JP2001084609A - 光デバイス - Google Patents
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- light receiving
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 2波長の光を使用する光学系において、±1
次回折光を共に利用したコンプリメンタリなフォーカス
誤差検出を行うことが出来る光デバイスを提供すること
を目的とする。 【解決手段】 この発明の光デバイスは、第1の波長を
有する光及び第2の波長を有する光を用いて光ディスク
の如き情報記録媒体から情報を読みとる。この光デバイ
スでは、前記光ディスクからの反射光を受けて一対の共
役光を発生させるホログラム素子は、第1の回折領域及
び第2の回折領域へ分割されている。ここに、前記第1
の回折領域及び第2の回折領域の格子ピッチは、前記第
1の波長を有する光の前記第1の回折領域による±1次
回折光が、受光素子基板へ入射する第1位置及び第2位
置と、前記第2の波長を有する光の前記第2の回折領域
による±1次回折光が、受光素子基板へ入射する第1位
置及び第2位置とが、それぞれほぼ一致するように決定
されている。
次回折光を共に利用したコンプリメンタリなフォーカス
誤差検出を行うことが出来る光デバイスを提供すること
を目的とする。 【解決手段】 この発明の光デバイスは、第1の波長を
有する光及び第2の波長を有する光を用いて光ディスク
の如き情報記録媒体から情報を読みとる。この光デバイ
スでは、前記光ディスクからの反射光を受けて一対の共
役光を発生させるホログラム素子は、第1の回折領域及
び第2の回折領域へ分割されている。ここに、前記第1
の回折領域及び第2の回折領域の格子ピッチは、前記第
1の波長を有する光の前記第1の回折領域による±1次
回折光が、受光素子基板へ入射する第1位置及び第2位
置と、前記第2の波長を有する光の前記第2の回折領域
による±1次回折光が、受光素子基板へ入射する第1位
置及び第2位置とが、それぞれほぼ一致するように決定
されている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク等の光
情報記録媒体の読み取り装置に用いられる光ピックアッ
プに関するものであり、とくにDVD(Digital Versat
ile Disc)とCD−R(Compact Disc−write once)の
互換再生システムに好適で、かつ小型化可能な光デバイ
ス及びこれを用いた光ピックアップに関する。
情報記録媒体の読み取り装置に用いられる光ピックアッ
プに関するものであり、とくにDVD(Digital Versat
ile Disc)とCD−R(Compact Disc−write once)の
互換再生システムに好適で、かつ小型化可能な光デバイ
ス及びこれを用いた光ピックアップに関する。
【0002】
【従来の技術】既に一般に普及している民生用光ディス
クシステムであるCDに対し、近年、より高密度なDV
Dシステムが提案・商品化され、普及が始まっている。
この再生装置であるDVDプレーヤにおいては、装置の
重複や使用上の煩雑さを避けるため、CDの互換再生が
必須となっている。また、CDプレーヤで再生可能とさ
れているCD−R(Compact Disc−write once)につい
ても、同様に互換再生機能が求められている。従って、
このような各種の規格のディスクを再生するための技術
が開発され、さらにそれを実現する構成の簡略化やコス
トダウンが課題になっている。
クシステムであるCDに対し、近年、より高密度なDV
Dシステムが提案・商品化され、普及が始まっている。
この再生装置であるDVDプレーヤにおいては、装置の
重複や使用上の煩雑さを避けるため、CDの互換再生が
必須となっている。また、CDプレーヤで再生可能とさ
れているCD−R(Compact Disc−write once)につい
ても、同様に互換再生機能が求められている。従って、
このような各種の規格のディスクを再生するための技術
が開発され、さらにそれを実現する構成の簡略化やコス
トダウンが課題になっている。
【0003】とりわけ、前述のCD−Rにおいては、記
録媒体の反射率が大きな波長依存性を持つ事から、DV
D用の650nm帯とは異なる780nm帯のレーザ光
源が必須であり、この2波長の光源を内蔵したピックア
ップ光学系が必要となっている。
録媒体の反射率が大きな波長依存性を持つ事から、DV
D用の650nm帯とは異なる780nm帯のレーザ光
源が必須であり、この2波長の光源を内蔵したピックア
ップ光学系が必要となっている。
【0004】このため、従来、独立した2つのピックア
ップを機械的に結合したもの、或いは、受発光集積素子
を各波長独立に取付け、ダイクロイックプリズムで同一
光軸に合成し、対物レンズなど一部の光学系を共用した
ものなどが開発されている。また、2個の波長の異なる
半導体レーザチップを同一パッケージに搭載し、他の部
品は独立であるものの光軸は共通化したものが提案され
ている。
ップを機械的に結合したもの、或いは、受発光集積素子
を各波長独立に取付け、ダイクロイックプリズムで同一
光軸に合成し、対物レンズなど一部の光学系を共用した
ものなどが開発されている。また、2個の波長の異なる
半導体レーザチップを同一パッケージに搭載し、他の部
品は独立であるものの光軸は共通化したものが提案され
ている。
【0005】一方、コストダウンや小型化といった要求
に合わせて、光ピックアップ光学系の集積化の試みも進
展している。例えば、半導体レーザ(LD)及びフォト
ディテクタ(PD)及びホログラム素子(HOE:Holo
graphic Optical Element)を一体化したデバイスが開
発され、CDを始め、DVD用途にも応用されつつあ
る。又、学会では、2波長でさらに集積化したものも提
案されている(例えばISOM'98 Technical Digest p
p22〜、Tu−D−01)。
に合わせて、光ピックアップ光学系の集積化の試みも進
展している。例えば、半導体レーザ(LD)及びフォト
ディテクタ(PD)及びホログラム素子(HOE:Holo
graphic Optical Element)を一体化したデバイスが開
発され、CDを始め、DVD用途にも応用されつつあ
る。又、学会では、2波長でさらに集積化したものも提
案されている(例えばISOM'98 Technical Digest p
p22〜、Tu−D−01)。
【0006】当該文献にもあるように、半導体レーザや
フォトディテクタを直近に配置できる集積デバイスにお
いては、ホログラム素子による回折光の受光部と半導体
レーザの発光点を略共役な位置に配置することが容易に
可能である。従って、ホログラム素子による±1次回折
光を共に利用した、コンプリメンタリ(相補的)なスポ
ットサイズ法(「SSD法」:Spot Size Detection)
によるフォーカス誤差検出が実現できる。この方式は、
他に実用化されている「ナイフエッジ法」と比較し、
ホログラム素子の厳密な位置調整が必ずしも必要でな
い、±1次回折光の一方を捨てる必要がなく高効率で
ある、といった利点を持っている。
フォトディテクタを直近に配置できる集積デバイスにお
いては、ホログラム素子による回折光の受光部と半導体
レーザの発光点を略共役な位置に配置することが容易に
可能である。従って、ホログラム素子による±1次回折
光を共に利用した、コンプリメンタリ(相補的)なスポ
ットサイズ法(「SSD法」:Spot Size Detection)
によるフォーカス誤差検出が実現できる。この方式は、
他に実用化されている「ナイフエッジ法」と比較し、
ホログラム素子の厳密な位置調整が必ずしも必要でな
い、±1次回折光の一方を捨てる必要がなく高効率で
ある、といった利点を持っている。
【0007】図7は、前記スポットサイズ法(「SSD
法」:Spot Size Detection)によるフォーカス誤差検
出を説明する説明図である(特開平5―10141
7)。より詳細には図7(a)は、前記フォーカス誤差
検出を行う装置の概略側面図であり、図7(b)は、前
記装置において回折光を検出するフォトダイオード等の
概略平面図である。
法」:Spot Size Detection)によるフォーカス誤差検
出を説明する説明図である(特開平5―10141
7)。より詳細には図7(a)は、前記フォーカス誤差
検出を行う装置の概略側面図であり、図7(b)は、前
記装置において回折光を検出するフォトダイオード等の
概略平面図である。
【0008】図7(a)に示すように、このフォーカス
誤差検出装置においては、光ディスク357により反射
された反射光は、対物レンズ356を経てホログラム素
子355により一対の共役光b1,b1´に分離され
る。ここに、前記ホログラム素子355は、前記共役光
b1が前記受光素子基板350の上方に焦点を結び、共
役光b1´が前記基板350の下方に焦点を結ぶように
構成されている。
誤差検出装置においては、光ディスク357により反射
された反射光は、対物レンズ356を経てホログラム素
子355により一対の共役光b1,b1´に分離され
る。ここに、前記ホログラム素子355は、前記共役光
b1が前記受光素子基板350の上方に焦点を結び、共
役光b1´が前記基板350の下方に焦点を結ぶように
構成されている。
【0009】そして図7(b)に示すように前記共役光
b1,b1´の各々は、受光素子基板350に設けた光
検出ダイオード352及び353で受光される。この光
検出ダイオード352及び353は、前記共役光b1及
びb1´が分光されるY方向と直交するX方向において
それぞれ、領域352a,352b,352c及び35
3a,353b,353cに3分割されている。
b1,b1´の各々は、受光素子基板350に設けた光
検出ダイオード352及び353で受光される。この光
検出ダイオード352及び353は、前記共役光b1及
びb1´が分光されるY方向と直交するX方向において
それぞれ、領域352a,352b,352c及び35
3a,353b,353cに3分割されている。
【0010】このように構成することにより前記光ディ
スク357に対するレーザ光のフォーカス誤差信号FE
は、前記受光領域352a,352b,352cの出力
をそれぞれw1,w2,w3とし、受光領域353a,
353b,353cの出力をそれぞれw4,w5,w6
とする時、 FE=(w1+w3+w5)−(w2+w4+w6) …(1) により与えられる。
スク357に対するレーザ光のフォーカス誤差信号FE
は、前記受光領域352a,352b,352cの出力
をそれぞれw1,w2,w3とし、受光領域353a,
353b,353cの出力をそれぞれw4,w5,w6
とする時、 FE=(w1+w3+w5)−(w2+w4+w6) …(1) により与えられる。
【0011】すなわち、レーザ光源351から出射され
立ち上げミラー354により立ち上げられたレーザ光が
対物レンズ356を介して光ディスク357へ入射され
る際に、当該ディスク357に対してレーザ光の焦点が
合っていれば、前記光検出ダイオード352上のスポッ
トS1及び光検出ダイオード353上のスポットS2の
大きさは同じとなり、式(1)のフォーカス誤差信号F
Eは零となる。これに対して前記光ディスク357に対
するレーザ光の焦点がずれている場合には、前記検出ダ
イオード352上のスポットS1と検出ダイオード35
3上のスポットS2の大きさが異なり、式(1)のフォ
ーカス誤差信号FEは零と異なる正又は負の値を有す
る。従って前記フォーカス誤差信号FEは、合焦点の前
後での極性が反転する。よって、前記フォーカス誤差信
号FEを検出することにより前記光ディスク357に対
するレーザ光の焦点合わせを行うことができる。
立ち上げミラー354により立ち上げられたレーザ光が
対物レンズ356を介して光ディスク357へ入射され
る際に、当該ディスク357に対してレーザ光の焦点が
合っていれば、前記光検出ダイオード352上のスポッ
トS1及び光検出ダイオード353上のスポットS2の
大きさは同じとなり、式(1)のフォーカス誤差信号F
Eは零となる。これに対して前記光ディスク357に対
するレーザ光の焦点がずれている場合には、前記検出ダ
イオード352上のスポットS1と検出ダイオード35
3上のスポットS2の大きさが異なり、式(1)のフォ
ーカス誤差信号FEは零と異なる正又は負の値を有す
る。従って前記フォーカス誤差信号FEは、合焦点の前
後での極性が反転する。よって、前記フォーカス誤差信
号FEを検出することにより前記光ディスク357に対
するレーザ光の焦点合わせを行うことができる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記スポッ
トサイズ法によるフォーカス誤差検出と前記2波長光学
系を両立させようとすると、ホログラム素子による回折
角の波長依存性が問題となる。
トサイズ法によるフォーカス誤差検出と前記2波長光学
系を両立させようとすると、ホログラム素子による回折
角の波長依存性が問題となる。
【0013】すなわち、回折格子においては、その周期
構造と光の波長の数学的関係によって回折角等の特性が
決まり、それゆえに異なる波長に対しては回折角が大き
く変化する。より詳細には、前記ホログラム素子を用い
た集積デバイスに適したフォーカス誤差検出法である前
記「スポットサイズ法」では、半導体レーザ発光点の共
役点の極く近傍にホログラム素子回折光を検出するフォ
トディテクタ受光面を配置することが必須である。しか
し、同一ホログラム素子へ異なる波長の光を入射させる
と、前記の特性変化によって最適なフォトディテクタ受
光面位置が大きく異なることとなる。従って、同一フォ
トディテクタ基板上に半導体レーザ及びフォトディテク
タを集積することは困難であった。また、ホログラム素
子のレンズ作用を最適化するための収差補正等について
も、両立する解の導出は困難であった。
構造と光の波長の数学的関係によって回折角等の特性が
決まり、それゆえに異なる波長に対しては回折角が大き
く変化する。より詳細には、前記ホログラム素子を用い
た集積デバイスに適したフォーカス誤差検出法である前
記「スポットサイズ法」では、半導体レーザ発光点の共
役点の極く近傍にホログラム素子回折光を検出するフォ
トディテクタ受光面を配置することが必須である。しか
し、同一ホログラム素子へ異なる波長の光を入射させる
と、前記の特性変化によって最適なフォトディテクタ受
光面位置が大きく異なることとなる。従って、同一フォ
トディテクタ基板上に半導体レーザ及びフォトディテク
タを集積することは困難であった。また、ホログラム素
子のレンズ作用を最適化するための収差補正等について
も、両立する解の導出は困難であった。
【0014】例えば、前述の2波長集積デバイス(IS
OM'98 Technical Digest pp22〜、Tu−D−01)
では、各波長につき±1次回折光の一方のみを使用する
形となっており、前記コンプリメンタリな構成は実現さ
れていない。
OM'98 Technical Digest pp22〜、Tu−D−01)
では、各波長につき±1次回折光の一方のみを使用する
形となっており、前記コンプリメンタリな構成は実現さ
れていない。
【0015】従って、本願発明は、前記の如き2波長の
光を使用する光学系において、±1次回折光を共に利用
したコンプリメンタリなフォーカス誤差検出を実現する
光デバイスを提供することを目的とする。
光を使用する光学系において、±1次回折光を共に利用
したコンプリメンタリなフォーカス誤差検出を実現する
光デバイスを提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本願発明の光デバイスは、第1及び第2の異なる波長
の光を用いて情報記録媒体から情報を読み取る光デバイ
スであって、同一平面内で領域分割され、少なくとも第
1の回折領域と第2の回折領域からなるホログラム素子
と、前記ホログラム素子の下方に配設され、複数の受光
領域を同一平面内に備える受光素子基板と、を備え、前
記第1の波長を有する光の、前記第1の回折領域による
±1次回折光が前記受光素子基板に入射する2つの位置
と、前記第2の波長を有する光の、前記第2の回折領域
による±1次回折光が前記受光素子基板に入射する2つ
の位置とが、略一致するようになされ、前記2つの位置
に配置された前記複数の受光領域からの出力に基づいて
フォーカス誤差信号を検出するようにした事を特徴とす
る。
の本願発明の光デバイスは、第1及び第2の異なる波長
の光を用いて情報記録媒体から情報を読み取る光デバイ
スであって、同一平面内で領域分割され、少なくとも第
1の回折領域と第2の回折領域からなるホログラム素子
と、前記ホログラム素子の下方に配設され、複数の受光
領域を同一平面内に備える受光素子基板と、を備え、前
記第1の波長を有する光の、前記第1の回折領域による
±1次回折光が前記受光素子基板に入射する2つの位置
と、前記第2の波長を有する光の、前記第2の回折領域
による±1次回折光が前記受光素子基板に入射する2つ
の位置とが、略一致するようになされ、前記2つの位置
に配置された前記複数の受光領域からの出力に基づいて
フォーカス誤差信号を検出するようにした事を特徴とす
る。
【0017】また本願発明の他の光デバイスは、少なく
とも、第1の波長のレーザ光を出力する第1のレーザ光
源と、第2の波長のレーザ光を出力する第2のレーザ光
源と、同一平面内で領域分割され、少なくとも第1の回
折領域と第2の回折領域からなるホログラム素子と、前
記ホログラム素子の下方に配設され、複数の受光領域を
同一平面内に備える受光素子基板と、を備え、前記第
1、第2のレーザ光源が100μm程度に接近して配置
されることにより、おおよそ同一の発光点と見なせると
同時に略同一の光軸を共有するものとされ、前記第1の
波長を有する入射光の、前記第1の回折領域による±1
次回折光が前記受光素子基板に入射する2つの位置と、
前記第2の波長を有する入射光の、前記第2の回折領域
による±1次回折光が前記受光素子基板に入射する2つ
の位置とが、略一致されるようにされ、前記2つの位置
と、前記光源の発光点若しくはその共役点とは、前記ホ
ログラム素子の中心から略等距離に設定され、前記2つ
の位置に配置された前記複数の受光領域からの出力に基
づいてフォーカス誤差信号を検出するようにした事を特
徴とする。
とも、第1の波長のレーザ光を出力する第1のレーザ光
源と、第2の波長のレーザ光を出力する第2のレーザ光
源と、同一平面内で領域分割され、少なくとも第1の回
折領域と第2の回折領域からなるホログラム素子と、前
記ホログラム素子の下方に配設され、複数の受光領域を
同一平面内に備える受光素子基板と、を備え、前記第
1、第2のレーザ光源が100μm程度に接近して配置
されることにより、おおよそ同一の発光点と見なせると
同時に略同一の光軸を共有するものとされ、前記第1の
波長を有する入射光の、前記第1の回折領域による±1
次回折光が前記受光素子基板に入射する2つの位置と、
前記第2の波長を有する入射光の、前記第2の回折領域
による±1次回折光が前記受光素子基板に入射する2つ
の位置とが、略一致されるようにされ、前記2つの位置
と、前記光源の発光点若しくはその共役点とは、前記ホ
ログラム素子の中心から略等距離に設定され、前記2つ
の位置に配置された前記複数の受光領域からの出力に基
づいてフォーカス誤差信号を検出するようにした事を特
徴とする。
【0018】また、前記光デバイスは、前記ホログラム
の中心から、前記+1次回折光の受光領域である第1受
光領域の中心までの光学距離をL1、前記ホログラムの
中心から、前記−1次回折光の受光領域である第2受光
領域の中心までの光学距離をL2、前記ホログラムの中
心から前記発光点までの光学距離をL0、前記ホログラ
ムの中心から受光素子基板の受光平面までの光学距離を
Lp、前記第1の回折領域の基本ピッチをΛ1、前記第
2の回折領域の基本ピッチをΛ2、前記第1の波長をλ
1、前記第2の波長をλ2、とした場合、 L0=L1=L2 Lp=L0cos{arcsin(λ1/Λ1)}=L0cos{arcsi
n(λ2/Λ2)} なる関係を、概ね満たすようにL1,L2,Λ1,Λ2
を定めることが望ましい。
の中心から、前記+1次回折光の受光領域である第1受
光領域の中心までの光学距離をL1、前記ホログラムの
中心から、前記−1次回折光の受光領域である第2受光
領域の中心までの光学距離をL2、前記ホログラムの中
心から前記発光点までの光学距離をL0、前記ホログラ
ムの中心から受光素子基板の受光平面までの光学距離を
Lp、前記第1の回折領域の基本ピッチをΛ1、前記第
2の回折領域の基本ピッチをΛ2、前記第1の波長をλ
1、前記第2の波長をλ2、とした場合、 L0=L1=L2 Lp=L0cos{arcsin(λ1/Λ1)}=L0cos{arcsi
n(λ2/Λ2)} なる関係を、概ね満たすようにL1,L2,Λ1,Λ2
を定めることが望ましい。
【0019】又、前記光デバイスは、さらに、前記第1
回折領域と第2回折領域を有するホログラム素子をガラ
ス板のごとき板状光透過媒体の一面に形成し、当該板状
光透過媒体の他の面に、前記ホログラム素子の格子方向
と直交する方向に格子方向を有する他のホログラム素子
を形成するのが好ましい。
回折領域と第2回折領域を有するホログラム素子をガラ
ス板のごとき板状光透過媒体の一面に形成し、当該板状
光透過媒体の他の面に、前記ホログラム素子の格子方向
と直交する方向に格子方向を有する他のホログラム素子
を形成するのが好ましい。
【0020】更に、前記光デバイスの前記ホログラム素
子は、ホログラム素子の中心を挟む対角位置に配置され
た1対の前記第1回折領域と、前記中心を挟む他の対角
位置に配置された1対の前記第2回折領域と、を備える
のが望ましい。
子は、ホログラム素子の中心を挟む対角位置に配置され
た1対の前記第1回折領域と、前記中心を挟む他の対角
位置に配置された1対の前記第2回折領域と、を備える
のが望ましい。
【0021】
【発明の実施の形態】以下図1乃至図6を参照してこの
発明の実施の態様を説明する。図において、同一又は類
似の要素は同一又は類似の番号で示す。
発明の実施の態様を説明する。図において、同一又は類
似の要素は同一又は類似の番号で示す。
【0022】この発明の第1の実施態様は、第1の波長
を有する光及び、第2の波長を有する光を用いて光ディ
スクの如き情報記録媒体から情報を読みとる光デバイス
である。この光デバイスでは、前記光ディスクからの反
射光を受けて一対の共役光を発生させるホログラム素子
は、第1の回折領域及び第2の回折領域を備えている。
そして、前記第1の回折領域及び第2の回折領域の格子
ピッチは、前記第1の波長を有する光の前記第1の回折
領域による±1次回折光が、受光素子基板へ入射する第
1位置及び第2位置と、前記第2の波長を有する光の前
記第2の回折領域による±1次回折光が、受光素子基板
へ入射する第1位置及び第2位置とが、それぞれほぼ一
致するように決定されている。
を有する光及び、第2の波長を有する光を用いて光ディ
スクの如き情報記録媒体から情報を読みとる光デバイス
である。この光デバイスでは、前記光ディスクからの反
射光を受けて一対の共役光を発生させるホログラム素子
は、第1の回折領域及び第2の回折領域を備えている。
そして、前記第1の回折領域及び第2の回折領域の格子
ピッチは、前記第1の波長を有する光の前記第1の回折
領域による±1次回折光が、受光素子基板へ入射する第
1位置及び第2位置と、前記第2の波長を有する光の前
記第2の回折領域による±1次回折光が、受光素子基板
へ入射する第1位置及び第2位置とが、それぞれほぼ一
致するように決定されている。
【0023】より詳細には、図1に示すように、前記ホ
ログラム素子10は、ホログラム素子10の中心Oを挟
む対角位置に配置された1対の前記第1の回折領域11
と、前記中心Oを挟む他の対角位置に配置された1対の
前記第2の回折領域13と、を備える。尚、ホログラム
素子の中心Oは、前記第1、第2の波長を有する光の発
光点の共役点を通り、対物レンズの光軸と平行な直線
と、ホログラム素子の交点として定まる。
ログラム素子10は、ホログラム素子10の中心Oを挟
む対角位置に配置された1対の前記第1の回折領域11
と、前記中心Oを挟む他の対角位置に配置された1対の
前記第2の回折領域13と、を備える。尚、ホログラム
素子の中心Oは、前記第1、第2の波長を有する光の発
光点の共役点を通り、対物レンズの光軸と平行な直線
と、ホログラム素子の交点として定まる。
【0024】また、前記第1の波長をλ1、前記第2の
波長をλ2、前記第1の回折領域の基本ピッチをΛ1、
前記第2の回折領域の基本ピッチをΛ2、とするとき、
前記基本ピッチΛ1、Λ2は、 λ1/Λ1=λ2/Λ2 … (2) を満たすように選択されている。
波長をλ2、前記第1の回折領域の基本ピッチをΛ1、
前記第2の回折領域の基本ピッチをΛ2、とするとき、
前記基本ピッチΛ1、Λ2は、 λ1/Λ1=λ2/Λ2 … (2) を満たすように選択されている。
【0025】更に、この実施形態では、前記ホログラム
素子の中心から前記第1位置及び第2位置における受光
領域中心までの距離が、前記第1、第2の波長を有する
光の発光点又はその共役点から前記ホログラム素子中心
までの距離とほぼ等しくなるように設定されている。こ
こに受光領域中心とは、前記第1、第2の回折領域の格
子軸方向と直交する方向(図1に於いてX軸方向)にお
ける受光領域の中心を意味する。
素子の中心から前記第1位置及び第2位置における受光
領域中心までの距離が、前記第1、第2の波長を有する
光の発光点又はその共役点から前記ホログラム素子中心
までの距離とほぼ等しくなるように設定されている。こ
こに受光領域中心とは、前記第1、第2の回折領域の格
子軸方向と直交する方向(図1に於いてX軸方向)にお
ける受光領域の中心を意味する。
【0026】図2は、前記第1の実施形態の作用を示
す。
す。
【0027】より詳細には図2(a)は、前記ホログラ
ム素子10の第1の回折領域11へ、第1の波長λ1を
有する光が入射する場合の±1次回折光b1、b1´を
示す。図2(b)は、前記第1の回折領域11へ第2の
波長λ2を有する光が入射する場合の±1次回折光b
2、b2´を示す。また、図2(c)、は、前記ホログ
ラム素子10の第2の回折領域13へ、第1の波長λ1
を有する光が入射する場合の±1次回折光b3、b3´
を示す。図2(d)は、前記第2の回折領域13へ、第
2の波長λ2を有する光が入射する場合の±1次回折光
b4、b4´を示す。
ム素子10の第1の回折領域11へ、第1の波長λ1を
有する光が入射する場合の±1次回折光b1、b1´を
示す。図2(b)は、前記第1の回折領域11へ第2の
波長λ2を有する光が入射する場合の±1次回折光b
2、b2´を示す。また、図2(c)、は、前記ホログ
ラム素子10の第2の回折領域13へ、第1の波長λ1
を有する光が入射する場合の±1次回折光b3、b3´
を示す。図2(d)は、前記第2の回折領域13へ、第
2の波長λ2を有する光が入射する場合の±1次回折光
b4、b4´を示す。
【0028】前記したように、この実施形態では、前記
第1の波長をλ1、前記第2の波長をλ2、前記第1の
回折領域の基本ピッチをΛ1、前記第2の回折領域の基
本ピッチをΛ2、とするとき、前記基本ピッチΛ1、Λ
2は、 λ1/Λ1=λ2/Λ2 … (2) を満たすように決定されている。
第1の波長をλ1、前記第2の波長をλ2、前記第1の
回折領域の基本ピッチをΛ1、前記第2の回折領域の基
本ピッチをΛ2、とするとき、前記基本ピッチΛ1、Λ
2は、 λ1/Λ1=λ2/Λ2 … (2) を満たすように決定されている。
【0029】従って、前記第1の回折領域11による前
記第1の波長λ1を有する光の±1次回折光b1、b1
´の回折角 θ1=arcsin(λ1/Λ1) と、前記第2の回折領域13による前記第2の波長λ2
を有する光の±1次回折光b4、b4´の回折角 θ4=arcsin(λ2/Λ2) とは、相互に一致する。よって、図2(a)及び図2
(d)に示すように、前記回折光b1、b1´が、受光
素子基板15へ入射する第1位置P1及び第2位置P1
´と、前記回折光b4、b4´が、受光素子基板15へ
入射する第1位置P1及び第2位置P1´とは、それぞ
れ相互にほぼ一致する。
記第1の波長λ1を有する光の±1次回折光b1、b1
´の回折角 θ1=arcsin(λ1/Λ1) と、前記第2の回折領域13による前記第2の波長λ2
を有する光の±1次回折光b4、b4´の回折角 θ4=arcsin(λ2/Λ2) とは、相互に一致する。よって、図2(a)及び図2
(d)に示すように、前記回折光b1、b1´が、受光
素子基板15へ入射する第1位置P1及び第2位置P1
´と、前記回折光b4、b4´が、受光素子基板15へ
入射する第1位置P1及び第2位置P1´とは、それぞ
れ相互にほぼ一致する。
【0030】尚、図1(b)に示すように、前記第1の
回折領域11による前記第2の波長λ2を有する光の回
折光b2,b2´は、前記受光素子基板15の上に於い
て、前記位置P1、P1´より相互に離間した位置P
2,P2´へ入射する。また、図1(c)に示すよう
に、前記第2の回折領域13による前記第1の波長λ1
を有する光の回折光b3,b3´は、前記受光素子基板
15の上に於いて、前記位置P1、P1´より相互に近
接した位置P3,P3´へ入射する。
回折領域11による前記第2の波長λ2を有する光の回
折光b2,b2´は、前記受光素子基板15の上に於い
て、前記位置P1、P1´より相互に離間した位置P
2,P2´へ入射する。また、図1(c)に示すよう
に、前記第2の回折領域13による前記第1の波長λ1
を有する光の回折光b3,b3´は、前記受光素子基板
15の上に於いて、前記位置P1、P1´より相互に近
接した位置P3,P3´へ入射する。
【0031】更に、前記したように、この実施態様で
は、前記ホログラム素子の中心から前記第1位置及び第
2位置における受光領域中心までの距離が、前記第1、
第2の波長を有する光の発光点又はその共役点から前記
ホログラム素子中心までの距離とほぼ等しくなるように
設定されている。すなわち、前記半導体レーザの発光点
(図示せず)の共役点Cからホログラム中心Oまでの光
学距離をL0とするとき、前記ホログラム中心Oから、
前記+1次回折光b1又はb4の受光領域A1の中心ま
での光学距離をL1とし、前記ホログラム中心Oから前
記−1次回折光b1´又はb4´の受光領域A2の中心
までの光学距離をL2とするとき、L1及びL2がL0
と等しくなるように設定されている。
は、前記ホログラム素子の中心から前記第1位置及び第
2位置における受光領域中心までの距離が、前記第1、
第2の波長を有する光の発光点又はその共役点から前記
ホログラム素子中心までの距離とほぼ等しくなるように
設定されている。すなわち、前記半導体レーザの発光点
(図示せず)の共役点Cからホログラム中心Oまでの光
学距離をL0とするとき、前記ホログラム中心Oから、
前記+1次回折光b1又はb4の受光領域A1の中心ま
での光学距離をL1とし、前記ホログラム中心Oから前
記−1次回折光b1´又はb4´の受光領域A2の中心
までの光学距離をL2とするとき、L1及びL2がL0
と等しくなるように設定されている。
【0032】これは、前記回折光b1〜b4´を受光す
る受光素子基板15の位置を、前記ホログラム素子を搭
載する回折素子基板17に対して次のように決定するこ
とを意味する。すなわち、図2(a)を参照するに、前
記ホログラム素子10の中心Oを中心とし、且つ、当該
ホログラム中心Oから前記共役点Cまでの距離L0を半
径とする円弧qを描く。一方、前記ホログラム素子10
の中心Oから前記回折角±θ1の方向へ直線L1、L2
を描く。そして、前記円弧qと前記直線L1、L2の交
点を求める。この交点を前記受光素子基板15の上面が
通るように、前記受光素子基板15の位置を決定する。
る受光素子基板15の位置を、前記ホログラム素子を搭
載する回折素子基板17に対して次のように決定するこ
とを意味する。すなわち、図2(a)を参照するに、前
記ホログラム素子10の中心Oを中心とし、且つ、当該
ホログラム中心Oから前記共役点Cまでの距離L0を半
径とする円弧qを描く。一方、前記ホログラム素子10
の中心Oから前記回折角±θ1の方向へ直線L1、L2
を描く。そして、前記円弧qと前記直線L1、L2の交
点を求める。この交点を前記受光素子基板15の上面が
通るように、前記受光素子基板15の位置を決定する。
【0033】前記受光素子基板15の位置をこのように
決定することにより、前記ホログラム素子10にレンズ
パワーを与えない場合の前記回折領域11,13による
±1次回折光b1、b1´、b4、b4´は、ちょうど
前記受光素子基板15の表面上で焦点を結ぶ。また、前
記ホログラム素子10にレンズパワーを与えると、前記
±1次回折光の一方には集束パワーが付加され他方には
発散パワーが付加され、各回折光の集光位置は前記受光
素子基板15の上方あるいは下方の逆方向にずれ、前記
コンプリメンタリなスポットサイズ法を行うための前提
条件が得られる。
決定することにより、前記ホログラム素子10にレンズ
パワーを与えない場合の前記回折領域11,13による
±1次回折光b1、b1´、b4、b4´は、ちょうど
前記受光素子基板15の表面上で焦点を結ぶ。また、前
記ホログラム素子10にレンズパワーを与えると、前記
±1次回折光の一方には集束パワーが付加され他方には
発散パワーが付加され、各回折光の集光位置は前記受光
素子基板15の上方あるいは下方の逆方向にずれ、前記
コンプリメンタリなスポットサイズ法を行うための前提
条件が得られる。
【0034】なお、前記の様に、受光素子基板15の位
置を設定するとき、前記ホログラム素子中心Oから受光
素子基板15の受光平面までの光学距離Lpは、 Lp=L0cos{arcsin(λ1/Λ1)}=L0cos{arcsin(λ2/Λ2)} … (3) を満たす。
置を設定するとき、前記ホログラム素子中心Oから受光
素子基板15の受光平面までの光学距離Lpは、 Lp=L0cos{arcsin(λ1/Λ1)}=L0cos{arcsin(λ2/Λ2)} … (3) を満たす。
【0035】なお、前記受光素子基板15の位置P1、
P1´には、それぞれ図7に於ける光検出ダイオード3
52及び353と同様の光検出ダイオード(図示せず)
が設けてある。従って、この実施態様によれば、2波長
λ1、λ2について、相補的スポットサイズ法によるフ
ォーカス誤差信号を、前記共役点Cに近接した位置P
1、P1´に於ける一対の光検出ダイオードからの出力
に基づいて演算することができる。
P1´には、それぞれ図7に於ける光検出ダイオード3
52及び353と同様の光検出ダイオード(図示せず)
が設けてある。従って、この実施態様によれば、2波長
λ1、λ2について、相補的スポットサイズ法によるフ
ォーカス誤差信号を、前記共役点Cに近接した位置P
1、P1´に於ける一対の光検出ダイオードからの出力
に基づいて演算することができる。
【0036】よって、この実施態様の光デバイスは以下
の如き利点を有する。
の如き利点を有する。
【0037】1)前記したように、相互に異なる2波長
λ1,λ2を有するレーザ光について、相補的なスポッ
トサイズ法(SSD)によるフォーカス誤差信号が得ら
れる。
λ1,λ2を有するレーザ光について、相補的なスポッ
トサイズ法(SSD)によるフォーカス誤差信号が得ら
れる。
【0038】2)前記第1及び第2の回折領域11、1
3は、回折素子基板17の1つの面に形成されるため、
ホログラム素子を作成する作業が容易となる。
3は、回折素子基板17の1つの面に形成されるため、
ホログラム素子を作成する作業が容易となる。
【0039】3)後述するように、前記回折素子基板1
7の他の面に3ビームトラッキング用のリニアグレーテ
ィングを形成することが可能となる。これにより、CD
ディスクについて、3ビームトラッキング法のトラッキ
ング誤差検出が可能となる。
7の他の面に3ビームトラッキング用のリニアグレーテ
ィングを形成することが可能となる。これにより、CD
ディスクについて、3ビームトラッキング法のトラッキ
ング誤差検出が可能となる。
【0040】尚、前記において、第1波長λ1を有する
光及び、第2波長λ2を有する光は、例えばそれぞれ、
波長650nmを有するDVD用レーザ光及び、波長7
80nmを有するCD用レーザ光である。
光及び、第2波長λ2を有する光は、例えばそれぞれ、
波長650nmを有するDVD用レーザ光及び、波長7
80nmを有するCD用レーザ光である。
【0041】図1、図3は、この発明の光デバイスの第
2の実施態様を示す。
2の実施態様を示す。
【0042】図1に示すように、この第2実施態様の前
記ホログラム素子10は、前記第1実施態様と同様に、
ホログラム素子10の中心Oを挟む対角位置に配置され
た1対の前記第1回折領域11と、前記中心Oを挟む他
の対角位置に配置された1対の前記第2回折領域13
と、を備える。より詳細には、前記第1回折領域11及
び第2回折領域13は、図示の通り、前記回折素子基板
上の円形の領域を十字で分割した場合の一対の対角方向
に存在する位置及び他の一対の対角方向に存在する位置
に、それぞれ形成される。これにより、ホログラム素子
10へ入射される入射光の強度が図1において上下左右
にずれた場合にも回折される回折光の強度がアンバラン
スとなることがない。
記ホログラム素子10は、前記第1実施態様と同様に、
ホログラム素子10の中心Oを挟む対角位置に配置され
た1対の前記第1回折領域11と、前記中心Oを挟む他
の対角位置に配置された1対の前記第2回折領域13
と、を備える。より詳細には、前記第1回折領域11及
び第2回折領域13は、図示の通り、前記回折素子基板
上の円形の領域を十字で分割した場合の一対の対角方向
に存在する位置及び他の一対の対角方向に存在する位置
に、それぞれ形成される。これにより、ホログラム素子
10へ入射される入射光の強度が図1において上下左右
にずれた場合にも回折される回折光の強度がアンバラン
スとなることがない。
【0043】又、この第2の実施態様において、前記第
1の回折領域の基本ピッチをΛ1及び前記第2の回折領
域の基本ピッチをΛ2は、前記第1の実施態様と同様
に、設定されている。即ち、前記のホログラム素子10
へ入射する2種類の波長の光の内、第1の光の波長をλ
1とし、第2の光の波長をλ2とするとき、前記基本ピ
ッチΛ1、Λ2は、 λ1/Λ1=λ2/Λ2 … (2) を満たすように選択されている。
1の回折領域の基本ピッチをΛ1及び前記第2の回折領
域の基本ピッチをΛ2は、前記第1の実施態様と同様
に、設定されている。即ち、前記のホログラム素子10
へ入射する2種類の波長の光の内、第1の光の波長をλ
1とし、第2の光の波長をλ2とするとき、前記基本ピ
ッチΛ1、Λ2は、 λ1/Λ1=λ2/Λ2 … (2) を満たすように選択されている。
【0044】さらにこの第2の実施形態において、前記
回折素子基板17に対する前記受光素子基板15の位置
も前記第1の実施形態と同様に設定されている。従っ
て、前記ホログラム素子の中心から前記第1位置及び第
2位置における受光領域中心までの距離L1、L2は、
前記第1、第2の波長を有する光の発光点又はその共役
点から前記ホログラム素子中心までの距離L0とほぼ等
しくなるようになっている。
回折素子基板17に対する前記受光素子基板15の位置
も前記第1の実施形態と同様に設定されている。従っ
て、前記ホログラム素子の中心から前記第1位置及び第
2位置における受光領域中心までの距離L1、L2は、
前記第1、第2の波長を有する光の発光点又はその共役
点から前記ホログラム素子中心までの距離L0とほぼ等
しくなるようになっている。
【0045】従って、前記ホログラム素子10へ第1の
波長λ1を有する入射光及び、第2の波長λ2を有する
入射光が入射する場合、前記第1、第2の回折領域1
1、13による±1次回折光は、前記第1の実施形態と
同様の態様で前記受光素子基板15へ入射する。
波長λ1を有する入射光及び、第2の波長λ2を有する
入射光が入射する場合、前記第1、第2の回折領域1
1、13による±1次回折光は、前記第1の実施形態と
同様の態様で前記受光素子基板15へ入射する。
【0046】すなわち、図3(a)に示すように、前記
ホログラム素子10へ第1波長λ1を有する入射光が入
射する場合、前記第1回折領域11による回折光(±1
次回折光)b1,b1´は、受光素子基板15上の位置
P1,P1´へ入射する。一方、前記の場合、前記第2
回折領域13により回折された±1次回折光b3,b3
´は、それぞれ前記受光素子基板15上において前記位
置P1、P1´より内側の(相互により近接した)位置
P3,P3´へ入射する。
ホログラム素子10へ第1波長λ1を有する入射光が入
射する場合、前記第1回折領域11による回折光(±1
次回折光)b1,b1´は、受光素子基板15上の位置
P1,P1´へ入射する。一方、前記の場合、前記第2
回折領域13により回折された±1次回折光b3,b3
´は、それぞれ前記受光素子基板15上において前記位
置P1、P1´より内側の(相互により近接した)位置
P3,P3´へ入射する。
【0047】また図3(b)に示すように、前記ホログ
ラム素子10へ第2波長λ2を有する入射光が入射され
た場合、前記第1回折領域11による回折光b2,b2
´は、前記受光素子基板15上の、前記P1、P1´よ
り外側の位置P2及びP2´へ入射される。また、前記
の場合、前記第2回折領域13により回折された±1次
回折光b4,b4´は、前記受光素子基板13上の位置
P1及びP1´へ入射される。
ラム素子10へ第2波長λ2を有する入射光が入射され
た場合、前記第1回折領域11による回折光b2,b2
´は、前記受光素子基板15上の、前記P1、P1´よ
り外側の位置P2及びP2´へ入射される。また、前記
の場合、前記第2回折領域13により回折された±1次
回折光b4,b4´は、前記受光素子基板13上の位置
P1及びP1´へ入射される。
【0048】図3(c)あるいは(d)に示すように、
前記受光素子基板15上の前記位置P1,P2,P3,
P1´,P2´,P3´には、前記±1次回折光b1,
b1´,b2,b2´,b3,b3´,b4,b4´を
検出するための受光素子としての光検出ダイオード21
a〜21pが設けてある。
前記受光素子基板15上の前記位置P1,P2,P3,
P1´,P2´,P3´には、前記±1次回折光b1,
b1´,b2,b2´,b3,b3´,b4,b4´を
検出するための受光素子としての光検出ダイオード21
a〜21pが設けてある。
【0049】より詳細には前記位置P1には受光素子2
1a,21b,21c,21dが設けてあり、位置P1
´には、受光素子21e,21f,21g,21hが設
けてあり、前記位置P2には前記受光素子21m,21
nが設けてあり、前記位置P2´には前記受光素子21
o,21pが設けてあり、前記位置P3には受光素子2
1i,21jが設けてあり、前記位置P3´には受光素
子21k,21lが設けてある。なお、図3(c)にお
いて、受光素子21a〜21d及び21e〜21hに付
された細い縞模様は、これらの受光素子へ前記第1の回
折領域11による回折光b1、b1´が入射することを
表し、受光素子21i〜21lに付された荒い縞模様
は、これらの受光素子へ前記第2の回折領域による回折
光b3、b3´が入射することを表す。図3(d)に於
ける受光素子上の縞模様も前記と同様のことを表す。
1a,21b,21c,21dが設けてあり、位置P1
´には、受光素子21e,21f,21g,21hが設
けてあり、前記位置P2には前記受光素子21m,21
nが設けてあり、前記位置P2´には前記受光素子21
o,21pが設けてあり、前記位置P3には受光素子2
1i,21jが設けてあり、前記位置P3´には受光素
子21k,21lが設けてある。なお、図3(c)にお
いて、受光素子21a〜21d及び21e〜21hに付
された細い縞模様は、これらの受光素子へ前記第1の回
折領域11による回折光b1、b1´が入射することを
表し、受光素子21i〜21lに付された荒い縞模様
は、これらの受光素子へ前記第2の回折領域による回折
光b3、b3´が入射することを表す。図3(d)に於
ける受光素子上の縞模様も前記と同様のことを表す。
【0050】前記位置P1,P1´に設けた受光素子2
1a〜21d及び21e〜21hは、フォーカス誤差検
出のために用いられる。より詳細には、前記受光素子2
1a〜21d及び21e〜21hからの出力をa〜d及
びe〜hとするとき、前記フォーカス誤差信号FEは、 FE=(a+d+f+g)−(b+c+e+h) と表わされる。
1a〜21d及び21e〜21hは、フォーカス誤差検
出のために用いられる。より詳細には、前記受光素子2
1a〜21d及び21e〜21hからの出力をa〜d及
びe〜hとするとき、前記フォーカス誤差信号FEは、 FE=(a+d+f+g)−(b+c+e+h) と表わされる。
【0051】既に述べたように、前記ホログラム素子1
0へ前記第1の波長λ1を有する入射光が入射されると
き、前記第1回折領域11による回折光b1及びb1´
は、前記受光素子21a〜21d及び21e〜21hへ
入力される。また、前記ホログラム素子10へ前記第2
波長λ2を有する入射光が入力されるとき前記第2回折
領域13による回折光b4,b4´も、前記受光素子2
1a〜21d及び21e〜21hへ入力される。従って
前記構成により、前記第1波長λ1を有する入射光につ
いても、前記第2波長λ2を有する入射光についても、
前記フォーカス誤差信号FEを検出することにより、記
録ディスクに対する入射光のフォーカス誤差を検出する
ことができる。
0へ前記第1の波長λ1を有する入射光が入射されると
き、前記第1回折領域11による回折光b1及びb1´
は、前記受光素子21a〜21d及び21e〜21hへ
入力される。また、前記ホログラム素子10へ前記第2
波長λ2を有する入射光が入力されるとき前記第2回折
領域13による回折光b4,b4´も、前記受光素子2
1a〜21d及び21e〜21hへ入力される。従って
前記構成により、前記第1波長λ1を有する入射光につ
いても、前記第2波長λ2を有する入射光についても、
前記フォーカス誤差信号FEを検出することにより、記
録ディスクに対する入射光のフォーカス誤差を検出する
ことができる。
【0052】尚、前記受光素子21m,21n,21
i,21j,21k,21l,21o,21pからの出
力は、前記光ディスク120(図4)に対する入射光の
トラッキング誤差を検出するために使用される。
i,21j,21k,21l,21o,21pからの出
力は、前記光ディスク120(図4)に対する入射光の
トラッキング誤差を検出するために使用される。
【0053】より詳細には、まず、前記位置P3,P3
´における受光素子21i,21j,21k,21l
は、前記第1波長λ1を有するレーザ光について前記ト
ラッキング誤差を検出するために使用される。さらに詳
細には、前記トラッキング誤差の検出は、この実施態様
では差分位相検出法(DPD)により行われ、この検出
を実行するための4つの信号DPD1,DPD2、DP
D3,DPD4は、前記受光素子21i〜21lの出力
及び、前記受光素子21a〜21hからの出力に基づい
て演算される。すなわち、前記受光素子21a〜21h
の出力をそれぞれa〜hとするとき、前記信号DPD1
〜DPD4は、 DPD1=(j+k)、DPD2=(c+d+e+
f)、 DPD3=(i+l)、DPD4=(a+b+g+h) で表わされる。
´における受光素子21i,21j,21k,21l
は、前記第1波長λ1を有するレーザ光について前記ト
ラッキング誤差を検出するために使用される。さらに詳
細には、前記トラッキング誤差の検出は、この実施態様
では差分位相検出法(DPD)により行われ、この検出
を実行するための4つの信号DPD1,DPD2、DP
D3,DPD4は、前記受光素子21i〜21lの出力
及び、前記受光素子21a〜21hからの出力に基づい
て演算される。すなわち、前記受光素子21a〜21h
の出力をそれぞれa〜hとするとき、前記信号DPD1
〜DPD4は、 DPD1=(j+k)、DPD2=(c+d+e+
f)、 DPD3=(i+l)、DPD4=(a+b+g+h) で表わされる。
【0054】また、前記第2の波長λ2を有するレーザ
光の前記光ディスク120に対するトラッキング誤差を
表わす信号DPD1,DPD2,DPD3,DPD4
は、前記受光素子21a〜21h及び21m〜21pか
らの出力に基づいて演算される。より詳細には、前記受
光素子21a〜21h及び21m〜21pからの出力
を、a〜h及びm〜pとするとき、前記信号DPD1〜
DPD4は、以下の式で表わされる。
光の前記光ディスク120に対するトラッキング誤差を
表わす信号DPD1,DPD2,DPD3,DPD4
は、前記受光素子21a〜21h及び21m〜21pか
らの出力に基づいて演算される。より詳細には、前記受
光素子21a〜21h及び21m〜21pからの出力
を、a〜h及びm〜pとするとき、前記信号DPD1〜
DPD4は、以下の式で表わされる。
【0055】DPD1=(c+d+e+f)、DPD2
=(n+p)、 DPD3=(a+b+g+h)、DPD4=(m+o) 従って、前記受光素子21a〜21pからの出力によ
り、前記第1の波長λ1を有するレーザ光及び、前記第
2の波長λ2を有するレーザ光の前記光ディスク120
に対するトラッキング誤差を検出することができる。
=(n+p)、 DPD3=(a+b+g+h)、DPD4=(m+o) 従って、前記受光素子21a〜21pからの出力によ
り、前記第1の波長λ1を有するレーザ光及び、前記第
2の波長λ2を有するレーザ光の前記光ディスク120
に対するトラッキング誤差を検出することができる。
【0056】尚、前記光ディスク120の記録信号RF
は、前記受光素子21a〜21pからの出力の和で表わ
される。すなわち、 RF=(a+b+c+……+o+p) である。
は、前記受光素子21a〜21pからの出力の和で表わ
される。すなわち、 RF=(a+b+c+……+o+p) である。
【0057】図4は、前記第2の実施形態を光ピックア
ップ装置へ実装した場合の具体例を示す。
ップ装置へ実装した場合の具体例を示す。
【0058】図4において、101は、光ディスク12
0への入射光軸を表わし、102は対物レンズ119へ
の入射光束を表わし、111は前記入射光束102の焦
点を表わし、115はレーザ光を出力する半導体レーザ
を表わし、116は、前記半導体レーザ115を搭載す
るサブマウントを表わし、117は、対物レンズ119
から出力される出射光束を表わし、118はマイクロミ
ラーを表わし、121は前記光ディスクに形成されたト
ラックを表わし、122は光ピックアップのパッケージ
を表わし、123はこのピックアップを搭載する筐体を
表わす。なお、図示の通り、この具体例では、前記回折
領域11、13の格子の軸方向は、前記トラック121
のタンジェンシャル方向(図においてY軸方向)に一致
されている。
0への入射光軸を表わし、102は対物レンズ119へ
の入射光束を表わし、111は前記入射光束102の焦
点を表わし、115はレーザ光を出力する半導体レーザ
を表わし、116は、前記半導体レーザ115を搭載す
るサブマウントを表わし、117は、対物レンズ119
から出力される出射光束を表わし、118はマイクロミ
ラーを表わし、121は前記光ディスクに形成されたト
ラックを表わし、122は光ピックアップのパッケージ
を表わし、123はこのピックアップを搭載する筐体を
表わす。なお、図示の通り、この具体例では、前記回折
領域11、13の格子の軸方向は、前記トラック121
のタンジェンシャル方向(図においてY軸方向)に一致
されている。
【0059】従って、前記半導体レーザ115から出射
され、マイクロミラー118で立ち上げられ、対物レン
ズ119で光ディスク120へ収束されたレーザ光は、
光ディスク120で反射された後、対物レンズ119を
介して前記第1の回折領域11あるいは第2の回折領域
13により回折され±1次回折光b2、b2´、b4、
b4´として、受光領域21a〜21h、21m〜21
pへ入射される。尚、ここでは前記第2の波長λ2が使
用された場合を示す。
され、マイクロミラー118で立ち上げられ、対物レン
ズ119で光ディスク120へ収束されたレーザ光は、
光ディスク120で反射された後、対物レンズ119を
介して前記第1の回折領域11あるいは第2の回折領域
13により回折され±1次回折光b2、b2´、b4、
b4´として、受光領域21a〜21h、21m〜21
pへ入射される。尚、ここでは前記第2の波長λ2が使
用された場合を示す。
【0060】既に述べたように、前記受光領域21a〜
21hからの出力により、前記光ディスク120に対す
る対物レンズ119からの出射光束のフォーカス誤差を
検出できる。また、前記受光領域21a〜21h及び2
1m〜21pからの出力により、前記光ディスク120
のトラック121に対する前記出射光束のトラッキング
誤差を検出することができる。
21hからの出力により、前記光ディスク120に対す
る対物レンズ119からの出射光束のフォーカス誤差を
検出できる。また、前記受光領域21a〜21h及び2
1m〜21pからの出力により、前記光ディスク120
のトラック121に対する前記出射光束のトラッキング
誤差を検出することができる。
【0061】図5及び図6は、この発明の光デバイスの
第3の実施形態を示す。
第3の実施形態を示す。
【0062】この第3の実施形態は、CDディスクを使
用する際において、トラッキング誤差検出を所謂3ビー
ム法で検出することが出来るものである。このため、図
5に示すように、この第3実施形態は、光透過媒体から
なる前記回折格子基板17の一面に、前記第1の回折領
域11と第2回折領域13を有するホログラム素子10
を形成すると共に、当該回折格子基板17の他の面に、
前記ホログラム素子10の格子軸方向と直交する方向に
格子軸方向を有する他のホログラム素子224を形成し
た。より詳細には、前記回折素子基板17の上面に前記
第1回折領域11及び第2回折領域13を有するホログ
ラム素子10を形成し、前記回折素子基板17の下面に
3ビーム生成用回折格子224を形成した。
用する際において、トラッキング誤差検出を所謂3ビー
ム法で検出することが出来るものである。このため、図
5に示すように、この第3実施形態は、光透過媒体から
なる前記回折格子基板17の一面に、前記第1の回折領
域11と第2回折領域13を有するホログラム素子10
を形成すると共に、当該回折格子基板17の他の面に、
前記ホログラム素子10の格子軸方向と直交する方向に
格子軸方向を有する他のホログラム素子224を形成し
た。より詳細には、前記回折素子基板17の上面に前記
第1回折領域11及び第2回折領域13を有するホログ
ラム素子10を形成し、前記回折素子基板17の下面に
3ビーム生成用回折格子224を形成した。
【0063】前記構成により、図6に示すように、CD
用光ディスク220のトラック221に対するトラッキ
ング誤差検出のために、3つのビーム(3ビーム)B
1,B2,B3が生成される。
用光ディスク220のトラック221に対するトラッキ
ング誤差検出のために、3つのビーム(3ビーム)B
1,B2,B3が生成される。
【0064】より詳細には、図6に示すように、半導体
レーザ215から出射されたレーザ光(波長λ2=78
0nm)はミラー218で立ち上げられ、前記3ビーム
生成用回折格子224により、Y軸方向に並ぶ3つのビ
ームB1,B2,B3が生成される。このビームB1、
B2、B3は、前記トラック221へタンジェンシャル
方向に並んで入射され、前記トラック221に対するビ
ームのトラッキング誤差をいわゆる3ビーム法で検出す
ることを可能とする。
レーザ215から出射されたレーザ光(波長λ2=78
0nm)はミラー218で立ち上げられ、前記3ビーム
生成用回折格子224により、Y軸方向に並ぶ3つのビ
ームB1,B2,B3が生成される。このビームB1、
B2、B3は、前記トラック221へタンジェンシャル
方向に並んで入射され、前記トラック221に対するビ
ームのトラッキング誤差をいわゆる3ビーム法で検出す
ることを可能とする。
【0065】再び図5を参照するに、前記光ディスク2
20から反射される前記3ビームB1,B2,B3を検
出するために、前記受光素子基板15の上の受光素子は
以下のように構成される。即ち、図5(c)、(d)に
示すように、前記第2波長λ2を有するCD用レーザ光
のトラッキング誤差を検出するために、前記フォーカス
誤差等を検出する受光素子21a〜21nの両側に、受
光素子21o,21pが配置される。より詳細には、前
記受光素子21o,21pは、受光素子21a〜21n
の両側に、前記3ビーム生成用回折格子224の格子軸
方向と直交する方向に(図5(c)(d)においてY軸
方向)整列して設けてある。
20から反射される前記3ビームB1,B2,B3を検
出するために、前記受光素子基板15の上の受光素子は
以下のように構成される。即ち、図5(c)、(d)に
示すように、前記第2波長λ2を有するCD用レーザ光
のトラッキング誤差を検出するために、前記フォーカス
誤差等を検出する受光素子21a〜21nの両側に、受
光素子21o,21pが配置される。より詳細には、前
記受光素子21o,21pは、受光素子21a〜21n
の両側に、前記3ビーム生成用回折格子224の格子軸
方向と直交する方向に(図5(c)(d)においてY軸
方向)整列して設けてある。
【0066】上記構成により、前記3ビームB1〜B3
の反射光は、受光素子21o又は、受光素子21a乃至
21h、又は受光素子21pにより検出される。即ち、
前記波長λ2を有するCD用レーザ光の前記トラック2
21に対するトラッキング誤差は、前記受光素子21
o,21pからの出力をo,pとするとき、これらの出
力に基づいて、トラッキング誤差信号 TE(3ビーム)=o−p を演算することにより検出される。
の反射光は、受光素子21o又は、受光素子21a乃至
21h、又は受光素子21pにより検出される。即ち、
前記波長λ2を有するCD用レーザ光の前記トラック2
21に対するトラッキング誤差は、前記受光素子21
o,21pからの出力をo,pとするとき、これらの出
力に基づいて、トラッキング誤差信号 TE(3ビーム)=o−p を演算することにより検出される。
【0067】尚、この第3実施形態は、前記3ビーム生
成用回折格子224を設けた点、及び前記受光素子21
m〜21pの配置を変更した点を除いて、前記第2実施
形態の構成と同一である。
成用回折格子224を設けた点、及び前記受光素子21
m〜21pの配置を変更した点を除いて、前記第2実施
形態の構成と同一である。
【0068】すなわち、例えば前記ホログラム素子10
は図1に示す態様で前記第1回折領域11及び第2回折
領域13に分割されている。また、前記第1の回折領域
11及び第2の回折領域13の基本ピッチは、前記第
1、第2の実施態様のそれと同様に設定されている。
は図1に示す態様で前記第1回折領域11及び第2回折
領域13に分割されている。また、前記第1の回折領域
11及び第2の回折領域13の基本ピッチは、前記第
1、第2の実施態様のそれと同様に設定されている。
【0069】また、前記受光素子基板15と回折素子基
板17との間隔も前記第1、第2の実施形態と同様に設
定されている。
板17との間隔も前記第1、第2の実施形態と同様に設
定されている。
【0070】また前記受光素子21a〜21lの配置は
第2実施形態における受光素子21a〜21lの配置
(図3(c)(d)参照)と同様である。但し、第3実
施態様の受光素子21m、21nは、それぞれ、第2実
施態様の受光素子21m、21nの位置或いは、第2実
施態様の受光素子21o,21pの位置を占めるように
配置されている。
第2実施形態における受光素子21a〜21lの配置
(図3(c)(d)参照)と同様である。但し、第3実
施態様の受光素子21m、21nは、それぞれ、第2実
施態様の受光素子21m、21nの位置或いは、第2実
施態様の受光素子21o,21pの位置を占めるように
配置されている。
【0071】従って、第3実施態様においても、前記受
光素子21a〜21pからの信号に基づいて、前記第1
の波長λ1を有するレーザ光及び、前記第2の波長λ2
を有するレーザ光について、コンプリメンタリ(相補
的)なスポットサイズ法によるフォーカス誤差信号が検
出でき、且つ、DVD用光ディスクについて、差分位相
検出法(DPD)のトラッキング誤差信号を得ることが
できる。
光素子21a〜21pからの信号に基づいて、前記第1
の波長λ1を有するレーザ光及び、前記第2の波長λ2
を有するレーザ光について、コンプリメンタリ(相補
的)なスポットサイズ法によるフォーカス誤差信号が検
出でき、且つ、DVD用光ディスクについて、差分位相
検出法(DPD)のトラッキング誤差信号を得ることが
できる。
【0072】尚、図5(c),(d)においても、受光
素子に付けた縞模様は、細い縞模様を付けた受光素子に
は、前記第1回折領域11からの回折光が入射し、幅広
間隔の縞模様を付した受光素子には、前記第2回折領域
13からの回折光が入射することを表す。
素子に付けた縞模様は、細い縞模様を付けた受光素子に
は、前記第1回折領域11からの回折光が入射し、幅広
間隔の縞模様を付した受光素子には、前記第2回折領域
13からの回折光が入射することを表す。
【0073】尚、この第3実施形態においては、図5
(c)に示すように、前記第1の波長λ1を有する入射
光が前記ホログラム素子10へ入力される場合には、前
記受光素子21oと21pには、回折光が入射されない
ように(すなわち、この方向への回折光の強度が零とな
るように)前記3ビーム生成用回折格子224の回折縞
が設計されている。
(c)に示すように、前記第1の波長λ1を有する入射
光が前記ホログラム素子10へ入力される場合には、前
記受光素子21oと21pには、回折光が入射されない
ように(すなわち、この方向への回折光の強度が零とな
るように)前記3ビーム生成用回折格子224の回折縞
が設計されている。
【0074】以上のとおり、この第3実施形態によれ
ば、前記第1の波長λ1を有するレーザ光及び前記第2
の波長λ2を有するレーザ光についてコンプリメンタリ
(相補的)なスポットサイズ法によるフォーカス誤差信
号が検出でき、且つ、CD用光ディスクに対しては3ビ
ーム法のトラッキング誤差信号が得られ、且つ、DVD
用光ディスクについては差分位相検出法(DPD)のト
ラッキング誤差信号を得ることができる。
ば、前記第1の波長λ1を有するレーザ光及び前記第2
の波長λ2を有するレーザ光についてコンプリメンタリ
(相補的)なスポットサイズ法によるフォーカス誤差信
号が検出でき、且つ、CD用光ディスクに対しては3ビ
ーム法のトラッキング誤差信号が得られ、且つ、DVD
用光ディスクについては差分位相検出法(DPD)のト
ラッキング誤差信号を得ることができる。
【0075】なお、本願発明は、本願発明の光デバイス
を備えた光ピックアップも含む。此の光ピックアップ
は、例えば、図4、図6に示す如き、筐体123と、対
物レンズ119と、光デバイスにして、ホログラム素子
11及び受光素子21a〜21pを含む光デバイスと、
を備える。
を備えた光ピックアップも含む。此の光ピックアップ
は、例えば、図4、図6に示す如き、筐体123と、対
物レンズ119と、光デバイスにして、ホログラム素子
11及び受光素子21a〜21pを含む光デバイスと、
を備える。
【0076】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
2波長の光学系で、±1次回折光を共に利用したコンプ
リメンタリなフォーカス誤差検出を実現することができ
る。
2波長の光学系で、±1次回折光を共に利用したコンプ
リメンタリなフォーカス誤差検出を実現することができ
る。
【0077】従ってまた、DVD及びCD−R互換ピッ
クアップ或いは再生装置において、小型化・簡素化・低
コスト化・高効率化を実現することができる。
クアップ或いは再生装置において、小型化・簡素化・低
コスト化・高効率化を実現することができる。
【図1】図1は、この発明の光デバイスの第1、第2、
第3の実施形態におけるホログラム素子を表わす概略図
である。
第3の実施形態におけるホログラム素子を表わす概略図
である。
【図2】図2は、前記第1の実施形態の作用を示す説明
図である。
図である。
【図3】図3は、この発明の光デバイスの第2の実施形
態の構成及び作用を表わす概略図である。
態の構成及び作用を表わす概略図である。
【図4】図4は、この発明の第2の実施態様を光ピック
アップに適用した具体例を表わす概略図である。
アップに適用した具体例を表わす概略図である。
【図5】図5は、この発明の光デバイスの第3の実施形
態を表わす概略図である。
態を表わす概略図である。
【図6】図6は、この発明の光デバイスの第3の実施形
態を示す概略図である。
態を示す概略図である。
【図7】従来のフォーカス誤差検出装置を表わす説明図
である。
である。
10:ホログラム素子 11:第1の回折領域 13:第2回折領域 15:受光素子基板 17:回折素子基板 21a〜21p:受光素子 224:3ビーム生成用回折格子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5D118 AA03 AA26 BA01 BB02 BF02 BF03 CC12 CC17 CD02 CD03 CD08 CF03 CF05 CG07 CG26 DA20 5D119 AA04 AA41 AA43 BA01 CA09 DA01 DA05 EA02 EA03 EC45 EC47 FA05 FA08 JA15 KA02 KA17 KA19
Claims (5)
- 【請求項1】 第1及び第2の異なる波長の光を用いて
情報記録媒体から情報を読み取るための光デバイスであ
って、 同一平面内で領域分割され、少なくとも第1の回折領域
と第2の回折領域からなるホログラム素子と、 前記ホログラム素子の下方に配設され、複数の受光領域
を同一平面内に備える受光素子基板と、を備え、 前記第1の波長を有する光の、前記第1の回折領域によ
る±1次回折光が前記受光素子基板に入射する2つの位
置と、前記第2の波長を有する光の、前記第2の回折領
域による±1次回折光が前記受光素子基板に入射する2
つの位置とが、 略一致するようになされ、 前記2つの位置に配置された前記複数の受光領域からの
出力に基づいてフォーカス誤差信号を検出するようにし
た事を特徴とする光デバイス。 - 【請求項2】 光を用いて、情報記録媒体から情報を読
み取るための光デバイスであって、少なくとも、 第1の波長のレーザ光を出力する第1のレーザ光源と、 第2の波長のレーザ光を出力する第2のレーザ光源と、 同一平面内で領域分割され、少なくとも第1の回折領域
と第2の回折領域からなるホログラム素子と、 前記ホログラム素子の下方に配設され、複数の受光領域
を同一平面内に備える受光素子基板と、を備え、 前記第1、第2のレーザ光源が100μm程度に接近し
て配置されることにより、おおよそ同一の発光点と見な
せると同時に略同一の光軸を共有するものとされ、 前記第1の波長を有する入射光の、前記第1の回折領域
による±1次回折光が前記受光素子基板に入射する2つ
の位置と、前記第2の波長を有する入射光の、前記第2
の回折領域による±1次回折光が前記受光素子基板に入
射する2つの位置とが、略一致されるようにされ、 前記2つの位置と、前記光源の発光点若しくはその共役
点とは、前記ホログラム素子の中心から略等距離に設定
され、 前記2つの位置に配置された前記複数の受光領域からの
出力に基づいてフォーカス誤差信号を検出するようにし
た事を特徴とする光デバイス。 - 【請求項3】 前記請求項1乃至請求項2の光デバイス
であって、 前記ホログラムの中心から、前記+1次回折光の受光領
域である第1受光領域の中心までの光学距離をL1、 前記ホログラムの中心から、前記−1次回折光の受光領
域である第2受光領域の中心までの光学距離をL2、 前記ホログラムの中心から前記発光点までの光学距離を
L0、 前記ホログラムの中心から受光素子基板の受光平面まで
の光学距離をLp、 前記第1の回折領域の基本ピッチをΛ1、 前記第2の回折領域の基本ピッチをΛ2、 前記第1の波長をλ1、 前記第2の波長をλ2、とした場合、 L0=L1=L2 Lp=L0cos{arcsin(λ1/Λ1)}=L0cos{arcsi
n(λ2/Λ2)} なる関係を、概ね満たすようにL1,L2,Λ1,Λ2
を定めたことを特徴とする光デバイス。 - 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれかの光デバイス
にして、前記第1の回折領域と第2の回折領域を有する
ホログラム素子を、光透過媒体からなる回折素子基板の
一面に形成し、当該回折素子基板の他の面に、前記ホロ
グラム素子の格子軸方向と略直交する方向に格子軸方向
を有する回折格子を形成したことを特徴とする光デバイ
ス。 - 【請求項5】 請求項1乃至3のいずれかの光デバイス
にして、前記ホログラム素子は、ホログラム素子の中心
を挟む対角位置に配置された1対の前記第1の回折領域
と、前記中心を挟む他の対角位置に配置された1対の前
記第2の回折領域と、を備えることを特徴とする光デバ
イス。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25801999A JP2001084609A (ja) | 1999-09-10 | 1999-09-10 | 光デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25801999A JP2001084609A (ja) | 1999-09-10 | 1999-09-10 | 光デバイス |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001084609A true JP2001084609A (ja) | 2001-03-30 |
Family
ID=17314410
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP25801999A Pending JP2001084609A (ja) | 1999-09-10 | 1999-09-10 | 光デバイス |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001084609A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002342948A (ja) * | 2001-05-18 | 2002-11-29 | Hitachi Computer Peripherals Co Ltd | フォーカス制御装置およびフォーカス引き込み方法 |
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1999
- 1999-09-10 JP JP25801999A patent/JP2001084609A/ja active Pending
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