JPH073697B2 - 光ヘッド装置 - Google Patents

光ヘッド装置

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JPH073697B2
JPH073697B2 JP63045187A JP4518788A JPH073697B2 JP H073697 B2 JPH073697 B2 JP H073697B2 JP 63045187 A JP63045187 A JP 63045187A JP 4518788 A JP4518788 A JP 4518788A JP H073697 B2 JPH073697 B2 JP H073697B2
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慶明 金馬
誠 加藤
愼一 門脇
哲雄 細美
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光情報装置において、情報の記録または再生
を行う光ヘッドに関するものである。
従来の技術 ホログラムを用いて光ヘッドの光学系を簡略化したもの
として、最近では、第11図に示すようなものがある。
(例えば、Y.KIMURA et.al:アイエスオーエム−87(ISO
M′87)予稿集(1987)P.195)第11図において、1は半
導体レーザ光源である。この光源から出射したビームL5
はホログラム2を透過して対物レンズ3に入射し、ディ
スク4上に集光される。ディスクで反射した光はもとの
光路を逆にたどってホログラム2に入射する。ホログラ
ムはH1〜H4に四分割されていて、それぞれ、P1〜P4に相
当する位置にある各点光源から出る球面波と、半導体レ
ーザ光源の位置に相当する点からでる球面波の干渉とし
て独立に記録されている。この時、ホログラムのH1〜H4
に入射したビームから、それぞれP1〜P4に像形成する回
折光L6が生じて、ディテクター5に入射する。ディテク
ターはS1〜S6の六つの部分に分割されている。第12図は
S1〜S4のディテクター上での光スポットを模式的に示し
たもので、ジャストフォーカス位置の場合(b)と、ジ
ャストフォーカス位置前後の場合(a)、(c)を示
す。従って、フォーカスエラー信号FEは、 FE=(S1+S4)−(S2+S3) という演算によって得られる。また第5図はS5、S6のデ
ィテクター上での光スポットP1、P2を模式的に示したも
ので、トラッキング制御の正確にかかった状態(b)
と、その前後(a)、(c)を示している(なお、ここ
で中央部のフォーカスエラー信号検出用の回折光(回折
像)は図示されていない)。従って、トラッキング追従
のために使用するトラッキングエラー信号TEは、 TE=S5−S6 という演算によって得られる。
発明が解決しようとする課題 しかし、かかるホログラム素子を用いた光学系構成によ
れば、光源から出射する光ビームL5が、ホログラムを透
過する往路においても第13図のようにディスク4の側に
回折光が集光する。この回折光は、相当部分が対物レン
ズアパーチャーで遮られるとしても、集光されたスポッ
トP5、P6を形成する。従来の例では0次回折光に対し±
1次回折光L7は数分の一程度もの大きさとなり、ディス
ク4に部分的に回折光L7による記録が起る恐れがある。
従って、記録再生用の光ヘッドとしては不適当である。
また、不要な回折成分が対物レンズアパーチャーによっ
て、大幅に遮られるようにホログラムの空間搬送波周波
数を大きくすると、光源の波長変動による影響が大きく
なり、またホログラムと対物レンズ間隔を大きくとる構
成も同様の難点を含む。
課題を解決するための手段 本発明では上述の問題点を解決するため、放射光源と、
前記放射光源より出射する光ビームを受けて情報担体へ
収束させる対物レンズと、前記情報担体で反射した光ビ
ームを前記対物レンズを透過させて受けて、複数の回折
光を発生させるホログラムと、前記回折光を受けて、そ
れぞれの回折光の光量またはそれぞれの回折光を複数に
分割して得られた光量に比例する出力を発生するように
構成された光検出器とを具備し、前記ホログラム全面か
らフォーカスエラー信号を検出する回折光が発生し、前
記ホログラムの一部にトラッキングエラー信号を検出す
る回折光を発生する領域を有し、前記ホログラムを少な
くとも前記情報担体と前記光検出器との間に配置した光
ヘッド装置である。
トラッキングエラー信号を検出する回折光発生領域が、
ホログラム上に少なくとも2領域有する、または、トラ
ッキング信号を検出する回折光発生領域の面積が、ホロ
グラムの有効全面積の30%以下にする、あるいは、トラ
ッキングエラー信号を検出する回折光発生領域を、対物
レンズにより情報担体上に収束した光ビームの位置が、
前記情報担体のトラックに対して直角方向に変化したと
きに、前記情報担体からホログラムに入射するファーフ
ィールドパターンの光強度が最も鋭敏に変化する位置に
設けるの何れかの構成が好ましい。
また、フォーカスエラー信号を検出する回折光の焦点距
離と、情報担体で反射した光ビームが対物レンズ及びホ
ログラムを透過した透過光の焦点距離とが異なるように
することが好ましい。
作用 本発明の、非点収差波面を再生するホログラムと対物レ
ンズ光学系により、ディスク上に往路で集光する回折光
は非点収差を持つので、その回折光成分が記録再生用の
ディスク装置において誤った記録をする恐れはなく、か
つトラッキングエラー信号発生用ホログラム領域にも非
点収差波面がコヒーレントに重畳記録されているので、
フォーカスエラー信号として欠落のない完全な非点収差
が再生され、両誤差信号を正確に検出し得る。
実施例 以下図面を用いて本発明の実施例を説明する。第1図及
び第2図は本発明の実施例を原理的に説明するための図
である。光源6は通常半導体レーザーを用い、場合によ
っては波面補正のための光学系を含むが、本発明には直
接関係しないので説明は省略する。
光源6を出射した光ビームL5は、コリメートレンズ7を
通って平行光になり、ホログラム8を透過後、対物レン
ズ9によって、ディスク10の上に集光される。ディスク
の情報記録再生面で反射した光ビームは、再び対物レン
ズ9を透過し、ホログラム8に入射する。第2図に示す
ようにホログラム8で回折した+1次回折光(あるいは
−81次回折光)L6(L6−1〜3)は、コリメートレンズ
7で集光されて、それぞれ光源6付近に配置されたディ
テクター11に入射する。L6−1,L6−3はトラッキングエ
ラー信号検出用回折光である。
ホログラム8は第3図のように領域区分を有し、e1、e
2、及びe3から出た回折光L6−2は、後で述べる如くデ
ィテクターS1〜S4にまたがって入射する。フォーカスエ
ラー信号FEは、S1〜S4の信号から得られる。S1〜S4の上
での回折光の様子を第4図に示す。(b)がジャストフ
ォーカスの状態である。(a)と(c)は、その前後の
状態を表す。従って、フォーカスエラー信号FEは、 FE=(S1+S4)−(S2+S3) として得られる。
またトラッキングエラー信号は、(S1+S2)−(S3+S
4)として検出することも可能であるがS5とS6の信号か
ら分離した方がより安定に得られる。S5とS6の上での回
折光L6−1,L6−3の配置は第11図の場合と同様であっ
て、再び第5図に示すようになる。(b)がトラッキン
グのかかった状態で、(a)と(c)は、その前後の状
態を示す。ただし図では説明上S5、S6とも中央部分に検
出される非点収差像(図示されていない)に比べて拡大
して示している。従って、トラッキングエラー信号TE
は、 TE=S5−S6 から求められる。
ホログラム8から得られる±1次の回折光の両方または
片方についてそれぞれ3つの回折光成分を利用するので
往路においてもこの回折光は第6図のように発生する
が、1つは非点収差を持ち(L7−1)、他の2つ(L7−
2)はホログラム全面積中高々20〜30%程度の一部分か
ら回折する平面波で強度が相対的に弱い。従って、いず
れの回折光にしても、従来例とは異なり、記録再生時に
記録再生面に不要な記録をすることがない。もちろん、
必要に応じてトラッキングエラー信号検出にも非点収差
波面を用いてもよい。
他の実施例として、光ヘッドをさらに小さくする必要が
ある場合には、第7図のような構成にして第1図のコリ
メート(集光)レンズ7を省くことももちろん可能であ
る。21はレンズである。
なお、本発明の光ヘッド装置の一実施態様は、例えば第
1図からも明らかなように、光源6から出射してホログ
ラム8を透過した往路の透過光を用いてディスク10の情
報を読み取り、ディスク10で反射した読み取り光が再び
ホログラム8に入射した際に生じる復路の回折光L6をデ
ィテクター11で受光して信号を検出する構成であるの
で、ディスク10の情報を読み取る読取光、すなわちホロ
グラム8の往路の透過光にディスク10上での位置を正確
に反映した情報をディテクター11で得ることができる効
果がある。
次に、ホログラム8の作成法を第8図及び第9図にて示
す。まず、第8図においてL1〜L4はすべて互いにコヒー
レントな平面波である。12〜17はフーリエ変換レンズで
ある。L1は、フーリエ変換レンズ12とシリンドリカルレ
ンズ13を通って非点収差波面を生じ、c点において、最
小錯乱円になるように調整する。またL2〜L4はそれぞれ
フーリエ変換レンズ14〜16によってそれぞれa、s、b
点に集光される。b図に、A、B、c、s点の、それぞ
れのxy平面上での位置関係を示す。上記のL1〜L4までの
光はすべてフーリエ変換レンズ17を通って、乾板8上
に、干渉縞を生じる。第1図のホログラム8の作成に当
たっては、第3図のe1、e2、e3の部分を記録する際には
L1とL2のみを照射し、cの部分を記録する際にはL1、L
2、L4のみを照射し、dの部分を記録する際にはL1、L
2、L3のみを照射する。
さらに、ホログラム8の他の作成法を述べる。第9図に
おいてL1とL2は互いにコヒーレントな平面波である。ま
ずL1は、第10図に示すような二重格子24によって、同一
次数で一対の回折光(例えば+1次回折光)L8を発生す
る。他の回折光成分は遮蔽している。この2つの回折光
L8と透過光L9はすべてフーリエ変換レンズ12とシリンド
リカルレンズ13を通って非点収差波面を生じ、A′、
B′、c点において、最小錯乱円になるように調整され
る。L4はフーリエ変換レンズ15によってそれぞれs点に
集光される。b点に、A′、B′、c、s点の、それぞ
れのxy平面上での位置関係を示す。これらの光はすべて
フーリエ変換レンズ17を通って、乾板8上に、干渉縞を
生じる。
他の実施例として、第7図のような構成にする場合には
同様のフーリエ変換ホログラムを記録して、第7図の如
くディテクタ位置を選んで光検出すればよい。
最後に、第3図のホログラム8において、cとdを作成
する位置について述べる。ディスク上で光ビームの位置
が、トラックに対して直角方向へ変化すると、ホログラ
ムに入射する光ビームのファーフィールドパターンの光
強度が変化する。ホログラム8の中でこのファーフィー
ルドパターンの光強度が最も敏感に変化する位置にcと
dを作成することによって、効率的にトラッキングエラ
ー信号を得ることができる。
発明の効果、 以上示したように、本発明は非点収差の波面とトラッキ
ングエラー信号検出用の回折光を生じるホログラムを、
コヒーレントに重畳して構成することによってフォーカ
シング並びにトラッキング検出を各々独立、安定に実行
させることができ、しかも小型で安価で、かつ記録再生
に使用できる光ヘッドを開発できるという効果を有す
る。
すなわち、フォーカスエラー信号の特性向上のため、フ
ォーカスエラー信号検出用の回折光の波面を、トラッキ
ングエラー信号検出用の回折光を発生させる部分にコヒ
ーレントに重畳して書き込んだホログラムを用いるた
め、フォーカスエラー信号検出用回折光としてファーフ
ィールドパターンに欠陥のない完全な波面が再生され、
例えばトラック溝横断時の横断信号がフォーカスエラー
信号へ混入することがなく、フォーカスエラー信号を正
確に検出し得る効果がある。
また、仮に往路の光ビームでもトラッキングエラー信号
発生用の回折光が発生したとしても、トラッキングエラ
ー信号検出用の回折光が発生する部分はホログラムの一
部であるため、トラッキングエラー信号は相対的に弱
く、例えば情報担体の再生時に不要な記録を行う問題も
生じない。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)は本発明の一実施例のヘッドの概略図、同
図(b)はディテクター部の正面図、第2図は同装置の
構成斜視図、第3図はホログラムの正面図、第4図
(a)〜(c)は本発明のディテクター上でのフォーカ
スエラー信号検出用の回折光の様子を示す図、第5図
(a)〜(c)は本発明及び従来例のトラッキングエラ
ー信号用回折光のディテクター上での様子を示す図、第
6図は(a),(b)は本発明の実施例における往路で
の回折光の様子を示す図で同(a)は同(b)のX部の
拡大図、第7図は本発明の別の実施例のヘッドの概略
図、第8図(a),(b)は本発明のホログラムの作成
法の一例を示す図、第9図(a),(b)はホログラム
の作成法の他の一例を示す図、第10図は第7図で用いる
二重格子を示す図、第11図は従来のヘッドの概略図、第
12図(a)〜(c)は従来例でのフォーカスエラー信号
検出用の回折光のディテクター上での様子を示す図、第
13図は従来例での光ビームの往路の回折光の様子を示す
図である。 6……光源、8……ホログラム、10……ディスク、11…
…ディテクター、S1〜S4……フォーカスエラー信号検出
用素子、S5,S6……トラッキングエラー信号検出用素
子、L6……回折光。
フロントページの続き (72)発明者 細美 哲雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭54−43005(JP,A)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】放射光源と、前記放射光源より出射する光
    ビームを受けて情報担体へ収束させる対物レンズと、前
    記情報担体で反射した光ビームを前記対物レンズを透過
    させて受けて、複数の回折光を発生させるホログラム
    と、前記回折光を受けて、それぞれの回折光の光量また
    はそれぞれの回折光を複数に分割して得られた光量に比
    例する出力を発生するように構成された光検出器とを具
    備し、前記ホログラム全面からフォーカスエラー信号を
    検出する回折光が発生し、トラッキングエラー信号を検
    出する回折光を発生する領域は前記ホログラムの一部で
    あり、前記ホログラムを少なくとも前記情報担体と前記
    光検出器との間に配置したことを特徴とする光ヘッド装
    置。
  2. 【請求項2】トラッキングエラー信号を検出する回折光
    発生領域を、ホログラム上に少なくとも2領域有するこ
    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】トラッキングエラー信号を検出する回折光
    発生領域の面積が、ホログラムの有効全面積の30%以下
    であることを特徴とする、請求項1または2何れかに記
    載の光ヘッド装置。
  4. 【請求項4】トラッキングエラー信号を検出する回折光
    発生領域を、対物レンズにより情報担体上に収束した光
    ビームの位置が、前記情報担体のトラックに対して直角
    方向に変化したときに、前記情報担体からホログラムに
    入射するファーフィールドパターンの光強度が最も鋭敏
    に変化する位置に設けたことを特徴とする、請求項1〜
    3何れかに記載の光ヘッド装置。
  5. 【請求項5】トラッキングエラー信号を検出する回折光
    を受光検出するトラッキングエラー信号検出用光検出器
    領域と、フォーカスエラー信号を検出する回折光を受光
    検出するフォーカスエラー信号検出用光検出領域とが、
    同一の光検出器に形成されていることを特徴とする、請
    求項1〜4何れかに記載の光ヘッド装置。
  6. 【請求項6】フォーカスエラー信号を検出する回折光の
    焦点距離と、情報担体で反射した光ビームが対物レンズ
    及びホログラムを透過した透過光の焦点距離とが異なる
    ことを特徴とする、請求項1または5何れかに記載の光
    ヘッド装置。
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