JPS63263635A - 光ピツクアツプ装置 - Google Patents
光ピツクアツプ装置Info
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- JPS63263635A JPS63263635A JP62096135A JP9613587A JPS63263635A JP S63263635 A JPS63263635 A JP S63263635A JP 62096135 A JP62096135 A JP 62096135A JP 9613587 A JP9613587 A JP 9613587A JP S63263635 A JPS63263635 A JP S63263635A
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- grating lens
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- grating
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Landscapes
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
- Optical Head (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】
(概 要〕
入射レーザビームを軸対称に交叉させる第1のグレーテ
ィングレンズとこの交叉ビームを光デイスク上に収束さ
せる第2のグレーティングレンズとの2枚のグレーティ
ングレンズを組合せることにより入射レーザビームの波
長変動の影響を殆ど受けることなく収差の極めて少ない
良好なビームスポットとずれの殆どない安定した合焦性
能を実現し得るようにした新規に開発されたグレーティ
ングレンズ系に、レーザ光源からのレーザ光の特定方向
の直線偏光(例えばS偏光)は反射してグレーティング
レンズ基に導きそれと垂直な方向の直線偏光(例えばP
偏光)は透過せしめる偏光ビ。
ィングレンズとこの交叉ビームを光デイスク上に収束さ
せる第2のグレーティングレンズとの2枚のグレーティ
ングレンズを組合せることにより入射レーザビームの波
長変動の影響を殆ど受けることなく収差の極めて少ない
良好なビームスポットとずれの殆どない安定した合焦性
能を実現し得るようにした新規に開発されたグレーティ
ングレンズ系に、レーザ光源からのレーザ光の特定方向
の直線偏光(例えばS偏光)は反射してグレーティング
レンズ基に導きそれと垂直な方向の直線偏光(例えばP
偏光)は透過せしめる偏光ビ。
−ムスブリフタと、グレーティングレンズ系内において
ビームの往路と復路とで偏光角度を90゜相違ならしめ
て上記偏光ビームスプリッタを透過可能ならしめる1/
4波長板と、偏光ビームスプリッタを透過した上記グレ
ーティングレンズ系からの信号光を所定の比率で振幅分
割する偏光依存性のない振幅分割ビームスプリッタとを
組合せ、振幅分割ビームスプリッタの反射成分をフォー
カシング用光検出器に導き且つ透過成分をトラッキング
用光検出器に導くことにより検出精度並びに信頼性の高
い光デイスク用ピックアップ装置が実現出来る。
ビームの往路と復路とで偏光角度を90゜相違ならしめ
て上記偏光ビームスプリッタを透過可能ならしめる1/
4波長板と、偏光ビームスプリッタを透過した上記グレ
ーティングレンズ系からの信号光を所定の比率で振幅分
割する偏光依存性のない振幅分割ビームスプリッタとを
組合せ、振幅分割ビームスプリッタの反射成分をフォー
カシング用光検出器に導き且つ透過成分をトラッキング
用光検出器に導くことにより検出精度並びに信頼性の高
い光デイスク用ピックアップ装置が実現出来る。
本発明は光ピックアップ、特にグレーティングレンズ系
を用いた光デイスク用ピンクアップ装置に関する。
を用いた光デイスク用ピンクアップ装置に関する。
〔従来の技術〕
光ディスクへの情報の書込みあるいは読取りを行うピッ
クアップは光デイスク装置全体の小型、高密度化、ある
いはアクセス時間の短縮等の要求から軽量、小型化、低
価格化が進められている。
クアップは光デイスク装置全体の小型、高密度化、ある
いはアクセス時間の短縮等の要求から軽量、小型化、低
価格化が進められている。
かかる要望を充足するべく、近年、ホログラム素子を用
いた光ピックアップの開発が進められている。これは、
例えば特開昭59−160166号公報に記載されてい
る如く、半導体レーザ光源からのレーザビームをホログ
ラム、偏光ビームスプリッタを通して光デイスク上に収
束させ、その反射ビーム(信号光)を1/4波長板によ
り偏光して光検出器に取り出すものであるが、その構造
の簡略さから軽量、小型、低価格化が実現でき、この点
においてはこれまでのものに比しかなり満足すべき結果
が得られている。
いた光ピックアップの開発が進められている。これは、
例えば特開昭59−160166号公報に記載されてい
る如く、半導体レーザ光源からのレーザビームをホログ
ラム、偏光ビームスプリッタを通して光デイスク上に収
束させ、その反射ビーム(信号光)を1/4波長板によ
り偏光して光検出器に取り出すものであるが、その構造
の簡略さから軽量、小型、低価格化が実現でき、この点
においてはこれまでのものに比しかなり満足すべき結果
が得られている。
しかしながら、ホログラムレンズは周知の如く波長変化
に応じて回折角が変化し収差が生じるので、半導体レー
ザの発振波長の変化に伴い(半導体レーザビーム光源の
波長は駆動電流、周囲温度の変化に応じて僅かに変動す
る)、焦点位置の変化や焦点ビーム径の劣化といった固
有の問題があり、そのためホログラムを用いた光ピツク
ナツプの完全な実用化にまだ至っていない。
に応じて回折角が変化し収差が生じるので、半導体レー
ザの発振波長の変化に伴い(半導体レーザビーム光源の
波長は駆動電流、周囲温度の変化に応じて僅かに変動す
る)、焦点位置の変化や焦点ビーム径の劣化といった固
有の問題があり、そのためホログラムを用いた光ピツク
ナツプの完全な実用化にまだ至っていない。
ところで、本願出願人は先に、特願昭61−22087
0号明細書において、上述の如き入射光の波長変動があ
っても実質上その影響を受けずに常に殆ど収差のない良
好なビームスポットを得ることができ且つかなり正確な
安定した合焦性能を期待できるグレーティングレンズ光
学系を提案した。
0号明細書において、上述の如き入射光の波長変動があ
っても実質上その影響を受けずに常に殆ど収差のない良
好なビームスポットを得ることができ且つかなり正確な
安定した合焦性能を期待できるグレーティングレンズ光
学系を提案した。
本発明はこのグレーティングレンズ光学系を利用して、
軽量、小型、低廉という要求は充足しつつ、尚且つ波長
変動の影響を殆ど受けない高精度にして信頼性の高い光
ピックアップ装置を提供することを目的とする。
軽量、小型、低廉という要求は充足しつつ、尚且つ波長
変動の影響を殆ど受けない高精度にして信頼性の高い光
ピックアップ装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明に係る光ピックア
ップ装置は、レーザ光源からのレーザ光の特定方向の直
線偏光のみを透過せしめそれと垂直な方向の直線偏光は
反射する偏光ビームスプリッタと、該偏光ビームスプリ
ッタにより反射された直線偏光を軸対称に交叉させる第
1のグレーティングレンズと、該第1グレーティングレ
ンズを透過した回折光を光信号記録媒体上の所定の一点
に合焦させる第2のグレーティングレンズとを光軸上に
配置したグレーティングレンズ系と、上記第1、第2グ
レーティングレンズの間に配置され上記グレーティング
レンズ系内においてビームの往路と復路とで偏光角度を
90°相違ならしめる1/4波長板と、上記1/4波長
板により90゜偏光角度を変えられ、上記偏光ビームス
プリッタを透過する上記グレーティングレンズ系からの
一信号光を一部は透過し一部は反射する偏光依存性のな
い振幅分割ビームスプリッタと、該振幅分割ビームスプ
リッタの反射光を検出するフォーカシング用光検出器と
、上記振幅分割ビームスプリッタの透過光を検出するト
ラッキング用光検出器を有することを構成上の特徴とす
る。
ップ装置は、レーザ光源からのレーザ光の特定方向の直
線偏光のみを透過せしめそれと垂直な方向の直線偏光は
反射する偏光ビームスプリッタと、該偏光ビームスプリ
ッタにより反射された直線偏光を軸対称に交叉させる第
1のグレーティングレンズと、該第1グレーティングレ
ンズを透過した回折光を光信号記録媒体上の所定の一点
に合焦させる第2のグレーティングレンズとを光軸上に
配置したグレーティングレンズ系と、上記第1、第2グ
レーティングレンズの間に配置され上記グレーティング
レンズ系内においてビームの往路と復路とで偏光角度を
90°相違ならしめる1/4波長板と、上記1/4波長
板により90゜偏光角度を変えられ、上記偏光ビームス
プリッタを透過する上記グレーティングレンズ系からの
一信号光を一部は透過し一部は反射する偏光依存性のな
い振幅分割ビームスプリッタと、該振幅分割ビームスプ
リッタの反射光を検出するフォーカシング用光検出器と
、上記振幅分割ビームスプリッタの透過光を検出するト
ラッキング用光検出器を有することを構成上の特徴とす
る。
偏光ビームスプリッタは特定方向のレーザビーム(直線
偏光)のみ、例えばP波のみを通過させそれと直交する
方向の直線偏光、たとえばS波は反射する。従って、例
えばS波のみが偏光ビームスプリッタにより反射されグ
レーティングレンズ系に入射する。その時、直線偏光は
1/4波長板(λ/4板)により円偏光に変換される。
偏光)のみ、例えばP波のみを通過させそれと直交する
方向の直線偏光、たとえばS波は反射する。従って、例
えばS波のみが偏光ビームスプリッタにより反射されグ
レーティングレンズ系に入射する。その時、直線偏光は
1/4波長板(λ/4板)により円偏光に変換される。
グレーティングレンズ系内においては、ビームは第1グ
レーティングレンズにより回折されるがその時回折光は
光軸対称に交叉せしめられる0次にこれらの回折光は第
2グレーティングレンズにより回折され、光ディスク(
光信号記録媒体)上の一点に収束する。光ディスクによ
り反射された反射ビーム(信号光)は往路と全く逆コー
スを辿ってグレーティングレンズ系から出ていく、その
際、円偏光はλ/4板により再び直線偏光にされる。
レーティングレンズにより回折されるがその時回折光は
光軸対称に交叉せしめられる0次にこれらの回折光は第
2グレーティングレンズにより回折され、光ディスク(
光信号記録媒体)上の一点に収束する。光ディスクによ
り反射された反射ビーム(信号光)は往路と全く逆コー
スを辿ってグレーティングレンズ系から出ていく、その
際、円偏光はλ/4板により再び直線偏光にされる。
グレーティングレンズ系から出射される直線偏光(信号
光)は前記のλ/4板を通過するときに往路の直線偏光
に対し90°偏光方向が異なる直線偏光(即ち、往路が
S波とすると復路はP波)になるため偏光ビームスブリ
フタを透過する。好ましくは偏光ビームスプリッタに一
体的に形成された振幅分割ビームスブリフタはこの透過
光を所定の比率で振幅分割し、その反射成分はフォーカ
シング用光検出器に導かれてフォーカシング制御を行い
、透過成分はトラッキング用検出器に導かれてトラッキ
ング制御を行う。
光)は前記のλ/4板を通過するときに往路の直線偏光
に対し90°偏光方向が異なる直線偏光(即ち、往路が
S波とすると復路はP波)になるため偏光ビームスブリ
フタを透過する。好ましくは偏光ビームスプリッタに一
体的に形成された振幅分割ビームスブリフタはこの透過
光を所定の比率で振幅分割し、その反射成分はフォーカ
シング用光検出器に導かれてフォーカシング制御を行い
、透過成分はトラッキング用検出器に導かれてトラッキ
ング制御を行う。
グレーティングレンズ系は後述するようにレーザビーム
の波長変動の影響を殆ど受けず、実質上京に光デイスク
上の一点にかなりの精度で合焦させることが出来る。即
ち、波長変動によりさもなければ生じるであろう収差は
グレーティングレンズ系を用いることにより殆ど発生し
ない。
の波長変動の影響を殆ど受けず、実質上京に光デイスク
上の一点にかなりの精度で合焦させることが出来る。即
ち、波長変動によりさもなければ生じるであろう収差は
グレーティングレンズ系を用いることにより殆ど発生し
ない。
以下、本発明の好ましい実施例につき添付図面を参照し
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
まず初めに、本発明において重要な役割を果たすグレー
ティングレンズ系の構成について第6.7図を参照して
簡単に説明する。尚、このグレーティングレンズ系の詳
細構造は上記の特願昭61−220870号に詳しく開
示されている。
ティングレンズ系の構成について第6.7図を参照して
簡単に説明する。尚、このグレーティングレンズ系の詳
細構造は上記の特願昭61−220870号に詳しく開
示されている。
第6図において、グレーティングレンズ系は第1、第2
のインライン型のグレーティングレンズ11.12を同
一光軸(一点鎖線)上に配置した構成であり、光軸上の
点P(コヒーレント光源)から発散する球面波を第1の
グレーティングレンズ11で光軸側に回折させ、光軸と
一旦交差させた後に、第2のグレーティングレンズ12
によって光軸上の所定の点Qに集束させるようにしたも
のである。
のインライン型のグレーティングレンズ11.12を同
一光軸(一点鎖線)上に配置した構成であり、光軸上の
点P(コヒーレント光源)から発散する球面波を第1の
グレーティングレンズ11で光軸側に回折させ、光軸と
一旦交差させた後に、第2のグレーティングレンズ12
によって光軸上の所定の点Qに集束させるようにしたも
のである。
上記第1のグレーティングレンズ11は、光軸に関して
回転対称の所定の空間周波数分布を有しており、光軸に
関して対称な任意の2点からの回折光が光軸上で交差す
るようにしである。また、上記第2のグレーティングレ
ンズ12は、光軸に関して回転対称の所定の空間周波数
分布を有しており、上記交差した回折光が光軸上の所定
の1点Qに集束するようにしである。
回転対称の所定の空間周波数分布を有しており、光軸に
関して対称な任意の2点からの回折光が光軸上で交差す
るようにしである。また、上記第2のグレーティングレ
ンズ12は、光軸に関して回転対称の所定の空間周波数
分布を有しており、上記交差した回折光が光軸上の所定
の1点Qに集束するようにしである。
上記構成において、第1のインライン型グレーティング
レンズの任意の1点に同一方向から入射した、互いに異
なる波長λ0.λ (λoくλ)の2つの光の進路を考
えてみる。まず、第1のインライン型グレーティングレ
ンズによって、波長λの光は波長λ0の光よりも大きな
角度で回折されるとともに、これらの回折光はいずれも
光軸と交わった後に、第2のインライン型グレーティン
グレンズ上に到達する。これらの光の到達点は、光軸を
中心とした同−半径上にあって、しかもその先軸からの
距離は波長λの光の方が波長λ0の光。
レンズの任意の1点に同一方向から入射した、互いに異
なる波長λ0.λ (λoくλ)の2つの光の進路を考
えてみる。まず、第1のインライン型グレーティングレ
ンズによって、波長λの光は波長λ0の光よりも大きな
角度で回折されるとともに、これらの回折光はいずれも
光軸と交わった後に、第2のインライン型グレーティン
グレンズ上に到達する。これらの光の到達点は、光軸を
中心とした同−半径上にあって、しかもその先軸からの
距離は波長λの光の方が波長λ0の光。
よりも遠い0次に、これらの光は上記第2のインライン
型グレーティングレンズによって回折されるが、この時
、波長λの光が波長λ0の光よりも大きな角度で回折さ
れるので、2つの光の間隔は次第に狭まっていき、最終
的には1点で交わる。
型グレーティングレンズによって回折されるが、この時
、波長λの光が波長λ0の光よりも大きな角度で回折さ
れるので、2つの光の間隔は次第に狭まっていき、最終
的には1点で交わる。
よって、2つのインライン型グレーティングレンズに所
定の空間周波数分布を持たせておくことにより、上記2
つの光の交わる点を上記光軸上の指定の1点に置くこと
ができる。
定の空間周波数分布を持たせておくことにより、上記2
つの光の交わる点を上記光軸上の指定の1点に置くこと
ができる。
以上のことは第1のインライン型グレーティングレンズ
のどの点に入射した光についても言うこ−とが出来、し
かも上記空間周波数分布は光軸に関して回転対称としで
あるので、入射した発散球面波光はその波長が変化した
としても、光軸上の上記所定の1点に集束され、従って
収差や焦点位置ずれが生じることはなくなる。
のどの点に入射した光についても言うこ−とが出来、し
かも上記空間周波数分布は光軸に関して回転対称としで
あるので、入射した発散球面波光はその波長が変化した
としても、光軸上の上記所定の1点に集束され、従って
収差や焦点位置ずれが生じることはなくなる。
次に、上記グレーティングレンズ11.12の空間周波
数分布の具体的な決定方法について、第7図を参照して
以下(i)〜(iv )に説明する。
数分布の具体的な決定方法について、第7図を参照して
以下(i)〜(iv )に説明する。
尚、点Pとグレーティングレンズ11との距離を61.
2つのグレーティングレンズ11.12間の距離をd、
グレーティングレンズ12と点Qとの距離を12とする
。
2つのグレーティングレンズ11.12間の距離をd、
グレーティングレンズ12と点Qとの距離を12とする
。
(i)まず、点Pを発してグレーティングレンズ11の
最外周の点R’lに達する、波長λOの光線を考える。
最外周の点R’lに達する、波長λOの光線を考える。
この光線は、点R1で回折され、グレーティングレンズ
12の中心の点rl(=O)に達し、ここで更に回折さ
れて点Qに達するものとする(第7図中の実線a)。す
ると、上述した光路(P→R1→rl−”Q)を仮定す
ることにより、点R1,rlにおける空間周波数F1.
flが決定される。
12の中心の点rl(=O)に達し、ここで更に回折さ
れて点Qに達するものとする(第7図中の実線a)。す
ると、上述した光路(P→R1→rl−”Q)を仮定す
ることにより、点R1,rlにおける空間周波数F1.
flが決定される。
(ii )次に、波長がλ0からλ(〉λ0)に変った
場合について考える。点Pから点R1へと進んだ波長λ
の光線は、点R1において、波長がλ0のときよりも大
きな角度で回折され、グレーティングレンズ12上の点
r2に達する(破線b)。
場合について考える。点Pから点R1へと進んだ波長λ
の光線は、点R1において、波長がλ0のときよりも大
きな角度で回折され、グレーティングレンズ12上の点
r2に達する(破線b)。
ここで、波長がλであるときでも点Qに集束するという
条件から、点r2における空間周波数f2が決定される
。
条件から、点r2における空間周波数f2が決定される
。
(iii )波長がλ0の場合に戻り、点r2で回折さ
れて点Qに達する光線がグレーティングレンズ11上の
どこの点から来るのかを逆に求めることが出来る(実線
C)。そのグレーティングレンズ11上の点をR2とす
ると、点R2での回折光が点Pに達するという条件から
、点R2における空間周波数F2が決定される。
−(iv )次に、再び波長がλになった場合
を考え、上記(ii )と同様にしてグレーティングレ
ンズ12上の点r3(図示せず)とその空間周波数f3
を求める。そして波長をλOに戻し、上記(iii )
と同様にしてグレーティングレンズ11上の点R3(図
示せず)とその空間周波数F3を求める。
れて点Qに達する光線がグレーティングレンズ11上の
どこの点から来るのかを逆に求めることが出来る(実線
C)。そのグレーティングレンズ11上の点をR2とす
ると、点R2での回折光が点Pに達するという条件から
、点R2における空間周波数F2が決定される。
−(iv )次に、再び波長がλになった場合
を考え、上記(ii )と同様にしてグレーティングレ
ンズ12上の点r3(図示せず)とその空間周波数f3
を求める。そして波長をλOに戻し、上記(iii )
と同様にしてグレーティングレンズ11上の点R3(図
示せず)とその空間周波数F3を求める。
このようにして点Rn (n=”ll 2. ・・
・)がグレーティングレンズ11の中心に達するまで上
記(ii)及び(iii )の過程を繰り返すことによ
りグレーティングレンズ11.12における半径方向の
空間周波数分布が決定される。なお、第2のグレーティ
ングレンズ12の径は、点rnの位置で決定される。
・)がグレーティングレンズ11の中心に達するまで上
記(ii)及び(iii )の過程を繰り返すことによ
りグレーティングレンズ11.12における半径方向の
空間周波数分布が決定される。なお、第2のグレーティ
ングレンズ12の径は、点rnの位置で決定される。
以上のようにしてグレーティングレンズ11゜12の空
間周波数分布を決定することにより、点Pから発した光
が、基準となる波長λ0とは異なる波長λであっても、
これを実質上無収差で点Qに集束させることが出来る。
間周波数分布を決定することにより、点Pから発した光
が、基準となる波長λ0とは異なる波長λであっても、
これを実質上無収差で点Qに集束させることが出来る。
第8図はこのようにして決定した空間周波数の半径方向
の分布の一例を示すもので、各グレーティングレンズ1
1.12の半径R,rは夫々、R−1,18mm、
r−0,97mであり、グレーティングレンズ11
.12の開口数NAI 、NA2は夫々、 NAl−0,3、NA2=0.5 とした。
の分布の一例を示すもので、各グレーティングレンズ1
1.12の半径R,rは夫々、R−1,18mm、
r−0,97mであり、グレーティングレンズ11
.12の開口数NAI 、NA2は夫々、 NAl−0,3、NA2=0.5 とした。
本発明は上述の如きグレーティングレンズ光学 、系
を利用して光ピックアップ装置を実現したものであり、
光信号記録媒体として光ディスクを例にとり第1図以下
を参照して本発明の詳細な説明する。
を利用して光ピックアップ装置を実現したものであり、
光信号記録媒体として光ディスクを例にとり第1図以下
を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明の光ピックアップの基本原理を示すもの
で、同図において、上述のグレーティングレンズ系は全
体を21でしめされ、第1グレーティングレンズ11と
第2グレーティングレンズ12とが光軸位置に配置され
る。半導体レーザ発光点23(P)からの発散光は平板
ないし膜状の偏光ビームスプリッタ(偏光分離膜)25
により反射されてグレーティングレンズ系21に入射す
る。偏光ビームスプリッタ25は周知の如く特定方向の
直線偏光のみ透過させ、それと垂直な方向の直線偏光は
反射する。即ち、例えばP波(またはS波)のみ透過し
、S波(またはP波)は反射する。
で、同図において、上述のグレーティングレンズ系は全
体を21でしめされ、第1グレーティングレンズ11と
第2グレーティングレンズ12とが光軸位置に配置され
る。半導体レーザ発光点23(P)からの発散光は平板
ないし膜状の偏光ビームスプリッタ(偏光分離膜)25
により反射されてグレーティングレンズ系21に入射す
る。偏光ビームスプリッタ25は周知の如く特定方向の
直線偏光のみ透過させ、それと垂直な方向の直線偏光は
反射する。即ち、例えばP波(またはS波)のみ透過し
、S波(またはP波)は反射する。
本発明の特徴の一つによれば、第1グレーティングレン
ズ11と第2グレーティングレンズ12との間に1/4
波長板(λ/4板)29が付設される。偏光ビームスプ
リッタ25により反射された直線偏光(例えばS波)は
第1グレーティングレンズ11により上述の如く軸対称
に回折されるがその際、1/4波長板29により円偏光
に変換され、第2グレーティングレンズ12により光デ
ィスク10の所定の1点Q上に収束する。
ズ11と第2グレーティングレンズ12との間に1/4
波長板(λ/4板)29が付設される。偏光ビームスプ
リッタ25により反射された直線偏光(例えばS波)は
第1グレーティングレンズ11により上述の如く軸対称
に回折されるがその際、1/4波長板29により円偏光
に変換され、第2グレーティングレンズ12により光デ
ィスク10の所定の1点Q上に収束する。
半導体レーザからのビームの波長は前述の如く変動する
が、グレーティングレンズ系を用いることにより波長変
化に起因する収差は上述の如くかなり吸収でききわめて
精度の高い光信号が得られる。
が、グレーティングレンズ系を用いることにより波長変
化に起因する収差は上述の如くかなり吸収でききわめて
精度の高い光信号が得られる。
光ディスク10により反射されたビーム(信号光)は往
きと全く逆の光路を辿ってグレーティングレンズ系21
内を逆行しグレーティングレンズ系21から出射し、偏
光ビームスプリッタ25に入射するが、復路においては
174波長板29により円偏光から再度直線偏光に変換
されると同時にその偏光角が往路とは90°だけ異なる
直線偏光となる。即ちλ/4板29への往路光とλ/4
板29からの復路光(信号光)とでは偏光角が90°異
なり、従って信号光は偏光ビームスプリンタ25を透過
する。
きと全く逆の光路を辿ってグレーティングレンズ系21
内を逆行しグレーティングレンズ系21から出射し、偏
光ビームスプリッタ25に入射するが、復路においては
174波長板29により円偏光から再度直線偏光に変換
されると同時にその偏光角が往路とは90°だけ異なる
直線偏光となる。即ちλ/4板29への往路光とλ/4
板29からの復路光(信号光)とでは偏光角が90°異
なり、従って信号光は偏光ビームスプリンタ25を透過
する。
本発明の別の特徴によれば、偏光ビームスプリンタ25
の後方には偏光に依存しない平板ないし膜状のビームス
プリッタ33が設けられる。
の後方には偏光に依存しない平板ないし膜状のビームス
プリッタ33が設けられる。
ビームスプリッタ33は信号光を所定の比率で振幅分割
し、その透過成分はトラッキング用光検出器39に、ま
た反射成分はフォーカシング用光検出器37に夫々導か
れる。
し、その透過成分はトラッキング用光検出器39に、ま
た反射成分はフォーカシング用光検出器37に夫々導か
れる。
第2図は上記の基本原理に基づいて構成した光ピックア
ップの具体的実施例を示す。同図において、1/4波長
板29は第1グレーティングレンズ11の基板として用
いられている。即ち、第1グレーティングレンズ11は
1/4波長板29の一面に直接一体的に形成される。第
2グレーティングレンズ12は通常の通り例えばガラス
基板上に形成される。尚、両基板ともグレーティングレ
ンズを形成していない方の面には好ましくは反射防止膜
が形成される。
ップの具体的実施例を示す。同図において、1/4波長
板29は第1グレーティングレンズ11の基板として用
いられている。即ち、第1グレーティングレンズ11は
1/4波長板29の一面に直接一体的に形成される。第
2グレーティングレンズ12は通常の通り例えばガラス
基板上に形成される。尚、両基板ともグレーティングレ
ンズを形成していない方の面には好ましくは反射防止膜
が形成される。
また、偏光ビームスプリッタ25と偏光依存性のないビ
ームスプリンタ33とは共に膜として同一の透明基板(
ガラス基板)61の両面に一体的に形成され、第1グレ
ーティングレンズ11の平面に対し45°の角度に配置
される。光ディスク10のトラック溝5(第4図)方向
は図のX方向とする。また、半導体レーザ23はその直
線偏光の偏光方向が紙面に垂直な方向(y偏光)とする
。
ームスプリンタ33とは共に膜として同一の透明基板(
ガラス基板)61の両面に一体的に形成され、第1グレ
ーティングレンズ11の平面に対し45°の角度に配置
される。光ディスク10のトラック溝5(第4図)方向
は図のX方向とする。また、半導体レーザ23はその直
線偏光の偏光方向が紙面に垂直な方向(y偏光)とする
。
第3図は光検知器37.39の構成例を示す。
第3図において、フォーカシング用光検出器37及びト
ラッキング用光検出器39は夫々それ自体公知の4分割
式及び2分割式PINフォト・ダイオードから構成され
る。光ディスクの信号は光検出器37.39の出力の強
弱で識別される。
ラッキング用光検出器39は夫々それ自体公知の4分割
式及び2分割式PINフォト・ダイオードから構成され
る。光ディスクの信号は光検出器37.39の出力の強
弱で識別される。
光ディスクではトラッキングは光ディスクの案内溝によ
り行われる。トラッキング用光検出器39を構成する2
分割フォト・ダイオード39a。
り行われる。トラッキング用光検出器39を構成する2
分割フォト・ダイオード39a。
39bの分割面はトラックに平行に位置する。第4図に
おいて、光ディスク10に結像するビームがトラック案
内溝5の中心に位置している時は第4図(a)に示す如
くビームスポットはフォト・ダイオード39a、39b
の分割面中心に位置する。尚、第4図(b)はビームが
案内溝5の左側にずれた場合を示し、この場合には一方
のフォト・ダイオード39aの受光量が一部カットされ
、反対にビームが案内溝の右側にずれた場合には第4図
(c)に示す如く他方のフォト・ダイオード39bの受
光量が一部暗くなる。尚、レーザビームをグレーティン
グレンズ系21内で軸対称に交叉させるため、収束ビー
ムの位置ずれによる暗い部分は反転してフォト・ダイオ
ード39a、39bの分割面の近傍に現れることになる
。尚、第4図に示すトラッキングエラー検出法は両フォ
ト・ダイオード39a、39bの光量差を検出するプツ
シ゛ユ/ル法を利用したものである。
おいて、光ディスク10に結像するビームがトラック案
内溝5の中心に位置している時は第4図(a)に示す如
くビームスポットはフォト・ダイオード39a、39b
の分割面中心に位置する。尚、第4図(b)はビームが
案内溝5の左側にずれた場合を示し、この場合には一方
のフォト・ダイオード39aの受光量が一部カットされ
、反対にビームが案内溝の右側にずれた場合には第4図
(c)に示す如く他方のフォト・ダイオード39bの受
光量が一部暗くなる。尚、レーザビームをグレーティン
グレンズ系21内で軸対称に交叉させるため、収束ビー
ムの位置ずれによる暗い部分は反転してフォト・ダイオ
ード39a、39bの分割面の近傍に現れることになる
。尚、第4図に示すトラッキングエラー検出法は両フォ
ト・ダイオード39a、39bの光量差を検出するプツ
シ゛ユ/ル法を利用したものである。
第5図はフォーカシング用光検出器37を構成する4分
割光検出器の配置構成の一例を示す。4分割光検出器3
7はその受光領域が4つに分割されたPINフォト・ダ
イオード37a、37b。
割光検出器の配置構成の一例を示す。4分割光検出器3
7はその受光領域が4つに分割されたPINフォト・ダ
イオード37a、37b。
37c、37dから構成される。4分割光検出器37は
第5図(a)に示す如く、合焦状態においてフォト・ダ
イオード37a、37b、37c137dの中IC,−
&こビームスポットが当たるように配置される。光ディ
スク10が合焦位置から第2グレーティングレンズ12
に近づくと4分割光検出器37上の信号光のスポットは
第5図(C)に示す如く横長の楕円になり、逆に遠ざか
ると第5図(b)に示す如く縦長の楕円となる。従って
、4分割光検出器37の4個の領域37a、37b、3
7c、37dの光出力の差、即ち(11+12) −(
13+14)を測れば合焦状態では“0″、光ディスク
が近づいた場合は〈O1遠ざかった場合は〉0になる。
第5図(a)に示す如く、合焦状態においてフォト・ダ
イオード37a、37b、37c137dの中IC,−
&こビームスポットが当たるように配置される。光ディ
スク10が合焦位置から第2グレーティングレンズ12
に近づくと4分割光検出器37上の信号光のスポットは
第5図(C)に示す如く横長の楕円になり、逆に遠ざか
ると第5図(b)に示す如く縦長の楕円となる。従って
、4分割光検出器37の4個の領域37a、37b、3
7c、37dの光出力の差、即ち(11+12) −(
13+14)を測れば合焦状態では“0″、光ディスク
が近づいた場合は〈O1遠ざかった場合は〉0になる。
従って、この誤差信号(11+12) −(13+14
)が0になるように光学系をアクチュエータ(図示せず
)により上下に制御することによりフォーカシングが行
える。このフォーカシング制御はガラス基板61、(I
光ビームスプリンタ25、ビームスプリッタ33によっ
て発生する非点収差を利用し非点収差法で行う。
)が0になるように光学系をアクチュエータ(図示せず
)により上下に制御することによりフォーカシングが行
える。このフォーカシング制御はガラス基板61、(I
光ビームスプリンタ25、ビームスプリッタ33によっ
て発生する非点収差を利用し非点収差法で行う。
尚、フォーカシング用光検出器或いはトラッキング用光
検出器によりフォーカシングエラーあるいはトラッキン
グエラーが検出された時の光学系の調整は、例えば光学
系全体を適当なアクチュエータ(図示せず)により光デ
ィスク10に対して所定方向に動かすことにより行うこ
とができる。
検出器によりフォーカシングエラーあるいはトラッキン
グエラーが検出された時の光学系の調整は、例えば光学
系全体を適当なアクチュエータ(図示せず)により光デ
ィスク10に対して所定方向に動かすことにより行うこ
とができる。
以上の実施例において、トラッキング用光検出器及びフ
ォーカシング用光検出器は上記の2分割ないしは4分割
フォト・ダイオードに限らず、その他の光検出器を用い
得ることは勿論である。
ォーカシング用光検出器は上記の2分割ないしは4分割
フォト・ダイオードに限らず、その他の光検出器を用い
得ることは勿論である。
また、フォーカシング用光検出器37に入射するビーム
スプリンタ33からの反射光はガラス基板61内におい
てその幅の2倍の光路を通過することになるので大きな
非点収差を有することにな、す、従って4分割光検知器
37により非点収差法に基づく確実なフォーカスエラー
の検知が行えるという副次的効果もある。
スプリンタ33からの反射光はガラス基板61内におい
てその幅の2倍の光路を通過することになるので大きな
非点収差を有することにな、す、従って4分割光検知器
37により非点収差法に基づく確実なフォーカスエラー
の検知が行えるという副次的効果もある。
以上の如く、本発明によれば発振波長の変化の影響を実
質上受けることなく、殆ど収差の生じないグレーティン
グレンズ光学系を用いることにより、トラッキング制御
、フォーカシング制御の作動信幀性の高い、軽量、小型
、廉価な高性能の光ピックアップ装置が実現出来る。
質上受けることなく、殆ど収差の生じないグレーティン
グレンズ光学系を用いることにより、トラッキング制御
、フォーカシング制御の作動信幀性の高い、軽量、小型
、廉価な高性能の光ピックアップ装置が実現出来る。
第1図は本発明に係る光ピックアップ装置の基本原理を
示す図、第2図は第1図に示される原理に基づく光ピッ
クアップ装置の具体的構成の一実施例を示す図、第3図
は第2図に示される光検出器の配置構成を示す図解図、
第4図はトラッキング用光検出器の3種のビーム検出状
態を示す図、第5図はフォーカシング用光検出器を構成
する4分割光検出器の3種のビーム検出状態を示す図、
第6図は本発明において用いられるグレーティングレン
ズ光学系の基本構成を示す図、第7図は第6図に示され
るグレーティングレンズの空間周波数の決定方法を説明
する図、第8図は第7図の方法により設計されるグレー
ティングレンズの空間周波数特性の一例を示す線図。 10・・・光ディスク、 11・・・第1グレーティングレンズ、12・・・第2
グレーティングレンズ、21・・・グレーティングレン
ズ光学系、23・・・半導体レーザ、 25・・・偏光ビームスプリッタ、 29・・・1/4波長板、 33・・・ビームスプリッタ、 37・・・フォーカシング用光検出器、39・・・トラ
ッキング用光検出器。 本発明の基本原理 10・・・光デイスク媒体面 11・・・グレーティングレンズ 1200.グレーティングレンズ 21・・・グレーティングレンズ系 33・・・ビームスグリツタ J 本発明の実施例 第2@ 10・・・光デイスク媒体 11・・・グレーティングレンズ 】2・・・クレーティングレンズ 23・・・半導体レーザ 61・・・ガラス基板 第3回 (b) (C) トラッキング用光検出器のビーム検出状態を示す図第4
図 フォーカシング用光検出器のビーム検出状態を説明する
図第5図 グレーティングレンズ系の基本構成を示す図第6図
示す図、第2図は第1図に示される原理に基づく光ピッ
クアップ装置の具体的構成の一実施例を示す図、第3図
は第2図に示される光検出器の配置構成を示す図解図、
第4図はトラッキング用光検出器の3種のビーム検出状
態を示す図、第5図はフォーカシング用光検出器を構成
する4分割光検出器の3種のビーム検出状態を示す図、
第6図は本発明において用いられるグレーティングレン
ズ光学系の基本構成を示す図、第7図は第6図に示され
るグレーティングレンズの空間周波数の決定方法を説明
する図、第8図は第7図の方法により設計されるグレー
ティングレンズの空間周波数特性の一例を示す線図。 10・・・光ディスク、 11・・・第1グレーティングレンズ、12・・・第2
グレーティングレンズ、21・・・グレーティングレン
ズ光学系、23・・・半導体レーザ、 25・・・偏光ビームスプリッタ、 29・・・1/4波長板、 33・・・ビームスプリッタ、 37・・・フォーカシング用光検出器、39・・・トラ
ッキング用光検出器。 本発明の基本原理 10・・・光デイスク媒体面 11・・・グレーティングレンズ 1200.グレーティングレンズ 21・・・グレーティングレンズ系 33・・・ビームスグリツタ J 本発明の実施例 第2@ 10・・・光デイスク媒体 11・・・グレーティングレンズ 】2・・・クレーティングレンズ 23・・・半導体レーザ 61・・・ガラス基板 第3回 (b) (C) トラッキング用光検出器のビーム検出状態を示す図第4
図 フォーカシング用光検出器のビーム検出状態を説明する
図第5図 グレーティングレンズ系の基本構成を示す図第6図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、レーザ光源(23)からのレーザ光の特定方向の直
線偏光のみを透過せしめそれと垂直な方向の直線偏光は
反射する偏光ビームスプリッタ(25)と、 該偏光ビームスプリッタにより反射された直線偏光を軸
対称に交叉させる第1のグレーティングレンズ(11)
と、該第1グレーティングレンズを透過した回折光を光
信号記録媒体(10)上の所定の一点に合焦させる第2
のグレーティングレンズ(12)とを光軸上に配置した
グレーティングレンズ系(21)と、 上記第1、第2グレーティングレンズの間に配置され上
記グレーティングレンズ系内においてビームの往路と復
路とで偏光角度を90°相違ならしめる1/4波長板(
29)と、上記1/4波長板により90°偏光角度を変
えられ、上記偏光ビームスプリッタを透過する上記グレ
ーティングレンズ系からの信号光を一部は透過し一部は
反射する偏光依存性のない振幅分割ビームスプリッタ(
33)と、 該振幅分割ビームスプリッタの反射光を検出するフォー
カシング用光検出器(37)と、上記振幅分割ビームス
プリッタの透過光を検出するトラッキング用光検出器(
39)、 を有する光ピックアップ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62096135A JPH0778894B2 (ja) | 1987-04-21 | 1987-04-21 | 光ピツクアツプ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62096135A JPH0778894B2 (ja) | 1987-04-21 | 1987-04-21 | 光ピツクアツプ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63263635A true JPS63263635A (ja) | 1988-10-31 |
JPH0778894B2 JPH0778894B2 (ja) | 1995-08-23 |
Family
ID=14156946
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62096135A Expired - Fee Related JPH0778894B2 (ja) | 1987-04-21 | 1987-04-21 | 光ピツクアツプ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0778894B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04362554A (ja) * | 1991-06-10 | 1992-12-15 | Alps Electric Co Ltd | 光分離素子とこれを使用した受光光学装置 |
JPH0757292A (ja) * | 1993-08-18 | 1995-03-03 | Nec Corp | 光ヘッド装置 |
-
1987
- 1987-04-21 JP JP62096135A patent/JPH0778894B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04362554A (ja) * | 1991-06-10 | 1992-12-15 | Alps Electric Co Ltd | 光分離素子とこれを使用した受光光学装置 |
JPH0757292A (ja) * | 1993-08-18 | 1995-03-03 | Nec Corp | 光ヘッド装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0778894B2 (ja) | 1995-08-23 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |