JPH0782659B2 - 光ピツクアツプ - Google Patents

光ピツクアツプ

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JPH0782659B2
JPH0782659B2 JP61093146A JP9314686A JPH0782659B2 JP H0782659 B2 JPH0782659 B2 JP H0782659B2 JP 61093146 A JP61093146 A JP 61093146A JP 9314686 A JP9314686 A JP 9314686A JP H0782659 B2 JPH0782659 B2 JP H0782659B2
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文雄 山岸
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Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 光源から光ディスクに入射する光を回折するホログラム
と、光ディスクからの反射信号光を光検知器に回折する
ホログラムを位相型ホログラムで構成し、ホログラム面
の保護、取扱いの簡便化と、光ヘッドの小型・軽量化を
実現する。
〔産業上の利用分野〕
レーザディスク装置において、ディスク媒体から情報を
光学的に読取る場合に、光ピックアップ用の光学系を高
速移動させて読取りが行なわれる。したがって光ピック
アップとしては、アクセスタイムを短縮するために、小
型・軽量化が、またコストダウンを図るために構造の簡
素化が検討されている。このような要求に応えるため
に、従来のガラスレンズ等の代わりにホログラムを用い
ることが研究されている。本発明は、このようなホログ
ラムを利用した光ピックアップに関する。
〔従来の技術〕
第8図は従来の光学レンズを用いた光ピックアップの側
面図である。半導体レーザLDから出射した直線偏光ビー
ムは、コリメートレンズ1で平行光に変換された後、真
円補正プリズム2→偏光ビームスプリッタ3→1/4波長
板4の光路を経て、対物レンズ5で絞られ、光ディスク
6に照射される。そして情報を読取った反射ビームは、
対物レンズ5→1/4波長板4→偏光ビームスプリッタ3
→集光レンズ7→光検知器8の光路を通り、光検知器8
によって電気信号に変換される。なお対物レンズ5の焦
点位置調整やトラッキングは、駆動コイル9で行なわれ
る。
このように構成された光学ヘッドHが、第9図のように
モータM1で回転駆動されている光ディスク6に対向して
配置され、リニアモータM2で、光ディスク6の径方向に
駆動されることで、所定のトラックにアクセスされる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
第8図に示す従来の光ピックアップは、構成要素の一体
化等によって軽量・小型化が推進されているが、各要素
は主としてガラス製のため軽量化には限度がある。光デ
ィスクのアクセス時間は、光ヘッドをいかに速く移動さ
せられるかで決まり、光ヘッドの重さがそれを支配す
る。従来の光ピックアップは重量が数十グラムもあり、
小型装置として磁気ディスクと同等のアクセス時間(10
〜20msec)を得ることができないという欠点があった。
このような問題を解消し、光ピックアップの軽量化、小
型化を実現し、アクセス時間の高速化を可能とするため
に、昭和60年11月20日付けで、特願昭60-260317号とし
て、群レンズなどに代えて表面レリーフ型ホログラムを
使用することが提案されている。しかしながら表面レリ
ーフ型ホログラムは、表面が微細な格子溝になっている
ため、表面保護が困難であるという問題があり、取扱い
も不便である。
本発明の技術的課題は、従来の光ピックアップにおける
このような問題を解消し、表面保護や取扱いが簡便とな
り、かつ小型・軽量の光ピックアップを実現することに
ある。
〔問題点を解決するための手段〕
第1図は本発明による光ピックアップの基本原理を説明
する側面図である。LDはレーザ光源、8は光検知器、6
は光ディスクであり、レーザ光源LDおよび光検知器8と
光ディスク6との間に、第1の位相型ホログラムH1、第
2の位相型ホログラムH2および1/4波長板4の順に配設
されている。第1の位相型ホログラムH1が、レーザ光源
LDからの入射光を透過するものとすると、第2の位相型
ホログラムH2は、該透過光を光ディスク6側に回折・集
光する作用を司る。この場合、光ディスク6からの反射
光は、1/4波長板4で偏光方向を90度変えられるため、
第2の位相型ホログラムH2を透過する。また第1の位相
型ホログラムH1は、光ディスク6からの反射信号光を光
検知器8側に回折して偏光分離し、かつ集光する作用を
有する。なお、第1の位相型ホログラムH1と第2の位相
型ホログラムH2を逆にして、第1の位相型ホログラムH1
で光ディスク6側を回折させ、第2の位相型ホログラム
H2で反射信号光を光検知器8側に回折させてもよい。
〔作用〕
いまレーザ光源LDからの出射光がS偏光とすると、第2
の位相型ホログラムH2がS偏光を強く回折し、第1の位
相型ホログラムH1がP偏光を強く回折する作用を有す
る。そのため、半導体レーザLDから出射した直線偏光
は、第1の位相型ホログラムH1を透過し、第2の位相型
ホログラムH2で光ディスク6側に回折・集光される。ま
た1/4波長板4を通過する際に、円偏光に変換される
が、光ディスク6から反射して再度通過する際に、半導
体レーザLDからの入射光と偏光面が90°異なる光に変換
されてP偏光となる。そのため第2の位相型ホログラム
H2を透過し、第1の位相型ホログラムH1で強く回折され
て偏光分離され、かつ光検知器8側に集光される。
なお片方の位相型ホログラム、例えば第1の位相型ホロ
グラムH1は、前記の偏光特性を有する第2の位相型ホロ
グラムH2で回折する光(S偏光)を、非ブラッグ角で透
過させ、前記偏光特性を有する第2の位相型ホログラム
H2で回折しない光(P偏光)をブラッグ角で回折させる
ようにすることもできる。
〔実施例〕
次に本発明による光ピックアップが実際上どのように具
体化されるかを実施例で説明する。第2図は本発明によ
る光ピックアップの実施例を示す側面図、第3図は位相
型ホログラムの偏光特性を示す図である。光ディスク6
と平行に、第1の位相型ホログラムH1及びH2、1/4波長
板4が配置されている。第2の位相型ホログラムH2は、
レーザ光源LDの発光点から発する球面波(S偏光)を光
ディスク6の一点へ集束させる機能を有し、図の配置で
は干渉縞の方向が紙面表裏方向となっている。第2の位
相型ホログラムH2の空間周波数をf2、レーザ光源LDの
波長をλとすると、 f・λ>1.2となるように空間周波数をf2を選ぶと、第
2の位相型ホログラムH2においてS偏光の回折効率がP
偏光のそれを上回るようにすることができる。第3図の
縦軸は回折効率、横軸は空間周波数と使用波長の積(以
下f・λと略記する)である。破線SがS偏光の回折効
率、PがP偏光の回折効率である。この特性図から明ら
かなように、f・λによって回折効率ηが異なる。特
に、f・λが1.2を上回ると、S偏光とP偏光との偏光
特性に顕著な違いが表われてくることがわかる。
このようにS偏光とP偏光との回折効率の差の大きい領
域で、位相型回折格子を作成し、偏光ビームスプリッタ
として使用すると、優れた偏光分離効果が得られる。
第1の位相型ホログラムH1は、光ディスク6から反射し
た発散波を光検知器8位置に向けて集束させる機能を有
するもので、第3図に示すような偏光特性を有する位相
型ホログラムを使用する場合は、第2の位相型ホログラ
ムH2と逆にP偏光を主として回折する特性をもたせ、反
射信号光の回折方向に光検知器8を配置する。
第1の位相型ホログラムH1として、偏光特性を有しない
ものを使用する場合は、レーザ光源LDからの出射光を非
ブラッグ角で入射し、光ディスク6からの反射信号光が
ブラッグ角で入射するようにする。
半導体レーザの発散光は、ホログラムに対してS偏光と
なるように紙面に垂直な振動面をもつように配置する。
第1の位相型ホログラムH1に入射した光は、第1の位相
型ホログラムH1のP偏光特性または、非ブラッグ角入射
のため、そのまま透過し、第2の位相型ホログラムH2
入射する。S偏光特性をもつ第2の位相型ホログラムH2
で、入射光は回折し、光ディスク6上に集束する。その
際、第2の位相型ホログラムH2と光ディスク6間に配置
された1/4波長板4で円偏光に変換される。光ディスク
6からの反射信号光は、1/4波長板4で、先とは直交す
る直線偏光となり、第2の位相型ホログラムH2にP偏光
で入射し、透過する。第1の位相型ホログラムH1では、
P偏光特性、ブラッグ角入射により回析され、光検知器
8へ向けて集束される。以上述べたような原理で光ピッ
クアップの構成が可能である。
第4図に本発明の光ピックアップを一体構造にした例を
示す断面図である。2枚の位相型ホログラムH1、H2、1/
4波長板4を重ね合わせ一体化すると共に、容器状フレ
ーム12の開口12a中に、該開口を塞ぐように取付けてあ
る。またフレーム12内には、第1の位相型ホログラムH1
に向けて、レーザ光源LD、光検知器8を取付けること
で、光学系のコンパクトモジュールが構成されている。
このように密閉構造のケース状フレーム12中にレーザ光
源LDを取付ける場合は、半導体レーザLDは、カンに内蔵
しないので、直接フレーム12に取付けてもよい。
第5図はホログラムH1、H2と1/4波長板4の一体化製法
の第1実施例を示す工程図であり、ホログラム記録媒体
としてPVCz系材料を用いた例である。
まず(a)のように、ガラスや合成樹脂などから成る透
明基板13上に記録媒体を塗布し、収束球面光L1と発散球
面光L21を照射し、露光現像することで、第1の位相型
ホログラムH1を作成する。
次に(b)のように、Si系の保護膜14を形成すること
で、以後積層する第2の位相型ホログラムH2の化学処理
時の影響を防ぐ。該保護膜14の上に、(c)のように記
録媒体を塗布し、収束球面光L31と発散球面光L21を照射
し、露光現像することで、第2の位相型ホログラムH2
作成する。
最後にSi系保護膜15で第2の位相型ホログラムH2を保護
し、その上に光学接着剤16で1/4波長板4を接着する。
こうして作成した一体素子の厚みは、ほぼ基板13と1/4
波長板4の厚さの和となる。
第6図は光ピックアップの製法の第2実施例で、第1の
位相型ホログラムH1と第2の位相型ホログラムH2を別々
に作成した後一体化するものである。まず透明基板13上
に記録媒体を塗布して第1の位相型ホログラムH1を作成
する。この場合の作成光は、第5図(a)と全く同様に
照射する。また、1/4波長板4に直接記録媒体を塗布し
て、第2の位相型ホログラムH2を形成する。この場合、
発散球面光L32と収束平面光L22を照射し、露光現像する
ことで作成される。そしてこれらを、ホログラムH1、H2
同士が向かい合わせになるように光学接着剤17で接着す
る。記録媒体の種類によって接着剤に対する保護が必要
な場合には、接着前にSiO2などの保護膜を形成する。
表面に反射防止膜18、19を設けた基板13および1/4波長
板4を用いれば、第5図、第6図のように位相型ホログ
ラムを一体化した後、第7図に示すように、透過光の反
射が抑制されより効率的となる。
なおレーザ光源LDおよび光検知器8側を第1の位相型ホ
ログラムH1、光ディスク6側を第2の位相型ホログラム
H2として説明したが、逆に光ディスク6側のホログラム
を第1の位相型ホログラムH1、レーザ光源LDおよび光検
知器8側を第2の位相型ホログラムH2としてもよい。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明によれば、表面が平坦な位相
型ホログラムH1、H2でも光ピックアップを実現できるの
で、表面保護の問題が解消され、取扱いも簡便となる。
また小型・軽量な光ヘッドを作成することができ、アク
セス時間を従来に比べて短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による光ピックアップの基本原理を説明
する側面図、第2図は本発明の実施例を示す側面図、第
3図は位相型ホログラムの偏光特性を示す図、第4図は
一体化光学ヘッドの断面図、第5図〜第7図は本発明に
よる光ピックアップを作成方法を示す図、第8図は従来
の光学ヘッドの側面図、第9図は光学ヘッドアクセス機
構の側面図である。 図において、LDはレーザ光源、6は光ディスク、8は光
検知器、H1は第1の位相型ホログラム、H2は第2の位相
型ホログラム、4は1/4波長板をそれぞれ示す。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光源LDおよび光検知器(8)と光ディスク
    (6)との間に、光ディスク(6)への入射光を回折す
    る位相型ホログラムと、光ディスク(6)からの反射光
    を回折する位相型ホログラムとを配設し、両位相型ホロ
    グラムと光ディスク(6)との間に、1/4波長板(4)
    を配設したこと、 前記2つの位相型ホログラムの両方が、S偏光とP偏光
    とで回折効率が異なる性質を有し、 一方の位相型ホログラムが光源からディスクへ向かう光
    を主に回折させ、 他方の位相型ホログラムは光ディスクから検知器へ向か
    う信号光を主に回折させるものであることを特徴とする
    光ピックアップ。
  2. 【請求項2】前記2つの位相型ホログラムの一方はS偏
    光とP偏光で回折効率が異なる性質を有し、光源から光
    ディスクへの入射光、光ディスクから光検知器(8)へ
    向かう信号光のいずれか一方を主に回折させるものであ
    り、 他方の位相型ホログラムは、前記偏光特性を有する位相
    型ホログラムで回折する光を非ブラッグ角で透過させ、
    前記偏光特性を有する位相型ホログラムで回折しない光
    をブラッグ角で回折させるように配置することを特徴と
    する特許請求の範囲第(1)項記載の光ピックアップ。
  3. 【請求項3】前記の第1、第2の位相型ホログラムおよ
    び1/4波長板(4)は、ケース状をした密閉構造のフレ
    ームの開口中に、該開口を塞ぐように取付け、該フレー
    ム中に、レーザ光源と光検知器を内蔵したことを特徴と
    する特許請求の範囲第(1)項記載の光ピックアップ。
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