(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを放射する光源と、ビームを往路と復路に分ける為のホログラムと、ビームの開口数を変えるコリメーターレンズと、ビームをある基盤厚みを持つ情報記録媒体に集光する対物レンズと、復路ビームを受光する為の任意に分割された受光素子を有した光学装置において、
前記ホログラムは、ナイフエッジ法による焦点誤差検知領域と、トラックずれ検知領域とに分割線を境に２分割されており、
前記ホログラムと前記情報記録媒体の光路中に光学部品が設置され、
前記光学部品の表面で反射した迷光が前記ホログラム面上の前記焦点誤差検知領域に入射するように、前記光学部品が傾斜され、
前記ホログラム面上の前記焦点誤差検知領域で回折した光から差信号を生成し，前記トラックずれ検知領域で回折した光から和信号を生成し、差信号を和信号で割り算することで焦点誤差信号を生成することを特徴とする光学装置。
【請求項２】
光ビームを放射する光源と、ビームを往路と復路に分ける為のホログラムと、ビームの開口数を変えるコリメーターレンズと、ビームをある基盤厚みを持つ情報記録媒体に集光する対物レンズと、復路ビームを受光する為の任意に分割された受光素子を有した光学装置において、
前記ホログラムは、ナイフエッジ法による焦点誤差検知領域と、トラックずれ検知領域とに分割線を境に２分割されており、
前記ホログラムと前記情報記録媒体の光路中に光学部品が設置され、
前記光学部品の表面で反射した迷光が前記ホログラム面上の前記トラックずれ検知領域に入射するように、前記光学部品が傾斜され、
前記ホログラム面上の前記トラックずれ検知領域で回折した光から差信号を生成し、前記焦点誤差検知領域で回折した光から和信号を生成し、差信号を和信号で割り算することでトラック誤差信号を生成することを特徴とする光学装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホログラムを用いた光学装置における迷光対策に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ホログラムを用いた簡単な光学装置の構成を、図１１に沿って説明する。図１１において、半導体レーザ素子等の光源１から出射した光（往路）は、コリメートレンズ３、光学部品７を透過し、対物レンズ４で光ディスク装置等の情報記録媒体５に集光される。前記情報記録媒体５から反射（回折）された信号光（復路）は、対物レンズ４を通り、光学部品７の反射面７ａで反射され、検出レンズで８で受光素子６に集光される。この様な光学装置では、往路の光が、情報記録媒体５に集光される前に、途中にある光学部品７の反射面７ａで反射され、光源１に戻ってしまう。この迷光によって、光源１は、安定した出力が行えなくなることがある。この対策のために、特開平６−３６３３０号公報等に示されるように、様々な方式の光学装置が提案されている。一方、ホログラムの回折を利用した光学系も、多々利用されている。
【０００３】
例えば、ホログラムユニットなどがその一例である。ホログラムを用いた光学装置を図１２にしたがって説明すると、光源１から出射した光（往路）は、ホログラム２、コリメートレンズ３、光学部品７を透過し、対物レンズ４で情報記録媒体５に集光される。前記情報記録媒体５から反射（回折）された信号光（復路）は、対物レンズ４、コリメートレンズ（検出レンズを兼ねる）３を透過し、ホログラム２で回折され、受光素子６で検出される。この様な光学装置は、形状が小型化しやすく、安価で構成できるため、近年良く利用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ホログラムを用いた光学系では、往路光の光学部品からの反射光が、信号光（復路光）と同じ経路をたどり、受光素子に入射してしまう。この時、受光素子で検出される信号光は、迷光によるオフセットをはいてしまい、様々な制御信号に不具合を生じてしまう。また、コリメートレンズによって、平行光としないような、有限系（発散系）の光学装置においては、光学部品からの反射光が集光せずに発散するため、受光素子に迷光が入るだけでなく、光源に戻り光が入り込んでしまう。また、受光素子の増倍率も、光学装置の制御信号によっては、異なるために、光学装置の機能に応じて、迷光を逃がす方向を限定しなければならない等の問題がある。
【０００５】
本発明は、前記ホログラムを用いた光学装置において、迷光による信号特性が悪化することを防止でき、ノイズの少ない信号を得ることができる装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光ビームを放射する光源と、ビームを往路と復路に分ける為のホログラムと、ビームの開口数を変えるコリメーターレンズと、ビームをある基盤厚みを持つ情報記録媒体に集光する対物レンズと、復路ビームを受光する為の任意に分割された受光素子を有した光学装置において、前記ホログラムは、ナイフエッジ法による焦点誤差検知領域と、トラックずれ検知領域とに分割線を境に２分割されており、前記ホログラムと前記情報記録媒体の光路中に光学部品を設置し、前記光学部品の表面で反射した迷光が前記分割線に対して直交する方向に入射するように前記光学部品を傾斜させたことを特徴とする。
【０００７】
一実施形態では、前記光学部品の表面で反射した迷光が、前記ホログラム面上の前記焦点誤差検知領域に入射するように前記光学部品を傾斜させる。そして、前記ホログラム面上の前記焦点誤差検知領域で回折した光から差信号を生成し，前記トラックずれ検知領域で回折した光から和信号を生成し、差信号を和信号で割り算することで焦点誤差信号を生成する。
別の実施形態では、前記光学部品の表面で反射した迷光が、前記ホログラム面上の前記トラックずれ検知領域に入射するように前記光学部品を傾斜させる。そして、前記ホログラム面上の前記トラックずれ検知領域で回折した光から差信号を生成し、前記焦点誤差検知領域で回折した光から和信号を生成し、差信号を和信号で割り算することでトラック誤差信号を生成する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図示される例にしたがって、本発明の光学装置の構成を説明する。図１に示す例は、前記図１２に示したような光学装置における光源１とホログラム２、受光素子６の関係を説明している。前記図１のように、入射角０°のホログラム２を用いた光学装置では、ホログラム出射角θ1を、ホログラムの回折幅ｐに設定しており、光の波長λで表すと、以下の式で表せる。
ｓｉｎθ1＝ｍλ／ｐ      ｍは整数
光源とホログラムを透過したスポットの距離ｘは、回折格子と受光素子間の距離をＬを用いて、以下のように表せる。（ｘ<<Ｌ）
ｘ＝Ｌｓｉｎθ1＝Ｌ（λ／ｐ）
そして、前記ホログラムを用いた光学装置では、この位置に受光素子を設けて信号光を検出する。
【０００９】
一方、光学部品を任意の角度φ傾斜させると、光学部品で反射した光のホログラム入射角も角度φだけ傾斜する。このため、ホログラム出射角θ2は、
ｓｉｎθ2＝（ｍλ／ｐ）−ｓｉｎ２φ  （ｍは整数）……（式１）
となり、光学部品からの反射光は、光源に対して、ｘ＋Δｘだけずれる。
ｘ＋Δｘ＝Ｌｓｉｎθ2
＝Ｌ［（λ／ｐ）−ｓｉｎ２φ］
＝ｘ−Ｌｓｉｎ２φ
つまり、光学部品を角度φ傾斜させることにより、Ｌｓｉｎ２φ反射光の戻り位置が受光素子に対してずれるため、受光素子に入る迷光を低減することができる。そして、ホログラムと情報記録媒体中の光学部品を傾斜することにより、光学部品での反射戻り光が傾き、迷光が小さくなるので、ノイズの少ない良好な信号を得ることができる。
【００１０】
光学装置が、コリメートレンズ透過光が平行光ではなく、発散光な光学系として構成される有限系の装置である場合、光学部品からの反射光が、受光素子の位置で発散する。そこで、図２に示すように、光学部品反射光が、光源側にくるように光学部品７を角度θ1 だけ傾斜させると、前記式１より、ホログラム出射角θは小さくなるため、受光素子位置での光学部品反射光広がりは小さくてすむ。そのため、受光素子へ入る迷光を小さくできる。すなわち、ホログラム面上への迷光が、（光源側）＞（受光素子側）となるように、ホログラムと情報記録媒体中の光学部品を傾斜することにより、受光素子に入る迷光が小さくなるので、信号へのオフセットを低減することができる。
【００１１】
同様に有限系である光学装置において、例えばレーザーのように、戻り光により出射光強度に乱れが生じる光源を使用した場合、光学部品傾斜方向を図３のように、受光素子方向に角度θ2傾斜させる。前記構成により、光学部品反射光は、光源に対して受光素子側に集まるので、光源への戻り光を押さえながら、受光素子への迷光を低減することができる。すなわち、前記ホログラム面上への迷光が、（光源側）＜（受光素子側）となるように、ホログラムと情報記録媒体中の光学部品を傾斜することにより、光源に入る迷光が小さくなるので、安定したビームを得ることができる。
【００１２】
一般に、光ディスクのような情報記録媒体５に、微小なスポットを追従させるには、ディスクの面ぶれに対して焦点誤差を追従するような焦点誤差検知手段と、ディスク溝上にスポットを追従させるトラッキング検知手段が使われる。このような光学装置では、信号検知用の受光素子に、分割受光素子を用いている。そこで、図４に示すように、光学部品７からの反射光を、ホログラム２上での迷光Ｆを、焦点誤差検知側Ｘにいく方向に光学部品を傾斜させることで、受光素子６のトラッキング検知側Ｚへ入る迷光Ｆ１を低減できる。図４において、６−１が焦点誤差検知受光素子、６−２がトラッキング検知受光素子である。すなわち、ホログラム面上への迷光が、（焦点誤差検知側）＞（トラッキング検知側）となるようにホログラムと情報記録媒体中の光学部品を傾斜することにより、トラッキング検知受光素子６−２に入る迷光が小さくなるので、トラック誤差信号へのオフセットを小さくすることができる。
【００１３】
焦点誤差検知手段に、ナイフエッジ法を用いた時のホログラム２を図５に示す。図５において、領域Ａ，Ｂが焦点誤差検知側（焦点誤差検知領域）、領域Ｃ，Ｄがトラッキング検知側（トラックずれ検知領域）である。ホログラム焦点誤差検知側に反射光がいくように、光学部品を傾斜しているため、それによる迷光２ｊにより、領域Ａ、Ｂにはそれぞれｊのオフセットした迷光Ｆが形成される。この時の焦点誤差信号ＦＥと、トラック誤差信号ＴＥは以下のように表される。
ＦＥ＝［（Ａ＋ｊ）−（Ｂ−ｊ）］／Ａ＋ｊ＋Ｂ＋ｊ
＝（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ＋２ｊ）
ＴＥ＝（Ｃ−Ｄ）／（Ｃ＋Ｄ）
ここで、Ａ＋Ｂ＝Ｃ＋Ｄとなるように、信号光を調整すれば、
ＦＥ＝（Ａ−Ｂ）／（Ｃ＋Ｄ）
とすることができ、オフセットの影響を除去できる。そして、光学部品からの迷光が、ホログラム２面の焦点誤差検知側にくるように、ホログラムと情報記録媒体中の光学部品を傾斜させることにより、ノイズの少ない良好な信号を得ることができ、また、光学部品の傾斜角度が小さくなるので、光路中での収差の発生を押さえることができる。
【００１４】
前記トラッキング検知手段に差動プッシュプルを用いた場合、特にこの効果が発揮される。差動プッシュプル法は、情報記録媒体５面に３スポットを生成し、そのトラック信号の差をとることで、トラックオフセットを除去する技術である。この３スポットを生成するために、図６に示すように、光源とホログラムの間にグレーティング９を配置し、前記グレーティング９による回折効率によって変化させる。この例において、受光素子６には、焦点誤差受光素子６−１、トラッキング検出受光素子６−２が配置され、前記受光素子６−２には、メインビームのトラッキング検知受光素子６−２−１と、サブビームのトラッキング検知受光素子６−２−２およびサブビームのトラッキング検知受光素子６−２−３が配置され、迷光Ｆ１を各々の素子により検知させるようにする。
【００１５】
そこで、メインビーム：サブビーム（１＋２）の比率をｋとすると、
ＴＥ＝Ｘ／Ｚ
ここで、Ｘ＝Ｃ−Ｄ−ｋ［（Ｅ−Ｆ）＋（Ｇ−Ｈ）］
Ｚ＝Ｃ＋Ｄ＋ｋ（Ｅ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｈ）となる。この時、トラッキング検出受光素子６−２の各々に等量の迷光が入ったとすると、サブの迷光はメインに比べ、ｋ倍になってしまい、トラック誤差信号はオフセットされ、振幅低下を引き起こす。この場合でも、図４、５の場合と同様に、ホログラム面上への迷光が焦点誤差検知側に寄るように、光学部品を傾斜させることで、迷光によるトラック信号の劣化を防ぐことができる。
【００１６】
一方、図７に示すように、光学部品７からの反射光をホログラム２上のトラッキング検知側Ｚにいく方向に光学部品７を傾斜させることで、受光素子６の焦点誤差検知側Ｘへ入る迷光Ｆを低減できる。図７において、６−１が焦点誤差検知受光素子、６−２がトラッキング検知受光素子である。すなわち、ホログラム２面上への迷光Ｆが、（焦点誤差検知側）＜（トラッキング検知側）となるようにホログラムと情報記録媒体中の光学部品を傾斜することにより、焦点誤差検知受光素子に入る迷光Ｆ１が小さくなるので、焦点誤差信号へのオフセットを小さくすることができる。
【００１７】
前記図５と同様に、焦点誤差検知手段にナイフエッジ法を用いた時のホログラム２を図８に示す。図８において、領域Ａ，Ｂが焦点誤差検知側（焦点誤差検知領域）、領域Ｃ，Ｄがトラッキング検知側（トラック検知領域）である。ホログラムトラッキング検知側Ｚに反射光がいくように、光学部品を傾斜しているため、それによる迷光２ｉにより、領域Ｃ、Ｄにはそれぞれｉのオフセットをはく。この時の焦点誤差信号ＦＥと、トラック誤差信号ＴＥは以下のように表される。
ＦＥ＝（Ａ−Ｂ）／Ａ＋Ｂ）
ＴＥ＝［Ｃ＋ｉ）−Ｄ−ｉ）］／（Ｃ＋ｉ＋Ｄ−ｉ）
＝（Ｃ−Ｄ）／（Ｃ＋Ｄ＋２ｉ）
ここで、Ａ＋Ｂ＝Ｃ＋Ｄとなるように、信号光を調整すれば、
ＴＥ＝（Ｃ−Ｄ）／（Ａ＋Ｂ）
とすることができ、オフセットの影響を除去できる。したがって、光学部品からの迷光が、ホログラム面のトラッキング検知側にくるように、ホログラムと情報記録媒体中の光学部品を傾斜することにより、ノイズの少ない良好な信号を得ることができ、また、光学部品の傾斜角度が小さくなるので、光路中での収差の発生を押さえることができる。
【００１８】
前記各実施例に示された例のように、光ビームを放射する光源と、ビームを往路と復路に分けるためのホログラムと、復路ビームを受光するための任意に分割された受光素子を一体化したホログラムレーザーユニットの構成例を図９に示す。このような装置でも、前記実施例と同様に、光学部品を傾斜させることにより、良好な信号を得ることが可能となる。また、装置が簡潔に済むので、設計の自由度が増える。
【００１９】
図９に示す例は、ホログラムレーザユニット１０の構成を示しているもので、前記ユニット１０においては、光ビームを放射する光源１と、ビームを往路と復路に分けるためのホログラム２と復路ビームを受光するために、任意に分割された受光素子が一体となったホログラムレーザ６を設けている。そして、前記ホログラムレーザユニット１０を用いることにより、前記各実施例と同様な効果を奏することができ、装置を小型化することができる。前記図９に示すユニット１０を用いて、図１０のように光学装置を構成する場合には、光源と受光素子を一体に設けることから、受光素子、もしくは光源に、光学部品からの反射光が入らないため、信号の安定した、もしくは光源出力の安定した光ピックアップを提供できる。また、前記光ピックアップを使用する事により、信号の安定したディスクドライブを提供できる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の光学装置によれば、迷光による信号特性が悪化することを防止でき、ノイズの少ない信号を得ることができる。具体的には、トラック誤差信号や焦点誤差信号へのオフセットを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  光源と受光素子の位置関係を示す説明図である。
【図２】  光学部品反射光を光源側に逃がした場合の説明図である。
【図３】  光学部品反射光を受光素子側に逃がした場合の説明図である。
【図４】  光学部品反射光をホログラム焦点誤差検知側に逃がした場合の説明図である。
【図５】  光学部品反射光をホログラム焦点誤差検知側に逃がした場合の説明図である。
【図６】  光学部品反射光をホログラム焦点誤差検知側に逃がした場合の説明図である。
【図７】  光学部品反射光をホログラムトラッキング検知側に逃がした場合の説明図である。
【図８】  光学部品反射光をホログラムトラッキング検知側に逃がした場合の説明図である。
【図９】  ホログラムレーザーユニットの説明図である。
【図１０】  ホログラムレーザーユニットを用いた光学装置の説明図である。
【図１１】  従来の光学装置の説明図である。
【図１２】  ホログラムを用いた光学装置の説明図である。
【符号の説明】
１    光源
２    ホログラム
３    コリメーターレンズ
４    対物レンズ
５    情報記録媒体
６    受光素子（分割受光素子）
７    光学部品
８    グレーティング
１０    ホログラムレーザーユニット
６−１    焦点誤差検知受光素子
６−２    トラッキング検知受光素子
６−２−１・６−２−２・６−２−３    トラッキング検知受光素子
【図１】
0004356963.tif 000002
【図２】
0004356963.tif 000003
【図３】
0004356963.tif 000004
【図４】
0004356963.tif 000005
【図５】
0004356963.tif 000006
【図６】
0004356963.tif 000007
【図７】
0004356963.tif 000008
【図８】
0004356963.tif 000009
【図９】
0004356963.tif 000010
【図１０】
0004356963.tif 000011
【図１１】
0004356963.tif 000012
【図１２】
0004356963.tif 000013