JPH04318333A - 光ヘッド装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスクあるいは光
カードなど、光媒体もしくは光磁気媒体上に記憶される
情報の記録・再生あるいは消去を行う光ヘッド装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】高密度・大容量の記憶媒体として、ピッ
ト状パターンを有する光ディスクを用いる光メモリ技術
は、ディジタルオーディオディスク、ビデオディスク、
文書ファイルディスク、さらにはデータファイルと用途
を拡張しつつ、実用化されてきている。微小に絞られた
光ビームを介して光ディスクへの情報の記録再生が高い
信頼性のもとに首尾よく遂行されるメカニズムは、ひと
えにその光学系に因っている。その光学系の主要部であ
る光ヘッド装置の基本的な機能は、回折限界の微小スポ
ットを形成する集光性、前記光学系の焦点制御とトラッ
キング制御、及びピット信号の検出に大別される。これ
らは、目的、用途に応じて、各種の光学系ならびに光電
変換検出方式の組合せによって現わされており、特に近
年、光ピックアップヘッド装置を省部品化、小型化する
ために、ホログラムを用いた光ピックアップヘッド装置
が開示されている。

【０００３】第１の従来例として、図１３に、’金丸、
塚井、杉浦：「レーザーディスク用超小型ピックアップ
（１）」、１９９０年テレビジョン学会年次大会Ｐ．１
４５〜１４６’及び、’金丸、小鷹、草野：「レーザー
ディスク用超小型ピックアップ（２）」、１９９０年テ
レビジョン学会年次大会Ｐ．１４７〜１４８’、におい
て示された光ヘッドの構成図を示す。

【０００４】図１３において、２は半導体レーザ等の放
射光源である。この光源から出射した光ビーム３（レー
ザ光）は平行平板９１の表面に形成されたハーフ膜１２
ａで反射されて対物レンズ４に入射し、情報媒体５上に
集光される。情報媒体５で反射した光ビ−ムはもとの光
路を逆にたどって平行平板９１に入射する。この平行平
板９１の裏面で反射した光ビーム３ａは、さらにハーフ
膜１２ａを透過して光検出器７ａに入射する。光検出器
７ａの出力を演算することによって、サーボ信号及び、
情報信号を得ることができる。

【０００５】例えばフオーカスサーボ信号ＦＥは光ビー
ム３ａが平行平板９１を透過していることによって発生
する非点収差を利用している。フオーカスサーボ信号Ｆ
Ｅは図１４（ｂ）に示す４分割光検出器７ａからの出力
をＳ１〜Ｓ４として、 　　　　　　ＦＥ＝（Ｓ１＋Ｓ４）−（Ｓ２＋Ｓ３）　
　　　　　　　．．．（式１）という演算によって得る
ことができる。

【０００６】即ち、平行平板９１を光ビームの分割手段
と非点収差発生手段の両方に用いることにより省部品化
を図っている。

【０００７】またこのとき光ビーム３ａが平行平板９１
を透過していることによってコマ収差が同時に発生する
。非点収差法を用いてフォーカスエラー信号検出を行う
ためには、一般的には図１４（ａ）に示すような形状の
光検出器７ｃを用いるが、第１の従来例ではコマ収差の
影響によって生ずるフォーカスエラー信号とトラッキン
グエラー信号のクロストークを抑えるため、光検出器は
図１３のような形状になっている。

【０００８】第２の従来例として図１５に特開昭　　６
３−１９１３２８号公報において開示された光ヘッドの
構成図を示す。

【０００９】図１５において、２は半導体レーザ等の放
射光源、１０１は表面反射率の高い反射型のブレーズ化
ホログラムである。この光源から出射した光ビーム３（
レーザ光）のうちホログラム１０１で反射した０次回折
光（往路の０次回折光）６１が対物レンズ４に入射し、
情報媒体５上に集光される。情報媒体５で反射した往路
の０次回折光６１はもとの光路を逆にたどってホログラ
ム１０１に入射する。このホログラムから生じる往路の
＋１次回折光６は光検出器７ｂに入射する。光検出器７
ｂの出力を演算することによって、サーボ信号及び、情
報信号を得ることができる。

【００１０】ここで、放射光源２から情報媒体５へ至る
往路においてホログラム１０１を透過する光量（０次回
折光量）と情報媒体５から光検出器７ｂへ至る復路にお
いてホログラムにより回折する＋１次回折光量の積で表
される光の利用効率を最大にするように、ホログラム１
０１はブレーズ化されている。

【００１１】第２の従来例では＋１次回折光の波面を自
由に設計できるので、第１の従来例のように特殊な光検
出器を使わずにフォーカスエラー信号とトラッキングエ
ラー信号のクロストークを抑えることができる。また、
非点収差法以外のサーボ方式によってフォーカスエラー
信号を得ることも容易である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】第１の従来例では、以
下のような課題がある。 （１）光検出器の形状を特殊なものにしてフォーカスエ
ラー信号とトラッキングエラー信号のクロストークを抑
えているが、組立誤差、光情報媒体の傾き（チルト）、
温度変化や経時変化によって光検出器上で光ビームが移
動した時には、光検出器の形状が特殊で分割領域Ｓ１・
Ｓ３と、Ｓ２・Ｓ４の形状が著しく異なるためにフォー
カスエラー信号とトラッキングエラー信号のクロストー
クが発生し易い。 （２）フォーカスエラー信号を得るためには、光検出器
の分割領域をＳ１＋Ｓ３と、Ｓ２＋Ｓ４の組に分けてこ
れらの組の出力の差をフォーカスエラー信号としている
。ところが分割領域Ｓ１・Ｓ３と、Ｓ２・Ｓ４の形状が
著しく異なるので、迷光に対してオフセットが非常に生
じ易い。 （３）光検出器の形状が特殊なので、コスト高になる。 （４）フォーカスエラー信号の検出方式として、非点収
差法以外の方法の実現が困難である。 （５）光ビームを分割するためにハーフ膜を用いている
ので光の利用効率が低く、サーボ信号や情報信号のＳ／
Ｎ比が低い。 （６）放射光源２と光検出器７ａとが平行平板９１に対
して同じ側に配されているので、これらが互いに干渉す
ることなく動作するためには情報媒体５の垂直方向に対
物レンズ４と平行平板９１がある程度の距離を持つこと
が必要であり、光ヘッド装置が厚くなる。

【００１３】また、第２の実施例では、以下のような課
題がある。 （７）ホログラムから発生する往路の０次回折光を光情
報媒体上に集光して情報信号などを読み取る構成である
ので、微小スポットに集光するために０次光の波面収差
や光量のムラを極力小さくしなければならず、ホログラ
ムを非常に精密に製作しなければならない。従って、ホ
ログラムの製造コストが高くなる。 （８）往路の０次回折光と復路の＋１次回折光の強度を
強くするようにホログラムをブレーズ化しなければなら
ないため、他の不要な次数の回折光も生じる。往路にお
いて生じた不要な次数の回折光は、その一部が光情報媒
体で反射して光検出器に入射するため、サーボ信号や情
報信号に対してノイズとなりＳ／Ｎが低下する。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明では上述の課題を
解決するため、放射光源と、反射膜を備えた透明基板と
、情報媒体上へビームを集光させる集光光学系と、前記
透明基板の前記反射膜と反対の面にホログラムを形成し
た反射型ホログラムと、前記反射型ホログラムからのビ
ームを受光する光検出器とを具備し、前記放射光源から
の光ビームは前記透明基板上に形成した前記反射膜で前
記光ビームの一部を反射し、前記集光光学系によって前
記情報媒体上へ前記光ビームを集光し、前記情報媒体で
反射して前記反射膜を透過した光ビームを前記ホログラ
ムで＋１次回折光として回折し、前記＋１次回折光を受
光して光電流を出力する複数の光検出部からなる前記光
検出器を備えたことを特徴とする光ヘッド装置という構
成にする。。

【００１５】また、直線偏光の光ビームを放射する放射
光源と、前記放射光源から出射する光ビームの偏光方向
と同じ方向の偏光ビームをほぼ全反射し、直角方向の偏
光ビームをほぼ全透過する偏光反射膜を備えた透明基板
と、情報媒体上へビームを集光させる集光光学系と、前
記情報媒体と前記透明基板の間に設置したλ／４板と、
前記透明基板の前記偏光反射膜と反対の面にホログラム
を形成した反射型ホログラムと、前記反射型ホログラム
からのビームを受光する光検出器とを具備し、前記放射
光源からの偏光方向の揃った光ビームは前記偏光反射膜
でほぼ全部を反射し、前記λ／４板で偏光を円偏光にか
えたたあと、前記集光光学系によって前記情報媒体上へ
前記光ビームを集光し、前記情報媒体で反射し、前記λ
／４板で偏光を前記放射光源から出射する光ビームの偏
光方向と直角方向の直線偏光にかえたあと、前記偏光反
射膜をほぼ全透過し、前記偏光反射膜を透過した光ビー
ムを前記ホログラムで＋１次回折光として回折し、前記
＋１次回折光を受光して光電流を出力する複数の光検出
部からなる前記光検出器を備えたことを特徴とする光ヘ
ッド装置という構成にする。

【００１６】

【作用】上記手段を用いることにより、（１）反射型ブ
レーズ化ホログラムを透明基板の裏側に形成することに
よって光ビームが平行平板を透過するときに発生するコ
マ収差を補正することができるので、第１の従来例のよ
うな特殊な形状の光検出器を用いずにフォーカスエラー
信号とトラッキングエラー信号のクロストークを抑える
ことができる。従って：組立誤差、光情報媒体の傾き（
チルト）、温度変化や経時変化によって光検出器上で光
ビームが移動しても、フォーカスエラー信号とトラッキ
ングエラー信号のクロストークが発生しないので、サー
ボ信号や情報信号のＳ／Ｎ比が向上する。

【００１７】また、光検出器の分割領域Ｓ１・Ｓ３と、
Ｓ２・Ｓ４の形状を図１４（ｃ）のように対称にできる
ので、迷光に対してオフセットが非常に生じにくく、サ
ーボ信号や情報信号のＳ／Ｎ比が向上する。

【００１８】さらに、光検出器の形状が一般的に大量に
使用されているものと同一であるので、コストが低くな
る。 （２）透明基板の裏側に形成したブレーズ化ホログラム
によって＋１次回折光は任意の方向に回折させることが
可能であるので、情報媒体の垂直方向に対物レンズと平
行平板を近づけて配置しても、平行平板に対して同じ側
に配されている放射光源と光検出器が互いに干渉するこ
となく動作させることができる。従って、光ヘッド装置
を薄型化できるという効果がある。 （３）反射膜で反射された光ビームを情報媒体上で集光
して情報信号を読み取る構成であるのでブレーズ化ホロ
グラムの作製精度の如何にかかわらず、情報媒体上の集
光スポットを回折限界まで集光可能である。従って安価
にサーボ信号や情報信号のＳ／Ｎ比の高い光ヘッド装置
を構成できる。 （４）ブレーズ化ホログラム１は＋１次回折光の回折効
率が最大になるように作製し、不要な回折光を容易に抑
圧することができるので、サーボ信号や情報信号のＳ／
Ｎ比の高い光ヘッド装置を構成できる。 （５）ダブルナイフエッジ法を用いてフォーカスエラー
信号検出を行うことにより、フォーカスエラー信号のデ
フォーカスに対する感度が著しく高くなるという効果が
得られる。 （６）フォーカスサーボ信号の検出方式として、スポッ
トサイズディテクション法（ＳＳＤ法）を用いることに
よって、光ヘッド装置の組み立て許容誤差を著しく緩和
できる上に波長変動に対しても安定にサーボ信号を得る
ことができる。 （７）反射膜の反射率Ｒ＝１／３、あるいは、約０．３
３とすることによって光の利用効率を向上させることが
できるのでサーボ信号や情報信号のＳ／Ｎ比の高い光ヘ
ッド装置を構成できる。 （８）偏光反射膜とλ／４板を用いて光ヘッド装置を構
成することによって光の利用効率ηをより一層向上させ
ることができる。また復路の＋１次回折光６以外には光
検出器７へ入射する光ビームが発生しないので、よりＳ
／Ｎの良好な信号を得ることのできる光ヘッド装置を構
成できる。

【００１９】

【実施例】以下図面を用いて本発明の実施例を説明する
。

【００２０】図１は本発明第１の実施例による構成図で
ある。同図において１は＋１次回折光の回折効率が最大
になるように作製されたブレーズ化ホログラムであり、
２は半導体レーザ等の放射光源、９は透明基板である。 また、同図では省略されているが透明基板９のブレーズ
化ホログラム１を形成している側（以後透明基板９の裏
側と呼ぶ）には全反射膜を形成し、ブレーズ化ホログラ
ム１は反射型ホログラムとして用いる。

【００２１】本発明の特徴は反射型ブレーズ化ホログラ
ム１を透明基板９の裏側に形成することである。以下、
その動作について説明する。

【００２２】放射光源２から出射した光ビーム３（レー
ザ光）は、透明基板９の放射光源２に近い側（以後表側
と呼ぶ）にアルミの蒸着膜や誘電体膜として形成された
光ビームを一部反射する反射膜１２で反射されて対物レ
ンズ４に入射し、情報媒体５上に集光される。情報媒体
５で反射した光ビ−ムはもとの光路を逆にたどって、光
ビームを一部反射する反射膜１２を透過して、ブレーズ
化ホログラム１に入射する。このブレーズ化ホログラム
１から生じる復路の＋１次回折光６は光ビームを一部反
射する反射膜１２を再び透過して、光検出器７に入射す
る。光検出器７の出力を演算することによって、サーボ
信号及び、情報信号を得ることができる。

【００２３】ここで図２を用いてブレーズ化ホログラム
１のホログラムパターン（格子パターン）の作成法を説
明する。図２において１６は往路の反射光が情報媒体上
で反射した光ビーム、６は復路の＋１次回折光をそれぞ
れ表す。また、ホログラム面１０６はブレーズ化ホログ
ラム１を形成する平面であり、物体光６ａはホログラム
面１０６で反射して復路の＋１次回折光６となる仮想の
光ビームである。ブレーズ化ホログラム１のホログラム
パターンは光ビーム１６と物体光６ａの干渉縞を計算す
ることによって作成できる。計算した干渉縞に基づいて
フォトマスクを作製したりＥＢ（エレクトロン・ビーム
）描画法を用いるなどの手法を用いて、ブレーズ化ホロ
グラム１を作製する。

【００２４】第１の従来例では図１３において、光ビー
ム３ａが平行平板９１を透過していることによってコマ
収差が同時に発生する。これに対して、本発明では、ブ
レーズ化ホログラム１によってコマ収差を補正すること
ができるので、第１の従来例のような特殊な形状の光検
出器を用いずにフォーカスエラー信号とトラッキングエ
ラー信号のクロストークを抑えることができる。

【００２５】また、本発明では、ブレーズ化ホログラム
１によって＋１次回折光６は任意の方向に回折させるこ
とが可能であるので、情報媒体５の垂直方向に対物レン
ズ４と平行平板９１を近づけて配置しても、＋１次回折
光６平行平板９１に対して同じ側に配されている放射光
源２と光検出器７ａが互いに干渉することなく動作させ
ることができる。従って、光ヘッド装置を薄型化できる
という効果がある。

【００２６】また、反射膜１２で反射された光ビームを
情報媒体１２上で集光して情報信号を読み取る構成であ
るのでブレーズ化ホログラムの作製精度の如何にかかわ
らず、情報媒体１２上の集光スポットを回折限界まで集
光可能である。

【００２７】さらに、本発明では、ブレーズ化ホログラ
ム１は＋１次回折光の回折効率が最大になるように作製
し、第２の従来例のように０次回折光の強度を強くする
必要がない。従って不要な回折光を容易に抑圧すること
ができる。＋１次回折光の回折効率を最大にしたときに
不要な回折光を容易に抑圧できることを図３を用いて説
明する。図３において、ブレーズ化ホログラムによる光
の位相変調量φを横軸に、回折効率を縦軸に示した。詳
細は、藤田、西原、小山：”電子ビーム描画作製マイク
ロフレネルレンズのブレーズ化。”　　電子通信学会技
術研究報告、Ｖｏｌ．８２，Ｎｏ．４７，ＰＡＧＥ．４
９−５５　　（ＯＱＥ８２−２５）　　１９８２　　な
どにも示されている。図３から明らかなように＋１次回
折光の回折効率を最大にするという目的に対しては、φ
＝２πにすればよい。このとき理想的には＋１次回折光
の回折効率が１になって他の次数の回折光は発生しない
ことがわかる。

【００２８】これに対して、第２の従来例では、図１５
において往路の０次回折光６１が、情報媒体５上で反射
してブレーズ化ホログラム１０１で回折した復路の＋１
次回折光６を信号検出に用いるため、往路の０次回折光
６１の回折効率（透過率）も大きくなければならない。 従って、図３においてφ＝π程度にしなければならない
ことがわかる。ところがこのとき不要な次数の回折光で
ある−１次回折光の回折光率も０．１程度であり０には
ならず、図１５において情報担体５上で反射して光検出
器７ｂに入射してノイズの原因となる。

【００２９】また上述したように、本発明では、＋１次
回折光として任意の波面を得ることができるのでフォー
カスエラー信号の検出方式として非点収差法以外の方法
を採用することができる。これについて以下に例示する
。

【００３０】第２の実施例として、ダブルナイフエッジ
法を用いてフォーカスエラー信号検出を行う例を図４に
示す。図４（ａ）において１０３がホログラムを、１５
５と１５６はホログラム１０３の分割領域を表す。また
、分割領域１５５から発生する回折光が図４（ｂ）の１
４３で、分割領域１５６から発生する回折光が図４（ｂ
）の１４４である。光検出器７３の分割領域からの出力
をＳ１１〜Ｓ１４として、フォーカスエラー信号ＦＥは
、 　　　　ＦＥ＝Ｓ１１＋Ｓ１４−（Ｓ１２＋Ｓ１３）　
　　　．．．（式２）という演算によって得ることがで
きる。

【００３１】また、図４（ａ）において示したホログラ
ム１０３の分割領域１５５は、回折光１４３を図２の＋
１次回折光６におきかえてホログラムパターンを作成す
る。同様に、図４（ａ）において示したホログラム１０
３の分割領域１５６は、回折光１４４を図２の＋１次回
折光６におきかえてホログラムパターンを作成する。

【００３２】こうして実現されるダブルナイフエッジ法
によってフォーカスエラー信号を検出すると、フォーカ
スエラー信号のデフォーカスに対する感度が著しく高く
なるという効果が得られる。

【００３３】さらに本発明の第３の実施例を図５に示す
。図５において２は放射光源、４は対物レンズ、５は情
報媒体である。本実施例ではフォーカスサーボ信号の検
出方式として、スポットサイズディテクション法（ＳＳ
Ｄ法）を用いる。ＳＳＤ法は特開　　平２−１８５７２
２号公報にも開示されているように光ヘッド装置の組み
立て許容誤差を著しく緩和できる上に波長変動に対して
も安定にサーボ信号を得ることのできる検出方法である
。

【００３４】ＳＳＤ法を実現するためには、図５に示す
ようにホログラムから発生する復路の＋１次回折光が曲
率の異なる２種類の球面波で、それぞれ光検出器面の前
側ｅと後ろ側ｆに焦点を持つように設計する。

【００３５】ＳＳＤ法用のブレーズ化ホログラム１０４
を実現した例を図６に示す。図６においてＡ領域１５１
は光検出器の前側に焦点を持つ球面波１４１（図５）を
発生させ、Ｂ領域１５２は光検出器の後ろ側に焦点を持
つ球面波１４２（図５）を発生させる。図６のようなホ
ログラムパターンから回折する波面のファーフィールド
パターンはホログラムパターンが分割されていることを
反映してやはり図７に示すように一部分が欠けるが、フ
ォーカスサーボ信号には影響はない。図７において、（
ｂ）がジャストフォーカス状態であり、（ａ）、（ｃ）
がデフォーカス状態を表す。従って、フォーカスエラー
信号ＦＥは、 ＦＥ＝（Ｓ１０＋Ｓ３０−Ｓ２０）−（Ｓ４０＋Ｓ６０
−Ｓ５０）．．（式３）という演算によって得られる。

【００３６】このようにホログラムを領域分割をするこ
とにより、分割されたそれぞれの領域をブレーズ化して
ＳＳＤ法を実現することができる。

【００３７】なお、情報媒体５の上で反射した光は、情
報媒体５上のトラック溝によって回折されることによる
回折パターンを持つ。このため、情報媒体５の上の集光
スポットとトラック溝の相対位置変化によりホログラム
上での光量分布に変化が起こる。例えば図６のＸ方向を
情報媒体のトラック溝と並行な方向として、＋Ｙ方向が
明るくなって、−Ｙ方向が暗くなったり、この逆の光量
変化が起こったりする。

【００３８】そこで図６の領域分割はここで示したよう
に数個〜数十個程度にすることが望ましい。なぜならば
、このようにホログラムの領域を多分割することによっ
て＋Ｙ方向と−Ｙ方向の比対称性を少なくし、情報媒体
５の上の集光スポットとトラック溝の相対位置変化によ
るホログラム上での光量分布変化の影響でフォーカスサ
ーボ信号にオフセットが発生することを防ぐことができ
るからである。従って、ホログラムの領域を多分割すれ
ば、安定なフォーカスサーボ特性が得られる。

【００３９】また、情報媒体５の上の集光スポットとト
ラック溝の相対位置変化によるホログラム上での光量分
布変化をトラッキングエラー信号ＴＥとして取り出すた
めに、第４の実施例として図８に示すようにさらに別の
回折領域１５３や１５４をホログラム上に設けてもよい
。この回折領域１５３や１５４からのトラッキングエラ
ー信号検出用回折光１６３をトラッキングエラー信号検
出用光検出器７２によって受光し（式４）に示す演算に
よってトラッキングエラー信号ＴＥを得ることができる
。

【００４０】 ＴＥ＝Ｓ７０−Ｓ８０　　　　　　　　　　　　　　　
　．．．（式４）第５の実施例として光の利用効率を向
上させるために図１の反射膜１２の反射率を最適化した
例を説明する。図１において放射光源２から光ビーム３
が出射した後、光検出器７に復路の＋１次回折光６とし
て入射するまでに、反射膜１２に対おいて、反射、透過
、透過、をしている。従って、ブレーズ化ホログラム１
が完全にブレーズ化されて＋１次回折光の回折効率が１
で、且つ、対物レンズ４や情報媒体５における光量の損
失がないとして、さらに、対物レンズ４の開口による光
量損失も無視すると、光の利用効率ηは、 η＝Ｒ×（１−Ｒ）２　　　　　　　　　　　　　　　
　　　．．．（式５） となる。ここで、Ｒは図１における反射膜１２の反射率
である。

【００４１】図９に、横軸を図１における反射膜１２の
反射率Ｒ、縦軸を光の利用効率ηとして、Ｒとηの関係
を示す。Ｒ＝１／３、つまり、Ｒが約０．３３のときに
光の利用効率ηが最大であることがわかる。そこで本発
明においては反射膜１２の反射率Ｒ＝１／３、あるいは
、約０．３３とする。本発明に似た構成で光ヘッド装置
を構成した第３の従来例が、特開昭　　５６−５７０１
３号に開示されている。第３の従来例によればやはり反
射膜１２の反射率Ｒを０．３程度にしているが、これは
情報媒体５で反射した光ビームが反射膜１２で反射して
放射光源２にフィードバックする光量を減少させること
が目的である。従って本発明の目的である光の利用効率
ηの向上は、第３の従来例の目的とは異なる。

【００４２】ここで図１において反射膜１２で反射せず
に透過した光ビームがサーボ信号や情報信号に与える影
響について説明する。図１０において８１は反射膜１２
で反射せずに透過した光ビームがブレーズ化ホログラム
１で回折した往路の＋１次回折光、８１ａは往路の＋１
次回折光８１が再び反射膜１２を透過した光ビーム、８
１ｂは光ビーム８１ａがブレーズ化ホログラム１で回折
した＋１次回折光がさらに反射膜１２で反射した光ビー
ムである。光ビーム８１ｃは光ビーム８１ｂがさらにブ
レーズ化ホログラム１で回折した＋１次回折光が反射膜
１２を透過した光ビームであるがちょうどこの光ビーム
８１ｃが光検出器７に入射する。しかし光ビーム８１ｃ
は（１）放射光源２から光検出器７に至るまでに反射膜
１２において４回の透過と１回の反射をしているために
光量が小さく、（２）放射光源２から情報媒体５に至る
までに透明基板９によって収差を与えられるので情報媒
体上で集光されず、情報信号を持っていない上に、（３
）放射光源２から光検出器７に至るまでに透明基板９を
３回通りブレーズ化ホログラム１で３回回折されるため
、光検出器７上では収差のために著しく大きく広がって
いる。このような理由によって、光ビーム８１ｃがサー
ボ信号や情報信号に与える影響は非常に小さいことがわ
かる。また同様の考察によって、復路の＋１次回折光６
や光ビーム８１ｃ以外で光検出器７に入射する光量は非
常に少なく、サーボ信号や情報信号に与える影響は光ビ
ーム８１ｃよりさらに非常に小さいことがわかる。

【００４３】次に第６の実施例を図１１に示す。図１１
において２ａは直線偏光した光ビームを出射する放射光
源、１９は放射光源２ａから出射する直線偏光した光ビ
ーム３ｂを全反射しこれと直角方向の直線偏光した光ビ
ームは全透過する偏光反射膜、１８はλ／４板である。 本実施例では偏光反射膜１２とλ／４板を用いる点と、
反射型ブレーズ化ホログラム１を透明基板９の裏側に形
成する点が特徴である。放射光源２ａから出射した光ビ
ーム３ｂ（直線偏光したレーザ光）は、透明基板９の放
射光源２に近い側（以後表側と呼ぶ）に形成された偏光
反射膜１９で全反射されてλ／４板の第１回目の透過を
行う。そして対物レンズ４に入射し、情報媒体５上に集
光される。情報媒体５で反射した光ビ−ムはもとの光路
を逆にたどって、λ／４板の第２回目の透過を行いこれ
によって光ビームの偏光方向は９０゜回転する。光ビー
ムは偏光反射膜１９を全透過して、ブレーズ化ホログラ
ム１に入射する。このブレーズ化ホログラム１から生じ
る復路の＋１次回折光６は偏光反射膜１９を全透過して
、光検出器７に入射する。光検出器７の出力を演算する
ことによって、サーボ信号及び、情報信号を得ることが
できる。

【００４４】本実施例の構成によれば、ブレーズ化ホロ
グラム１が完全にブレーズ化されて＋１次回折光の回折
効率が１で、且つ、対物レンズ４や情報媒体５における
光量の損失がないとして、さらに対物レンズ４の開口に
よる光量損失も無視すると、光の利用効率ηは１になっ
て光量の損失がない。また復路の＋１次回折光６以外に
光検出器７に入射する光ビームも発生しないのでよりＳ
／Ｎの良好な信号の得られる光ヘッド装置を構成できる
。

【００４５】なお、上記に説明したいずれの実施例にお
いてもコリメートレンズを放射光源と透明基板の間に挿
入する構成も可能であり、この場合においても上記と同
様の効果が得られる。これを第７の実施例として図１２
に示す。図１２において２０は放射光源２から出射した
光ビーム３を平行光にするコリメートレンズである。図
１２は、図１に示した第１の実施例にコリメートレンズ
を放射光源と透明基板の間に挿入する構成を示している
が、上記に説明したいずれの実施例においても同様の構
成が可能である。本実施例によれば反射膜１２へ入射す
る光ビームが平行光であるので反射率及び透過率が均一
になって、往路の反射光をより容易に情報媒体５上で回
折限界まで集光できる。また、復路の＋１次回折光も均
一になるためサーボ信号にオフセットがより生じにくく
なるという効果がある。

【００４６】

【発明の効果】以上に述べたことから明らかなように、
本発明では以下のような効果が得られる（１）反射型ブ
レーズ化ホログラムを透明基板の裏側に形成することに
よって光ビームが平行平板を透過するときに発生するコ
マ収差を補正することができるので、第１の従来例のよ
うな特殊な形状の光検出器を用いずにフォーカスエラー
信号とトラッキングエラー信号のクロストークを抑える
ことができる。従って：組立誤差、光情報媒体の傾き（
チルト）、温度変化や経時変化によって光検出器上で光
ビームが移動しても、フォーカスエラー信号とトラッキ
ングエラー信号のクロストークが発生しないので、サー
ボ信号や情報信号のＳ／Ｎ比が向上する。

【００４７】また、光検出器の分割領域Ｓ１・Ｓ３と、
Ｓ２・Ｓ４の形状を図１４（ｃ）のように対称にできる
ので、迷光に対してオフセットが非常に生じにくく、サ
ーボ信号や情報信号のＳ／Ｎ比が向上する。

【００４８】さらに、光検出器の形状が一般的に大量に
使用されているものと同一であるので、コストが低くな
る。 （２）透明基板の裏側に形成したブレーズ化ホログラム
によって＋１次回折光は任意の方向に回折させることが
可能であるので、情報媒体の垂直方向に対物レンズと平
行平板を近づけて配置しても、平行平板に対して同じ側
に配されている放射光源と光検出器が互いに干渉するこ
となく動作させることができる。従って、光ヘッド装置
を薄型化できるという効果がある。 （３）反射膜で反射された光ビームを情報媒体上で集光
して情報信号を読み取る構成であるのでブレーズ化ホロ
グラムの作製精度の如何にかかわらず、情報媒体上の集
光スポットを回折限界まで集光可能である。従って安価
にサーボ信号や情報信号のＳ／Ｎ比の高い光ヘッド装置
を構成できる。 （４）ブレーズ化ホログラム１は＋１次回折光の回折効
率が最大になるように作製し、不要な回折光を容易に抑
圧することができるので、サーボ信号や情報信号のＳ／
Ｎ比の高い光ヘッド装置を構成できる。 （５）ダブルナイフエッジ法を用いてフォーカスエラー
信号検出を行うことにより、フォーカスエラー信号のデ
フォーカスに対する感度が著しく高くなるという効果が
得られる。 （６）フォーカスサーボ信号の検出方式として、スポッ
トサイズディテクション法（ＳＳＤ法）を用いることに
よって、光ヘッド装置の組み立て許容誤差を著しく緩和
できる上に波長変動に対しても安定にサーボ信号を得る
ことができる。 （７）反射膜の反射率Ｒ＝１／３、あるいは、約０．３
３とすることによって光の利用効率を向上させることが
できるのでサーボ信号や情報信号のＳ／Ｎ比の高い光ヘ
ッド装置を構成できる。 （８）偏光反射膜とλ／４板を用いて光ヘッド装置を構
成することによって光の利用効率ηをより一層向上させ
ることができる。また復路の＋１次回折光６以外には光
検出器７へ入射する光ビームが発生しないので、よりＳ
／Ｎの良好な信号を得ることのできる光ヘッド装置を構
成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の光ヘッド装置の概略断
面図である。

【図２】本発明の第１の実施例であるブレーズ化ホログ
ラムの作成法の説明図である。

【図３】本発明の第１の実施例であるブレーズ化ホログ
ラムの位相変調量φと回折効率の関係を表す特性図であ
る。

【図４】本発明の第２の実施例のであるブレ−ズ化ホロ
グラムの格子パターンの概略説明図である。

【図５】本発明の第３の実施例の光ヘッド装置の概略斜
視図である。

【図６】本発明の第３の実施例におけるブレ−ズ化ホロ
グラムの格子パターンの概略説明図である。

【図７】本発明の第３の実施例における光検出器上での
回折光の様子を表す平面図である。

【図８】本発明の第４の実施例の光ヘッド装置の要部の
概略斜視図である。

【図９】本発明の第５の実施例における反射膜の反射率
と光の利用効率の関係を示す特性図である。

【図１０】本発明における往路の＋１次回折光の光路を
示す概略断面図である。

【図１１】本発明の第６の実施例の光ヘッド装置の概略
断面図である。

【図１２】本発明の第７の実施例の光ヘッド装置の概略
断面図である。

【図１３】従来の第１の例の光ヘッド装置の概略断面図
である。

【図１４】従来の第１の例の光ヘッド装置における要部
の平面図である。

【図１５】従来の第２の例の光ヘッド装置の概略断面図
である。

【符号の説明】

１　　ブレ−ズ化ホログラム ２　　放射光源 ３　　光ビーム ４　　対物レンズ ５　　情報媒体 ６　　復路の＋１次回折光 ７　　光検出器 ９　　透明基板 １２　　光ビームを一部反射する反射膜１５　　往路の
反射光 １８　　λ／４板 １９　　偏光反射膜 ２０　　コリメートレンズ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　放射光源と、反射膜を備えた透明基板
   と、情報媒体上へビームを集光させる集光光学系と、前
   記透明基板の前記反射膜と反対の面にホログラムを形成
   した反射型ホログラムと、前記反射型ホログラムからの
   ビームを受光する光検出器とを具備し、前記放射光源か
   らの光ビームは前記透明基板上に形成した前記反射膜で
   前記光ビームの一部を反射し、前記集光光学系によって
   前記情報媒体上へ前記光ビームを集光し、前記情報媒体
   で反射して前記反射膜を透過した光ビームを前記ホログ
   ラムで＋１次回折光として回折し、前記＋１次回折光を
   受光して光電流を出力する複数の光検出部からなる前記
   光検出器を備えたことを特徴とする光ヘッド装置。
2. 【請求項２】　　透明基板上に形成した反射膜の反射率
   が約１／３であることを特徴とする請求項１記載の光ヘ
   ッド装置。
3. 【請求項３】　　直線偏光の光ビームを放射する放射光
   源と、前記放射光源から出射する光ビームの偏光方向と
   同じ方向の偏光ビームをほぼ全反射し、直角方向の偏光
   ビームをほぼ全透過する偏光反射膜を備えた透明基板と
   、情報媒体上へビームを集光させる集光光学系と、前記
   情報媒体と前記透明基板の間に設置したλ／４板と、前
   記透明基板の前記偏光反射膜と反対の面にホログラムを
   形成した反射型ホログラムと、前記反射型ホログラムか
   らのビームを受光する光検出器とを具備し、前記放射光
   源からの偏光方向の揃った光ビームは前記偏光反射膜で
   ほぼ全部を反射し、前記λ／４板で偏光を円偏光にかえ
   たたあと、前記集光光学系によって前記情報媒体上へ前
   記光ビームを集光し、前記情報媒体で反射し、前記λ／
   ４板で偏光を前記放射光源から出射する光ビームの偏光
   方向と直角方向の直線偏光にかえたあと、前記偏光反射
   膜をほぼ全透過し、前記偏光反射膜を透過した光ビーム
   を前記ホログラムで＋１次回折光として回折し、前記＋
   １次回折光を受光して光電流を出力する複数の光検出部
   からなる前記光検出器を備えたことを特徴とする光ヘッ
   ド装置。
4. 【請求項４】　　ホログラム面を領域分割し、一部の領
   域から発生する＋１次回折光が光検出器面の前側に焦点
   をもつ球面波であり、前記一部の領域の他の一部の領域
   から発生する＋１次回折光は前記光検出器面の後ろ側に
   焦点をもつ球面波であることを特徴とする請求項１〜３
   記載のいずれか１項に記載の光ヘッド装置。