JPH1069671A - 光ヘッド - Google Patents

光ヘッド

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JPH1069671A
JPH1069671A JP8225275A JP22527596A JPH1069671A JP H1069671 A JPH1069671 A JP H1069671A JP 8225275 A JP8225275 A JP 8225275A JP 22527596 A JP22527596 A JP 22527596A JP H1069671 A JPH1069671 A JP H1069671A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 偏光性回折素子を利用して媒体から反射され
る光を光検出手段で受光する構成の光ヘッドでは、光利
用率を高めると回折角を大きくすることができず、偏光
性回折素子と光検出手段、光発生手段との距離が長くな
り、小型化が難しい。 【解決手段】 光発生手段1の光を偏光ビームスプリッ
タ2で反射し、偏光性回折素子3、1/4波長板4を通
してレンズ5で媒体6に集光する。媒体6からの反射光
は、偏光性回折素子3で一部が回折され、偏光ビームス
プリッタ3を透過して光検出手段7で受光される。偏光
ビームスプリッタ2を設けることで、光検出手段7の近
傍に光発生手段1を配置する必要がなく、偏光性回折素
子3の回折角を大きくしなくとも、偏光性回折素子3と
光検出手段7、光発生手段1との距離が短くでき、小型
化が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光ディスクや光カー
ド等の媒体に対し光を利用して情報の記録、再生を行う
ための光装置に関し、特に媒体に対して光を投射し、か
つ媒体からの反射光を受光するための光ヘッドに関す
る。
【0002】
【従来の技術】光ヘッドは、光媒体に対して光を投射し
て情報の記録を行い、或いは投射した光の反射光を受光
して情報の再生を行なう。このため、光ヘッドには光源
からの光を投射するための光学系と、光媒体からの光を
受光するための光学系が設けられるが、これらの光学系
を分離するために偏光性回折素子を利用することがあ
る。偏光性回折素子を用いた従来の光ヘッドの例とし
て、特開平3−29129号公報に記載された光ヘッド
を図10に示す。
【0003】光源としてのレーザダイオード101は、
紙面と垂直な方向に偏光した光を出射する。偏光性回折
素子102は、紙面と垂直な方向に偏光した光を20d
B以上で透過し、紙面と平行な方向に偏光した光を20
dB以上で回折させる。レーザダイオード101から出
射されて偏光性回折素子102を透過した光は、1/4
波長板103で円偏光に変換され、レンズ104で光デ
ィスク105に集光される。これにより、情報の記録が
行われる。また、光ディスク105で反射された光は、
同じ光路を逆向きに進み、1/4波長板103で紙面と
平行な方向に偏光した光に変換される。この偏光された
光は偏光性回折素子102で回折されて+1次回折光と
−1次回折光とされ、+1次回折光はフォトダイオード
106で受光され、−1次回折光がフォトダイオード1
07で受光される。したがって、これらフォトダイオー
ド106,107で受光した光に基づいて、光ディスク
105における集光位置が検出でき、集光位置の制御が
行われるとともに、受光した光に基づいて光ディスク1
05に記録されている情報を再生することができる。
【0004】ここで、偏光性回折素子102は、前記公
報にも記載されているように、ニオブ酸リチウム結晶に
プロトン交換を施すと屈折率楕円体が変化することを利
用して、ニオブ酸リチウム結晶にプロトン交換の有無で
干渉縞を形成した素子であり、プロトン交換した部分に
積層した誘電体膜が、プロトン交換していない部分に対
する位相差を、紙面と垂直な方向に偏光した光に対して
πラジアンの偶数倍に調整し、紙面と平行な方向に偏光
した光に対してπラジアンの奇数倍に調整しており、紙
面と垂直な方向に偏光した光を透過し、紙面と平行な方
向に偏光した光を回折させる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の光ヘッドでは、偏光性回折素子102をレンズ10
4の近傍に配置せざるをえず、そのために次のような問
題が生じている。第1の問題点は、光ヘッドのコスト高
をまねくとともに、耐環境性を悪化させ、情報の記録、
再生の信頼性を低下させることである。すなわち、前記
した光ヘッドの構成では、回折光とレーザダイオード1
01からの投射光と分離するためには、フォトダイオー
ド106,107をレーザダイオード101から離して
配置しなければならず、そのためには、偏光性回折素子
102における反射光の回折角を大きくすることが要求
される。また、その一方で、高い光利用率を実現するた
めには、偏光性回折素子102が、レーザダイオード1
01から偏光性回折素子102へ向かう光を高い効率で
透過させ、1/4波長板103から偏光性回折素子10
2へ向かう光を高い効率で回折させることが要求され
る。
【0006】しかしながら、前記したように偏光性回折
素子は、プロトン交換により干渉縞を形成し、この部分
に誘電体膜を積層した構成であり、露光機の位置合わせ
精度の限界のために、プロトン交換と誘電体膜の製造用
マスクを共用しなければならない。ところが、プロトン
交換は厚さ方向だけでなく、面内方向にも進行するた
め、プロトン交換層の幅と誘電体膜の幅は一致しなくな
る。そして、回折角を大きくするために格子間隔を小さ
くすると、これらの幅の不一致の影響が大きくなり、そ
の結果光利用率が小さくなる。このため、大きな回折角
と大きな光利用率とを両立させることは困難となる。こ
の場合、光利用率を犠牲にすると、好適な受光が困難に
なり、前記した情報の再生の信頼性が低下され、光ヘッ
ドとして機能しなくなる場合がある。
【0007】このため、従来では回折角を犠牲にせざる
を得ず、このため、フォトダイオード106,107の
所定の間隔を確保するためには、偏光性回折素子104
とフォトダイオード106,107との距離を大きく
し、その結果としてレーザダイオード101との距離が
一定化されているレンズ104に対して偏光性回折素子
102を近接配置せざるを得なくなる。このように、偏
光性回折素子102をレンズ104の近傍に配置する
と、偏光性回折素子102の光の照射される範囲が増加
し、偏光性回折素子102に必要とされる有効範囲が増
加するため、この有効範囲全体に干渉縞を形成するため
には、偏光性回折素子102が大型化して製造コストが
上昇する要因となる。また、偏光性回折素子102とレ
ーザダイオード101の間の光路長、偏光性回折素子1
02とフォトダイオード106,107の間の光路長が
長くなるため、耐環境性が悪化する。
【0008】また、第2の問題点は、レンズ104以外
の部品であるレーザダイオード101、フォトダイオー
ド106,107、偏光回折素子102、1/4波長板
103等を光学モジュール108として一体化する場合
に、偏光性回折素子102をレンズ104の近傍に配置
すると、フォトダイオード106,107と偏光性回折
素子102の間隔が大きくなるために、光学モジュール
が光軸方向に長くなり、また、レーザダイオード101
を避けてフォトダイオード106と107を配置する
と、フォトダイオード106と107の間隔が大きくな
るために、光学モジュールが光軸と垂直な方向に長くな
ることである。
【0009】本発明の目的は、コストの低減を図り、か
つ耐環境性を向上させる一方で、小型化を実現した光ヘ
ッドを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、光発生手段か
ら出射された直線偏光光をレンズにより媒体に集光し、
この媒体で反射された光を光検出手段で受光し、かつ光
発生手段とレンズの間には1/4波長板と偏光性回折素
子とを備えた光ヘッドにおいて、前記光発生手段、前記
光検出手段、前記偏光性回折素子の間に設置され、偏光
方向の違いを利用して、前記光発生手段からの光を前記
偏光性回折素子へ向け、前記偏光性回折素子からの光を
前記光検出手段へ向ける偏光ビームスプリッタを備える
とともに、前記光検出手段は前記偏光性回折素子で回折
された光とこの偏光性回折素子を透過された光をそれぞ
れ受光するように構成したことを特徴とする。
【0011】例えば、本発明における偏光ビームスプリ
ッタは、光発生手段からの光を偏光性回折素子に向けて
反射させ、偏光性回折素子からの光を光検出手段に向け
て透過させるように構成する。あるいは、光発生手段か
らの光を偏光性回折素子に向けて透過させ、偏光回折素
子からの光を光検出手段に向けて反射させるように構成
する。また、本発明においては、偏光性回折素子は、そ
の一方の面において一の方向の偏光の大部分を透過させ
るとともに残りを回折させ、その他方の面において他の
方向の偏光の大部分を透過させるとともに残りを回折さ
せるように構成することが好ましい。この場合には、光
検出手段は、前記一方の面において回折された光と透過
された光をそれぞれ受光する受光部と、前記他方の面に
おいて回折された光と透過された光をそれぞれ受光する
受光部とを備える構成とする。これにより、各受光部で
受光した光量に基づいて、媒体に対する光ヘッドのフォ
ーカス誤差信号とトラック誤差信号、および媒体に記録
された情報の再生信号を得る構成が実現できる。
【0012】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図1(a),(b)は本発明の第1
の実施形態の正面図と右側面図である。また、図2は光
検出手段7に形成されるビームスポットを示す図であ
る。なお、この実施形態では、後述するように媒体に対
する集光位置を制御するためのトラック誤差信号を3ビ
ーム法により検出している。光発生手段1から出射さ
れ、y方向に偏光した光は、偏光ビームスプリッタ2に
入射する。この偏光ビームスプリッタ2は、S偏光光を
96%反射し、P偏光光を100%透過させる。この偏
光ビームスプリッタ2を透過した光は、端面で反射され
て光検出手段7にビームスポット8jを形成し、受光部
7nで検出され、光発生手段1の発光量の測定に用いら
れる。
【0013】一方、偏光ビームスプリッタ2で反射され
た光は、偏光性回折素子3に入射する。この偏光性回折
素子3は、図示の下面にグレーティング面3aが形成さ
れ、上面にホログラム面3bが形成されており、互いに
直交する方向に光を回折させる。図6にグレーティング
面3aの平面図とホログラム面3bの平面図を示す。グ
レーティング面3aには、x軸に平行な直線縞が形成さ
れており、ホログラム面3bには、偏光性回折素子3と
光検出手段7の間の+1次回折光を集光させたい点と、
光発生手段1の発光点にそれぞれ点光源を置いたときに
ホログラム面3bに形成される干渉縞が形成されてい
る。グレーティング面3aは、y方向に偏光した光を9
5%透過させ、5%回折させ、しかも、x方向に偏光し
た光を20dB以上で透過させる。又、ホログラム面3
bは、y方向に偏光した光を20dB以上で透過させ、
しかも、x方向に偏光した光を95%透過させ、5%回
折させる。
【0014】なお、この偏光性回折素子3におけるグレ
ーティング面3aとホログラム面3bは、例えばニオブ
酸リチウム結晶にプロトン交換を施すと、屈折率楕円体
が変化することを利用し、ニオブ酸リチウム結晶にプロ
トン交換の有無で干渉縞を形成した構成とする。グレー
ティング面3aの場合は、プロトン交換した部分に積層
した誘電体膜が、プロトン交換していない部分に対する
位相差を、x方向に偏光した光に対してπラジアンの偶
数倍に調整し、y方向に偏光した光に対して適当な値に
調整しており、これにより、x方向に偏光した光を透過
させ、y方向に偏光した光を回折、及び透過させる。ま
た、ホログラム面3bの場合は、プロトン交換した部分
に積層した誘電体膜が、プロトン交換していない部分に
対する位相差を、y方向に偏光した光に対してπラジア
ンの偶数倍に調整し、x方向に偏光した光に対して適当
な値に調整しており、これにより、y方向に偏光した光
を透過させ、x方向に偏光した光を回折、及び透過させ
る。
【0015】偏光性回折素子3のグレーティング面3a
を透過した光と偏光性回折素子3のグレーティング面3
aで回折された光は、偏光性回折素子3のホログラム面
3bを透過し、1/4波長板4で円偏光に変換され、レ
ンズ5により光ディスク等の媒体6に集光される。この
集光により媒体6に対して情報を記録させ、あるいは既
に記録されている情報に応じた反射率で反射される。そ
して、媒体6で反射された光は、前記と同じ光路を逆向
きに進み、1/4波長板4でx方向に偏光した光に変換
される。そして、偏光性回折素子3のホログラム面3b
を透過した光と偏光性回折素子3のホログラム面3bで
回折された光は、偏光性回折素子3のグレーティング面
3aを透過し、偏光ビームスプリッタ2を透過して、光
検出手段7で受光される。
【0016】ここで、偏光性回折素子3のグレーティン
グ面3aは、+1次回折光、透過光、−1次回折光が、
それぞれ媒体6のトラックの左縁、中央、右縁に架かる
ように調整される。又、偏光性回折素子3のホログラム
面3bは、媒体6がレンズ5の集光点にある時に、+1
次回折光、透過光、−1次回折光が、それぞれ光検出手
段7の前方、表面、後方に集光点を有するように形成さ
れる。この結果、図2に示されるように、グレーティン
グ面3aとポログラム面3bのそれぞれの回折と、その
透過により、光検出手段には合計9個のビームスポット
が形成されることになる。なお、ビームスポット8jは
前記したように光発生手段1により形成されるものであ
る。
【0017】光検出手段7に形成されるビームスポット
8a、ビームスポット8h、ビームスポット8bは、偏
光性回折素子3のグレーティング面3aの透過光で形成
され、ビームスポット8c、ビームスポット8g、ビー
ムスポット8eは、グレーティング面3aの+1次回折
光で形成され、さらにビームスポット8d、ビームスポ
ット8i、ビームスポット8fは、グレーティング面3
aの−1次回折光で形成される。また、これらは換言す
れば、ビームスポット8g、ビームスポット8h、ビー
ムスポット8iは、偏光性回折素子3のホログラム面3
bの透過光で形成され、ビームスポット8c、ビームス
ポット8a、ビームスポット8dはホログラム面3bの
+1次回折光で形成され、ビームスポット8e、ビーム
スポット8b、ビームスポット8fはホログラム面3b
の−1次回折光で形成される。
【0018】そして、光検出手段7に設けられた受光部
7a、受光部7b、受光部7cは組をなして、ビームス
ポット8aを検出するために用いられ、受光部7d、受
光部7e、受光部7fは同様に組をなしてビームスポッ
ト8bを検出するために用いられる。また、各受光部7
g、受光部7h、受光部7i、受光部7j、受光部7
k、受光部7l、受光部7mは、それぞれビームスポッ
ト8c、ビームスポット8d、ビームスポット8e、ビ
ームスポット8f、ビームスポット8g、ビームスポッ
ト8h、ビームスポット8iを検出するために用いられ
る。
【0019】したがって、この光検出手段7の各受光部
において各ビームスポットを検出することで、光ヘッド
に対する集光状態を制御するためのフォーカス誤差信号
とトラック誤差信号を得ることができ、かつ情報再生信
号を得ることができる。例えば、図3(a)〜(c)
は、媒体6に対するレンズ5の集光点位置の変化に伴う
光検出手段7でのビームスポットの変化状態を示す図で
あり、集光点位置の変化に応じて各ビームスポットが変
化されることが判る。これにより、光検出手段7に設け
られた受光部7aから受光部7mのそれぞれにおいて検
出される信号を、それぞれ信号S7aから信号S7mま
でと定義すれば、フォーカス誤差信号は、S7a−S7
b+S7c−S7d+S7e−S7fから得られ、トラ
ック誤差信号は、S7g−S7h+S7i−S7j+S
7k−S7mから得られ、さらに、記録再生信号は、S
7lから得られる。
【0020】このように、この第1の実施形態では、光
発生手段1と光検出手段7との間に偏光ビームスプリッ
タ2を介在させることで、光発生手段1と光検出手段7
とを物理的に分離配置することが可能となる。この結
果、光検出手段7の受光部の間隔を狭めることが可能と
なり、偏光性回折素子3における回折角を小さくするこ
とが可能となる。この結果、偏光性回折素子3をレンズ
5から離して光検出手段7側に近接配置することが可能
となり、例えば、偏光性回折素子3、1/4波長板4、
光発生手段1、光検出手段7、および偏光ビームスプリ
ッタ2を一体にモジュール化する場合でも、その小型化
が可能となり、光ヘッド全体を小型化することができ
る。また、偏光性回折素子3をレンズ5から離すこと
で、偏光性回折素子3に必要とされる有効範囲を小さく
でき、低コスト化が可能となる。
【0021】本発明の第1の実施形態によれば、フォー
カス誤差信号またはトラック誤差信号を検出するために
最低限の光量だけを偏光性回折素子で回折させ、残りを
透過させることにより、良好な情報再生信号が得られ
る。すなわち、偏光性回折素子を作製する際に必要なプ
ロトン交換の深さは極めて浅く、ゆえに、面内方向へプ
ロトン交換が進行する問題は考慮に値しないほど小さい
ため、特定の偏光方向の光を一部は回折させて残りは透
過させ、それに直交する偏光方向の光を完全に透過させ
るという、本発明の第1の実施形態に必要とされる偏光
性回折素子を格子間隔の小さく回折角の大きなものに対
して実現できる。
【0022】図4(a),(b)は本発明の第2の実施
形態の正面図と右側面図である。なお、前記第1の実施
形態と等価な部分には同一符号を付してある。光発生手
段1から出射され、x方向に偏光した光は、偏光ビーム
スプリッタ2Aを96%が透過する。偏光ビームスプリ
ッタ2Aで反射された光は、光検出手段10で受光さ
れ、光発生手段1の発光量の測定に用いられる。偏光性
回折素子3の図示下側のグレーティング面3aは、x方
向に偏光した光を95%透過させ、5%回折させ、しか
も、y方向に偏光した光を20dB以上で透過させる。
又、偏光性回折素子3の図示上側のホログラム面3b
は、x方向に偏光した光を20dB以上で透過させ、し
かも、y方向に偏光した光を95%透過させ、5%回折
させる。偏光性回折素子3のグレーティング面3aを透
過した光とグレーティング面3aで回折された光は、偏
光性回折素子3のホログラム面3bを透過し、1/4波
長板4で円偏光に変換され、レンズ5で媒体6に集光さ
れる。
【0023】また、媒体6で反射された光は、同じ光路
を逆向きに進み、1/4波長板4でy方向に偏光した光
に変換される。偏光性回折素子3のホログラム面3bを
透過した光とホログラム面3bで回折された光は、グレ
ーティング面3aを透過し、偏光ビームスプリッタ2A
で反射されて、光検出手段11で受光される。なお、偏
光性回折素子3のグレーティング面3aは、+1次回折
光、透過光、−1次回折光が、それぞれ媒体6のトラッ
クの左縁、中央、右縁に架かるように調整される。又、
偏光性回折素子3のホログラム面3bは、媒体6がレン
ズ5の集光点にある時に、+1次回折光、透過光、−1
次回折光が、それぞれ光検出手段11の前方、表面、後
方に集光点を有するように形成される。
【0024】図5は光検出手段11に形成されるビーム
スポットと受光部の関係を示す図である。ビームスポッ
ト12a、ビームスポット12h、ビームスポット12
bは、偏光性回折素子3のグレーティング面3aの透過
光で形成され、ビームスポット12c、ビームスポット
12g、ビームスポット12eは偏光性回折素子3のグ
レーティング面3aの+1次回折光で形成され、ビーム
スポット12d、ビームスポット12i、ビームスポッ
ト12fは同じくグレーティング面3aの−1次回折光
で形成される。これらのビームスポットは換言すれば、
ビームスポット12g、ビームスポット12h、ビーム
スポット12iは、偏光性回折素子13のホログラム面
3bの透過光で形成され、ビームスポット12c、ビー
ムスポット12a、ビームスポット12dはホログラム
面3bの+1次回折光で形成され、ビームスポット12
e、ビームスポット12b、ビームスポット12fはホ
ログラム面3bの−1次回折光で形成される。
【0025】そして、光検出手段11に設けられた受光
部11a、受光部11b、受光部11cは組をなしてビ
ームスポット12aを検出するために用いられ、同様に
受光部11d、受光部11e、受光部11fは組をなし
てビームスポット12bを検出するために用いられ、受
光部11g、受光部11h、受光部11i、受光部11
j、受光部11k、受光部11l、受光部11mは、そ
れぞれビームスポット12c、ビームスポット12d、
ビームスポット12e、ビームスポット12f、ビーム
スポット12g、ビームスポット12h、ビームスポッ
ト12iを検出するために用いられる。
【0026】ここで、光検出手段11に設けられた受光
部11aから受光部11mまでで検出される信号を、そ
れぞれ信号S11aから信号S11mまでと定義すれ
ば、フォーカス誤差信号は、S11a−S11b+S1
1c−S11d+S11e−S11fから得られ、又、
トラック誤差信号は、S11g−S11h+S11i−
S11j+S11k−S11mから得られ、さらに、情
報再生信号は、S11lから得られる。
【0027】したがって、この第2の実施形態において
も、光発生手段1と光検出手段11との間に偏光ビーム
スプリッタ2Aを介在させることで、光発生手段1と光
検出手段11とを物理的に分離配置することが可能とな
り、光検出手段11の受光部の間隔を狭めることが可能
となり、偏光性回折素子3における回折角を小さくする
ことが可能となる。この結果、偏光性回折素子3をレン
ズ5から離して光検出手段11側に近接配置することが
可能となり、例えば、偏光性回折素子3、1/4波長板
4、光発生手段1、光検出手段10,11、および偏光
ビームスプリッタ2Aを一体にモジュール化する場合で
も、その小型化が可能となり、光ヘッド全体を小型化す
ることができる。また、偏光性回折素子3をレンズ5か
ら離すことで、偏光性回折素子3に必要とされる有効範
囲を小さくでき、低コスト化が可能となる。
【0028】本発明の第2の実施形態によれば、フォー
カス誤差信号またはトラック誤差信号を検出するために
最低限の光量だけを偏光性回折素子で回折させ、残りを
透過させることにより、良好な情報再生信号が得られ
る。すなわち、偏光性回折素子を作製する際に必要なプ
ロトン交換の深さは極めて浅く、ゆえに、面内方向へプ
ロトン交換が進行する問題は考慮に値しないほど小さい
ため、特定の偏光方向の光を一部は回折させて残りは透
過させ、それに直交する偏光方向の光を完全に透過させ
るという、本発明の第2の実施形態に必要とされる偏光
性回折素子を格子間隔の小さく、回折角の大きなものに
対して実現できる。
【0029】本発明の第3の実施形態を図7に示す。な
お、前述した第1の実施形態と等価な部分には同一符号
を付した。光発生手段1から出射され、y方向に偏光し
た光は、偏光ビームスプリッタ2で96%が反射され、
偏光性回折素子13に入射する。この偏光性回折素子1
3は、図示下側に収差補正面13aが形成され、図示上
側にホログラム面13bが形成されている。収差補正面
13aには、偏光ビームスプリッタ2を発散光が透過す
ることにより生じる球面収差などの収差を補正する干渉
縞が形成されており、ホログラム面13bには、偏光性
回折素子13と光検出手段14の間の+1次回折光を集
光させたい点と、光発生手段1の発光点にそれぞれ点光
源を置いたときにホログラム面13bに形成される干渉
縞が形成されている。収差補正面13aは、y方向に偏
光した光を20dB以上で回折させ、しかも、x方向に
偏光した光を20dB以上で透過させる。また、ホログ
ラム面13bは、y方向に偏光した光を20dB以上で
透過させ、しかも、x方向に偏光した光を90%透過さ
せ、10%回折させる。
【0030】なお、この偏光性回折素子13における収
差補正面13aとホログラム面13bは、例えばニオブ
酸リチウム結晶にプロトン交換を施すと、屈折率楕円体
が変化することを利用し、ニオブ酸リチウム結晶にプロ
トン交換の有無で干渉縞を形成した構成とする。収差補
正面13aの場合は、プロトン交換した部分に積層した
誘電体膜が、プロトン交換していない部分に対する位相
差をy方向に偏光した光に対してπラジアンの奇数倍に
調整し、x方向に偏光した光に対してπラジアンの偶数
倍に調整しており、これにより、y方向に偏光した光を
ほとんどすべて回折させ、x方向に偏光した光をほとん
どすべて透過させる。また、ホログラム面13bの場合
は、プロトン交換した部分に積層した誘電体膜が、プロ
トン交換していない部分に対する位相差をy方向に偏光
し光に対してπラジアンの偶数倍に調整し、x方向に偏
光した光に対して適当な値に調整しており、これによ
り、y方向に偏光した光を透過させ、x方向に偏光した
光を回折、及び透過させる。
【0031】偏光性回折素子13の収差補正面13aに
は、偏光ビームスプリッタ2を発散光が透過することに
より生じる球面収差などの収差を補正するための干渉縞
が形成されており、格子間隔は、通常、極めて大きい。
このため、面内方向へプロトン交換が進行する問題は考
慮に値しないほど小さいため、y方向に偏光した光をほ
とんどすべて回折させ、x方向に偏光した光をほとんど
すべて透過させることができる。ただ、偏光性回折素子
13に収差補正面13aを形成することは、情報再生信
号の品質の向上に貢献するが、必ずしも必要なことでは
ない。
【0032】偏光性回折素子13の収差補正面13aで
回折され、球面波に復元された光は、ホログラム面13
bを透過し、1/4波長板4で円偏光に変換され、レン
ズ5により媒体6に集光される。媒体6で反射された光
は、同じ光路を逆向きに進み、1/4波長板でx方向に
偏光した光に変換される。ホログラム面13bを透過し
た光とホログラム面13bで回折された光は、収差補正
面13aを透過し、偏光ビームスプリッタ2を透過し
て、光検出手段14で受光される。光検出手段14に形
成されるビームスポットと受光部の関係を図8に示す。
【0033】収差補正面13aの平面図とホログラム面
13bの平面図を図9に示す。ホログラム面13bは、
光軸を通るy軸に平行な線分で領域13baと領域13
bbに分割されている。領域13baの+1次回折光
は、光検出手段14にビームスポット15bを形成し、
−1次回折光は、光検出手段14にビームスポット15
dを形成する。また、領域13bbの+1次回折光は、
光検出手段14にビームスポット15aを形成し、−1
次回折光は、光検出手段14にビームスポット15eを
形成する。ホログラム面13bの透過光は、光検出手段
14にビームスポット15cを形成する。ビームスポッ
ト15fは、光発生手段1から出射され、偏光ビームス
ポット2を透過した光により形成される。
【0034】光検出手段14に設けられた受光部14
a、受光部14b、受光部14cは、組をなしてビーム
スポット15aを検出するために用いられ、同様に受光
部14d、受光部14e、受光部14fは、組をなして
ビームスポット15bを検出するために用いられ、受光
部14h、受光部14i、受光部14jは、組をなして
ビームスポット15dを検出するために用いられ、受光
部14k、受光部14l、受光部4mは、組をなしてビ
ームスポット15eを検出するために用いられる。受光
部14gと受光部14nは、それぞれ、ビームスポット
15cとビームスポット15fを検出するために用いら
れる。
【0035】光検出手段14に設けられた受光部14a
から受光部14nまでで検出される信号を、それぞれ信
号S14aから信号S14nまでと定義すれば、フォー
カス誤差信号は、S14a−S14b+S14c+S1
4d−S14e+S14f−S14h+S14i−S1
4j−S14k+S14l−S14mから得られ、ま
た、トラック誤差信号は、S14a+S14b+S14
c−S14d−S14e−S14f−S14h−S14
i−S14j+S14k+S14l+S14mから得ら
れ、さらに、情報再生信号は、S14gから得られる。
光発生手段1の発光量は、S14nにより測定される。
【0036】したがって、この第3の実施形態において
も、光発生手段1と光検出手段14との間に偏光ビーム
スプリッタ2を介在させることで、光発生手段1と光検
出手段14とを物理的に分離配置することが可能とな
り、偏光性回折素子13における回折角を小さくするこ
とが可能となる。この結果、偏光性回折素子13をレン
ズ6から離して光検出手段14側に接近配置することが
可能となり、例えば、偏光性回折素子13、1/4波長
板4、光発生手段1、光検出手段14、および偏光ビー
ムスプリッタ2を一体にモジュール化する場合でも、そ
の小型化が可能となり、光ヘッド全体を小型化すること
ができる。また、偏光性回折素子13をレンズ5から離
すことで、偏光性回折素子13に必要とされる有効範囲
を小さくでき、低コスト化が可能となる。
【0037】本発明の第3の実施形態によれば、フォー
カス誤差信号またはトラック誤差信号を検出するために
最低限の光量だけを偏光性回折素子で回折させ、残りを
透過させることにより、良好な情報再生信号が得られ
る。すなわち、偏光性回折素子を作製する際に必要なプ
ロトン交換の深さは極めて浅く、ゆえに面内方向へプロ
トン交換が進行する問題は考慮に値しないほど小さいた
め、特定の偏光方向の光を一部は回折させて残りは透過
させ、それに直交する偏光方向の光を完全に透過させる
という、本発明の第3の実施形態に必要とされる偏光性
回折素子を格子間隔の小さく回折角の大きなものに対し
て実現できる。
【0038】なお、前記した本発明の各実施形態におい
ては、前記したようにフォーカス誤差信号をいわゆるス
ポットサイズ法、トラック誤差信号をいわゆる3ビーム
法やプッシュプル法で検出しているが、本発明は、フォ
ーカス誤差信号とトラック誤差信号の検出方法がこれら
に限定されるものではなく、例えば、フォーカス誤差信
号をナイフエッジ法、トラック誤差信号を位相差法で検
出することも、偏光性回折素子と光検出手段の変更で容
易に実施できる。トラック誤差信号を3ビーム法でな
く、位相差法で検出する場合は、格子を偏光性回折素子
の両面でなく片面だけに形成すればよく、その製造プロ
セスが簡略化される。また、前記各実施形態における光
発生手段1にはレーザダイオードを、光検出手段7と光
検出手段10と光検出手段11光検出手段14にはフォ
トダイオードを用いると、容易に光ヘッドを構成でき
る。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、媒体に集
光させるための直線偏光光を出射する光発生手段と、媒
体で反射された光を受光する光検出手段と、前記偏光光
を透過および回折させるための偏光性回折素子の間に、
偏光方向の違いを利用して光発生手段からの光を偏光性
回折素子へ向け、偏光性回折素子からの光を光検出手段
へ向ける偏光ビームスプリッタを備えるとともに、光検
出手段は偏光性回折素子で回折された光とこの偏光性回
折素子を透過された光をそれぞれ受光するように構成し
ているので、次のような効果を得ることができる。第1
の効果は、回折角の大きな偏光性回折素子を利用するた
め、偏光性回折素子を光発生手段と光検出手段の近傍に
配置でき、偏光性回折素子の光の照射される範囲が減少
し、偏光性回折素子に必要とされる有効範囲が減少する
ために、製造コストを低減することができる。また、第
2の効果は、偏光性回折素子と光発生手段間の光路長
や、偏光性回折素子と光検出手段間の光路長が短くでき
るため、耐環境性が改善され、高信頼度の光ヘッドを得
ることができる。さらに、第3の効果は、偏光性回折素
子を光発生手段や光検出手段の近傍に配置でき、かつ光
検出手段の近傍に光発生手段を配置する必要がないため
に、これらの構成部分を小型化することができ、特にそ
の構成一部をモジュール化する上で有効となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光ヘッドの第1の実施形態の正面図と
右側面図である。
【図2】第1の実施形態における光検出手段の受光部と
ビームスポットの関係を示す図である。
【図3】媒体に対する集光位置の変化に伴う光検出手段
でのビームスポットの変化状態を示す図である。
【図4】本発明の第2の実施形態の正面図と右側面図で
ある。
【図5】第2の実施形態における光検出手段の受光部と
ビームスポットとの関係を示す図である。
【図6】第1の実施形態における偏光性回折素子の両面
の平面図である。
【図7】本発明の第3の実施形態の正面図と右側面図で
ある。
【図8】第3の実施形態における光検出手段の受光部と
ビームスポットとの関係を示す図である。
【図9】第3の実施形態における偏光性回折素子の両面
の平面図である。
【図10】従来の光ヘッドの一例の模式的な構成図であ
る。
【符号の説明】
1 光発生手段 2,2A 偏光ビームスプリッタ 3 偏光性回折素子 3a グレーティング面 3b ホログラム面 4 1/4波長板 5 レンズ 6 媒体 7 光検出手段 7a〜7m 受光部 8a〜8j ビームスポット 10,11 光検出手段 11a〜11m 受光部 12a〜12i ビームスポット 13 偏光性回折素子 13a 収差補正面 13b ホログラム面 13ba 領域 13bb 領域 14 光検出手段 14a〜14n 受光部 15a〜15f ビームスポット

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直線偏光光を出射する光発生手段と、前
    記光発生手段から出射された光を媒体に集光するレンズ
    と、前記媒体で反射された光を受光する光検出手段と、
    前記光発生手段と前記レンズの間に設置され、直線偏光
    光の偏光方向を往復でπ/2ラジアン回転させる1/4
    波長板と、前記光発生手段と前記1/4波長板の間に設
    置され、偏光方向の違いを利用して、前記光発生手段か
    ら前記1/4波長板へ進む光を透過し、前記1/4波長
    板から前記光発生手段へ進む光の一部を回折させる偏光
    性回折素子とを備えた光ヘッドにおいて、前記光発生手
    段、前記光検出手段、前記偏光性回折素子の間に設置さ
    れ、偏光方向の違いを利用して、前記光発生手段からの
    光を前記偏光性回折素子へ向け、前記偏光性回折素子か
    らの光を前記光検出手段へ向ける偏光ビームスプリッタ
    を備え、前記光検出手段は前記偏光性回折素子で回折さ
    れた光とこの偏光性回折素子を透過された光をそれぞれ
    受光するように構成したことを特徴とする光ヘッド。
  2. 【請求項2】 前記偏光ビームスプリッタは、前記光発
    生手段からの光を前記偏光性回折素子に向けて反射さ
    せ、前記偏光性回折素子からの光を前記光検出手段に向
    けて透過するように構成する請求項1の光ヘッド。
  3. 【請求項3】 前記偏光ビームスプリッタは、前記光発
    生手段からの光を前記偏光性回折素子に向けて透過さ
    せ、前記偏光回折素子からの光を前記光検出手段に向け
    て反射させるように構成する請求項1の光ヘッド。
  4. 【請求項4】 偏光性回折素子は、その一方の面におい
    て一の方向の偏光の大部分を透過するとともに残りを回
    折させ、その他方の面において他の方向の偏光の大部分
    を透過させるとともに残りを回折させるように構成され
    る請求項1ないし3のいずれかの光ヘッド。
  5. 【請求項5】 光検出手段は、前記一方の面において回
    折された光と透過された光をそれぞれ受光する受光部
    と、前記他方の面において回折された光と透過された光
    をそれぞれ受光する受光部とを備える請求項4の光ヘッ
    ド。
  6. 【請求項6】 各受光部で受光した光量に基づいて、媒
    体に対する光ヘッドのフォーカス誤差信号とトラック誤
    差信号、および媒体に記録された情報の再生信号を得る
    請求項5の光ヘッド。
  7. 【請求項7】 前記偏光ビームスプリッタが前記光発生
    手段から前記偏光性回折素子へ進む光の一部を分岐サ
    セ、その分岐させた光を受光する受光手段を備え、この
    受光手段の受光出力に基づいて前記光発生手段の発光出
    力を制御する請求項1ないし6のいずれかの光ヘッド。
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