JPH0467442A - 光学的記録装置 - 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、半導体レーザ等光源からの光ビームを光記録
媒体の記録面に照射させて情報の記録再生等を行う光学
的記録装置に係り、特に、装置の小型化と記録密度並び
に再生信号のＣ／Ｎ比の向上が図れる光学的記録装置の
改良に関するものである。

〔従来の技術〕

この種の光学的記録装置は、第２５図に示すように半導
体レーザ等光源（ａ）と、この光源（ａ）からの拡散ビ
ームを平行ビームに変換するコリメータレンズ（ｂ）と
、この光ビームの断面形状を楕円形状から略円形状に変
換するビーム整形プリズム（Ｃ）と、光記録媒体（ｄ）
に入射する入射ビームと光記録媒体（ｃｌ）から反射し
てくる反射ビームとを分離するビームスプリッタ（ｅ）
と、このビームスプリッタ（ｅ）を通過し直線偏光のビ
ームを円偏光に変換させるｌ／４波長板（ｆ）と、移動
可能に設けられ上記１／４波長板（ｆ）を通過したビー
ムを光記録媒体（ｄ）の記録面に集束させる対物レンズ
（ｇ）と、上記ビームスプリッタ（ｅ）より分離された
反射ビームを四分割ＰＩＮフォトダイオード（ｈ）へ入
射させるシリンドリカルレンズ（ｉ）等でその主要部が
構成されており、例えば、第２６図〜第２７図に示すよ
うに対物レンズ（ｇ）が搭載された光学ヘッド（Ｈｅ）
にフォーカス制御用のアクチュエータ（ｊ）を組込んで
構成した装置、あるいは第２８図〜第２９図に示すよう
に光記録媒体（ｄ）の回転に伴う空気流を利用してフォ
ーカス制御用アクチュエータの組込みを省略した装置等
が具体化されている。

ところで、この種の光学的記録装置においては、装置の
小型化、薄膜化等のため装置の高さ寸法を低く設定した
いといった要請があった。

しかし、装置の高さ寸法は主に上記光学ヘッド（Ｈｅ）
の高さ寸法により制限されており、この光学ヘッド（Ｈ
ｅ）の高さ寸法は第２７図及び第２９図に示すように適
用された光ビームのビーム径により制限を受けるため、
ビーム径の小さな光ビームを適用しない限り限界があっ
た。

一方、ビーム径の小さい光ビームを適用した場合、同時
に上記対物レンズ（ｇ）から光記録媒体（ｄ）の記録面
までの距離についても短く設定せざるを得なくなるため
、対物レンズ（ｇ）と光記録媒体（ｄ）間の作動距離が
短くなり、かつ、基板側から光ビームを照射する光記録
媒体（ｄ）においては基板の厚さを薄くしなければなら
ないといった新たな問題が発生し、実際的にはその適用
が困難な方法であった。

このような技術的背景の下、特開平２−１０５２９号公
報においては上記欠点を解消した光学的記録装置が開示
されている。

すなわち、この装置は、第３０図に示すように光記録媒
体（ｄ）面と平行な方向（図中Ｘで示す方向）に進行し
かつ光記録媒体（ｄ）面に対しその垂直方向（図中Ｙで
示す方向）が短軸である断面略楕円形状の光ビーム（α
）を、その光路途上に設けられた光学素子（ｋ）に入射
して光記録媒体（ｄ）面の垂直方向へ進行する断面円形
状の光ビーム（β）に変換させると共に、この変換され
た光ビーム（β）を光記録媒体（ｄ）の記録面へ集束さ
せて光学的に情報の記録再生等を行うもので、光記録媒
体（ｄ）面に対しその垂直方向が短軸である断面略楕円
形状の光ビーム（α）を適用したことにより、上記垂直
方向のビーム径を縮小でき装置の薄膜化等が図れる手段
であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記公報に開示された光学的記録装置におい
ては確かに装置の薄膜化等が図れる利点を有しているが
、その反面、第３１図に示すように薄いプレート（ｍ）
を多数積み重ねて形成された階段状の反射面（ｋｏ）を
有する光学素子（ｋ）若しくはこれに準じた構成の光学
素子（ｋ）を用い、反射面（ｋｏ）による光の正反射（
鏡面反射）を利用して楕円形状の光ビーム（α）を円形
状の光ビーム（β）に変換させているため変換された光
ビーム（β）の波面が乱れ易く、その波面収差が大きく
なってこの光ビーム（β）を所定のビーム径に絞れなく
なる欠点があった。

また、上記反射面（ｋｏ）のピッチを規定していないの
で、各反射面（ｋｏ）で反射された光の干渉により変換
された光ビームの光強度が小さくなる欠点があった。

従って、光記録媒体（ｄ）の記録面に集束される光ビー
ムのスポット径が大きくなってその記録密度が低下する
問題点があり、かつ、変換された光ビームの光強度が小
さいことからその再生信号のＣ／Ｎ比が低い問題点があ
った。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は以上の問題点に着目してなされたもので、その
課題とするところは、装置の小型化と記録密度並びに再
生信号のＣ／Ｎ比の向上が図れる光学的記録装置を提供
することにある。

すなわち、請求項１に係る発明は、 光記録媒体面と平行な方向に進行しかつ光記録媒体面に
対しその垂直方向が短軸である断面略楕円形状の光ビー
ムを、その光路途上に設けられた光変換素子に入射して
上記光記録媒体面の垂直方向へ進行する断面円形状の光
ビームに変換させると共に、 この変換された光ビームを光記録媒体の記録面に集束さ
せて少なくとも光学的に情報の再生を行う光学的記録装
置を前提とし、 その格子定数（ｄ）を、以下の第−式、すなわち、 ｄ＝ｍλ／｛ｎ（ｃｏｓθ−ｓｉｎθ月・・・■（第一
式中、ｍは自然数、λは光ビームの波長ｎは屈折率、θ
は回折角を夫々示 している） 及び、以下の第二式、 すなわち、 θ＝　ｊａｎ−’　（１／　Ｍ）　・”■（第二式中、
θは回折角、Ｍは上記短軸のビーム径の拡大倍率を示し
ている） により求めた回折格子にて上記光変換素子が構成されて
いることを特徴とするものであり、一方、請求項２に係
る発明は、請求項１に係る発明を前提とし、 上記回折格子が、光ビームの回折方向側に光透過性部材
を具備したプリズム型の回折格子にて構成されているこ
とを特徴とするものであり、また、請求項３に係る発明
は、請求項２に係る発明と同様に請求項１に係る発明を
前提とし、上記回折格子が、ブレーズされた回折格子に
て構成されていることを特徴とするものである。

このような技術的手段において、断面略楕円形状の光ビ
ームを作り出す光源としては半導体レーザが適用可能で
ある。すなわち、半導体レーザはその活性層に垂直な方
向と平行な方向でビームの広がり角が異なっており、通
常、垂直な方向と平行な方向の広がり角の割合は３対１
程度の比になっている。従って、この半導体レーザから
出力された光ビームをコリメータレンズにより変換させ
て平行ビームにした光ビームは、断面の長軸と短軸の比
が３対１程度の楕円形状の光ビームとなる。

そこで、その短軸方向が光記録媒体面に対し垂直方向に
対応するよう光ビームの照射方向を調整することで、光
記録媒体面と平行な方向に進行しかつ光記録媒体面に対
しその垂直方向が短軸である断面略楕円形状の光ビーム
を得ることができる。

尚、上記半導体レーザ以外の光源を適用しても当然のこ
とながらよい。但し、その場合、ビーム整形プリズムに
より断面略楕円形状の光ビームに変換させる必要がある
。

次に、上記光変換素子としての回折格子は、例えば、第
１９図に示すように等間隔に設けられた複数の平行溝（
１０）を介して回折面（１１）を複数形成し、これ等回
折面（１１）で散乱される光線の間の干渉で生ずる回折
光を利用して光線の方向を変換させる素子である。

ここで、第１９図中（ｉ）は回折面（１１）に入射する
光（１２）の入射角、（θ）は回折面（１１）で散乱さ
れた回折光（１３）の回折角を示しており、また、各平
行溝（１０）間の間隔を示す（ｄ）は格子定数である。

また、第１９図に示された回折格子において、上記入射
角（ｉ）、回折角（θ）、格子定数（ｄ）等の関係は以
下の式で求められる。すなわち、ｄ　（ｓｉｎ　ｉ　−
ｓｉｎθ）＝ｍλ／ｎ（但し、式中、ｍは自然数、λは
光ビームの波長、ｎは屈折率を示している） そして、上記入射角（ｉ）と回折角（θ）のなす角（ｉ
十〇）が９０°　（すなわち、π／２）の場合上記回折
光（１３）の光強度は互いに強め合うことになるため、
上記式にｉ＝π／２−θを代入すると、ｄ　　（ｓｔｎ
（π／２−θ）−ｓｉｎθｌ＝ｍλ／ｎとなり、更に整
理すると、 ｄ　（ｃｏｓθ−ｓｉｎθ）＝ｍλ／　ｎ　−■となる
。

従って、格子定数（ｄ）が上記■の式を満たすように設
定することにより、すなわち、ｄ＝ｍλ／（ｎ（ｃｏｓ
θ−ｓｉｎθ月・・・■（第一式中、ｍは自然数、λは
光ビームの波長ｎは屈折率、θは回折角を夫々示 している） に設定することにより、 入射角（ｉ）と回折角（θ）のなす角（ｉ＋θ）が９０
°　（π／２）になり、個々の回折面（１１）から出た
光ビームが互いに強め合うようになるため変換されたビ
ームの光強度を高めることができ、かつ、上記０式から
格子定数（ｄ）が波長（λ）程度の大きさになるため変
換された光ビームの波面の乱れが無視できるようになり
その波面収差が小さくなる利点を有している。

更に、第１９図中、入射された断面略楕円形状の入射光
（１２）の短軸寸法をａ、変換された断面円形状の回折
光（１３）のビーム径をｂとし、かつ、ｂ　／　ａ　＝
　Ｍとした場合、 θ＝　ｊａｎ−’　（１／Ｍ）・・・■（第二式中、θ
は回折角、Ｍは上記短軸のビーム径の拡大倍率を示して
いる） となる。

従って、上記回折格子（ｄ）が、 ｄ＝ｍλ／　Ｉｎ（ｃｏｓθ−ｓｉｎθ））の第−式及
び、　θ＝　ｊａｎ−’　（１／　Ｍ）の第二式により
求められた回折格子にて光変換素子を構成することによ
り、 短軸のビーム径がＭ倍に拡大され、かつ、その波面収差
が小さく光強度も高い断面円形状の光ビームを求めるこ
とができる。

そして、この技術的手段において適用できる回折格子と
しては、第２０図（Ａ）〜（Ｂ）に示すように上記平行
溝（１０）の断面形状が矩形状のものや、第２０図（Ｃ
）に示すようにその断面形状がＶ字形状のもの、あるい
は第２０図（Ｄ）に示すようにその断面形状がＵ字形状
のもの等があり、また、第２０図（Ｅ）に示すように上
記平行溝（１０）内に非光沢性充填材（１４）が充填さ
れたものも適用可能である。また、上記平行溝（１０）
を形成する代わりに第２０図（Ｆ）に示すように非光沢
性物質の帯状体（１５）を形成したものであってもよい
。

尚、第２０図（Ａ）と（Ｂ）に示された回折格子は、回
折面（１１）に加えて平行溝（１０）の底面も回折面と
同様に作用するため、他の回折格子に較べて変換に伴う
漏れ光が少なくなる利点を有している。

また、第１９図（Ａ）〜（Ｆ）に示された回折格子はそ
の回折面（１４）と回折基準面（１５）とが互いに同−
面又は平行になっているが、第２１図〜第２２図に示す
ようにその回折面（１４）が回折基準面（１５）に対し
勾配を有する回折格子であっても適用可能である。尚、
第２１図中（Φ）をブレーズ角といい、このブレーズ角
（Φ）と回折角（θ）との和が４５°　（Φ＋θ＝４５
°）の場合、最も回折効率が高くなる。

そして、このように設定された回折格子をブレーズされ
た回折格子といい、この回折格子を光変換素子として適
用した場合、変換に伴う漏れ光が少な（なるためビーム
の光強度を高められる利点を有している。

次に、入射された光ビームの干渉による回折現象が第２
３図に示すように空気中で行われる回折格子を「ミラー
型ｊの回折格子といい、また、第２４図に示すように光
ビームの回折方向側に光透過性部材（１６）を具備し、
入射された光ビームの干渉による回折現象が空気以外の
光透過性部材（１６）中で行われる回折格子をｒプリズ
ム型Ｊの回折格子という。

そして、上記格子定数（ｄ）を求める第一式から明らか
なように、すなわち、 ｄ＝ｍλ／｛ｎ（ｃｏｓθ−ｓｉｎθ）］　−・・■（
第一式中、ｍは自然数、λは光ビームの波長ｎは屈折率
、θは回折角を夫々示 している） の第一式から、ｎ＞１である光透過性部材（１６）中で
回折現象が行われるｒプリズム型１回折格子を適用した
場合の方が上記「ミラー型１回折格子を適用した場合よ
りその回折格子（ｄ）を小さく設定できるため、変換さ
れた光ビームの波面収差が更に小さくなり光ビームのビ
ーム径をより絞ることが可能となる利点を有している。

尚、これ等回折格子に適用できる構成材料として「ミラ
ー型１回折格子の場合には、ガラス、プラスチック等の
他、アルミニウム、銅等一定の機械的強度があり、溝を
形成できる材料なら任意のものが適用可能である。一方
、「プリズム型Ｊの回折格子の場合には、ガラス、プラ
スチ−ツク等の透明材料が好ましい。また、回折格子の
表面は、本来、これを構成する材料そのままでもよいが
、回折強度を制御するためその表面をアルミニウム等の
金属膜、あるいは、無機誘電体の多層膜等で被覆しても
よい。

また、これ等回折格子を製造する場合、その格子本体面
への平行溝（１０）の形成方法としては機械的に刻み込
む方法の他、ホログラフィ−の応用により写真的に干渉
縞を形成する方法、電子線等によるリゾグラフィー技術
によりレジスト材料に描画していく方法等がある。いず
れも平行溝（１０）を形成した部品をそのまま光変換素
子として適用する方法の他、それら部品を型にして多数
のレプリカを作製し、そのレプリカを光変換素子として
適用する方法がある。

尚、この技術的手段は記録情報の再生のみを行う再生専
用型、記録情報の追記ができる追記型、及び記録情報の
書換えができる書換え型の光デイスク装置や光カード装
置等少なくとも光学的に情報の再生を行う光学的記録装
置に適用することができ、更に、装置内に複数の光記録
媒体と光学ヘッドを備え情報量の拡大を図った多量情報
型の記録装置にも当然のことながら適用できる。

〔作用〕

請求項１に係る発明によれば、 断面略楕円形状の光ビームを光記録媒体面の垂直方向へ
進行する断面円形状の光ビームに変換させる光変換素子
が、 その格子定数（ｄ）を、 ｄ＝ｍλ／｛ｎ（ｃｏｓθ−ｓｉｎθ））の第−式及び
、　θ＝　ｊａｎ−’　（１／Ｍ）の第二式により求め
た回折格子にて構成されており、上記第一式から格子定
数（ｄ）が波長（λ）程度の大きさになるため変換され
た光ビームの波面の乱れが無視できるようになり、その
波面収差が小さくなってこの変換された光ビームを所定
のビーム径に絞ることが可能になり、 かつ、その格子定数（ｄ）が上記第一式により求められ
ていることから個々の回折面から出た光ビームが互いに
強め合うため、変換された光ビームの光強度をも高める
ことが可能となる。

また、請求項２に係る発明によれば、 上記回折格子が、光ビームの回折方向側に光透過性部材
を具備したプリズム型の回折格子にて構成されており、 入射された光ビームの干渉による回折現象が空気以外の
上記光透過性部材（屈折率ｎ〉■）中で行われることに
なるため、第一式で求められた格子定数（ｄ）の値が小
さくなって光ビームのビーム径を更に絞ることが可能と
なり、 一方、請求項３に係る発明によれば、 上記回折格子がブレーズされた回折格子にて構成されて
おり、 その回折効率が上がって変換に伴う漏れ光が少なくなる
ため、変換された光ビームの光強度を更に高めることが
可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説
明する。

◎第一実施例 この実施例はフォーカス制御用のアクチュエータを要さ
ない浮上型光学的記録装置に本発明を適用したものであ
る。

すなわち、この実施例に係る光学的記録装置は、第１図
に示すように波長８３０　ｎｍで広がり角が２．９対１
の断面略楕円形状の光ビーム（１）を出力する半導体レ
ーザ（２）と、この光ビーム（１）についてその短軸の
ビーム径を約１．７ｔｒｍにコリメートするコリメータ
レンズ（３）と、光記録媒体（４）側へ向かう入射光ビ
ーム（１１）と光記録媒体（４）から反射してくる反射
光ビーム（１２）とを分離するビームスプリッタ（５）
と、このビームスプリッタ（５）を通過し直線偏光の光
ビームを円偏光に変換させるｌ／４波長板（６）と、こ
の１／４波長板（６）を通過した断面略楕円形状の光ビ
ーム（１）をそのビーム径が５劃の断面円形状の光ビー
ム（１５）に変換させると共にその光路を光記録媒体（
４）側へ変換させるミラー型の回折格子（７）と、この
変換された光ビーム（１）を上記光記録媒体（４）の記
録面（４１）へ集束させるＮＡ＝０．５の対物レンズ（
８）と、この対物レンズ（８）を搭載し光記録媒体（４
）のトラック方向へ図示外の駆動部により移動操作され
る浮上型の光学ヘッド（９）と、上記ビームスプリッタ
（５）により分離された反射光ビーム（Ｉ２）を受けて
ＲＦ倍信号トラッキングエラー信号を夫々検出する信号
検出系（１０）とでその主要部が構成されており、かつ
この信号検出系（１０）については、トラッキングエラ
ー信号検出用センサ（２１）と、ＲＦ信号検出用センサ
（２２）と、上記反射光ビーム（Ｉ２）をトラッキング
エラー信号検８用センサ（２１）とＲＦ信号検出用セン
サ（２２〕へ分離するビームスプリッタ（２３）と、こ
のビームスプリッタ（２３）とＲＦ信号検出用センサ（
２２）との間に設けられたダイクロイックミラー（２４
）と集光レンズ（２５）とでその主要部が構成されてい
るものである。

まず、光源である半導体レーザ（２）は、第２図〜第４
図に示すようにその活性層（２０）に垂直な方向（図中
Ｘで示す方向）と平行な方向（図中Ｙで示す方向）で光
ビーム（１）の広がり角が相違し、上述したようにその
広がり角は２．９対１になっており、この光ビーム（１
）の短軸方向を光記録媒体（４）の垂直方向側に合わせ
て設置されている。

また、上記ミラー型の回折格子（７）は、第５図〜第６
図に示すように三角柱状に加工されたアルミニウム製の
の格子本体（７０）と、この格子本体（７０）の傾斜面
（７１）に機械的方法にて刻設された断面略矩形状の複
数の平行溝（７２）とで構成されており、上記半導体レ
ーザ（２）から出力されその短軸のビーム径が約１．７
ｍｍの断面略楕円形状の光ビーム（１）について、その
格子面（７３）で散乱させて光記録媒体（４）面の垂直
方向へ進行するビーム径約５ｍの断面円形状の光ビーム
（１５）に変換させるものある。

尚、この回折格子（７）の格子定数（ｄ）は、以下の第
−式■及び第二式■より求められており、その値ｄは１
．３４μｍであった。すなわち、ｄ＝ｍλ／　［（ｃｏ
ｓθ−ｓｉｎθ）ｌ　・・・■（第一式中、ｍは自然数
、λは８３０　ｎｍ、θは回折角を示している） θ＝　ｊａｎ−’　（１／　Ｍ）　・・・（第二式中、
θは回折角、Ｍは上記短軸のビーム径の拡大倍率を示し
ていおり、 Ｍ＝５／１．７である） 一方、上記光学ヘッド（９）は、第７図〜第１１図に示
すように光記録媒体（４）の回転に伴う空気流により浮
上すると共に半導体レーザ（２）からの光ビームを光記
録媒体（４）側へ導入する光路用開口部（９１）が開設
されたアルミナセラミックス製の浮動本体（９０）と、
この浮動本体（９０）の光路用開口部（９１）に取付け
られ半導体レーザ（２）からの光ビームを光記録媒体（
４）の記録面（４１）に集束させるプラスチック製の対
物レンズ（８）とで構成されており、かつ、第１１図に
示すリン青銅製のバネ材（９２）を介して以下の可動体
（８０）の開口部（８１）に取付けられているものであ
る。

すなわち、この可動体（８０）は第７図〜第９図に示す
ように楕円筒状に成形され上記光記録媒体（４）と対向
する側面に正方形状の開口部（８１）が開設されたコイ
ル本体（８２）と、このコイル本体（８２）内の開口部
（８１）形成部位に設けられコイル本体（８２）の内側
壁（８３）との間で挿通部（８４）を形成する一対の補
強コイル壁（８５）とから成るボビンレスの駆動用コイ
ル（８６）にて構成されており、かつ、上記コイル本体
（８２）内の開口部（８１）と対向する内側壁面上には
上記ミラー型の回折格子（７）が配置されている。

また、上記駆動部（６０）は、可動体（８ｏ）の底面側
に取付けられたアルミニウム製のキャリッジ（６１）と
、このキャリッジ（６１）が嵌め込まれ可動体（８０）
を光記録媒体（４）のトラック方向へ案内する直線軸受
（６２）と、可動体（８０）の挿通部（８４）に挿通さ
れ光記録媒体（４）のトラック方向に亘って配設された
一対の純鉄製磁気ヨーク（６３）　　（６３）と、これ
等磁気ヨーク（６３）　　（６３）の長さ方向に沿って
配設され希土類鉄系永久磁石で形成された円弧形状の磁
石（６４）　　（６４）と、これ等磁石（６４）　　（
６４）を保持する純鉄製の磁性保持体（６５）と、上記
キャリッジ（６１）　、直線軸受（６２）等の部材全体
を支持する純鉄製の磁性固定台（６６）とでその主要部
が構成されている。尚、上記キャリッジ（６１）の直線
軸受（６２）との接触面側には耐久性向上のためクロム
金属等の硬質薄膜が形成されており、かつ、摩擦力低減
のため第１０図に示すようにベアリング（６７）が嵌込
まれている。

この様に構成された光学的記録装置においては、従来の
装置と同様にトラッキングエラー信号に基づいて駆動用
コイル（８６）が通電され、この通電に伴う電磁力によ
り可動体（８０）が光記録媒体（４）のトラック方向へ
移動し、これに伴って光学ヘッド（９）も移動操作され
てトラック制御がなされる一方、フォーカス制御につい
ては光学ヘッド（９）の浮上現象を利用して行われるも
のである。

そして、この光学的記録装置においては光源として光記
録媒体（４）面に対しその垂直方向が短軸（そのビーム
径は約１．７ｍｍ）である断面略楕円形状の光ビーム（
１）を適用しているため、従来の断面円形状の光ビーム
（そのビーム径は５ｗｎ）を用いた装置に較べてそのビ
ーム径が１７３に縮小され、この縮小に伴ってコリメー
タレンズ（３）、ビームスプリッタ（５）等の部品の高
さ寸法を３゜５Ｍと従来の７〜１０ｍｍと較べて薄くす
ることができ、装置の高さ寸法を低く設定できる利点を
有している。

しかも、断面略楕円形状の光ビーム（１）を断面円形状
の光ビーム（Ｉ５）に変換させる光変換素子が、その格
子定数（ｄ）を、 ｄ＝ｍλ／　［（ｃｏｓθ−ｓｉｎθ月の第−式、およ
び、θ＝　ｊａｎ−’　（１／　Ｍ）の第二式により求
めたミラー型の回折格子（７）にて構成されており、変
換された光ピームロ５）の波面が乱され難くその波面収
差が小さくなるためこの変換された光ビーム（１５）を
約１．０μｍのビーム径に絞ることができ良好な集束特
性が得られ、この結果、記録密度の向上が図れる利点を
有している。

更に、上記格子定数（ｄ）が上記第−式により求められ
ていることから個々の回折面（７３）から出た光ビーム
が互いに強め合うため、変換されたビームの光強度をも
高められ、この結果、再生信号のＣ／Ｎ比が向上する利
点を有していた。

◎第二実施例 この実施例に係る光学的記録装置は、その光変換素子が
第１２図〜第１４図に示したプリズム型の回折格子（７
）で構成されている点を除き第一実施例と路間−である
。

すなわち、このプリズム型の回折格子（７）は、第１３
図〜第１４図に示すように三角柱状に加工されたガラス
（屈折率ｎ＝１．５１）製の格子本体（７０）と、この
格子本体（７０）の傾斜面（７１）に機械的方法にて複
数刻設された断面略矩形状の平行溝（７２）と、この平
行溝（７２）が刻設された上記傾斜面（７１）側に着膜
されたアルミニウムの蒸着膜（７４）とで構成されてお
り、その格子定数（ｄ）は以下の第−式■と第二式■に
より求められており、その値ｄは０．８９μｍであった
。すなわち、ｄ＝ｍλ／｛ｎ（ｃｏｓθ−ｓｉｎθ）］
　−・・■（第一式中、ｍは自然数、λは８３０　ｎｍ
、ｎは１．５１、θは回折角を示している）θ　＝　　
　ｔａミロ−（１／Ｍ）　　・・・■（第二式中、θは
回折角、Ｍ　＝　５／１．７である）そして、この実施
例に係る光学的記録装置は、第一実施例に係る光学的記
録装置と同様にその装置の高さ寸法が低くなり、かつ、
変換されたビームの光強度も強くて再生信号のＣ／Ｎ比
が向上する利点を有している以外に、上記第−式、ｄ＝
ｍλ／　［ｎ（ｃｏｓθ−ｓｉｎθ月・・・■（第一式
中、ｍは自然数、λは８３０　ｎｍ、ｎはｌ、５１、θ
は回折角を示している）からその格子定数（ｄ）が０．
８９μｍと第一実施例のそれ（１，３４μｍ）より小さ
いため、波面収差もより小さくなってそのビーム径を０
．８μｍまで絞ることが可能となり、その記録密度を更
に向上できる利点を有している。

◎第三実施例 この実施例に係る光学的記録装置は、その光変換素子が
第１５図〜第１６図に示すブレーズされたミラー型の回
折格子（７）で構成されている点を除き第一実施例と路
間−である。

すなわち、このブレーズされたミラー型の回折格子（７
）は、第１５図〜第１６図に示すように三角柱状の格子
本体（７０）に形成された回折面（７３）がその回折基
準面（７５）に対し勾配（Φ＝２６°）を有し、かつ、
このブレーズ角（Φ）と回折角（θ）の和が４５°（Φ
＋θ；４５°）に設定されている回折格子で、その格子
定数（ｄ）は以下の第一式のと第二式■により求められ
ており、その値ｄは１．３４μｍであった。すなわち、
ｄ＝ｍλ／　（（ｃｏｓθ−ｓｉｎθ）ｌ　・・・■（
第一式中、ｍは自然数、λは８３０　ｎｍ。

θは回折角を示している） θ＝　　ｊａｎ−’　（１／Ｍ）　・・・（第二式中、
θは回折角、Ｍ　＝　５／１．７である）そして、この
実施例に係る光学的記録装置は、第一実施例に係る光学
的記録装置と同様にその装置の高さ寸法が低くなり、か
つ、変換された光ビームを約１．０μｍに絞れるため良
好な集束特性が得られて記録密度の向上が図れる利点を
有している以外に、ブレーズされた回折格子を利用して
いることからその回折効率が上昇し、変換されたビーム
の光強度がより高くなって再生信号のＣ／Ｎ比が更に向
上する利点を有していた。

◎第四実施例 この実施例に係る光学的記録装置は、その光変換素子が
第１７図〜第１８図に示すブレーズされたプリズム型の
回折格子（７）で構成されている点を除き第一実施例と
路間−である。

すなわち、このプリズム型の回折格子（７）は、第１７
図〜第１８図に示すように三角柱状に加工されたガラス
（屈折率ｎ　＝　１．５１）製の格子本体（７ｏ）と、
この格子本体（７ｏ）の傾斜面（７１）に着膜されたア
ルミニウムの蒸着膜（７４）とで構成されており、上記
格子本体（７０）に形成された回折面（７３）がその回
折基準面（７５）に対し勾配（Φ＝２６°）を有し、か
つ、このブレーズ角（Φ）と回折角（θ）の和が４５°
（Φ＋θ：４５°）に設定されているもので、その格子
定数（ｄ）は以下の第一式■と第二式■により求められ
ており、その値ｄは０．８９μｍであった。すなわち、
ｄ＝ｍλ／（ｎ（ｃｏｓθ−ｓｉｎθ）ｌ　−・・■（
第一式中、ｍは自然数、λは８３０　ｎｍ、ｎは１．５
１．θは回折角を示している）θ＝　ｊａｎ−’　（１
／　Ｍ）　・・・（第二式中、θは回折角、Ｍ　＝　５
／１．７である）そして、この実施例に係る光学的記録
装置は、第一実施例に係る光学的記録装置と同様にその
装置の高さ寸法が低くなる利点を有している以外に、上
記第一式、 ｄ＝ｍλ／（ｎ（ｃｏｓθ−ｓｉｎθ月・・・■（第一
式中、ｍは自然数、λは８３０　ｎｍ、ｎハ１．５１、
θは回折角を示している）からその格子定数（ｄ）が０
．８９μｍと第一実施例のそれ（１，３４μｍ）より小
さいため、波面収差もより小さくなってそのビーム径を
０．８μｍまで絞ることが可能となり、その記録密度を
更に向上できる利点を有していると共に、 ブレーズされた回折格子を利用していることがらその回
折効率が上昇し、変換されたビームの光強度がより高く
なって再生信号のＣ／Ｎ比も更に向上する利点を有して
いた。

〔発明の効果〕

請求項１に係る発明によれば、 変換された光ビームの波面の乱れが無視できるようにな
りその波面収差が小さくなってこの変換された光ビーム
を所定のビーム径に絞ることが可能になるため、光記録
媒体の記録面に集束される光ビームのスポット径が小さ
くなり、その分、記録密度の向上が図れる効果を有して
おり、かつ、変換された光ビームの光強度をも高めるこ
とが可能になるため、再生信号のＣ／Ｎ比が向上する効
果を有している。

また、請求項２に係る発明によれば、 変換された光ビームのビーム径を更に絞ることが可能に
なるため、集束される光ビームのスポット径がより小さ
くなってその記録密度を更に向上できる効果を有してお
り、 一方、請求項３に係る発明によれば、 変換に伴う漏れ光が少なくなって変換された光ビームの
光強度をより高めることが可能になるため、再生信号の
Ｃ／Ｎ比を更に向上できる効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第１８図は本発明の実施例を示しており、第１
図は第一実施例に係る光学的記録装置の構成説明図、第
２図は適用された半導体レーザの斜視図、第３図は第２
図の一部平面図、第４図は第２図の一部側面図、第５図
は適用されたミラー型回折格子の斜視図、第６図は第５
図の断面図、第７図はその光学ヘッドの斜視図、第８図
は第７図の■−■面断面図、第９図は第７図のＩＸ−Ｉ
Ｘ面断面図、第１Ｏ図はこの装置の構成部材であるキャ
リッジと直線軸受の斜視図、第１１図は適用されたバネ
材の平面図であり、また、第１２図は第二実施例に係る
光学的記録装置の構成説明図、第１３図は適用されたプ
リズム型回折格子の斜視図、第１４図は第１３図の断面
図であり、また、第１５図は第三実施例において適用し
たブレーズされたミラー型の回折格子の斜視図、第１６
図は第１５図の断面図であり、また、第１７図は第四実
施例において適用したブレーズされたプリズム型の回折
格子の斜視図、第１８図は第１７図の断面図を示してお
り、また、第１９図〜第２４図は本発明に適用できる光
変換素子としての回折格子を示しており、第１９図はそ
の回折面と回折基準面とが互いに同−面又は平衡になっ
ている回折格子の原理説明図、第２０図（Ａ）〜（Ｆ）
はその具体例の断面図、第２１図はその回折面が回折基
準面に対し勾配を有する回折格子の原理説明図、第２２
図はその具体例の断面図、第２３図はミラー型回折格子
の断面図、第２４図はプリズム型回折格子の断面図を夫
々示しており、また、第２５図〜第３１図は従来例を示
しており、第２５図はその光学的記録装置の概略構成図
、第２６図はこの種の装置に組み込まれた従来の光学ヘ
ッドの斜視図、第２７図はその作用図、第２８図は従来
の浮上型光学ヘッド斜視図、第２９図はその作用図であ
り、また、第３０図は断面略楕円形状の光ビームを利用
する従来の光学的記録装置の一部構成図、第３１図は第
３０図の部分拡大図である。 〔符号説明〕 （１）・・・光ビーム （２）・・・半導体レーザ （４）・・・光記録媒体 （７）・・・回折格子 特　許　ａ　願　人　富士ゼロックス株式会社代　理　
人　弁理士　中　村　智　廣（外２名）第 図 第 図 第１０図 第１１図 第１６ 図 第２０図 第２０図 第２１ 図 ○ 第２３図 第２４図 第２６図 第２５図 第２８図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光記録媒体面と平行な方向に進行しかつ光記録媒
   体面に対しその垂直方向が短軸である断面略楕円形状の
   光ビームを、その光路途上に設けられた光変換素子に入
   射して上記光記録媒体面の垂直方向へ進行する断面円形
   状の光ビームに変換させると共に、 この変換された光ビームを光記録媒体の記録面に集束さ
   せて少なくとも光学的に情報の再生を行う光学的記録装
   置において、 その格子定数（ｄ）を以下の第一及び第二式により求め
   た回折格子にて上記光変換素子が構成されていることを
   特徴とする光学的記録装置。ｄ＝ｍλ／｛ｎ（ｃｏｓθ
   −ｓｉｎθ）｝・・・（１）（第一式中、ｍは自然数、
   λは光ビームの波長ｎは屈折率、θは回折角を夫々示 している） θ＝ｔａｎ＾−＾１（１／Ｍ）・・・（２）（第二式中
   、θは回折角、Ｍは上記短軸のビーム径の拡大倍率を示
   している）
2. （２）上記回折格子が、光ビームの回折方向側に光透過
   性部材を具備したプリズム型の回折格子にて構成されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学
   的記録装置。
3. （３）上記回折格子が、ブレーズされた回折格子にて構
   成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の光学的記録装置。