(57)【要約】  【課題】  信号対雑音比の向上を図ることができ、かつホログラム光ヘッドを小型化及び集積化することが可能なホログラム光ヘッドを提供するものである。  【解決手段】  光ディスク１７に光ビームを照射するレーザ素子１３と、レーザ素子１３と光ディスク１７との間に配置され、光ディスク１７により反射される光ビームを回折する回折格子部１８を有するホログラム素子１５と、回折格子部１８で回折された光ビームを受光する受光素子１４とを備え、ホログラム素子１５は、回折格子部１８の周囲に、レーザ素子１３から出射される光ビームが受光素子１４へ入射されない方向へ反射させる迷光除去部１９を有するものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射媒体に光ビームを照射するレーザ素子と、
前記レーザ素子と前記反射媒体との間に配置され、前記反射媒体により反射される光ビームを回折する回折格子部を有するホログラム素子と、
前記回折格子部で回折された光ビームを受光する受光素子とを備え、
前記ホログラム素子は、前記回折格子部の周囲に、前記レーザ素子から出射される光ビームが前記受光素子へ入射されない方向へ反射させる迷光除去部を有することを特徴とするホログラム光ヘッド。
【請求項２】
前記迷光除去部は、前記レーザ素子からの光ビームを全反射させる反射面を有する請求項１記載のホログラム光ヘッド。
【請求項３】
前記迷光除去部の反射面は、前記回折格子部の表面に対して傾斜して設けられた請求項２記載のホログラム光ヘッド。
【請求項４】
前記迷光除去部の反射面が、平面で構成される請求項２に記載のホログラム光ヘッド。
【請求項５】
前記迷光除去部の反射面が、曲率を有する面で構成される請求項２に記載のホログラム光ヘッド。
【請求項６】
前記迷光除去部は、前記反射面を含む部分の材料が、前記回折格子部の材料と異なる請求項２〜５のいずれかに記載のホログラム光ヘッド。
【請求項７】
前記迷光除去部は、前記回折格子部の周囲の全周もしくは一部を囲むように構成された請求項１〜６に記載のホログラム光ヘッド。
【請求項８】
前記ホログラム素子と、前記レーザ素子および前記受光素子とが一体となって構成される請求項１〜７のいずれかに記載のホログラム光ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクシステムたとえばコンパクトディスクやビデオディスクにおいて使用される光ピックアップに組み込まれるホログラム光ヘッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、小型化が進む光ヘッドの分野では、情報媒体からの反射光をホログラム素子を用いて回折させて、受光素子に導く構成が採用されている。
【０００３】
図７は従来のホログラム光ヘッドの構成を示す断面図である。図７において、１は光ビーム６を出射するレーザ素子である。２は±１次回折光９を受光する受光素子である。３はホログラム素子で、戻り光８が入射される部位に回折格子部７が形成されている。４はホログラム素子３からの光ビーム６を集光させるレンズ、５は光ディスクである。
【０００４】
図７に示すように、レーザ素子１から出射される光ビーム６は、ホログラム素子３の回折格子部７を透過されて、レンズ４によって光ディスク５の情報層に集光される。光ディスク５によって反射された戻り光８は、レンズ４を介してホログラム素子３へ入射される。入射された戻り光８は、ホログラム素子３における回折格子部７で回折され、±１次回折光９が受光素子２で受光されて、光ディスク５に記録された情報が読み取られる。
【０００５】
レーザ素子１から出射される光ビーム６は、水平方向と垂直方向とで異なる拡がりと強度分布を持っているため、回折格子部７のホログラムパターンは、レンズ４の開口数に合わせてサイズが最適化されている。
【０００６】
このため、レーザ素子１から出射される光ビームのうち回折格子部７に入射されない成分が、ホログラム素子３の表面で反射されて、迷光１０となって受光素子２へ入射され、信号対雑音比を悪化させる要因となっていた。
【０００７】
このような問題を解決するものとして、例えば、特許文献１に記載されているような、ホログラム素子上に迷光を防止する開口制限部材を設けた構成が提案されている。図８は特許文献１に記載されたホログラム光ヘッドの構成を示す断面図で、図９は図８におけるホログラム素子の斜視図である。なお、図８において、図７における構成要素と同様の部分については、同一番号を付与して説明を省略する。
【０００８】
図９に示すように、回折格子部１１の周囲に、開口制限部材１２が設けられている。開口制限部材１２は、迷光の波長に対して十分な吸収特性を有するレジストや、迷光の波長に対して十分な吸収特性を有する色素などを含有しているレジストなどから構成されている。
【０００９】
開口制限部材１２をホログラム素子３上に形成するには、まず、回折格子領域１１を構成する微小な凹凸パターンが形成されたガラス基板上に、レジストを塗布する。次に、塗布したレジスト上において、回折格子の周囲以外の部分を露光マスク（図示せず）でマスキングし、露出しているレジストを感光させる（露光工程）。最後に、感光されたレジスト以外の部分のレジストを溶解させることで、開口制限部材１２が形成され、図９に示すようなホログラム素子３が完成する。
【００１０】
このように構成されたホログラム素子３を使用することで、図８に示すように、レーザ素子１から出射される光ビームのうち、回折格子部１１に入射されない迷光１０が開口制限部材１２で吸収され、受光素子２への入射を防ぐことが可能である。
【特許文献１】特開平６−２４３５０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら上記従来のホログラム素子は、ホログラム素子３に開口制限部材１２を形成する際、回折格子部１１と開口制限部材１２との互いの位置精度を向上させるために、露光工程において回折格子部１１と露光マスクの煩わしい位置合わせが必要になり、製造工程が複雑になるという課題を有していた。
【００１２】
また、開口制限部材１２を形成する際に、露光マスクが必要になるため、コストアップにつながってしまうという課題を有していた。
【００１３】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、簡単に作製でき、かつ迷光による信号対雑音比の劣化がないホログラム光ヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために本発明のホログラム光ヘッドは、反射媒体に光ビームを照射するレーザ素子と、前記レーザ素子と前記反射媒体との間に配置され、前記反射媒体により反射される光ビームを回折する回折格子部を有するホログラム素子と、前記回折格子部で回折された光ビームを受光する受光素子と、前記ホログラム素子における前記回折格子部の周囲に設けられ、前記レーザ素子からの光ビームを反射させる反射面を有した迷光除去部とを備え、前記迷光除去部の反射面は、前記回折格子部の表面に対して所定の角度を有するものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、受光素子へ入射される迷光を除去することができ、信号対雑音比の劣化がない高品質の信号再生が可能である。また、迷光除去が可能なホログラム素子を、容易かつ安価に実現することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明のホログラム光ヘッドは、前記迷光除去部は、前記レーザ素子からの光ビームを全反射させる面を有する構成としても構わない。
【００１７】
また、前記迷光除去部の反射面は、前記回折格子部の表面に対して傾斜して設けても構わない。
【００１８】
また、前記迷光除去部の反射面は、平面で構成しても構わない。
【００１９】
また、前記迷光除去部の反射面は、曲率を有する面で構成しても構わない。
【００２０】
また、前記迷光除去部は、前記反射面を含む部分の材料が、前記回折格子部の材料と異なる構成としても構わない。
【００２１】
また、前記迷光除去部は、前記回折格子部の周囲の全周もしくは一部を囲むように構成しても構わない。
【００２２】
また、前記ホログラム素子と、前記レーザ素子および前記受光素子とが一体となって構成しても構わない。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるホログラム光ヘッドの構成を示す断面図で、図２は図１におけるホログラム素子の斜視図である。
【００２４】
図１において、１３は光ビーム２０を出射するレーザ素子、１４は±１次回折光２２を受光する受光素子、１５はホログラム素子で、光ビーム２０及び戻り光２１が入射される部位に回折格子部１８が形成されている。１６はレンズで、回折格子部１８から出射される光ビーム２０を集光させる。１７は光ディスクである。１９は迷光除去部で、ホログラム素子１５における回折格子部１８の周囲に形成されている。迷光除去部１９には、略すり鉢状の反射面１９ａが形成されており、レーザ素子１３から出射される光ビーム２０のうち、回折格子部１８に入射されない光ビーム（迷光２３）を、受光素子１４が配置されていない方向へ反射させる。
【００２５】
以上のように構成された本実施の形態のホログラム光ヘッドについて、以下その動作について説明する。
【００２６】
図１に示すように、レーザ素子１３から出射された光ビーム２０は、ホログラム素子１５の回折格子部１８を透過して、レンズ１６によって光ディスク１７の情報層に集光される。光ディスク１７によって反射された戻り光２１は、レンズ１６を介してホログラム素子１５の回折格子部１８へ入射される。回折格子部１８に入射された戻り光２１は、±１次回折光２２に回折される。±１次回折光２２は受光素子１４で受光され電気信号に変換されて出力される。このようにして光ディスク１７の情報が読み取られる。
【００２７】
レーザ素子１３から出射される光ビームのうち、回折格子部１８へ入射されない光ビーム（迷光２３）は、迷光除去部１９の反射面１９ａにおいて、受光素子１４へ入射されない方向（すなわち受光素子１４が配置されていない方向）へ反射される。
【００２８】
このとき、ホログラム素子１５が、外側の空気の屈折率より高い屈折率を有する材料で構成されているため、反射面１９ａに入射される迷光２３が全て反射され、光ディスク１７が配されている方向へ透過しない全反射条件が存在する。また、本実施の形態では、迷光２３と反射面１９ａの界面のなす角度を、全反射条件を満たす角度に設定している。そのため、不要な光ビームが光ディスク１７側へ漏れるのを防ぐとともに、受光素子１４に入射されるのを防ぐことができる。
【００２９】
以上のように本実施の形態では、迷光２３が受光素子１４に入射されるのを防止することができ、信号対雑音比の劣化がない高品質の信号を再生することができる。
【００３０】
また、本実施の形態では、回折格子部１８と迷光除去部１９とを同一金型で同時に形成することができるため、容易に製造することができる。さらに、レジストなどの材料が不要となるため、安価に製造することができる。
【００３１】
なお。本実施の形態では、図２に示すように迷光除去部１９は回折格子部１８の周囲を囲む構成としたが、回折格子部１８の周囲において光ビームの広がりが大きい方向にのみ、迷光除去部１９を設ける構成でも同様の効果が得られる。つまり、レーザ素子１３から出射される光ビームは、光軸を中心に非対称であることが多く、光ビームの広がりが大きい方向に迷光が発生しやすい。よって、ホログラム素子１５において、光ビームの広がりが大きい方向のみに迷光除去部１９を設ける構成でも、信号対雑音比を低減させることができる。
【００３２】
また、迷光除去部１９は、図２に示すようなすり鉢状に限るものではなく、少なくともレーザ素子１３から出射され、回折格子部１８に入射されない光ビームを、受光素子１４に入射されない方向へ反射可能な構成を備えていれば、他の形状で構成しても同様の効果が得られる。
【００３３】
（実施の形態２）
図３は実施の形態２におけるホログラム光ヘッドの構成を示す断面図で、図４は図３におけるホログラム素子の斜視図である。なお、図３において、ホログラム素子１５の上側にはレンズやディスクが配されるが、図１に示す構成と同等であるため図示は省略する。また、実施の形態１と同様の構成要素については、同一番号を付与して詳細説明は省略する。
【００３４】
実施の形態２の構成において、実施の形態１の構成と異なるのは、図３及び図４に示すように、迷光除去部２８における反射面２８ａを湾曲させた点である。
【００３５】
図３において、レーザ素子１３から出射される光ビーム２０のうち、回折格子部１８に入射される光ビームは、回折格子部１８を透過しレンズ（図１参照）に入射される。一方、光ビーム２０のうち回折格子部１８に入射されない光ビーム（迷光２９）は、迷光除去部２８の反射面２８ａにおいて、受光素子１４が配置されていない方向に全反射される。
【００３６】
ここで、本実施の形態のホログラム素子２６は、図３及び図４に示すように、迷光除去部２８の反射面２８ａが、湾曲された面で構成されている。これにより、迷光除去部２８の高さ方向の寸法を小さくすることができる。つまり、迷光除去部２８の高さ寸法を小さくするためには、反射面２８ａの傾斜角を小さくする必要がある。しかし、反射面が平面で構成されかつ傾斜角が小さい場合、回折格子領域１８近傍における迷光２９が十分に外方へ反射させることができず、受光素子１４に入射されてしまう可能性がある。そこで、本実施の形態のように、反射面２８ａに曲率を持たせることで、回折格子領域１８近傍では傾斜角を大きくし、回折格子領域１８から半径方向に離れた部位では傾斜角を小さくすることができる。これにより、回折格子領域１８近傍における迷光２９を確実に外方へ反射させることができるとともに、迷光除去部２８の高さ寸法を小さくすることができる。
【００３７】
なお、迷光除去部２８における曲率や曲面形状は、少なくともレーザ素子１３から迷光除去部２８へ入射される光ビームを全反射可能で、かつ反射された迷光２９が受光素子１４へ入射されないような曲率や曲面形状に設定する必要がある。
【００３８】
以上のように本実施の形態では、迷光２９が受光素子１４に入射されるのを防止することができ、信号対雑音比の劣化がない高品質の信号を再生することができる。
【００３９】
また、迷光除去部２８における反射面２８ａに曲率を持たせることにより、迷光除去領域２８における回折格子領域１８から離れた部分の傾斜角を小さくすることができるので、迷光除去部２８の高さ方向の寸法を小さくでき、ホログラム光ヘッドを小型化あるいは薄型化することができる。
【００４０】
また、本実施の形態では、回折格子部１８と迷光除去部２８とを同一金型で同時に形成することができるため、容易に製造することができる。さらに、レジストなどの材料が不要となるため、安価に製造することができる。
【００４１】
なお、本実施の形態では、反射面２８ａに曲率を持たせた構成としたが、傾斜角が異なる２種類の平面で構成してもよい。すなわち、反射面２８ａにおいて、回折格子領域１８近傍の部分は傾斜角を大きくし、回折格子領域１８から半径方向に離れた部位は傾斜角を小さくすることで、同様の効果を得ることができる。
【００４２】
（実施の形態３）
図５は、実施の形態３におけるホログラム光ヘッドの構成を示す断面図である。なお、実施の形態２と同様の構成要素については、同一番号を付与して詳細説明は省略する。
【００４３】
実施の形態３の構成において、実施の形態２の構成と異なるのは、迷光除去部３４をホログラム素子１５とは別部材とし、かつ迷光除去部３４の材料を、ホログラム素子１５の材料よりも屈折率が高い材料で形成した点である。なお、本実施の形態ではホログラム素子１５をガラス、迷光除去部３４をポリカーボネート樹脂で形成した。このような、互いに異なる材料で形成されたホログラム素子１５と迷光除去部３４とは、光硬化型接着剤で接着されている。
【００４４】
図５に示すように、レーザ素子１３から出射される光ビームのうち、回折格子部１８に入射されない光ビーム（迷光３５）は、迷光除去部３４に入射される。入射された迷光３５は、反射面３４ａで全反射され、受光素子１４が配置されていない方向に除去される。
【００４５】
本実施の形態では、迷光除去部３４が、ホログラム素子１５の材料よりも高い屈折率を有する材料で形成されているので、レーザ素子１３における出射角が小さい光ビームであっても、迷光除去部３４に入射される迷光３５を反射面３４ａにおいて全反射させることができる。よって、迷光除去部３４の高さ方向寸法を、小さくすることができる。
【００４６】
以上のように本実施の形態では、迷光３５が受光素子１４に入射されるのを防止することができ、信号対雑音比の劣化がない高品質の信号を再生することができる。また、迷光除去部３４の高さ方向の寸法を小さくすることができるので、ホログラム光ヘッドのさらなる小型化、集積化が可能となる。
【００４７】
また、迷光除去部３４が、ホログラム素子１５の材料と異なる材料で形成されているため、反射面３４ａの曲率の設計自由度を拡大させることができる。
【００４８】
また、本実施の形態では、迷光除去部３４を構成する材料としてポリカーボネート樹脂を用いたが、透明性に優れるＭＳ（スチレン・メタアクリレート）樹脂等を用いても良い。また、迷光除去部３４とホログラム素子１５との接着には、光硬化型接着剤を用いたが、熱硬化型樹脂等を用いても良い。
【００４９】
（実施の形態４）
図６は、実施の形態４におけるホログラム光ヘッドの構成を示す断面図である。なお、本実施の形態において前述の実施の形態における構成要素と同様の構成要素については、同一番号を付与して詳細説明は省略する。
【００５０】
本実施の形態は、図６（ａ）に示すように、レーザ素子１３と受光素子１４とをパッケージ４４内へ配し、パッケージ４４をホログラム素子１５とともに集積化する点が特徴である。集積化する際、レーザ素子１３及び受光素子１４とホログラム素子１５との距離（以下、素子間距離と記す）が近いほど、ホログラム光ヘッド全体を小型化することができる。
【００５１】
以下、図６（ｂ）を参照して、素子間距離と迷光の進行との関係について説明する。図６（ｂ）は迷光除去部を備えていないホログラム光ヘッド（すなわち従来のホログラム光ヘッドに相当）における、素子間距離が遠い場合と近い場合の位置関係を示している。図において、レーザ素子１３及び受光素子２２に対して遠い位置に配されたホログラム素子を１５ａで示し、近い位置に配されたホログラム素子を１５ｂで示す。また、１８ａはホログラム素子１５ａに設けられた回折格子部、１８ｂはホログラム素子１５ｂに設けられた回折格子部である。
【００５２】
図６（ｂ）において、まず素子間距離が長い場合、ホログラム素子１５ａの表面における迷光５１の反射位置が、ホログラム素子１５ａの中心から半径方向に離れた位置にあるため、反射された迷光５１が受光素子１４に入射される可能性は低い。しかしながら、このような構成では素子間距離が長いため、ホログラム光ヘッドを小型化することができない。
【００５３】
一方、素子間距離が短い場合、ホログラム光ヘッドを小型化することはできるが、受光素子１４における信号対雑音比を低下させてしまう可能性が高い。すなわち、図示のようにホログラム素子１５ｂの表面における迷光５２の反射位置が、ホログラム素子１５ｂの中心に近い位置にあるため、迷光５２が受光素子１４に入射されてしまう可能性が高い。
【００５４】
そこで本実施の形態は、図６（ａ）に示すように、ホログラム素子１５に迷光除去部３４を形成することで、迷光４３を受光素子１４が配置されていない方向（本実施の形態では略水平方向）へ反射させて除去することができる。よって、レーザ素子１３及び受光素子１４とホログラム素子１５との距離が近くなるようにパッケージ４４が形成されていても、迷光４３が受光素子１４に入射される可能性は低い。したがって、ホログラム光ヘッド全体を小型化することができる。
【００５５】
なお、図６（ａ）に示す構成におけるホログラム素子１５は、前述した図５におけるホログラム素子の構成を用いたが、これに限るものではなく、図１や図３に示すホログラム素子を用いても、同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明にかかるホログラム光ヘッドは、製造することが容易かつ安価なホログラム素子によって受光素子への迷光を除去することができ、信号対雑音比の劣化がない高品質の信号再生が可能となるので、光ディスクシステムたとえばコンパクトディスクやビデオディスクにおいて使用される光ピックアップに組み込まれるホログラム光ヘッドとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の形態１におけるホログラム光ヘッドの断面図
【図２】本発明の実施の形態１におけるホログラム素子及び迷光除去部の斜視図
【図３】本発明の実施の形態２におけるホログラム光ヘッドの断面図
【図４】本発明の実施の形態２におけるホログラム素子及び迷光除去部の斜視図
【図５】本発明の実施の形態３におけるホログラム光ヘッドの断面図
【図６】本発明の実施の形態４におけるホログラム光ヘッドの断面図
【図７】従来のホログラム光ヘッドの断面図
【図８】従来のホログラム光ヘッドの断面図
【図９】従来のホログラム光ヘッドの斜視図
【符号の説明】
【００５８】
１３  レーザ素子
１４  受光素子
１５  ホログラム素子
１７  光ディスク
１８  回折格子部
１９  迷光除去部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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