JPS61230634A - 光ヘツド - Google Patents
光ヘツドInfo
- Publication number
- JPS61230634A JPS61230634A JP60072155A JP7215585A JPS61230634A JP S61230634 A JPS61230634 A JP S61230634A JP 60072155 A JP60072155 A JP 60072155A JP 7215585 A JP7215585 A JP 7215585A JP S61230634 A JPS61230634 A JP S61230634A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- grating
- incident
- order diffracted
- polarizing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
- Optical Head (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（発明の属する技術分野）
この発明は、元ヘッドに関し、特にビデオディスク、デ
ィジタル鴎オーディオ・ディスク（コンパクトディスク
）１元ディスク用等の元ヘッドに関するものである。
ィジタル鴎オーディオ・ディスク（コンパクトディスク
）１元ディスク用等の元ヘッドに関するものである。
（従来の技術）
ビデオディスク、ディジタル・オーディオ・ディスク、
元ディスク等ｃ以下でＩＩｉ元ディスクと総称する。）
の従来の元ヘッドは第２図に示すように光源である半導
体レーザ１６と、半導体レーザの放射光１７ヲコリメー
ト光にするコリメーティングレンズ１８ト、偏光ビーム
スグリツタ１９と、号波長板２０からなるアイソレータ
と、収束レンズ２１と焦点誤差検出手段と、トラッキン
グ誤差検出手段とから構成されている。焦点誤差検出手
段には種種の方式があるが、本発明の方式と最も関連の
深ｉ１＃＃ン い方式として、臨界角方式をあげることができる。
元ディスク等ｃ以下でＩＩｉ元ディスクと総称する。）
の従来の元ヘッドは第２図に示すように光源である半導
体レーザ１６と、半導体レーザの放射光１７ヲコリメー
ト光にするコリメーティングレンズ１８ト、偏光ビーム
スグリツタ１９と、号波長板２０からなるアイソレータ
と、収束レンズ２１と焦点誤差検出手段と、トラッキン
グ誤差検出手段とから構成されている。焦点誤差検出手
段には種種の方式があるが、本発明の方式と最も関連の
深ｉ１＃＃ン い方式として、臨界角方式をあげることができる。
臨界角方式は臨界角プリズム２２を用いる方式でその技
術内容は次の文献に記載されている。
術内容は次の文献に記載されている。
武者、伊藤、芝田著の応用物理学会光学懇話会発行の「
光学」誌第１１巻第６号（１９８２年１２月発行）の６
３４頁〜６３９頁掲載の論文「１）ＡＤ用光学ヘッド」 （発明が解決しようとしている問題点）上述の従来技術
では、偏光ビームスプリッタ１９に多層薄膜をコートし
たプリズムをはり合わせて使用しているので、研磨面が
５面もあり、多層薄膜で偏光特性を得ており又、第２図
に示した臨界面プリズム方式でも、３面の研磨を必要と
し、量産性が悪く高価であるという問題点があった。さ
らに ７ 波長版型には、材料が高価である水晶を所定
の厚さに研磨してはり合わせて製作するので量産性が悪
く高価であるという問題点かあっ友。
光学」誌第１１巻第６号（１９８２年１２月発行）の６
３４頁〜６３９頁掲載の論文「１）ＡＤ用光学ヘッド」 （発明が解決しようとしている問題点）上述の従来技術
では、偏光ビームスプリッタ１９に多層薄膜をコートし
たプリズムをはり合わせて使用しているので、研磨面が
５面もあり、多層薄膜で偏光特性を得ており又、第２図
に示した臨界面プリズム方式でも、３面の研磨を必要と
し、量産性が悪く高価であるという問題点があった。さ
らに ７ 波長版型には、材料が高価である水晶を所定
の厚さに研磨してはり合わせて製作するので量産性が悪
く高価であるという問題点かあっ友。
（問題点を解決するための手段）
この発明は、半導体レーザと、コリメーティングレンズ
と、レーザビームを偏光分割する手段と、ゴ御 直線偏光円偏光変換手段と、収束レンズと、焦点誤差検
出手段と、トラッキング誤差検出手段とから構成される
光ヘッドであって、前記レーザビームを偏光分割する手
段を入射光の偏光方向によって０次回折光と１次回折光
ＫＯ離する透過格子型偏光ビームスプリッタとし、前記
直線偏光円偏光変換手段を前記ビームスプリッタと一体
に形成された格子型呂波長板とし、前記焦点誤差検出手
段と前記トラッキング誤差検出手段を、回折格子裏面か
ら入射した光ビームを格子面でほぼ臨界回折角で回折し
た後、前記格子裏面でほぼ全反射し再び前記格子面でほ
ぼ臨界回折角で回折した後前記回折格子への入射光ビー
ムの反射方向に射出する回折格子と、前記回折格子の射
出ビームを受光する受光面を４分割した光検出器とした
ことに特徴がある。
と、レーザビームを偏光分割する手段と、ゴ御 直線偏光円偏光変換手段と、収束レンズと、焦点誤差検
出手段と、トラッキング誤差検出手段とから構成される
光ヘッドであって、前記レーザビームを偏光分割する手
段を入射光の偏光方向によって０次回折光と１次回折光
ＫＯ離する透過格子型偏光ビームスプリッタとし、前記
直線偏光円偏光変換手段を前記ビームスプリッタと一体
に形成された格子型呂波長板とし、前記焦点誤差検出手
段と前記トラッキング誤差検出手段を、回折格子裏面か
ら入射した光ビームを格子面でほぼ臨界回折角で回折し
た後、前記格子裏面でほぼ全反射し再び前記格子面でほ
ぼ臨界回折角で回折した後前記回折格子への入射光ビー
ムの反射方向に射出する回折格子と、前記回折格子の射
出ビームを受光する受光面を４分割した光検出器とした
ことに特徴がある。
（作用）
本発明では、量産性と価格に問題のある、臨界角プリズ
ム、偏光プリズム、２ 波長板に替えて量産性に富んだ
格子型素子を用いる。臨界角ブリズムに相当する格子素
子については、本発明・の発明者が既に焦点誤差検出手
段置として特願昭５９−１２２２６２号で出願している
。第３図は、臨界角プリズムに相当する格子素子の原理
を説明するために１ 回折格子に対する元の入射１回折
の関係、を示す断面図である。
ム、偏光プリズム、２ 波長板に替えて量産性に富んだ
格子型素子を用いる。臨界角ブリズムに相当する格子素
子については、本発明・の発明者が既に焦点誤差検出手
段置として特願昭５９−１２２２６２号で出願している
。第３図は、臨界角プリズムに相当する格子素子の原理
を説明するために１ 回折格子に対する元の入射１回折
の関係、を示す断面図である。
図においては、２３が格子面であることを示すために、
格子を実際よりも拡大しである。
格子を実際よりも拡大しである。
第３図では、入射光２４が図に示した入射角Ｏ工で格子
の基板面２５から入射する。基板面では、入射光は屈折
し、基板の屈折率をｎとすると屈折角θ露は次式の関係
となる。
の基板面２５から入射する。基板面では、入射光は屈折
し、基板の屈折率をｎとすると屈折角θ露は次式の関係
となる。
―θ、＝ｎｔｄｎθ諺（１）
屈折光２６は、格子面２３で次式に従い回折して、点線
で示した回折光２７となって空気中に出る。
で示した回折光２７となって空気中に出る。
ｎ虐θ自十―θＩ＝λ／ｄ （２）ここに、λは
元の波長％ｄは格子のピッチを表わす。（２）式に（１
）成上代入すると、次式となる。
元の波長％ｄは格子のピッチを表わす。（２）式に（１
）成上代入すると、次式となる。
山θ、十自θ、＝λ／ ｄ （３）（３）式で
、λ／ｄが１よシも大きい場合について：考察する。入
射角θｘ ｔ−９０°からθ°の方向へ小さくして行く
と、回折角θ畠は、大きくなって行き入射角θ、が 幽０１＝λ／ｄ−１（４） の時、θ畠は９Ｃｆ）にな９、回折光は空気中に出て来
なくなる。この時、基板内では、次式が成立する。
、λ／ｄが１よシも大きい場合について：考察する。入
射角θｘ ｔ−９０°からθ°の方向へ小さくして行く
と、回折角θ畠は、大きくなって行き入射角θ、が 幽０１＝λ／ｄ−１（４） の時、θ畠は９Ｃｆ）にな９、回折光は空気中に出て来
なくなる。この時、基板内では、次式が成立する。
ｎｇｋｅ＠ ＋ｎｇｌｎθ−＝λ／ｄ （５）した
がってｎ−０４＝１となり％詔で示す反射回折光が生じ
る。ところが、ｓｈ＋θ、＝ｌ／ｎであるから、回折光
２８は、基板面５で全反射し１反射元２９となる。反射
光２９は回折光あと鏡面対称であるから、格子面詔で反
射回折光３０を生じる。
がってｎ−０４＝１となり％詔で示す反射回折光が生じ
る。ところが、ｓｈ＋θ、＝ｌ／ｎであるから、回折光
２８は、基板面５で全反射し１反射元２９となる。反射
光２９は回折光あと鏡面対称であるから、格子面詔で反
射回折光３０を生じる。
反射回折光３０は、基板面５で屈折し屈折光３１となり
、空気中に出る。以上説明したように、（４）式のθ箪
を境として幽θ重〉λ／ｄ−１の時＃′ｉ１回折光３１
は生じず、格子面側から回折光２７を生じる。
、空気中に出る。以上説明したように、（４）式のθ箪
を境として幽θ重〉λ／ｄ−１の時＃′ｉ１回折光３１
は生じず、格子面側から回折光２７を生じる。
５石０重くλ／ｄ−１の時は、回折光３１を生じ、格子
面側の回折ｆ、２７は生じない。したがって、（ロ）折
光３１の強度を検出することで、入射角θ１の変化を知
ることができる。
面側の回折ｆ、２７は生じない。したがって、（ロ）折
光３１の強度を検出することで、入射角θ１の変化を知
ることができる。
すなわち、臨界角プリズムでの３回全反射と同じ作用が
得られる。
得られる。
第４図は、比較的深い透過型回折格子の回折効率の偏光
依存性を示すもので、曲線３２け電気ベクトルの方向が
格子の溝と平行な時、曲線３３は電気ベクトルの方向が
格子の溝と垂直な時の回折効率を表わす。
依存性を示すもので、曲線３２け電気ベクトルの方向が
格子の溝と平行な時、曲線３３は電気ベクトルの方向が
格子の溝と垂直な時の回折効率を表わす。
格子ピッチに対する波長の比（波長／格子ピッチ）が１
．６以上、特に１．８以上では、顕著な偏光特性を示し
、０次回折光と１次回折光を用いるととて偏光ビームス
プリッタとして作用させることができる。
．６以上、特に１．８以上では、顕著な偏光特性を示し
、０次回折光と１次回折光を用いるととて偏光ビームス
プリッタとして作用させることができる。
誘電体格子のピッチ＝ｉｄ、使用波長全λとすると、λ
／ｄ２の格子では回折光を生じず、格子の溝に平行な方
向と直交する方向で屈折率が異なることを利用すると、
表面レリーフ格子を波長板として用いることができる。
／ｄ２の格子では回折光を生じず、格子の溝に平行な方
向と直交する方向で屈折率が異なることを利用すると、
表面レリーフ格子を波長板として用いることができる。
この種の波長板の提案と実験は、７ランダー／Ｃ（Ｄ、
Ｃ，ＰＩ ａｎｄｅｒｓ ）著のアゲライド・フィジッ
クス・レータズ（Ａｐｐｌ−ｉｅｄ ｐｈｙｓｉｃｓ
Ｌｅｔｔｅｒ ） 誌第４２巻第６号（１９８３年３月
１５日発行）第４９２〜４９４頁掲載の論文）に述べら
れている。
Ｃ，ＰＩ ａｎｄｅｒｓ ）著のアゲライド・フィジッ
クス・レータズ（Ａｐｐｌ−ｉｅｄ ｐｈｙｓｉｃｓ
Ｌｅｔｔｅｒ ） 誌第４２巻第６号（１９８３年３月
１５日発行）第４９２〜４９４頁掲載の論文）に述べら
れている。
以下、上述の格子素子金層いた光ヘッドの実施例につい
て述べる。
て述べる。
（実施例）
第１図は、本発明の実施例の基本構成を示す図である。
半導体レーザ１の放射光２はコリメーティングレンズ３
で平行化され平行光４になって偏光ビームスプリッタ格
子５に入射する。
で平行化され平行光４になって偏光ビームスプリッタ格
子５に入射する。
入射ビーム４の偏光方向け、電気ベクトルが偏光ビーム
スプリッタ格子５の溝と平行方向になるように半導体レ
ーザ１の方向を設定しであるので、１次回折光６となっ
て％ 署波長板格子７に入射する。′／４波長板格子７
け、上述の非回折の高密度格子で、直交する偏光方向で
位相差音生じる結果入射直線偏光を円偏光の光ビーム８
に変換する。
スプリッタ格子５の溝と平行方向になるように半導体レ
ーザ１の方向を設定しであるので、１次回折光６となっ
て％ 署波長板格子７に入射する。′／４波長板格子７
け、上述の非回折の高密度格子で、直交する偏光方向で
位相差音生じる結果入射直線偏光を円偏光の光ビーム８
に変換する。
元ビーム８は収束レンズ９によりディスク面１０上の点
１１に収束する。ディスク面１０からの反射光は再び収
束レンズ９を経て、４ 波長板格子７で直線偏光に変換
された光ビーム６になる。
１１に収束する。ディスク面１０からの反射光は再び収
束レンズ９を経て、４ 波長板格子７で直線偏光に変換
された光ビーム６になる。
この結果偏光ビームスプリッタ格子へは、格子溝に直交
する方向の電子ベクトルを持つ元ビームが入射すること
になり、回折効率がほぼ０となり。
する方向の電子ベクトルを持つ元ビームが入射すること
になり、回折効率がほぼ０となり。
０次回折光１２になって臨界角回折格子１３に入射する
。臨界角回折格子１３では、入射ビームは２回の臨界角
回折と全反射を生じ１回折光１４となって４分割光検出
器１５に入射する。ディスク面１０が光軸方向にずれる
と、すなわちフォーカス誤差を生じると臨界角回折格子
１３への入射ビームが平行光でなくなる結果光検出器１
５に左右非対称に到達するので、左右の差動信号をとる
ことでフォーカス誤差検出ができる。
。臨界角回折格子１３では、入射ビームは２回の臨界角
回折と全反射を生じ１回折光１４となって４分割光検出
器１５に入射する。ディスク面１０が光軸方向にずれる
と、すなわちフォーカス誤差を生じると臨界角回折格子
１３への入射ビームが平行光でなくなる結果光検出器１
５に左右非対称に到達するので、左右の差動信号をとる
ことでフォーカス誤差検出ができる。
又、トラッキング誤差信号は１元検出器が紙面と垂直方
向にも２分割されており、その差動信号で得られる。本
実施例では、偏光ビームスプリッタ格子と署波長板格子
は一体で形成されている。
向にも２分割されており、その差動信号で得られる。本
実施例では、偏光ビームスプリッタ格子と署波長板格子
は一体で形成されている。
（発明の効果）
本発明により、従来のように高価な研磨を必要とするプ
リズムが不要になる。本発明の格子素子はレプリカとし
て安価に複製できる上、プリズムに比べ軽量となジ、元
ヘッドの軽量化の効果もある。
リズムが不要になる。本発明の格子素子はレプリカとし
て安価に複製できる上、プリズムに比べ軽量となジ、元
ヘッドの軽量化の効果もある。
第１図は、本発明の実施例の構成を示す図、第２図は従
来の光ヘッドの構成を示す図、第３図は臨界角回折格子
の原理を説明するための図、第４図は、透過型回折格子
の１次回折効率の偏光依存性を示す図である。 図において。 １．１６・・・・・・半導体レーザ、 ３．１８・・
・・・・コリメーティングレンズ、 ５・・・・・・
偏光ビームスプリッタ格子、 ７・・・・・・名波長
板格子、 ９，２１・・・・・収束レンズ、１０・・
・・・・ディスク面、１３・・・・・・臨界角回折格子
、 １５・・・・・・４分割元検出器、 １９・・・・
・・偏光ビームスプリッタ（プリズム）、 亦・・・・
・ス波長板、２２・・・・・・臨界角プリズム、 お・
・・・・・格子面、２４・・・・・・入射光、２７．３
１・・・・・・回折光。 ３２・・・・・・電気ベクトルの方向が格子の溝と平行
な時の回折効率、 ３３・・・・・・電気ベクトルの方
向が格子の溝と垂直な時の回折効率を各々示す。 多 １ 図 多 ２ 面
来の光ヘッドの構成を示す図、第３図は臨界角回折格子
の原理を説明するための図、第４図は、透過型回折格子
の１次回折効率の偏光依存性を示す図である。 図において。 １．１６・・・・・・半導体レーザ、 ３．１８・・
・・・・コリメーティングレンズ、 ５・・・・・・
偏光ビームスプリッタ格子、 ７・・・・・・名波長
板格子、 ９，２１・・・・・収束レンズ、１０・・
・・・・ディスク面、１３・・・・・・臨界角回折格子
、 １５・・・・・・４分割元検出器、 １９・・・・
・・偏光ビームスプリッタ（プリズム）、 亦・・・・
・ス波長板、２２・・・・・・臨界角プリズム、 お・
・・・・・格子面、２４・・・・・・入射光、２７．３
１・・・・・・回折光。 ３２・・・・・・電気ベクトルの方向が格子の溝と平行
な時の回折効率、 ３３・・・・・・電気ベクトルの方
向が格子の溝と垂直な時の回折効率を各々示す。 多 １ 図 多 ２ 面
Claims (1)
- 半導体レーザと、コリメーティングレンズと、レーザビ
ームを偏光分割する手段と、直線偏光円偏光変換手段と
、収束レンズと、焦点誤差検出手段と、トラッキング誤
差検出手段とから構成される光ヘッドにおいて、前記レ
ーザビームを偏光分割する手段を入射光の偏光方向によ
って０次回折光と１次回折光に分離する透過格子型偏光
ビームスプリッタとし、前記直線偏光円偏光変換手段を
前記ビームスプリッタと一体に形成された格子型１／４
波長板とし、前記焦点誤差検出手段と前記トラッキング
誤差検出手段を、回折格子裏面から入射した光ビームを
格子面でほぼ臨界回折角で回折した後、前記格子裏面で
ほぼ全反射し、再び前記格子面でほぼ臨界回折角で回折
した後前記回折格子への入射光ビームの反射方向に射出
する回折格子と、前記回折の射出ビームを受光する受光
面を４分割した光検出器としたことを特徴とする光ヘッ
ド。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60072155A JPH069089B2 (ja) | 1985-04-05 | 1985-04-05 | 光ヘツド |
| US06/744,598 US4689481A (en) | 1984-06-14 | 1985-06-14 | Focus error detector and optical head using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60072155A JPH069089B2 (ja) | 1985-04-05 | 1985-04-05 | 光ヘツド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61230634A true JPS61230634A (ja) | 1986-10-14 |
| JPH069089B2 JPH069089B2 (ja) | 1994-02-02 |
Family
ID=13481084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60072155A Expired - Lifetime JPH069089B2 (ja) | 1984-06-14 | 1985-04-05 | 光ヘツド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH069089B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0318912A2 (en) * | 1987-11-30 | 1989-06-07 | Nec Corporation | An optical head |
| EP0330481A2 (en) * | 1988-02-26 | 1989-08-30 | Fujitsu Limited | Method for detecting tracking error in optical disk system and its optical system devices therefor |
| US5168485A (en) * | 1986-04-11 | 1992-12-01 | Thomson-Csf | Device for optically reading optical recording medium |
| US5224082A (en) * | 1988-02-26 | 1993-06-29 | Fujitsu Limited | Method for detecting tracking error in optical disk system and its optical system devices thereof |
-
1985
- 1985-04-05 JP JP60072155A patent/JPH069089B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5168485A (en) * | 1986-04-11 | 1992-12-01 | Thomson-Csf | Device for optically reading optical recording medium |
| EP0318912A2 (en) * | 1987-11-30 | 1989-06-07 | Nec Corporation | An optical head |
| EP0330481A2 (en) * | 1988-02-26 | 1989-08-30 | Fujitsu Limited | Method for detecting tracking error in optical disk system and its optical system devices therefor |
| US5224082A (en) * | 1988-02-26 | 1993-06-29 | Fujitsu Limited | Method for detecting tracking error in optical disk system and its optical system devices thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH069089B2 (ja) | 1994-02-02 |
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