JPS62248144A - 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〕 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°ζ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ツクアンプの側
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ｌで平行光に変換された後、
真円補正プリズム２−偏光ビームスプリンタ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−偏光ビームスブリ
ソタ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Ｆ（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
。従来の光ピツクア・７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（１
０〜２０ｍ５ｅｃ）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１）月２０日付けで、特願昭６０−２６
０３１７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筒便とな
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ビツクア・ノブの基本原理を説
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
Ｈい第２の位相型ホログラム１）．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Ｈｔ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Ｈｚは、該通過光を光デイスク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１）２を透過する。また第１の位
相型ホログラムＩ１．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■１と第２の位相型ホロ
グラムｌｌｔを逆にして、第１の位相型ホログラム１）
．で光デイスク６側を回折させ、第２の位相型ホログラ
ム１）□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ｌｈがＳ偏光を強く回折し、第１
の位相型ホログラムＩｌｌ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１）．を透過し、第
２の位相型ホログラムｆｆｔで光デイスク６側に回折・
集光される。また１７４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Ｉ、Ｄ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ｆ１□を透過し、第りの位相型ホ
ログラム１（１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Ｉ＋、は、前記の偏光特性を有する第２の位相型
ホログラム１）□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ＵＺ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１）□、１
７４波長板４が配置されている。第２の位相型ホログラ
ム１）□は、レー＋ｙ光源ＬＤの発光点から発する球面
波（Ｓ偏光）を光デイスク上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１）ｍ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１）□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「・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、［・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、偏光ビームスプリフタ
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ＩＬ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１）１に入射した光は、第１の
位相型ホログラム１）．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＋１）に入射する。Ｓ偏光特性をもつ第２の位相型
ホログラムＨ８で、入射光は回折し、光デイスク６上に
集束する。その際、第２の位相型ホログラム１）□と光
デイスク６間に配置された１７４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、１７４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１）□にＰ偏光で入射し、透過する。第１の位相型ホ
ログラム１）．では、Ｐ偏光特性、ブラッグ角入射によ
り回折され、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１）１）１
２．１７４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ＩＤ１２ａ中に、該開口を塞ぐよ
・うに取付けである。またフレーム１２内には、第１の
位相型ホログラム１）．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Ｉ１）．１）２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系材料全材料た例である。

まず（ａｌ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ｌ、２１を照射し、露光現像することで、第１
の位相型ホログラムＩ１．を作成する。

次に（ｂｌ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１）□の化
学処理時の影響を防ぐ。該保、ｉｉ膜１４の上に、（Ｃ
１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１）□を作成する。

最後にＳｉ系保護膜１５で第２の位相型ホログラム１）
ｔを保護し、その上に光学接着剤１６で１７４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、はぼ
基板１３と１７４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１目、と第２の位相型ホログラム１）
□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１）．を形成する。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
１）□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、ホログラム旧、１）２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ＳｉＯ□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ｖｉ４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１）．、光デイスク６側を第２の位相型ホロ
グラム＋１．とじて説明したが、逆に光デイスク６側の
ホログラムを第１の位相型ホログラム■いレーザ光源Ｌ
Ｄおよび光検知器８側を第２の位相型ホログラム１）□
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ｔｏな位
相型ホログラム１）１．１）２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、Ｕ＋は第１の位相型ホログラム、０２は第２
の位相型ホログラム、４は１７４波長板をそれぞれ示す
。 特許出願人　　　　　富士通株式会社 代理人　弁理士　　　青　柳　　　稔 ６ｂスゲ 第２図 第３図 第４図 ゛・Ｓ２、 （１）　ＨＩｓ（’ｍ　　　　　　　　　　　　＜ｂ）
　ＨｔｄＥＩＬ”′（Ｃ））−ｋｎＭ　　　　　　　　
（（／１　　）１ｚ〆藺岐及びｊ（シ加（ｋト連番軽の
１−イソミ梯おチ１ 第５＠ 襲逮のオフ家電匂欅１ 第６図 第７図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （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）
   を配設したことを特徴とする光ピックアップ。
2. （２）、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
   特許請求の範囲第（１）項記載の光ピックアップ。
3. （３）、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。
4. （４）、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。