JPH05101436A - ホログラム素子を利用した光ピツクアツプ装置 - Google Patents
ホログラム素子を利用した光ピツクアツプ装置Info
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- JPH05101436A JPH05101436A JP3321866A JP32186691A JPH05101436A JP H05101436 A JPH05101436 A JP H05101436A JP 3321866 A JP3321866 A JP 3321866A JP 32186691 A JP32186691 A JP 32186691A JP H05101436 A JPH05101436 A JP H05101436A
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- Japan
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- hologram element
- beam splitter
- diffracted
- optical pickup
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/32—Holograms used as optical elements
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
- G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
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- G11B7/1353—Diffractive elements, e.g. holograms or gratings
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optical Head (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 この発明は、回折効率を向上させるととも
に、安価で高い良品率で製造することができるホログラ
ム素子を利用した光ピックアップ装置を提供することを
目的とする。 【構成】 この発明は、レーザーダイオードを利用して
記録された信号がピックアップされる装置において、レ
ーザーダイオード１から放射された光を分離するビーム
スプリッター１００と、上記ビームスプリッター１００
から入射された光が１次光に回折され、対物レンズ６か
ら入射された光が１次光に回折されるホログラム素子２
００と、対物レンズ６、ディスク７が順次に接続されて
構成されてなる。
に、安価で高い良品率で製造することができるホログラ
ム素子を利用した光ピックアップ装置を提供することを
目的とする。 【構成】 この発明は、レーザーダイオードを利用して
記録された信号がピックアップされる装置において、レ
ーザーダイオード１から放射された光を分離するビーム
スプリッター１００と、上記ビームスプリッター１００
から入射された光が１次光に回折され、対物レンズ６か
ら入射された光が１次光に回折されるホログラム素子２
００と、対物レンズ６、ディスク７が順次に接続されて
構成されてなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、レーザーダイオード
を利用して記録された信号をピックアップする光ピック
アップ装置に関し、特にレーザーダイオードから放射さ
れた光がホログラム（Hologram）素子を介して１次光に
回折されてディスクに入射され、上記ディスクから反射
された光がホログラム素子を介して１次光に回折される
ことにより、光の回折効率が高められるホログラム素子
を利用した光ピックアップ装置に関する。
を利用して記録された信号をピックアップする光ピック
アップ装置に関し、特にレーザーダイオードから放射さ
れた光がホログラム（Hologram）素子を介して１次光に
回折されてディスクに入射され、上記ディスクから反射
された光がホログラム素子を介して１次光に回折される
ことにより、光の回折効率が高められるホログラム素子
を利用した光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、コンパクトディスクプレーヤー等
に使用される光ピックアップ装置は、図５に図示された
ように、レーザーダイオード１から放射された光が回折
格子２を介して回折され、この回折された光はコリメー
ターレンズ３により集光される。そして、上記コリメー
ターレンズ３で集光された光はビームスプリッター（Be
am Splitter）４に印加されてそのまま通過し、上記通
過された光は１／４−波長板５を通りながら偏光方向が
４５°回転され、更に対物レンズ６を通ってディスク７
に走査され、上記ディスク７に記録された信号が検出さ
れる。上記ディスク７で反射されたビームは対物レンズ
６により集光され、上記対物レンズ６から入射されたビ
ームは１／４−波長板５を通りながら更に偏光方向が４
５°回転される。
に使用される光ピックアップ装置は、図５に図示された
ように、レーザーダイオード１から放射された光が回折
格子２を介して回折され、この回折された光はコリメー
ターレンズ３により集光される。そして、上記コリメー
ターレンズ３で集光された光はビームスプリッター（Be
am Splitter）４に印加されてそのまま通過し、上記通
過された光は１／４−波長板５を通りながら偏光方向が
４５°回転され、更に対物レンズ６を通ってディスク７
に走査され、上記ディスク７に記録された信号が検出さ
れる。上記ディスク７で反射されたビームは対物レンズ
６により集光され、上記対物レンズ６から入射されたビ
ームは１／４−波長板５を通りながら更に偏光方向が４
５°回転される。
【０００３】そして、上記９０°回転されたビームはビ
ームスプリッター４により反射されて、集光レンズ８と
円筒形レンズ９を介してフォト検出器１０に印加され
る。即ち、上記円筒形レンズ９の使用によって、上記フ
ォト検出器１０に印加される光の焦点を異にして非点収
差を調整できる。
ームスプリッター４により反射されて、集光レンズ８と
円筒形レンズ９を介してフォト検出器１０に印加され
る。即ち、上記円筒形レンズ９の使用によって、上記フ
ォト検出器１０に印加される光の焦点を異にして非点収
差を調整できる。
【０００４】この時、上記フォト検出器１０によりディ
スク７上のピットに正確に光が走査されたか否かを判断
するフォーカシングエラー信号と、信号追跡が正確にな
されたか否かを判断するトラッキングエラー信号が検出
される。
スク７上のピットに正確に光が走査されたか否かを判断
するフォーカシングエラー信号と、信号追跡が正確にな
されたか否かを判断するトラッキングエラー信号が検出
される。
【０００５】上述したように、上記古典的なレンズを利
用した既存の光ピックアップ装置では、レンズの利用に
より重さが重くなり、値段が高く、よって量産性が良く
なかった。
用した既存の光ピックアップ装置では、レンズの利用に
より重さが重くなり、値段が高く、よって量産性が良く
なかった。
【０００６】上記の問題点を解決するための従来の解決
策では、ホログラムを利用した光ピックアップ装置が使
用されていた。しかし、既存の光ピックアップ装置にお
いて、スリット（Slit）と表面の凹凸で光が回折される
現像を利用した上記ホログラム素子では、光の屈折現像
を利用する古典的なレンズに比して、複合的な機能を持
ち、量産性に優れ、値段が安価で大きさが小さい利点が
あるが、反面、一般に光の回折効率が低いという問題点
があった。
策では、ホログラムを利用した光ピックアップ装置が使
用されていた。しかし、既存の光ピックアップ装置にお
いて、スリット（Slit）と表面の凹凸で光が回折される
現像を利用した上記ホログラム素子では、光の屈折現像
を利用する古典的なレンズに比して、複合的な機能を持
ち、量産性に優れ、値段が安価で大きさが小さい利点が
あるが、反面、一般に光の回折効率が低いという問題点
があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、このよう
な問題点を解決するためのもので、この発明の目的は、
ホログラム素子により回折された１次光がディスクに入
射され、ディスクに記録された信号で反射された後、再
び上記ホログラム素子により回折された１次光をフォト
検出器で検出することにより、ホログラム素子により回
折された０次光がディスクに入射されてディスクで反射
された後再び上記ホログラム素子により回折された１次
光をフォト検出器で検出する従来の方法に比べて、光の
回折効率を高くできるホログラム素子を利用した光ピッ
クアップ装置を提供することにある。
な問題点を解決するためのもので、この発明の目的は、
ホログラム素子により回折された１次光がディスクに入
射され、ディスクに記録された信号で反射された後、再
び上記ホログラム素子により回折された１次光をフォト
検出器で検出することにより、ホログラム素子により回
折された０次光がディスクに入射されてディスクで反射
された後再び上記ホログラム素子により回折された１次
光をフォト検出器で検出する従来の方法に比べて、光の
回折効率を高くできるホログラム素子を利用した光ピッ
クアップ装置を提供することにある。
【０００８】この発明の他の目的は、ホログラム素子に
より回折された１次光が２個の焦点を持つので、２個の
焦点の差と同様にレーザーダイオードの非点収差を補正
することができ、レーザーダイオードのパッケージを傾
けてレーザーダイオードの非点収差を減少させる必要の
ないホログラム素子を利用した光ピックアップ装置を提
供することにある。
より回折された１次光が２個の焦点を持つので、２個の
焦点の差と同様にレーザーダイオードの非点収差を補正
することができ、レーザーダイオードのパッケージを傾
けてレーザーダイオードの非点収差を減少させる必要の
ないホログラム素子を利用した光ピックアップ装置を提
供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の特徴は、レーザーダイオードにより放射
された光を、フォーカシング信号及びトラッキングエラ
ー信号が測定できるように３ビームに分割する回折格子
と、上記回折格子を通って走査されるビームを集光させ
るコリメーターレンズと、ビームの一部を通過させ一部
を反射させるビームスプリッターと、光の偏光方向を４
５°回転させる１／４波長板と、ビームがディスクのピ
ットに正確にフォーカシングされるように制御する対物
レンズと、上記ディスクで反射された光を測定してディ
スク上の信号とフォーカシング信号及びトラッキングエ
ラー信号を検出するフォト検出器と、上記フォト検出器
に光を集光させるためのコリメーターレンズと、非点収
差を与える円筒形レンズとからなる光ピックアップ装置
において上記レーザーダイオードから放射された光を０
次光の主ビームと＋１次光及び−１次光の幅ビームに分
けてディスク上に走査させる反射形ビームスプリッター
と、上記ビームスプリッターと上記対物レンズとの間に
装着され、上記ビームスプリッターから走査されたビー
ムを１次光に回折させて上記対物レンズに走査し、上記
対物レンズから走査されたビームを１次光に回折させて
上記ビームスプリッターに走査させるホログラム素子と
から構成される。
に、この発明の特徴は、レーザーダイオードにより放射
された光を、フォーカシング信号及びトラッキングエラ
ー信号が測定できるように３ビームに分割する回折格子
と、上記回折格子を通って走査されるビームを集光させ
るコリメーターレンズと、ビームの一部を通過させ一部
を反射させるビームスプリッターと、光の偏光方向を４
５°回転させる１／４波長板と、ビームがディスクのピ
ットに正確にフォーカシングされるように制御する対物
レンズと、上記ディスクで反射された光を測定してディ
スク上の信号とフォーカシング信号及びトラッキングエ
ラー信号を検出するフォト検出器と、上記フォト検出器
に光を集光させるためのコリメーターレンズと、非点収
差を与える円筒形レンズとからなる光ピックアップ装置
において上記レーザーダイオードから放射された光を０
次光の主ビームと＋１次光及び−１次光の幅ビームに分
けてディスク上に走査させる反射形ビームスプリッター
と、上記ビームスプリッターと上記対物レンズとの間に
装着され、上記ビームスプリッターから走査されたビー
ムを１次光に回折させて上記対物レンズに走査し、上記
対物レンズから走査されたビームを１次光に回折させて
上記ビームスプリッターに走査させるホログラム素子と
から構成される。
【００１０】
【作用】上記構成において、この発明は、上記レーザー
ダイオードから放射された光はビームスプリッターと、
１次光に回折されるホログラム素子と、対物レンズを通
ってディスクのピットに集光され、上記ディスクからピ
ックアップされた信号は対物レンズを通ってホログラム
素子に印加されて１次光に回折され、上記回折された光
はビームスプリッターを通ってフォト検出器により検出
される。これにより、上記ビームスプリッターから入射
された光を０次光に回折させ上記対物レンズから入射さ
れた光を１次光に回折させるホログラム素子を使用した
従来の構成に比べて、最大回折効率を１．６倍以上に向
上させることができる。
ダイオードから放射された光はビームスプリッターと、
１次光に回折されるホログラム素子と、対物レンズを通
ってディスクのピットに集光され、上記ディスクからピ
ックアップされた信号は対物レンズを通ってホログラム
素子に印加されて１次光に回折され、上記回折された光
はビームスプリッターを通ってフォト検出器により検出
される。これにより、上記ビームスプリッターから入射
された光を０次光に回折させ上記対物レンズから入射さ
れた光を１次光に回折させるホログラム素子を使用した
従来の構成に比べて、最大回折効率を１．６倍以上に向
上させることができる。
【００１１】
【実施例】以下、この発明によるホログラムを利用した
光ピックアップ装置を添付された図面を参照して詳細に
説明する。
光ピックアップ装置を添付された図面を参照して詳細に
説明する。
【００１２】図１はこの発明による一実施例であるホロ
グラム素子を利用した光ピックアップ装置の構成を示し
た一部斜視図である。
グラム素子を利用した光ピックアップ装置の構成を示し
た一部斜視図である。
【００１３】図１において、光が放射されるレーザーダ
イオード１の上側には、レーザーダイオード１で放射さ
れた光を３個のビームに分割するビームスプリッター１
００が装着され、上記ビームスプリッター１００の上側
にはビームスプリツター１００を介して入射されたビー
ムを１次光に回折して対物レンズ６に入射させるホログ
ラム素子２００が装着されている。そして、上記ホログ
ラム素子２００の上側には、入力されるビームがディス
ク７のピットに正確にフォーカシングされるように制御
する対物レンズ６が装着されている。
イオード１の上側には、レーザーダイオード１で放射さ
れた光を３個のビームに分割するビームスプリッター１
００が装着され、上記ビームスプリッター１００の上側
にはビームスプリツター１００を介して入射されたビー
ムを１次光に回折して対物レンズ６に入射させるホログ
ラム素子２００が装着されている。そして、上記ホログ
ラム素子２００の上側には、入力されるビームがディス
ク７のピットに正確にフォーカシングされるように制御
する対物レンズ６が装着されている。
【００１４】一方、上記ディスク７から反射された光に
よりディスク７上に記録された信号及びフォーカシング
エラー信号とトラッキングエラー信号を検出するフォト
検出器１０が反射形ビームスプリッター１００の下部に
装着されている。
よりディスク７上に記録された信号及びフォーカシング
エラー信号とトラッキングエラー信号を検出するフォト
検出器１０が反射形ビームスプリッター１００の下部に
装着されている。
【００１５】ここで、上記ホログラム素子２００は、ガ
ラス基板のエッチングで形成された表面の凹凸構造によ
り生成された位相差により光の回折が発生されるように
製造される。
ラス基板のエッチングで形成された表面の凹凸構造によ
り生成された位相差により光の回折が発生されるように
製造される。
【００１６】従って、上記ホログラム素子２００の製作
過程はパターンを転写するフォト工程と、凹凸構造を形
成するエッチング工程に分けられ、上記工程はすでに半
導体素子の製造工程において確立されている。
過程はパターンを転写するフォト工程と、凹凸構造を形
成するエッチング工程に分けられ、上記工程はすでに半
導体素子の製造工程において確立されている。
【００１７】一方、上記反射形ビームスプリッター１０
０は、９７％にまで反射率を高めるために金でコーティ
ング処理されており、基本的な製造工程はホログラム素
子の製造工程と同一である。このように、ビームスプリ
ッター１００、ホログラム素子２００からなる光ピック
アップ装置において、レーザーダイオード１を介して供
給された光は、ビームスプリッター１００に印加されて
ピックアップされるための３個のビームに分割され、上
記分割された３個のビームはホログラム素子２００に印
加される１次光に回折される。上記ホログラム素子２０
０により回折された光は対物レンズ６を介してディスク
７のピットに照射され、上記ディスク７からピックアッ
プされた信号は対物レンズ６を介してホログラム素子２
００に印加される。
０は、９７％にまで反射率を高めるために金でコーティ
ング処理されており、基本的な製造工程はホログラム素
子の製造工程と同一である。このように、ビームスプリ
ッター１００、ホログラム素子２００からなる光ピック
アップ装置において、レーザーダイオード１を介して供
給された光は、ビームスプリッター１００に印加されて
ピックアップされるための３個のビームに分割され、上
記分割された３個のビームはホログラム素子２００に印
加される１次光に回折される。上記ホログラム素子２０
０により回折された光は対物レンズ６を介してディスク
７のピットに照射され、上記ディスク７からピックアッ
プされた信号は対物レンズ６を介してホログラム素子２
００に印加される。
【００１８】そして、上記ディスク７から反射された光
は、対物レンズ６を介してホログラム素子２００により
１次光に回折される。
は、対物レンズ６を介してホログラム素子２００により
１次光に回折される。
【００１９】次に、図２を参照して、ホログラム素子に
よる回折効率を説明する。
よる回折効率を説明する。
【００２０】対物レンズ６で集光される光は、光軸でθ
ほど傾いているホログラム素子２００により回折が起る
ことになる。
ほど傾いているホログラム素子２００により回折が起る
ことになる。
【００２１】ここで、回折角度αは光学的ヘッドの光学
的及び構造的な仕様で決定され、上記フォト検出器１０
面上に与えられた大きさの非点収差を形成するために、
上記ホログラム素子２００は円形レンズと円筒形レンズ
の複合的な機能が要求される。即ち、光軸に沿って進行
した光と、光軸中心でＸ程度外れた個所でホログラム素
子２００を介した光の位相差から、上記ホログラム素子
２００を介した光、即ち、０次ビームの位相関数（Φr
（ｘ，ｙ））が求められる。
的及び構造的な仕様で決定され、上記フォト検出器１０
面上に与えられた大きさの非点収差を形成するために、
上記ホログラム素子２００は円形レンズと円筒形レンズ
の複合的な機能が要求される。即ち、光軸に沿って進行
した光と、光軸中心でＸ程度外れた個所でホログラム素
子２００を介した光の位相差から、上記ホログラム素子
２００を介した光、即ち、０次ビームの位相関数（Φr
（ｘ，ｙ））が求められる。
【００２２】即ち、上記位相差δd は、 δd ＝｛（ｘ＋dd・sin θ）2 ＋ｙ2 ＋dd2 cos 2 θ｝1/2 −dd ≒（ｘ2 ＋ｙ2 ）／（２dd）＋ｘ・sin θ ………（１） となる。
【００２３】ここで、Ｚ軸はホログラム素子２００の面
（ｘｙ平面）と垂直である軸で、（ｘ2 ＋ｙ2 ）／dd2
２ｘ・sin θ／dd＜＜１であると仮定すれば、０次ビー
ムの位相関係（Φr （ｘ，ｙ））は、 Φr （ｘ，ｙ）＝exp ［jk・｛（ｘ2 ＋ｙ2 ）／２dd＋ｘ・sin θ｝］ ………（２） となる。
（ｘｙ平面）と垂直である軸で、（ｘ2 ＋ｙ2 ）／dd2
２ｘ・sin θ／dd＜＜１であると仮定すれば、０次ビー
ムの位相関係（Φr （ｘ，ｙ））は、 Φr （ｘ，ｙ）＝exp ［jk・｛（ｘ2 ＋ｙ2 ）／２dd＋ｘ・sin θ｝］ ………（２） となる。
【００２４】ここで、ｊ2 ＝１であり、ｋは波数ベクト
ルであり、波長をλとする時、 ｋ＝２π／λ となる。
ルであり、波長をλとする時、 ｋ＝２π／λ となる。
【００２５】一方、上記ホログラム素子２００によりθ
程度回折されてフォト検出器１０に到達するビーム、即
ち、１次ビームの位相関数は上記ホログラム素子２００
の円形レンズの機能により生ずる第１焦点までの距離を
ggとし、円筒形レンズの機能により生ずる第２焦点まで
の距離をbbとすると、周波数fcは次のように表わされ
る。
程度回折されてフォト検出器１０に到達するビーム、即
ち、１次ビームの位相関数は上記ホログラム素子２００
の円形レンズの機能により生ずる第１焦点までの距離を
ggとし、円筒形レンズの機能により生ずる第２焦点まで
の距離をbbとすると、周波数fcは次のように表わされ
る。
【００２６】 １／fc＝１／gg−１／bb ………（３） ホログラム素子２００の通過直後の面での位相関数（Φ
（ｘ，ｙ））は、 Φ（ｘ，ｙ）＝exp[jk｛（ｘ2 ＋ｙ2 ）／２gg＋ｘ2 ／２fc｝］ ………（４） となる。ここで、ｆｃ＜０である。
（ｘ，ｙ））は、 Φ（ｘ，ｙ）＝exp[jk｛（ｘ2 ＋ｙ2 ）／２gg＋ｘ2 ／２fc｝］ ………（４） となる。ここで、ｆｃ＜０である。
【００２７】上記（４）式から、得られた位相関数は、
図１に図示されない非線形制限器（Non −Liner Limite
r ）により０と１に変換されるので、入力値が基準値Ｃ
以上ならば１で、入力値が基準値Ｃ以下ならば０で出力
される非線形制限器を介して発生された出力関数ｈ
（ｘ，ｙ）は、 ｈ（ｘ，ｙ）＝［｛sin （ｍπｑ）｝／ｍπ・exp ｛jm・Φ（ｘ，ｙ）｝］ ………（５） となる。
図１に図示されない非線形制限器（Non −Liner Limite
r ）により０と１に変換されるので、入力値が基準値Ｃ
以上ならば１で、入力値が基準値Ｃ以下ならば０で出力
される非線形制限器を介して発生された出力関数ｈ
（ｘ，ｙ）は、 ｈ（ｘ，ｙ）＝［｛sin （ｍπｑ）｝／ｍπ・exp ｛jm・Φ（ｘ，ｙ）｝］ ………（５） となる。
【００２８】ここで、出力される信号０を透過率１００
％、信号１を透過率０％である黒白パターンとすれば、
上記０と１に対応する表面凹凸パターンを製作しなけれ
ばならない。即ち、上記ホログラム素子２００のパター
ンの厚さは、上記基準値Ｃにより決定され、上記定数ｑ
＝０．５ならばデューティ比が５０％、定数ｑ＝０を満
足させれば、パターンの幅が０に接近してラインにな
る。上記出力関数（ｈ（ｘ，ｙ）が０を持たない条件
は、 cos Φ（ｘ，ｙ）≦cos （ｘｑ） ………（６） になり、これは、 −ｑ／２≦Φ（ｘ，ｙ）／２π＋ｎ≦ｑ／２ ………（７） となる。ここで、ｎは任意の定数である。かつ、ｑの値
はパターン幅を決定し、＋１次光の効率を決定する。従
って上記（２），（４），（５）式を（７）式に代入す
ると、 −ｑ2 ≦（ｘ2 ＋ｙ2)／２π・（１／dd−１／gg）＋sin θ・ｘ／λ −ｘ2 ／（２λfc）＋ｎ≦ｑ／２ ………（８） となる。即ち、ｘ，ｙ平面で（８）式を満足する領域を
計算して、その領域をホログラム素子２００のパターン
とすればよい。
％、信号１を透過率０％である黒白パターンとすれば、
上記０と１に対応する表面凹凸パターンを製作しなけれ
ばならない。即ち、上記ホログラム素子２００のパター
ンの厚さは、上記基準値Ｃにより決定され、上記定数ｑ
＝０．５ならばデューティ比が５０％、定数ｑ＝０を満
足させれば、パターンの幅が０に接近してラインにな
る。上記出力関数（ｈ（ｘ，ｙ）が０を持たない条件
は、 cos Φ（ｘ，ｙ）≦cos （ｘｑ） ………（６） になり、これは、 −ｑ／２≦Φ（ｘ，ｙ）／２π＋ｎ≦ｑ／２ ………（７） となる。ここで、ｎは任意の定数である。かつ、ｑの値
はパターン幅を決定し、＋１次光の効率を決定する。従
って上記（２），（４），（５）式を（７）式に代入す
ると、 −ｑ2 ≦（ｘ2 ＋ｙ2)／２π・（１／dd−１／gg）＋sin θ・ｘ／λ −ｘ2 ／（２λfc）＋ｎ≦ｑ／２ ………（８） となる。即ち、ｘ，ｙ平面で（８）式を満足する領域を
計算して、その領域をホログラム素子２００のパターン
とすればよい。
【００２９】上述したように製作されたホログラム素子
の効率を説明すると、次の通りである。即ち、図３に図
示したように、ｄは凹凸の深さ、Λは凹凸の周期、ξは
デューティ比で０＜ξ＜１の値を持つ。この時、上記凹
凸部分をレーザーダイオードの光が透過する場合、上記
ホログラム素子２００媒質の屈折率をｎ、レーザー光の
波長をλと仮定すれば、光径路差Φは Φ（ｘ）＝２πｄ／λ・（ｎ−１）…（０＜ｘ＜ξΛ） ０…（ξΛ＜ｘ＜Λ） ………（９） となる。
の効率を説明すると、次の通りである。即ち、図３に図
示したように、ｄは凹凸の深さ、Λは凹凸の周期、ξは
デューティ比で０＜ξ＜１の値を持つ。この時、上記凹
凸部分をレーザーダイオードの光が透過する場合、上記
ホログラム素子２００媒質の屈折率をｎ、レーザー光の
波長をλと仮定すれば、光径路差Φは Φ（ｘ）＝２πｄ／λ・（ｎ−１）…（０＜ｘ＜ξΛ） ０…（ξΛ＜ｘ＜Λ） ………（９） となる。
【００３０】かつ、位相ホログラム素子２００の場合に
トランスミタンス（ｘ）は次式で表わされる。
トランスミタンス（ｘ）は次式で表わされる。
【００３１】 Ｔ（ｘ）＝exp （−ｊΦ） ………（10） ここで、Φは周期Λの周期関数なので、Ｔ（ｘ）はΛの
高周波成分を持つフーリエ級数で表わされる。よって、
光の強度はＴに反比例するという点を考慮し、０次光の
透過効率をｎ0 ，１次光の回折効率をｎ1 とすると、逆
フーリエ変換から夫々の効率を計算することができ、そ
の結果は次の通りである。
高周波成分を持つフーリエ級数で表わされる。よって、
光の強度はＴに反比例するという点を考慮し、０次光の
透過効率をｎ0 ，１次光の回折効率をｎ1 とすると、逆
フーリエ変換から夫々の効率を計算することができ、そ
の結果は次の通りである。
【００３２】 ｎ0 （ｘ）＝［１／Λ・∫Ｔ（ｘ）・ｄｘ］2 ＝（１−ξ＋ξcos Φ）2 ＋ξ2 ・ sin2 Φ ………（11） ｎ1 （ｘ）＝［１／Λ・∫Ｔ（ｘ）・exp （jkx)・ｄｘ］2 ＝１／（π2 ）・［１−cos （２πξ）］・（１−cos Φ） ………（12） ここで、Ｋ＝２π／Λである。
【００３３】上記（11) 式及び（12) 式から、既存のホ
ログラム原理を利用した光ピックアップ装置において、
デューティ比が５０％（即ち、ξ＝０．５）の場合に、
レーザー光の波長λ＝０．７８μｍで、ホログラム素子
２００の媒質の屈折率ｎ＝１．５の時は、フォト検出器
１０に到達する光の最終効率はｎ0 ×ｎ1 となり、最大
効率は約１０％になる。上記効率は（11）式と（12）式
により得られ、図４に示すようになる。
ログラム原理を利用した光ピックアップ装置において、
デューティ比が５０％（即ち、ξ＝０．５）の場合に、
レーザー光の波長λ＝０．７８μｍで、ホログラム素子
２００の媒質の屈折率ｎ＝１．５の時は、フォト検出器
１０に到達する光の最終効率はｎ0 ×ｎ1 となり、最大
効率は約１０％になる。上記効率は（11）式と（12）式
により得られ、図４に示すようになる。
【００３４】しかし、この発明による光ピックアップ装
置では、ビームスプリッター１００から対物レンズ６を
介して光が進行する時、上記ホログラム素子２００によ
り回折された１次光を利用し、さらに、ディスク７から
反射された後対物レンズ６を介してビームスプリッター
１００で光が進行する時にも上記ホログラム素子２００
により回折された１次光を利用することにより、フォト
検出器１０に到達する光の最終効率は、上記１次光の回
折効率ｎ1 の倍になり、上記最終効率は図４に図示され
たようになる。
置では、ビームスプリッター１００から対物レンズ６を
介して光が進行する時、上記ホログラム素子２００によ
り回折された１次光を利用し、さらに、ディスク７から
反射された後対物レンズ６を介してビームスプリッター
１００で光が進行する時にも上記ホログラム素子２００
により回折された１次光を利用することにより、フォト
検出器１０に到達する光の最終効率は、上記１次光の回
折効率ｎ1 の倍になり、上記最終効率は図４に図示され
たようになる。
【００３５】即ち、デューティ比が５０％（即ちξ＝
０．５）でΦ＝πの場合には、最終効率は１次光のみを
用いるので、ｎ1 ×ｎ1 ＝０．１６となり、従来の技術
で得られる１０％より１．６倍向上させられる。
０．５）でΦ＝πの場合には、最終効率は１次光のみを
用いるので、ｎ1 ×ｎ1 ＝０．１６となり、従来の技術
で得られる１０％より１．６倍向上させられる。
【００３６】上述したように、上記レーザーダイオード
１から放射された光は反射形ビームスプリッター１００
に印加されて反射され、上記反射された光はホログラム
素子２００に印加されて１次光に回折され、上記回折さ
れた光は対物レンズ６を介してディスク７のピットに集
光される。そして、上記ディスク７から反射された光は
対物レンズ６を介してホログラム素子２００に印加され
て１次光に回折され、上記回折された光は反射形ビーム
スプリッター１００に印加され、上記反射形ビームスプ
リッター１００を介した光はフォト検出器１０により検
出される。即ち、上記フォト検出器１０からディスク７
上に記録された信号及びフォーカシングエラー信号とト
ラッキングエラー信号が検出される。
１から放射された光は反射形ビームスプリッター１００
に印加されて反射され、上記反射された光はホログラム
素子２００に印加されて１次光に回折され、上記回折さ
れた光は対物レンズ６を介してディスク７のピットに集
光される。そして、上記ディスク７から反射された光は
対物レンズ６を介してホログラム素子２００に印加され
て１次光に回折され、上記回折された光は反射形ビーム
スプリッター１００に印加され、上記反射形ビームスプ
リッター１００を介した光はフォト検出器１０により検
出される。即ち、上記フォト検出器１０からディスク７
上に記録された信号及びフォーカシングエラー信号とト
ラッキングエラー信号が検出される。
【００３７】
【発明の効果】上述のように、この発明は、レーザーダ
イオードから放射された光を分離するビームスプリッタ
ーと、上記ビームスプリッターから入射された光を１次
光に回折し、対物レンズから入射された光も１次光に回
折させるホログラム素子と、対物レンズ，ディスクが順
次に接続されて構成された光ピックアップ装置におい
て、光を集光させる古典的なレンズの使用の代わりにホ
ログラム素子及びビームスプリッターが使用され、ホロ
グラム素子により回折された１次光をディスクに入射さ
せ、ディスクから反射された後更にホログラム素子によ
り回折された１次光を使用することにより、０次光を使
う従来の場合に比べて１．６倍程度に光の回折効率を増
加させ、かつ、フォト検出器面で所望の非点収差を十分
に形成することにより、量産時の良品率が高く、既存の
凹レンズ及び円筒形レンズの代用でホログラム素子を使
用して光ピックアップ装置を安価に製造することができ
る効果がある。
イオードから放射された光を分離するビームスプリッタ
ーと、上記ビームスプリッターから入射された光を１次
光に回折し、対物レンズから入射された光も１次光に回
折させるホログラム素子と、対物レンズ，ディスクが順
次に接続されて構成された光ピックアップ装置におい
て、光を集光させる古典的なレンズの使用の代わりにホ
ログラム素子及びビームスプリッターが使用され、ホロ
グラム素子により回折された１次光をディスクに入射さ
せ、ディスクから反射された後更にホログラム素子によ
り回折された１次光を使用することにより、０次光を使
う従来の場合に比べて１．６倍程度に光の回折効率を増
加させ、かつ、フォト検出器面で所望の非点収差を十分
に形成することにより、量産時の良品率が高く、既存の
凹レンズ及び円筒形レンズの代用でホログラム素子を使
用して光ピックアップ装置を安価に製造することができ
る効果がある。
【図１】この発明によるホログラム素子を利用したピッ
クアップ装置を示す一部斜視図である。
クアップ装置を示す一部斜視図である。
【図２】図１に示すホログラム素子を利用した装置の回
折現像を示す状態図である。
折現像を示す状態図である。
【図３】図２に示すホログラム素子の断面図である。
【図４】図１に示すホログラム素子の効率を示す図であ
る。
る。
【図５】従来の光ピックアップ装置を示す断面図であ
る。
る。
１ レーザーダイオード ６ 対物レンズ ７ ディスク １０ フォト検出器 １００ ビームスプリッター ２００ ホログラム素子
Claims (2)
- 【請求項１】 レーザーダイオードにより放射された光
を、フォーカシング信号及びトラッキングエラー信号が
測定できるように３ビームに分割する回折格子と、 上記回折格子を通って走査されたビームを集光させるコ
リメーターレンズと、 ビームの一部を通過させ一部を反射させるビームスプリ
ッターと、 光の偏光方向を４５°回転させる１／４波長板と、 ビームがディスクのピットに正確にフォーカシングされ
るように制御する対物レンズと、 上記ディスクで反射された光を測定してディスク上の信
号とフォーカシング信号及びトラッキングエラー信号を
検出するフォト検出器と、 上記フォト検出器に光を集光させるためのコリメーター
レンズと、 非点収差を与える円筒形レンズとからなる光ピックアッ
プ装置において、 上記レーザーダイオードから放射された光を０次光の主
ビームと＋１次光及び−１次光の副ビームに分けてディ
スク上に走査させる反射形ビームスプリッターと、 上記ビームスプリッターと上記対物レンズとの間に装着
され、上記ビームスプリッターから走査されたビームを
１次光に回折させて上記対物レンズに走査し、上記対物
レンズから走査されたビームを１次光に回折させて上記
ビームスプリッターに走査させるホログラム素子と、を
有することを特徴とするホログラム素子を利用した光ピ
ックアップ装置。 - 【請求項２】 上記反射形ビームスプリッターは、金で
コーティングされてなることを特徴とする請求項１記載
のホログラム素子を利用した光ピックアップ装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1991-16326 | 1991-09-19 | ||
| KR1019910016326A KR950001073B1 (ko) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | 홀로그램(Hologram) 소자를 이용한 광 픽업 장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05101436A true JPH05101436A (ja) | 1993-04-23 |
Family
ID=19320124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3321866A Pending JPH05101436A (ja) | 1991-09-19 | 1991-12-05 | ホログラム素子を利用した光ピツクアツプ装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05101436A (ja) |
| KR (1) | KR950001073B1 (ja) |
| DE (1) | DE4140545A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6017657A (en) * | 1997-11-26 | 2000-01-25 | Bridgestone Graphic Technologies, Inc. | Method for embossing holograms into aluminum and other hard substrates |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62124635A (ja) * | 1985-11-25 | 1987-06-05 | Toshiba Corp | 光ピツクアツプヘツド |
| JPS6376119A (ja) * | 1986-09-19 | 1988-04-06 | Hitachi Ltd | 光ピツクアツプ |
| JPH01303639A (ja) * | 1988-05-31 | 1989-12-07 | Nec Home Electron Ltd | ホログラム光ヘッド |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4907847A (en) * | 1987-09-28 | 1990-03-13 | Nec Home Electronics Ltd. | Optical pickup and hologram therefor |
-
1991
- 1991-09-19 KR KR1019910016326A patent/KR950001073B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1991-12-05 JP JP3321866A patent/JPH05101436A/ja active Pending
- 1991-12-09 DE DE4140545A patent/DE4140545A1/de not_active Ceased
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62124635A (ja) * | 1985-11-25 | 1987-06-05 | Toshiba Corp | 光ピツクアツプヘツド |
| JPS6376119A (ja) * | 1986-09-19 | 1988-04-06 | Hitachi Ltd | 光ピツクアツプ |
| JPH01303639A (ja) * | 1988-05-31 | 1989-12-07 | Nec Home Electron Ltd | ホログラム光ヘッド |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR950001073B1 (ko) | 1995-02-08 |
| DE4140545A1 (de) | 1993-04-01 |
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