が異なる複数
の領域に分割された回折格子を有する第一光分岐回折格
子を設け、この第一光分岐回折格子の前記回折格子によ
り回折された少なくとも一つの光束の光路上に回折効率
が偏光方向により変化する高密度な回折格子を有する第
二光分岐回折格子を設けた。

【０００９】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明において、第二光分岐回折格子の回折格子により回
折された光スポットの光路上に無分割受光素子を設けた
。

【００１０】請求項３記載の発明では、請求項１記載の
発明において、第一光分岐回折格子の回折格子及び第二
光分岐回折格子の回折格子を同一基板の表裏両面に一体
化して形成した。

【００１１】

【作用】請求項１記載の発明においては、第一光分岐回
折格子及び第二光分岐回折格子を通過した光により光磁
気信号の検出を行い、第一光分岐回折格子のみを通過し
た光によりフォーカスエラー信号及びトラックエラー信
号を検出することによって、常に安定した状態で低ノイ
ズな信号検出を行うことが可能となり、また、検出され
るフォーカス及びトラックエラー信号用の光スポットは
ピッチの大きい回折格子からの回折光であるため波長変
動によるスポット位置ずれが少なくオフセットを小さく
抑えることが可能となる。

【００１２】請求項２記載の発明においては、波長変動
によるスポット位置ずれの大きい光スポットは無分割受
光素子で検出しているため、オフセットに対して安定し
た状態で高Ｃ／Ｎを確保することができる。

【００１３】請求項３記載の発明においては、一基板の
表裏両面に２種類の回折格子を一体化形成したことによ
り、経時変化に対して常に安定であると共に、そのよう
な回折格子は一枚の大きな基板に大量に作成した後から
切り出すことにより作成することができるためコストダ
ウンを図ることができる。

【００１４】

【実施例】本発明の第一の実施例を図１〜図３に基づい
て説明する。まず、図１に示すように、レーザ光源１９
から出射された光は、図示しない対物レンズにより集光
して図示しない光情報記録媒体としての光ディスクの表
面に光スポットを照射することにより情報の記録、再生
、消去を行う光情報記録再生装置において、前記レーザ
光源１９と前記光情報記録媒体との間の光路上には、第
一光分岐回折格子としての光分岐回折格子２０が設けら
れている。この光分岐回折格子２０には、図２に示すよ
うに、格子ピッチ若しくは格子方向が異なる３つの領域
に分割された回折格子２０ａ，２０ｂ，２０ｃが形成さ
れている。回折格子２０ａのピッチは他の回折格子２０
ｂ，２０ｃのピッチよりも小さなものとなっている。 また、前記光分岐回折格子２０の前記回折格子２０ａに
より回折されたそれぞれの光束の光路上には、第二光分
岐回折格子としての高密度深溝回折格子２１，２２が配
設されている。これら高密度深溝回折格子２１，２２に
は、それぞれ、回折効率が偏光方向により変化する高密
度な回折格子２１ａ，２２ａが形成されている。さらに
、図３に示すように、前記高密度深溝回折格子２１を通
過して形成された光スポットａ，ｂの位置には無分割受
光素子２３ａ，２３ｂが設けられ、また、前記高密度深
溝回折格子２２を通過して形成された光スポットｃ，ｄ
の位置には無分割受光素子２３ｃ，２３ｄが設けられて
いる。前記光分岐回折格子２０を通過して形成された光
スポットｅ，ｆ，ｇ，ｈの位置にはそれぞれ受光素子２
３ｅ，２３ｆ，２３ｇ，２３ｈが設けられている。

【００１５】このような構成において、半導体レーザ１
９から出射された光は、光分岐回折格子２０を透過して
、対物レンズにより集光され光ディスクの面上に照射さ
れる。その反射光は光ディスクの信号に応じて偏光の回
転を受け、再び光分岐回折格子２０に入射する。その光
分岐回折格子２０の回折格子２０ａに入射した光は高密
度深溝回折格子２１，２２に導かれ、一方、回折格子２
０ｂ，２０ｃに入射した光は光スポットｅ，ｆ，ｇ，ｈ
の位置に向かって進む。

【００１６】そこで、まず、高密度深溝回折格子２１，
２２に光を導く回折格子２０ａについて述べる。今、光
磁気信号を検出することのできる回折格子２０ａは、波
長／ピッチ＝１．６〜２．０程度であることが必要なの
で、半導体レーザ１９の波長を７８０ｎｍとすると、ピ
ッチは０．３９〜０．４９μｍ程度となる。ブラック角
θは、θ＝ｓｉｎ波長／（ピッチ×２）≒５３°である
からこのような角度で高密度深溝回折格子２１，２２に
光を入射させるためには、回折格子２０ａのピッチは、
ピッチ＝波長／ｓｉｎθ＝０．７８〜０．９８μｍとな
り、かなり小さな値となる。これに伴い、半導体レーザ
１９の波長変動による回折角の変動もかなり大きなもの
となり、これにより高密度深溝回折格子２１，２２を通
過した回折光の光スポットａ，ｄの位置では光スポット
が動くため分割された（２分割や４分割）受光素子に位
置合わせすることは非常に困難なことである（なお、光
スポットｂ，ｃは、高密度深溝回折格子２１，２２によ
り回折角変動がキャンセルされるため、動きは多少小さ
くなる）。このようなことから光スポットａ，ｂ，ｃ，
ｄの位置には大きめの無分割受光素子２３ａ，２３ｂ，
２３ｃ，２３ｄを配置させ、これにより光磁気信号のみ
の検出を行うようにする。

【００１７】一方、光分岐回折格子２０の回折格子２０
ｂ，２０ｃのような格子ピッチが大きく、格子方向が回
折格子２０ａとは異なる向きをなす回折格子を形成する
。この場合、回折格子２０ｂにより半円状の回折光の光
スポットｅ，ｈが形成され、また、回折格子２０ｃによ
り半円状の回折光の光スポットｆ，ｇが形成される。 このような光スポットｅ，ｆ，ｇ，ｈの位置に図３に示
すような受光素子２３ｅ，２３ｆ，２３ｇ，２３ｈを配
置することによりフォーカスエラー信号、トラックエラ
ー信号を検出することができる。この場合、格子ピッチ
の大きな回折格子２０ｂ，２０ｃによる光スポットｅ，
ｆ，ｇ，ｈは波長変動による回折角変動が小さいためオ
フセットを小さく抑えることができる。

【００１８】次に、本発明の第二の実施例を図４及び図
５に基づいて説明する。ここでは、第一光分岐回折格子
としての光分岐回折格子２４（前述した第一の実施例の
光分岐回折格子２０に相当する）の回折格子の形状を変
えたものである。図４に示すように、光分岐回折格子２
４の回折格子２４ｃにより回折された光スポットｅ，ｆ
を用いナイフエッジ法によりフォーカスエラー信号を検
出する。この場合、光スポットｅ，ｆのいずれか一方（
例えば、光スポットｅ）だけを２分割にすれば他方は無
分割でよく、ここでは、光スポットｅを検出する側を２
分割受光素子２５ｅとし、光スポットｆを検出する側を
無分割受光素子２５ｆとする。

【００１９】また、回折格子２４ａ，２４ｂにより第二
光分岐回折格子としての図示しない偏光分離回折格子（
前述した第一の実施例の高密度深溝回折格子２１，２２
に相当する）に導く場合について述べる。回折格子２４
ａ，２４ｂの格子ピッチをＸ軸を境界としてわずかに異
ならせることにより光スポットａ，ｂ，ｃ，ｄの４つの
光束が形成される。これにより、光スポットａと光スポ
ットｂ又は光スポットｃと光スポットｄの強度差からト
ラックエラー信号を検出することができる。また、これ
ら４つの光束は透過光と回折光とに分けて考えることに
より、図５に示すような状態で受光素子２５ａ，２５ｂ
，２５ｃ，２５ｄに導かれ、これにより光磁気信号を検
出することができる。この場合、波長変動による光スポ
ットの位置ずれの大きな光はすべて無分割な受光素子に
導かれるため常に安定した信号検出を行うことができる
。

【００２０】次に、これまで述べてきたような実施例に
おいて、第一光分岐回折格子（光分岐回折格子２０、光
分岐回折格子２４）の回折格子（２０ａ〜２０ｃ，２４
ａ〜２４ｃ）及び第二光分岐回折格子（高密度深溝回折
格子２１，２２、偏光分離回折格子）の回折格子（２１
ａ，２２ａ）を、同一基板の表裏両面に一体化して形成
するようにしてもよい。このように表裏に一体化して構
成することにより、経時変化に対して常に安定した状態
に保つことができ、しかも、そのような回折格子は一枚
の大きな基板に大量に作成した後から切り出すことによ
り作成することができるため一段とコストダウンを図る
ことができるものである。

【００２１】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、レーザ光源から
出射された光を対物レンズにより集光して光情報記録媒
体の表面に光スポットを照射することにより情報の記録
、再生、消去を行う光情報記録再生装置において、前記
レーザ光源と前記光情報記録媒体との間の光路上に格子
ピッチ若しくは格子方向が異なる複数の領域に分割され
た回折格子を有する第一光分岐回折格子を設け、この第
一光分岐回折格子の前記回折格子により回折された少な
くとも一つの光束の光路上に回折効率が偏光方向により
変化する高密度な回折格子を有する第二光分岐回折格子
を設けたので、第一光分岐回折格子及び第二光分岐回折
格子を通過した光により光磁気信号の検出を行い、第一
光分岐回折格子のみを通過した光によりフォーカスエラ
ー信号及びトラックエラー信号を検出することによって
、常に安定した状態で低ノイズな信号検出を行うことが
可能となり、また、検出されるフォーカスエラー信号及
びトラックエラー信号の光スポットはピッチの大きい回
折格子からの回折光であるため波長変動によるスポット
位置ずれが少なくオフセットを小さく抑えることが可能
となるものである。

【００２２】請求項２記載の発明は、第二光分岐回折格
子の回折格子により回折された光スポットの光路上に無
分割受光素子を設けたので、波長変動によるスポット位
置ずれの大きい光スポットは無分割受光素子で検出する
ことによって、オフセットに対して安定した高Ｃ／Ｎを
確保することができるものである。

【００２３】請求項３記載の発明は、第一光分岐回折格
子の回折格子及び第二光分岐回折格子の回折格子を同一
基板の表裏両面に一体化して形成したので、一基板の表
裏両面に２種類の回折格子を一体化形成したことにより
、経時変化に対して常に安定であると共に、そのような
回折格子は一枚の大きな基板に大量に作成した後から切
り出すことにより作成することができるため一段とコス
トダウンを図ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例の基本的な構成を示す原
理図である。

【図２】光分岐回折格子の表面形状を示す正面図である
。

【図３】各光スポットを受光する受光素子の配置関係を
示す説明図である。

【図４】本発明の第二の実施例を示す光分岐回折格子及
びこれを通過して得られた光スポットの様子を示す正面
図である。

【図５】各光スポットを受光する受光素子の配置関係を
示す説明図である。

【図６】第一の従来例を示す斜視図である。

【図７】フォーカスエラー信号を検出する際のビーム状
態を示す正面図である。

【図８】第二の従来例を示す正面図である。

【符号の説明】

１９　　　　　　　　　　　　　　レーザ光源２０　　
　　　　　　　　　　　　第一光分岐回折格子２０ａ〜
２０ｃ　　　　回折格子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　レーザ光源から出射された光を対物レ
   ンズにより集光して光情報記録媒体の表面に光スポット
   を照射することにより情報の記録、再生、消去を行う光
   情報記録再生装置において、前記レーザ光源と前記光情
   報記録媒体との間の光路上に格子ピッチ若しくは格子方
   向が異なる複数の領域に分割された回折格子を有する第
   一光分岐回折格子を設け、この第一光分岐回折格子の前
   記回折格子により回折された少なくとも一つの光束の光
   路上に回折効率が偏光方向により変化する高密度な回折
   格子を有する第二光分岐回折格子を設けたことを特徴と
   する光情報記録再生装置。
2. 【請求項２】　　第二光分岐回折格子の回折格子により
   回折された光スポットの光路上に無分割受光素子を設け
   たことを特徴とする請求項１記載の光情報記録再生装置
   。
3. 【請求項３】　　第一光分岐回折格子の回折格子及び第
   二光分岐回折格子の回折格子を同一基板の表裏両面に一
   体化して形成したことを特徴とする請求項１記載の光情
   報記録再生装置。