JPH0677333B2 - 光学式情報読取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光ディスクに記録された情報の読取に用いら
れる光学式情報読取装置に関するものである。

〔従来の技術〕

高密度で各種情報が記録されている光ディスクから情報
の読取を行う光学式情報読取装置は、狭い記録トラック
に対して絞り込まれたレーザー光を照射し、その反射光
を検出することにより情報の再生を行うものである。

第７図はそのような光学式情報読取装置の一例を示した
もので、レーザー発光源１から出射されたレーザー光は
トラッキング用のスポットを形成するための回折格子２
を通過し、ビームスプリッタ３により反射された後、コ
リメートレンズ４及び対物レンズ５を介して光ディスク
６に照射される。光ディスク６からの反射光は対物レン
ズ５及びコリメートレンズ４を介してビームスプリッタ
３を透過し、更に、平凹レンズ７を介して光検出器８に
入射し、ここで、上記反射光が電気信号に変換されるよ
うになっている。

又、第８図はビームスプリッタ３に代えて、ホログラフ
ィックグレーティング（ホログラム格子）が形成された
ホログラフィックグレーティング素子９を使用した従来
例で、この場合、レーザー発光源１及び回折格子２はコ
リメートレンズ４、対物レンズ５等と同一直線上に配置
され、一方、光検出器８はレーザー発光源１の側方に配
置されて、光ディスク６からの反射光がホログラフィッ
クグレーティング素子９により光検出器８に導かれるよ
うになっている。

第７図又は第８図に示すような光学式情報読取装置にお
いては、第６図にＳで示すように、光ディスク６上でレ
ーザー光がほぼ記録トラック6a（便宜上ハッチングで示
す）の幅程度になるように収束され、図示しないトラッ
キングサーボ系によって記録トラック6aを追跡しなが
ら、記録トラック6aからの反射光に基づいて記録トラッ
ク6a上の情報を読み取るようになっている。

ところで、記録トラック6aは、１〜２μｍ程度と極めて
狭い幅に形成されているので、照射されるレーザー光も
開口数（NA）の高い対物レンズ５によって小さなスポッ
トに収束する必要があると同時に、上記スポット内での
光強度も高くすることが要求される。ところが、良く知
られているように、収束されたレーザー光には、第２次
極大成分により、S₁で示すエアリーリングが発生し、こ
のエアリーリングが隣接する記録トラック6a・6aにまで
拡がると、光ディスク６上の情報の読取に際してクロス
トークが発生するという問題があった。

そこで、第７図及び第８図中の回折格子２の格子面2aと
反対側の面2bに、第９図（ａ）に示すように、透過する
レーザー光のビーム幅より狭い透光部10aが形成されて
いるフィルタ10（便宜上ハッチングで示す）を装着し、
このフィルタ10にて、第９図（ｂ）の如く、回折格子２
における光ディスク６のラジアル方向に対応する方向の
両端部近傍での０次回折光の透過率を抑制することによ
り、記録トラック6a上の情報の読取に際してのクロスト
ークの低減を図ることが知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記のようなフィルタ10は通常、金属蒸着技
術によって形成されるものであるが、この蒸着によるフ
ィルタの形成は工程の複雑化とコストの高騰を招来する
という問題を有していた。又、光学式情報読取装置には
部品点数が多く、構造が複雑であるという不具合があっ
た。

〔課題を解決するための手段〕 本発明に係る光学式情報読取装置は、上記の課題を解決
するために、光源からの光束を光ディスク上に収束さ
せ、光ディスクからの反射光を受光素子にて受光するこ
とにより光ディスク上の情報の読取を行うようにした光
学式情報読取装置において、光源からの光束を、光ディ
スク上の情報を読み取るための０次回折光と、トラッキ
ング誤差を読み取るための１対の１次回折光とに分割す
る回折格子と、光ディスクからの反射光を上記受光素子
へと導くホログラフィックグレーティングとが一体に形
成された回折素子を備え、かつ、この回折素子における
光ディスクのラジアル方向に対応する方向の両端部近傍
に位置する回折格子及び／又はホログラフィックグレー
ティングにおける０次回折光の透過率が回折素子におけ
る上記ラジアル方向に対応する方向の中央部近傍に位置
する回折格子及び／又はホログラフィックグレーティン
グにおける０次回折光の透過率より小さくなるように設
定されていることを特徴とするものである。

〔作用〕

上記の構成において、光源からのレーザー光等の光束は
回折素子上の回折格子によって０次回折光と１対の１次
回折光とに分割され、光ディスク上に収束される。光デ
ィスクからの反射光は、回折素子上のホログラフィック
グレーティングに入射し、１次回折光が受光素子に到達
して光ディスク上の情報が電気信号に変換される。

そして、本発明では、回折素子とホログラフィックグレ
ーティングが回折素子上で一体化されているので、部品
点数が削減される。又、クロストークの防止対策として
は、回折格子及び／又はホログラフィックグレーティン
グ自体が光ディスクのラジアル方向に対応する方向の両
端部における０次回折光の透過率を抑制するフィルタ機
能を有するように形成されているので、従来のような蒸
着によるフィルタの形成は不要となり、これにより、工
数の削減及びコストの低減を図ることができるようにな
る。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図乃至第５図に基づいて説明す
れば、以下の通りである。

第３図に示すように、本発明に係る光学式情報読取装置
は、光源としてのレーザー発光源12を備え、レーザー発
光源12のチップ12a（第１図参照）から出射されたレー
ザー光の光束は、回折素子13、コリメートレンズ14及び
対物レンズ15を介して光ディスク16上に収束される。

そして、光ディスク16からの反射光は対物レンズ15、コ
リメートレンズ14を介して回折素子13に入射し、更に、
回折素子13から受光素子としての光検出器17に誘導さ
れ、ここで、トラッキング誤差の検出、フォーカス誤差
の検出及び光ディスク16上の情報の読取が行われるよう
になっている。なお、第３図において、矢印Ａ−Ａ′は
フォーカス方向、矢印Ｂ−Ｂ′はラジアル方向、矢印Ｃ
−Ｃ′は光ディスク16上でのピット列の配列方向である
タンジェンシャル方向を示す。

第１図及び第２図（ａ）に示すように、光検出器17は互
いに分割された５つの光検出部17a〜17eを有している。
一方、回折素子13はプラスチック又はガラスを素材とし
て、互いに分割された６つの領域13a〜13fを一体に形成
してなり、その内４つの領域13a〜13dにはそれぞれホロ
グラフィックグレーティングが形成されるとともに、他
の２つの領域13e・13fにはそれぞれ回折格子が形成され
ている。各領域13a〜13fのホログラフィックグレーティ
ング及び回折格子は回折素子13におけるコリメートレン
ズ14寄りの表面近傍に形成されている。なお、第２図
（ａ）中のＰは回折素子13を透過する光束の最外方位置
を示している。

以下、回折素子13の各領域13a〜13fの機能を説明する
と、レーザー発光源12のチップ12aから出射され、領域1
3aのホログラフィックグレーティングを通過した０次回
折光は、コリメートレンズ14により平行光束となり、対
物レンズ15によって光ディスク16上のピットに照射され
る。領域13aを通過した上記０次回折光は、第４図中に
矢印Ｄで示すように、対物レンズ15を通過した後には、
光ディスク16に対して一定の範囲の傾斜角度を有してお
り、反射の法則に従って矢印Ｅで示す如く入射光束と同
一角度で反射され、対物レンズ15及びコリメートレンズ
14を通過し、回折素子13の領域13bに形成されたホログ
ラフィックグレーティングの表面に到達する。

領域13bには、光ディスク16からの反射光束を、そのま
まレーザー発光源12に戻す０次回折光と、光検出器17に
入射させる１次回折光とに分割するホログラフィックグ
レーティングが形成されており、この領域13bのホログ
ラフィックグレーティングにより分割された１次回折光
は光検出器17における領域17bと領域17cとの間の分割線
ｌ上に到達し、図示しないフォーカスサーボ系によって
光ディスク16の面振れ等に光ディスク16上のレーザー光
のスポットを追従させるとともに、光ディスク16上に記
録された情報が検出される。

又、レーザー発光源12から出射され、回折素子13の領域
13bのホログラフィックグレーティングを通過した０次
回折光は、同様に光ディスク16によって反射されて回折
素子13の領域13aに戻り、領域13aのホログラフィックグ
レーティングによって１次回折光が光検出器17の光検出
部17aに到達し、光検出部17aにて光ディスク16上の情報
が検出される。

又、レーザー発光源12から出射され、回折素子13の領域
13e及び13fに到達した光束は、領域13e及び13fに形成さ
れた回折格子によって０次回折光とトラッキング誤差を
検出するための±１次回折光とに分割され、上記と同様
に光ディスク16によって反射されて回折素子13の領域13
c及び13dに戻り、領域13c及び13dにそれぞれ形成された
ホログラフィックグレーティングによって１次回折光が
光検出器17の光検出部17e及び17dに到達し、これら光検
出部17e及び17dに到達した光束に基づいて図示しないト
ラッキングサーボ系により光ディスク16上のレーザー光
のスポットを記録トラックに追従させるようになってい
る。

更に、レーザー発光源12から出射され、回折素子13の領
域13c及び13dに到達した光束は、これらの領域13c及び1
3dに形成されたホログラフィックグレーティングによっ
て０次回折光の強度が下げられて光ディスク16に到達す
る。光ディスク16で反射された光束の大部分は回折素子
13の領域13e及び13fの回折格子に到達するが、光検出器
17には分岐されない。

上記の工程において、レーザー発光源12から出射された
光束の内、回折素子13を透過する０次回折光の割合は、
第３図（ｂ）に示すように、光ディスク16のラジアル方
向に対応する方向の中央部近傍に位置する領域13a及び1
3bのホログラフィックグレーティングでは高く、光ディ
スク16のラジアル方向に対応する方向の両端部近傍に位
置する領域13c及び13dのホログラフィックグレーティン
グ並びに領域13e及び13fの回折格子では上記領域13a及
び13bのホログラフィックグレーティングより低くなる
ように、各領域13a〜13fのホログラフィックグレーティ
ング及び回折格子が形成されている。

これにより、回折素子13を通過した時点での光束の強度
分布はフィルタ10を使用した従来の強度分布と同等とな
る。従って、光ディスク16上の情報の検出に際して、ク
ロストークは充分に抑制される。

ここで、領域13e及び13fにおける回折格子においては、
０次回折光と１次回折光の分光比を変更することによっ
て、任意のフィルタ効果が得られ、上記回折格子に０次
回折光と１次回折光との分割の役割とフィルタ機能とを
兼務させることができる。

一方、領域13c及び13dのホログラフィックグレーティン
グは領域13bのホログラフィックグレーティングと同機
能を有しているが、ホログラフィックグレーティングの
深さのみを変更することにより０次回折光と１次回折光
の分光比を任意の値に制御することが可能であり、これ
により、領域13bのホログラフィックグレーティングを
通過する０次回折光の割合に比して領域13c及び13dのホ
ログラフィックグレーティングを通過する０次回折光の
割合を低く設定することができるので、領域13c及び13d
のホログラフィックグレーティングにおいても所望のフ
ィルタ効果を得ることができる。

次に、第５図に変形例を示す。

この変形例における回折素子18は５つの領域18a〜18eを
備え、その内４つの領域18a〜18dにはそれぞれホログラ
フィックグレーティングが形成され、他の１つの領域18
eには回折格子が形成されている。

そして、上記実施例と同様に、レーザー発光源12から出
射され、領域18aのホログラフィックグレーティングを
通過した光束は光ディスク16で反射された後、領域18b
のホログラフィックグレーティングに到達し、この光束
に基づいて光検出器17でフォーカスサーボが行われる。
逆に領域18bのホログラフィックグレーティングを通過
した光束は光ディスク16で反射された後、領域18aのホ
ログラフィックグレーティングに到達し、この光束に基
づいて光検出器17で光ディスク16上の情報の検出が行わ
れる。

又、レーザー発光源12から出射され、領域18eの回折格
子を通過した光束は光ディスク16で反射された後に回折
素子13の領域13c及び13dに到達し、この光束に基づいて
光検出器17でトラッキングサーボが行われる。逆に、領
域18c及び18dのホログラフィックグレーティングを通過
した光束は、光ディスク16で反射された後に領域18eの
回折格子に到達する。なお、この変形例においても、回
折素子18を透過する０次回折光の割合は、光ディスク16
のラジアル方向に対応する方向の両端部に位置する領域
18c〜18eにおいて、光ディスク16のラジアル方向に対応
する方向の中央部に位置する領域18a及び18bより低くな
るように設定し、フィルタ10を使用した従来例と同様の
フィルタ効果が回折素子18自体により得られるようにし
ている。

上記の実施例においては、回折素子13の各領域13a〜13f
のホログラフィックグレーティング又は回折格子は回折
素子13におけるコリメートレンズ14寄りの表面近傍に設
けたが、これらは回折素子13におけるコリメートレンズ
14と反対側の表面近傍に設けるようにしても良い。

又、上記の実施例では、レーザー発光源12と光検出器17
は別体に構成したが、レーザー発光源12と光検出器17と
を単一の素子として構成して小型化を図った光学式情報
読取装置にも本発明は適用可能である。

〔発明の効果〕

本発明に係る光学式情報読取装置は、以上のように、光
源からの光束を光ディスク上に収束させ、光ディスクか
らの反射光を受光素子にて受光することにより光ディス
ク上の情報の読取を行うようにした光学式情報読取装置
において、光源からの光束を、光ディスク上の情報を読
み取るための０次回折光と、トラッキング誤差を読み取
るための１対の１次回折光とに分割する回折格子と、光
ディスクからの反射光を上記受光素子へと導くホログラ
フィックグレーティングとが一体に形成された回折素子
を備え、かつ、この回折素子における光ディスクのラジ
アル方向に対応する方向の両端部近傍に位置する回折格
子及び／又はホログラフィックグレーティングにおける
０次回折光の透過率が回折素子における上記ラジアル方
向に対応する方向の中央部近傍に位置する回折格子及び
／又はホログラフィックグレーティングにおける０次回
折光の透過率より小さくなるように設定されている構成
である。

これにより、回折素子とホログラフィックグレーティン
グを回折素子上で一体化したので、部品点数の削減を図
ることができる。又、クロストークの防止対策として
は、光ディスクにおけるラジアル方向に対応する方向の
両端部近傍に位置する回折格子及び／又はホログラフィ
ックグレーティングにおける０次回折光の透過率が光デ
ィスクにおけるラジアル方向に対応する方向の中央部近
傍に位置する回折格子及び／又はホログラフィックグレ
ーティングにおける０次回折光の透過率より小さくなる
ように形成されているので、回折素子自体がフィルタ機
能を有することになり、その結果、従来のような別体の
フィルタは不要となるので、工数の削減及びコストの低
減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明の実施例を示すものであっ
て、第１図は回折素子及び光検出器を示す斜視図、第２
図（ａ）は回折素子の平面図、第２図（ｂ）は回折素子
における０次回折光の透過率の分布を示すグラフ、第３
図は光学式情報読取装置の斜視図、第４図は対物レンズ
及び光ディスクを示す正面図、第５図は変形例における
回折素子を示す平面図、第６図は光ディスク上の記録ト
ラック及びレーザー光のスポットを示す底面図、第７図
は従来の光学式情報読取装置を示す概略正面図、第８図
は従来の他の光学式情報読取装置を示す概略正面図、第
９図（ａ）は第７図又は第８図の光学式情報読取装置に
おける回折格子を示す正面図、第９図（ｂ）は第９図
（ａ）の回折格子における０次回折光の透過率の分布を
示すグラフである。 12はレーザー発光源（光源）、13は回折素子、16は光デ
ィスク、17は光検出器（受光素子）である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源からの光束を光ディスク上に収束さ
   せ、光ディスクからの反射光を受光素子にて受光するこ
   とにより光ディスク上の情報の読取を行うようにした光
   学式情報読取装置において、 光源からの光束を、光ディスク上の情報を読み取るため
   の０次回折光と、トラッキング誤差を読み取るための１
   対の１次回折光とに分割する回折格子と、光ディスクか
   らの反射光を上記受光素子へと導くホログラフィックグ
   レーティングとが一体に形成された回折素子を備え、か
   つ、この回折素子における光ディスクのラジアル方向に
   対応する方向の両端部近傍に位置する回折格子及び／又
   はホログラフィックグレーティングにおける０次回折光
   の透過率が回折素子における上記ラジアル方向に対応す
   る方向の中央部近傍に位置する回折格子及び／又はホロ
   グラフィックグレーティングにおける０次回折光の透過
   率より小さくなるように設定されていることを特徴とす
   る光学式情報読取装置。