JPS62197933A - 光ピツクアツプ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　　要〕 本発明は、光ディスクに対して情報の読み書きを行うた
めの光ピツクアンプにおいて、その軽量、小型化及び低
価格化を実現するために、上記光ピックアップの光学系
を構成するコリメートレンズ及び対物レンズのそれぞれ
を、平凸レンズとその収差を補正する機能を持つホログ
ラムとを組合わせて構成したものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、光デイスク装置に組込まれ、光ディスクに対
して情報の読書きを行うための光ピックアップ（光ヘッ
ド）に関する。

近来、大容量記憶装置として光デイスクメモリの研究が
盛んになされているが、上記光ピックアップについては
、光デイスク装置全体の小型化おびアクセス時間の短縮
化といった要求から、軽量、小型化、さらには低価格化
を図る方向に開発が進んでいる。

〔従　来　技　術〕

従来の光ピックアップの概略構成を第５図に示す。同図
においては、コリメートレンズ２、プリズム３、偏向ビ
ームスプリンタ４、λ／４板５、対物レンズ６および集
束レンズ７等で構成された光学系を用いて、半導体レー
ザ１のレーザ光を光ディスクＤに導き、また光ディスク
Ｄから反射された信号光を光検知器８に導いている。

ところが、上記光学系を構成する各光学部品は主として
ガラスでできており、その精度を落さないためには、あ
る程度の大きさが必要とされる。

従って、一般に望まれている軽量化、小型化には限度が
あり、これらを一体的に構成することも困難であった。

また、価格面から見ても、レーザ光を回折限界まで絞る
ための対物レンズ６をはじめ、コリメートレンズ２等の
高精度を要する光学部品が集結されているので、低価格
化も難しいのが現状である。

そこで最近、軽量かつ小型で、その上量産性にも優れた
薄膜素子ホログラムを上記光学部品の代りに使用しよう
とする試みがなされている（特開昭５９−１６０１６６
　）。これは、第６図に示すように、集束機能（もしく
はコリメート機能）を持たせたインライン型（同図（１
１）もしくはオフアクシス型同図（ｂ））のホログラム
レンズ１０を作成し、これを第５図のコリメートレンズ
２、対物レンズ６、集束レンズ７等の代りに用いたもの
である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記ホログラムレンズは、以下のような問題点を持って
いるため、効率の高い光学系を得ることは難しい。

部ち第６図（ａｌに示したようなインライン型のホログ
ラムレンズは、その中央付近で空間周波数が小さいため
に回折効率が小さく、そのためレンズ全体としても高い
効率を得ることができない。また、同図（ｂｌに示した
ようなオフアクシス型のホログラムレンズは、場所によ
って回折角が太き（異なり、即ち膜厚方向の干渉縞の所
望の傾き角も場所によって大きく異なる。そして、ホロ
グラム作成時と使用時との波長の違いおよびホログラム
処理時のホログラム記録媒体の膨潤・収縮等を考慮して
、上記の干渉縞の傾き角をホログラムレンズ全面にわた
って制御することは極めて困難なため、高効率のホログ
ラムレンズを得ることはできない。

光ピックアップの光学系においては、光デイスク媒体上
の光強度を高めるため、半導体レーザがら光ディスクに
至るまでの光学系の光損失を極力抑える必要がある。と
ころが、上記ホログラムレンズを光学系に使用すれば、
上述したようにホログラムレンズ自体の効率が低いため
、光学系全体の光損失も非常に大きくなってしまう。

しかしその反面、ホログラムは軽量かつ小型で、その上
量産性にも優れているため、光ピックアップの軽量、小
型化および低価格化を図る上で大きな優位性を持ってい
る。

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、ホログラムを用い
た光学系の高効率化を可能にし、それに伴い、軽量、小
型化かつ低価格化を実現できる光ピックアップを提供す
ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、光ピックアップの光学系を構成する光学要素
であるコリメートレンズおよび対物レンズのそれぞれを
、平凸レンズとその収差を補正する機能を持つホログラ
ムとを組合わせて構成してものである。

〔作　　　用〕 対物レンズを上記平凸レンズとホログラムレンズとで構
成した場合、主として平凸レンズでビーム集束が行われ
るが、そのビーム集束で発生する収差は上記ホログラム
で補正される。このように、ホログラムには平凸レンズ
の収差を補正する機能を持たせるだけで、ビームを集束
させる機能を持たせないため、このホログラムはほぼプ
レーングレーティングに近い形となる。このようなホロ
グラムは、平面波もしくはほぼ平行光である２つの光束
で容易に作成することができ、しかも高効率のものを得
ることができる。一方、上記平凸レンズは透過型である
ため効率が高（、かつ量産性に富むため低価格である。

従って、これら平凸レンズ及びホログラムを組合わせた
構成の対物レンズは、レンズ全体としても高効率であり
、かつ収差のない高精度なものとなり、しかも低価格で
ある。

一方、コリメートレンズを上記平凸レンズとホログラム
とで構成した場合も、上記対物レンズと同様なことが言
える。即ち、平凸レンズでビームが平行光に変換され、
その時に発生する収差がホログラムで補正される。従っ
て、このようなコリメートレンズも、非常に効率が高く
、かつ収差のない高精度のものとなり、しがも低価格で
ある。

従って、以上のような対物レンズおよびコリメートレン
ズを光学系に用いれば、光ビックアンプの軽量、小型化
かつ低価格化を実現できる。

〔実　　施　　例〕

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第１図は、本発明の一実施例を示す概略構成図である。

同図における光学系では、平凸レンズ１２およびホログ
ラム１３を組合わせることにより、半導体レーザ１１の
発散光を平面波に変換するためのコリメートレンズを構
成し、またホログラム１６および平凸レンズ１７を組合
わせることにより、平面波を集束光にして光ディスクに
導くための対物レンズを構成している。更に、偏光分離
のための表面レリーフ型ホログラム１４およびλ／４板
１板金５合わせて上記ホログラム１３゜１６間に配置し
である。なお、上記表面レリーフ型ホログラム１４は、
λ／４板１板金５板として、その上に塗布されたフォト
レジスト等に一方向の複数のレリーフ溝を形成すること
により作成したものである。更に、上記表面レリーフ型
ホログラム１４の偏光分離光を光検知器１９に導くため
に、ホログラムレンズ１８を設けている。

上記平凸レンズ１２とホログラム１３とで構成したコリ
メートレンズでは、主として平凸レンズ１２でビームを
平行光に変換し、その際に発生した収差をホログラム１
３で補正するようにしている。また、ホログラム１６と
平凸レンズ１７とで構成した対物レンズでも上記と同様
に、主として平凸レンズ１７でビーム集束を行い、その
際に収差が発生しないように、予めホログラム１６によ
って波面を補正するようにしている。

上記ホログラム１３．１６には集束機能をほとんど持た
せず、はぼプレーングレーティングに近いものにする。

このようなホログラムの作成は、第３図ｆａ）に示すよ
うに、平面波またはほぼ平行光である２光束Ｌｌ、Ｌ２
を例えば一方を入射角ゼロ、他方を入射角βでホログラ
ム記録媒体Ｍ上に照射し、平凸レンズの収差を考慮した
所定の干渉縞を形成することにより行う。また、これと
空間周波数分布を変えずに干渉縞の傾きだけを変える場
合、例えばもっと傾けたいときには、同図（ｂｌに示し
たように、それぞれの入射角がもっと大きく例えばα、
β′（〉β）となるような２光束Ｌｌ’、Ｌ２’を照射
すればよい。このように、以上のような２光束を使えば
、高効率のホログラムを容易、かつ低価格で作成するこ
とができる。

上記のようにして作成されたホログラムと平凸レンズと
を組合わせた場合の作用を第４図で簡単に説明する。同
図（ａｌに示すように、第３図（ａ）の方法で作成され
たホログラムＨに入射角βで平面波が入射すると、はぼ
平行波であって平凸レンズの収差を補正するための収差
を持つ収差補正波Ｌ３が発生する。次に、この収差補正
波Ｌ３が、第４図（ｂｌに示すように平凸レンズＰを通
過すれば、無収差の集束光が得られる。このようにして
、高効率で無収差のオフアクシス型の集束レンズが実現
される。一方、コリメートレンズの場合は、上記と光路
の向きを逆にすることにより説明でき、発散光から無収
差の平面波を得ることができる。

したがって第１図において、半導体レーザ１１からの発
散光１１は、平凸レンズ１２によって収差を持つほぼ平
行光１２に変換され、次にホログラム１３によって回折
されて、無収差の平面波１ｔ３になる。平面波１３は、
表面レリーフ型ホログラム１４にＰ偏光で入射し、その
まま透過する。この透過光は更にλ／４板１５を通過す
ることにより、円偏光を持つ平面波Ｉ！４になる。その
後、平面波１４はホログラム１６で回折され、はぼ平行
光である収差補正波ｌうとなり、更に平凸レンズ１７を
通過して無収差の集束光１６となって、光ディスクＤに
導かれる。

一方、光ディスクＤで反射された信号光１７は往路を戻
り、平凸レンズ１７で収差を持つほぼ平行光１ｅに変換
され、ホログラム１６によって回折されて無収差の平面
波１９になる。平面波１９は円偏光を持つため、λ／４
板１５を通過することにより直線偏光となり、表面レリ
ーフ型ホログラム１４にＳ偏光で入射するので偏光分離
される。

この偏光分離された平面波１１ｏはホログラムレンズ１
８によって集束され、光検知器１９に導かれる。

次に、本発明の他の実施例の概略構成を第２図に示す。

同図では、第１図に示した各光学要素を一体化し、筒状
の国体２０内に組込んだものである。２（１１の平凸レ
ンズ１２．１７を除くほとんどの光学要素が、薄く、軽
量かつ小型のホログラムであるために、このように光ピ
ックアップ全体を一体的に構成することができる。

第２図についてより具体的に述べれば、表面レリーフ型
ホログラム１４、λ／４板１５、ホログラム１６および
平凸レンズ１７は接着剤等によって互いに密着されて、
国体２０に貫通して設けられた孔２Ｏａ内に配置されて
いる。また、平凸レンズ１２およびホログラム１３も同
様に密着されて、国体２０の内部に配置されている。こ
のように対物レンズ（もしくはコリメートレンズ）が平
凸レンズとホログラムとを密着して構成されている場合
であっても、第４図（Ｃ１に示すように、同図（ａ）　
、　（ｂ）と同様にして平面波から無収差の集束光を得
ることができる（コリメートレンズの場合は、逆に発散
光から無収差の平面波を得ることができる）。本実施例
における基本的構成は第１図に示した構成と全く同様で
あり、半導体レーザ１１がら出力された発散光１１は前
記と同様にして光ディスクＤに導かれ、また光ディスク
から反射された信号光１７も同様にして光検知器１９に
導かれる。

なお、第１図および第２図に示した集束用のホログラム
レンズ１８も、上記コリメートレンズ（平凸レンズ１２
およびホログラム１３）や対物レンズ（ホログラム１６
および平凸レンズ１７）と同様に、平凸レンズとホログ
ラムとを組合わせて構成してもよい。ただしその際は、
光検知器１９でフォーカスエラーおよびトランクエラー
を検知できるように、適当な収差を付加する必要がある
。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、軽量、小型で量産
性にも富む高効率のホログラムと低価格で高効率の平凸
レンズとを組合わせて、コリメートレンズ及び対物レン
ズを構成したことにより、光学系全体の高効率化を可能
にするとともに、光ピックアップの軽量、小型化かつ低
価格化を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略構成図、第２図は
本発明の他の実施例を示す概略構成図、第３図（ａ）、
　（ｂ）はホログラムの作成方法の一例を示す図、 第４図（ａ）、　（ｂｌ、　（Ｃ１はホログラムと平凸
レンズとから構成される対物レンズの作用を示す図、第
５図は従来の光ピックアップを示す概略構成図、 第６図（ａ）、　（ｂ）は一般的なホログラムレンズを
示す図である。 １１・・・半導体レーザ、 １２・・・平凸レンズ、 １３・・・ホログラム、 １４・・・表面レリーフ型ホログラム、１５・・・λ／
４板、 １６・・・ホログラム、 １７・・・平凸レンズ、 １８・・・ホログラムレンズ、 １９・・・光検知器。 特許出願人　　　富士通株式会社 第３図 （ａ　）　　　　　（ｂ　）　　　（Ｃ）ホログラム℃
牙１ルンス゛＾らｔｊるｔ拷勿しンス゛のイ千Ｓ第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）半導体レーザ（１１）から出力されたレーザ光を平
   面波に変換するコリメートレンズと、平面波を集束させ
   て光ディスクに導く対物レンズとを備える光学系を有す
   る光ピックアップにおいて、前記コリメートレンズおよ
   び前記対物レンズのそれぞれを平凸レンズ（１２、１７
   ）と該平凸レンズの収差を補正するためのホログラム（
   １３、１６）とを組合わせて、構成したことを特徴とす
   る光ピックアップ。 ２）前記光学系は前記光ディスクで反射された信号光を
   光検知器（１９）へ導くための集束レンズ（１８）を備
   え、該集束レンズ（１８）を平凸レンズと該平凸レンズ
   の収差を補正するためのホログラムとを組合わせて構成
   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。 ３）前記ホログラム（１３、１６）は前記平凸レンズ（
   １２、１７）の平面に接着されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項または第２項記載の光ピックアッ
   プ。 ４）前記光学系は偏光分離を行うための表面レリーフ型
   ホログラム（１４）およびλ／４板（１５）の組合わせ
   を備えていることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃
   至第３項のいずれか１つに記載の光ピックアップ。