JP3377334B2 - 光ヘッド装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、光ディスクあるいは光
カードなど、光媒体もしくは光磁気媒体上に情報の記録
・再生あるいは消去を行う光ヘッド装置に関するもので
ある。 【０００２】 【従来の技術】高密度・大容量の記憶媒体として、ピッ
ト状パターンを有する光ディスクを用いる光メモリ技術
は、ディジタルオーディオディスク、ビデオディスク、
文書ファイルディスク、さらにはデータファイルなどそ
の応用が拡大しつつある。この光メモリ技術では、情報
は微小に絞られた光ビームを介して光ディスクへ高い精
度と信頼性を持って記録再生される。この記録再生動作
は、ひとえにその光学系に依存している。 【０００３】その光学系の主要部である光ヘッド装置の
基本的な機能は、回折限界の微小スポットを形成する集
光、前記光学系の焦点制御とトラッキング制御、及びピ
ット信号の検出、に大別される。これらの機能は、その
目的と用途に応じて各種の光学系と光電変換検出方式の
組合せによって実現されている。 【０００４】特に近年、光ヘッド装置を小型化、薄型化
するために、ホログラムを用いた光ヘッド装置が開示さ
れている。 【０００５】以下、上述した光ヘッド装置の第１の従来
例について図１８及び図１９を用いて説明する。なお、
各図の左下部に表示したｘｙｚ座標において、同一座標
軸が図面上で同一方向を示す。 【０００６】図１８は第１の従来例の光ヘッド装置の側
面図である。この光ヘッド装置は、半導体レーザ１０
１、光検出器１９０、コリメーティングレンズ１０２、
ホログラム素子１７０、対物レンズ１０３、光ディスク
１０５から構成されている。 【０００７】半導体レーザ１０１からの出射光Ｌ０はコ
リメーティングレンズ１０２で集光され、ホログラム素
子１７０を透過して対物レンズ１０３に入射する。そし
て対物レンズ１０３によって光ディスク１０５上に集光
される。光ディスク１０５で反射した光ビ−ムは、もと
の光路を逆にたどってホログラム素子１７０に入射す
る。ホログラム素子１７０で生じる復路の回折光Ｌ１
は、光検出器１９０に入射して検出される。この光検出
器１９０の出力を演算することによって、サーボ信号及
び情報信号が得られる。 【０００８】ホログラム素子１７０および光検出器１９
０の詳細な構成と、両者の相互配置を図１９に示す。図
１９は、ｚ軸の負の方向（紙面上で光ディスク１０５か
ら半導体レーザ１０１へ向かう方向）におけるホログラ
ム素子１７０と光検出器１９０の平面図を示す。図１９
ではその図内の上部と下部に並べて示したが、実際に
は、ｙ軸上の位置関係では、ホログラム素子１７０の中
心は光検出器１９０の中心と一致しており、ｚ軸方向か
ら見ると両者は重なるはずである。しかし詳細な構造を
理解しやすくするために、図１９ではホログラム素子１
７０をｙ軸方向に所定の距離だけずらして図示してい
る。また同じ理由でホログラム素子１７０の寸法に対す
る光検出器１９０の寸法が拡大されている。ホログラム
素子１７０はホログラムパターンの異なる３つの領域１
７０ａ、１７０ｂ、１７０ｃから構成されている。また
光検出器１９０の検出領域は領域Ｓ２ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ１
ａ、Ｓ１ｃ、Ｓ１ｂ’、Ｓ１ａ’、Ｓ１ｃ’及びＳ２ｂ
に分割されている。 【０００９】領域１７０ａは、ホログラム素子１７０を
透過する復路の＋１次回折光が曲率の異なる２種類の球
面波となるように設計されている。第１及び第２の種類
のそれぞれの球面波は光検出器１９０の面の前側（ｚ軸
上で紙面の上方、すなわち光検出器１９０の検出面から
離れたホログラム素子１７０に近い位置であり、以後単
に「前側」と表記する）と後ろ側（ｚ軸上で紙面の下
方、すなわち光検出器１９０の検出面から離れたホログ
ラム素子１７０から遠い位置であり、以後単に「後ろ
側」と表記する）に焦点を持っており、両球面波は、図
１９に示す光検出器１９０の表面上のそれぞれの光ビー
ムのスポットを示す断面Ｌ１ａ、Ｌ１ａ’に入射してい
る。 【００１０】フォーカスエラー信号ＦＥは、この焦点位
置の違いを利用する公知のＳＳＤ（スポットサイズ検出
法）法により検出する。つまりフォーカスエラー信号Ｆ
Ｅは、各検出領域の符号でその出力値を表記すると、
（式１）の演算によって得られる。 FE＝(S1a−S1b−S1c)−(S1a'−S1b'−S1c') ・・・・（式１） ホログラム素子１７０の領域１７０ｂおよび領域１７０
ｃを透過する光は、それぞれ光検出器１９０の領域Ｓ２
ａ、Ｓ２ｂに入射するように設計されている。トラッキ
ングエラー信号ＴＥはプッシュプル法によって検出す
る。トラッキング信号ＴＥは、光検出器１９０の各検出
領域の符号でその出力値を表記すると、（式２）の演算
によって得られる。 TE＝S2a−S2b ・・・・（式２） 以上の第１の従来例の構成では、半導体レーザ１０１と
光検出器１９０が接近して配置されており、小型の光ヘ
ッドが実現できる。 【００１１】第２の従来例を図２０および図２１を参照
しながら説明する。なお、各図の左下部に表示したｘｙ
ｚ座標において、同一座標軸は同一方向を示す。 【００１２】図２０において、この光ヘッド装置は回折
格子１１１、コリメーティングレンズ１０２、ホログラ
ム素子１７０、対物レンズ１０３、光ディスク１０５を
有する。 【００１３】この光ヘッド装置はさらに本発明の光ヘッ
ド装置と共通に用いられる図２に構造を示すＬＤ−ＰＤ
モジュール（レーザーダイオード・ホトディテクタ・モ
ジュール）１１４を有する。図２においてＬＤ−ＰＤモ
ジュール１１４はシリコン基板２０４、シリコン基板２
０４に固定された半導体レーザ１０１及びシリコン基板
２０４の表面に形成された光検出器１９１、１９２を有
する。 【００１４】また、シリコン基板２０４にはエッチング
ミラー２０５が形成されており、半導体レーザ１０１か
らｙ軸方向に放射される出射光をエッチングミラー２０
５で反射させてシリコン基板２０４のｚ軸方向に光ビー
ムＬ０として出射させる。従って光ビームＬ０はｚ軸方
向で見かけの発光点１０１Ａから出射される。 【００１５】図２０において出射光Ｌ０は、回折格子１
１１を透過することによりトラッキングエラー信号検出
用の１対のサブビーム（図示省略）が形成される。次
に、これらの光はホログラム素子１７０を透過して対物
レンズ１０３に入射し、光ディスク１０５上に集光され
る。 【００１６】光ディスク１０５で反射した光ビ−ムは、
もとの光路を逆にたどってホログラム素子１７０に入射
する。ホログラム素子１７０から生じる復路の±１次回
折光（Ｌ１、Ｌ２）は、それぞれＬＤ−ＰＤモジュール
１１４内の光検出器１９１および１９２に入射して検出
される。光検出器１９１および１９２の出力を演算する
ことによって、フォーカスエラー信号ＦＥとトラッキン
グエラー信号ＴＥを含むサーボ信号及び情報信号が得ら
れる。 【００１７】ホログラム素子１７０およびＬＤ−ＰＤモ
ジュール１１４の詳細な構成を、図２１に示す。図２１
は、図２０において、ｚ軸の負の方向（紙面上で光ディ
スク１０５からＬＤ−ＰＤモジュール１１４へ向かう方
向）におけるホログラム素子１７０とＬＤ−ＰＤモジュ
ール１１４の平面図を示す。図２１ではその図内の上部
と下部に並べて示したが、実際には、ｙ軸上の位置関係
では、ホログラム素子１７０の中心はＬＤ−ＰＤモジュ
ール１１４の中心と一致しており、ｚ軸方向から見ると
両者は重なるはずであるが、詳細な構造を理解しやすく
するために、図２１ではホログラム素子１７０をｙ軸方
向で所定の距離だけずらして図示している。また同じ理
由で、ホログラム素子１７０の寸法に対してＬＤ−ＰＤ
モジュール１１４の寸法が拡大されている。 【００１８】ホログラム素子１７０は、図２１に示すホ
ログラムパターンを有する単一の領域からなるフレネル
ゾーンプレートである。図２１はＬＤ−ＰＤモジュール
１１４の半導体レーザ１０１の見かけの発光点１０１Ａ
と、光検出器１９１および１９２との位置関係を示して
いる。光検出器１９１の検出面は領域Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ、
Ｓ１ｃ、Ｓ３ａ及びＳ３ｂに分割されている。光検出器
１９２の検出面は領域Ｓ２ａ、Ｓ２ｂ、Ｓ２ｃ、Ｓ４ａ
及びＳ４ｂに分割されている。 【００１９】図２０においてホログラム素子１７０によ
る回折光Ｌ１、Ｌ２は、それぞれ光検出器１９１および
１９２に入射する。その光検出器１９１、１９２の表面
における光ビームの断面が図中の円Ｌ１ａ、Ｌ１ｂ、Ｌ
１ｃ、Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｃによって示されている。
ここで断面Ｌ１ａ，Ｌ２ａは、主ビームによるスポット
を表している。また、断面Ｌ１ｂ、Ｌ１ｃ、Ｌ２ｂ及び
Ｌ２ｃは、副ビームによるスポットを表している。 【００２０】ホログラム素子１７０がフレネルゾーンプ
レートであるので、回折光Ｌ１は半導体レーザ１０１の
見かけの発光点１０１Ａに対して前方（ｚ軸の正方向、
紙面垂直上方）に収束する。また、回折光Ｌ２は後方
（ｚ軸の負方向）に収束する。 【００２１】フォーカスエラー信号ＦＥは、この収束位
置の違いを利用する公知のＳＳＤ法により検出する。つ
まりフォーカスエラー信号ＦＥは、光検出器１９１、１
９２の各検出領域の符号でその出力値を表記すると、下
記（式３）の演算によって得られる。 FE＝(S1a−S1b−S1c)−(S2a−S2b−S2c) ・・・・（式３） 一方、トラッキングエラー信号ＴＥは、公知の３ビーム
法によって検出する。つまりトラッキング信号ＴＥは、
各検出領域の符号でその出力値を表すと、下記（式４）
の演算によって得られる。 TE＝(S3a＋S4a)−(S3b＋S4b) ・・・・（式４） 【００２２】 【発明が解決しようとする課題】上記第１の従来例の構
成は、ホログラム素子１７０から発生する＋１次回折光
を分割してフォーカスエラー信号とトラッキングエラー
信号の両方を得ている。従って、−１次回折光を利用し
ていないため、光の利用効率が低い。 【００２３】例えば光源出力が小さい場合や、情報媒体
の反射率が低い場合、また、光学系の光の伝送効率が低
い場合、さらには、情報の消去が可能な情報媒体から信
号の読み出しを行うため、情報媒体上の光出力を低く抑
えなければならないときなどには、光の利用効率が低い
と、雑音と信号の比（Ｓ／Ｎ比）が低くなる。 【００２４】また、回路系のオフセット（例えば演算増
幅器のオフセット）が温度変化や経時変化などによって
変化したときには、サーボ信号に大きなオフセットが発
生する可能性があるという、課題があった。 【００２５】さらに、この構成では断面Ｌ１ａ及びＬ１
ａ’に入射するフォーカスエラー信号ＦＥの検出のため
の光ビームには、トラッキングエラー信号ＴＥを検出す
るための領域１７０ｂ、１７０ｃの光が欠け落ちてい
る。そのため、フォーカスエラー信号の直線性が乱れサ
ーボ特性の劣化を招くという課題があった。 【００２６】また、トラッキングエラー信号ＴＥをホロ
グラム素子１７０の一部の領域の光ビームのみで検出し
ているため、ディスク上に傷が存在した場合不安定にな
るという課題もあった。 【００２７】また第２の従来例では、図２のような構成
のＬＤ−ＰＤモジュール１１４を用いているため、本質
的にフォーカスエラー信号ＦＥにフォーカスオフセット
が存在する。 【００２８】これは、エッチングミラー２０５を形成す
るため、シリコン基板２０４に凹部を設けて、エッチン
グミラー２０５によって半導体レーザ１０１の出射光が
折り曲げられているので、見かけの発光点１０１Ａはシ
リコン基板２０４表面、つまり光検出器１９１および１
９２の面に対して後方（ｚ軸の負の方向）にずれること
となる。 【００２９】一方、ホログラム素子１７０によって発生
する回折光Ｌ１，Ｌ２は、ほぼ見かけの発光点から＋ｚ
方向及び−ｚ方向に等しい距離だけ離れて焦点を持つ光
となる。従って、前述の発光点のずれにより、光検出器
１９１および１９２面では、光ビームＬ１およびＬ２の
スポットサイズが異なり、（式１）によって得られるフ
ォーカスエラー信号は合焦点時には零にはならない。 【００３０】この様に、この構成の光ヘッドは、オフセ
ットを持ちフォーカスサーボの安定性、ひいては信号の
劣化を招くという課題がある。 【００３１】また、トラッキングエラー信号ＴＥ検出の
ため往路において副ビームを生成しているために、ディ
スク面上での光強度が要求される録再ヘッドには十分な
光強度が確保できないという課題もある。 【００３２】さらに、この第２の従来例では３ビーム法
によりトラッキングエラー信号ＴＥを検出しているた
め、１対の副ビームを必要としている。このため、光デ
ィスク面上での主ビームの光強度が低下してしまう。特
に、録再用光ヘッドはディスク面上で大きな光強度が必
要であり、この構成の光ヘッドは使用困難である。 【００３３】本発明は、サーボ特性が安定で、光の利用
効率の良い光ヘッドを提供するものである。 【００３４】 【課題を解決するための手段】本発明の光ヘッド装置
は、光ビームを放射する放射光源と、前記放射光源から
の光ビームを受け情報媒体上へ微小スポットに収束する
集光光学系と、前記情報媒体で反射した光を回折して＋
ｎ次回折光と−ｎ次回折光（ｎ：自然数）を同時に発生
するホログラム素子と、前記ホログラム素子により回折
した光を検出する複数の検出領域からなる光検出器を有
し、前記放射光源が前記光検出器に固定されており、前
記放射光源の発光点が前記光検出器の面外にあり、前記
ホログラム素子は、互に異なる第１のパターンの領域と
第２のパターンの領域が交互に配置された部分と、前記
第１及び第２のパターンとは異なり、かつ互に異なる第
３のパターンの領域と第４のパターンの領域が交互に配
置された部分を有し、 前記光検出器は、前記ホログラム
素子の前記複数のパターンの領域で回折したそれぞれの
＋ｎ次回折光を受けてフォーカスエラー信号を検出する
フォーカシングエラー検出器、及び前記複数のパターン
の領域で回折したそれぞれの−ｎ次回折光を受けて、ト
ラッキングエラー信号を検出するトラッキングエラー検
出器を有し、 前記第１のパターンの領域から発する＋ｎ
次の回折光が、フォーカスエラー検出器の面から離れた
ホログラム素子から遠い位置（以下後方の位置）に収束
し、前記第１のパターンの領域から発する−ｎ次の回折
光は前記トラッキングエラー検出器の第１の領域に入射
し、 前記第２のパターンの領域から発する＋ｎ次の回折
光は、フォーカスエラー検出器の面から離れたホログラ
ム素子に近い位置（以下、前方の位置）に収束し、前記
第２のパターンの領域から発する−ｎ次の回折光は、ト
ラッキングエラー検出器の前記第１の領域に入射し、 前
記第３のパターンの領域から発する＋ｎ次の回折光は、
フォーカスエラー検出器の後方の位置に収束し、前記第
３のパターンの領域から発する−ｎ次の回折光はトラッ
キングエラー検出器の第２の領域に入射し、及び 前記第
４のパターンの領域から発する＋ｎ次の回折光は、フォ
ーカスエラー検出器の前方の位置に収束し、前記第４の
パターンの領域から発する−ｎ次の回折光はトラッキン
グエラー検出器の前記第２の領域に入射し、前記＋ｎ次
（ｎ：自然数）の全ての回折光のみを用いてフォーカス
エラー信号を検出し、前記−ｎ次（ｎ：自然数）の全て
の回折光のみを用いてトラッキングエラー信号を検出す
ることを特徴とする。 【００３５】 【００３６】 【００３７】 【００３８】 【００３９】 【作用】 （１）＋ｎ次回折光の光束のすべて用いてフォーカスエ
ラー信号を得るので、信号強度が大きく信号対雑音比
（Ｓ／Ｎ）の高いフォーカスエラー信号を得ることがで
きる。また、同様の理由で、フォーカスエラー信号検出
用回折光に強度むらがなく、感度の高いフォーカスエラ
ー信号を得ることができる。 【００４０】また、本発明では、−ｎ次回折光の光束を
すべて用いてトラッキングエラー信号を得るので、信号
強度が大きく信号対信号比（Ｓ／Ｎ）の高いトラッキン
グエラー信号を得ることができる。また、同様に理由
で、ディスク上に傷が存在した場合にも安定に信号検出
ができる。 【００４１】 【００４２】 【００４３】（３）＋ｎ次の回折光のみに基づいてフォ
ーカスエラー信号をとるため、ホログラム素子の設計に
よりＬＤ−ＰＤモジュールの発光点１０１Ｂと光検出面
とのずれの問題が解決される。従ってＬＤ−ＰＤモジュ
ールがフォーカスオフセットのない状態で使用可能とな
る。 【００４４】このため、光ヘッド装置の小型軽量化と低
コスト化し、安定性が改善される。 【００４５】 【実施例】以下の各図面の左下部に示されたｘｙｚ座標
において、各図で同一座標軸は同一方向を示す。 【００４６】［第１実施例］先ず、本発明の第１の実施
例の光ヘッド装置について、図面を参照しながら説明す
る。 【００４７】図１は本発明の第１実施例の光ヘッド装置
の側面図を示すものである。図１において、ＬＤ−ＰＤ
モジュール１１４は、図の左下に図示したｘｙｚ座標の
ｘ軸方向に偏光した光Ｌ０を出射するように配置されて
いる。コリメーティングレンズ１０２は出射光Ｌ０を平
行光線にする。特定の方向の偏光を透過し、これと直交
する方向の偏光を回折する機能を有する偏光異方性ホロ
グラム１８１は、ｘ軸方向の偏光を透過するように配置
されている。１／４波長板１１５、対物レンズ１０３、
偏光異方性ホログラム１８１は保持手段１０６によって
所定の位置関係で保持されている。光ディスク１０５は
光ビーム照射点における接線方向が、ｙ方向に一致する
ように配置されている。保持手段１１６は駆動手段１１
２によって駆動される。 【００４８】まず、ＬＤ−ＰＤモジュール１１４および
偏光異方性ホログラム１８１について、以下に説明す
る。 【００４９】図２は、一般的なＬＤ−ＰＤモジュール１
１４の構造を表す斜視図である。図２において、ＬＤ−
ＰＤモジュール１１４は、シリコン基板２０４、シリコ
ン基板２０４の凹部に固定された半導体レーザ１０１、
シリコン基板２０４の表面に形成された光検出器１９
１、１９２を有している。また、シリコン基板２０４の
凹部の壁面に形成されたエッチングミラー２０５を有
し、半導体レーザ１０１からｙ軸方向に放射された出射
光をエッチングミラー２０５によってシリコン基板２０
４の面の上方に反射させ、光ビームＬ０が出射される。 【００５０】このような構成のＬＤ−ＰＤモジュール１
１４では、発光源である半導体レーザ１０１が、光検出
器１９１と１９２が形成されたシリコン基板２０４に直
接固定されているため、その位置関係の変化は温度変化
や振動等の影響を受け難く、安定である。さらに、半導
体レーザ１０１をシリコン基板２０４の表面の凹部に表
面実装しているため、その取り付け精度もよく、量産し
やすい構造となっている。 【００５１】図３は、偏光異方性ホログラム１８１を構
成する素子の断面図である。ｘ面のニオブ酸リチウム基
板２０７の表面に一定間隔で、深さｄａの溝２０９がエ
ッチングにより形成されている。この溝２０９中にプロ
トン交換領域２０８が形成されている。 【００５２】以上のような構成の素子による偏光異方性
ホログラム１８１の動作について以下説明する。偏光異
方性ホログラム１８１に入射した光は一部が、プロトン
交換領域２０８および溝２０９を透過し、他の光はニオ
ブ酸リチウム基板２０７を透過する。その結果、プロト
ン交換領域２０８を透過する光の位相はニオブ酸リチウ
ム基板２０７を透過する光の位相に対してずれる。 【００５３】常光が入射した場合、プロトン交換領域２
０８ではその屈折率が０．０４だけ下がるため、プロト
ン交換領域２０８で位相が進み、且つ溝２０９でさらに
位相が進む。一方、異常光が入射した場合は、プロトン
交換領域２０８は屈折率が０．１４５だけ増加し位相の
遅れが生じる。しかし溝２０９では位相の進みが生じ位
相のずれを相殺し合う。このようにプロトン交換領域２
０８および溝２０９の深さを適当に選択することによ
り、常光が回折され、異常光が回折されない偏光分離機
能が実現できる。 【００５４】例えば、入射波長が０.７８μｍの光の場
合、偏光分離機能を実現するには、溝２０９の深さｄa
を０.２５μｍとし、プロトン交換領域２０８の深さｄp
を２．２２μｍとすれば良い。なお、溝２０９は任意の
領域に分割可能であり、且つ面内で任意パターンをとる
ことができる。その結果回折光の任意の波面を得ること
ができる。 【００５５】以上のような構成の光ヘッド装置の動作に
ついて説明する。ＬＤ−ＰＤモジュール１１４からの出
射光Ｌ０は、コリメーティングレンズ１０２により平行
光束に変換される。この光はｘ軸方向の偏光であるた
め、偏光異方性ホログラム１８１を回折をすることなく
透過する。 【００５６】この光は１／４波長板１１５により円偏光
に変換され、対物レンズ１０３に入射、光ディスク１０
５上に集光される。光ディスク１０５で反射した光ビ−
ムは、もとの光路を逆にたどって１／４波長板１１５に
入射し、ｙ方向の偏光に変換され、偏光異方性ホログラ
ム１８１に入射する。 【００５７】偏光異方性ホログラム１８１から生じる復
路の＋１次回折光（Ｌ１）および−１次回折光（Ｌ２）
は、ＬＤ−ＰＤモジュール１１４内の光検出器１９１お
よび１９２にそれぞれ入射する。この光を複数の領域に
分割した光検出器１９１および１９２により検出し、検
出された信号を演算することによって、サーボ信号及
び、情報信号を得る。 【００５８】この偏光異方性ホログラム１８１とＬＤ−
ＰＤモジュール１１４の関係について、図４を用いて説
明する。図４は、図１においてｚ軸の負の方向（紙面上
で光ディスク１０５からＬＤ−ＰＤモジュール１１４へ
向かう方向）における偏光異方性ホログラム１８１とＬ
Ｄ−ＰＤモジュール１１４の平面図を示す。図４ではそ
の図内の上部と下部に並べて示したが、実際には、ｙ軸
上の位置関係では、偏光異方性ホログラム１８１の中心
はＬＤ−ＰＤモジュール１１４の中心と一致しており、
ｚ軸方向から見ると両者は重なるはずであるが、詳細な
構造を理解しやすくするために、ｙ軸方向で所定の距離
だけずらして図示している。また同じ理由で、偏光異方
性ホログラム１８１の寸法に対してＬＤ−ＰＤモジュー
ル１１４の寸法が拡大されている。偏光異方性ホログラ
ム１８１は図に示すパターンを有している。また、図４
はＬＤ−ＰＤモジュール１１４の半導体レーザ１０１の
見かけの発光点１０１Ａと、光検出器１９１および光検
出器１９２との位置関係を示している。ＬＤ−ＰＤモジ
ュール１１４の光検出器１９１の検出面はｘ軸に平行な
帯状の領域Ｓ１ｂ、Ｓ１ａ、Ｓ１ｃ、Ｓ１ｂ’、Ｓ１
ａ’、Ｓ１ｃ’に分割されている。また光検出器１９２
の検出面はｙ軸に平行な線により２つの領域Ｓ２ａ、Ｓ
２ｂに分割されている。 【００５９】図４に示すように、偏光異方性ホログラム
１８１は、ｙ軸に平行な複数の帯状の領域に分割されて
いる。この領域は、基本的には４つのパターンによって
構成され、図中ではこの各パターンの配置をハッチング
の種類により表示している。 【００６０】領域１８１ａの第１のパターンは、この領
域１８１ａに入射した光が＋１次の回折光としてコリメ
ーティングレンズ１０２を通過後、光検出器１９１の面
から離れた偏光異方性ホログラム１８１から遠い位置
（ｚ軸の負方向、以後「後方の位置」と表記する）に収
束し、かつ光ビームの断面Ｌ１ａで示す位置に入射する
ように設計されている。この時、同時に発生する−１次
の回折光は光ビームの断面Ｌ２ａで示される位置へ光検
出器１９２の面から離れた偏光異方性ホログラム１８１
に近い位置（ｚ軸の正方向、以後「前方の位置」と表記
する）で収束しながら入射する。すなわち光ビームは光
検出器１９１又は１９２の面上の半円形の領域に当た
る。 【００６１】領域１８１ｂの第２のパターンは、この領
域１８１ｂに入射した光が＋１次の回折光としてコリメ
ーティングレンズ１０２を通過後、光検出器１９１の面
の前方の位置（ｚ軸の正方向）に収束し、かつ断面Ｌ１
ｂで示す位置に入射するように設計されている。この
時、同時に発生する−１次の回折光は、断面Ｌ２ｂで示
される位置へ光検出器１９２の面の後方の位置（ｚ軸の
負方向）で収束しながら入射する。 【００６２】領域１８１ｃの第３のパターンは、この領
域１８１ｃに入射した光が＋１次の回折光としてコリメ
ーティングレンズ１０２を通過後、光検出器１９１の面
の後方の位置（ｚ軸の負方向）に収束し、かつ領域Ｌ１
ｃで示す位置に入射するように設計されている。この
時、同時に発生する−１次の回折光は、領域Ｌ２ｃで示
される位置へ光検出器１９２の面の前方の位置（ｚ軸の
正方向）で収束しながら入射する。 【００６３】領域１８１ｄの第４のパターンは、この領
域１８１ｄに入射した光が＋１次の回折光としてコリメ
ーティングレンズ１０２を通過後、光検出器１９１の面
の前方の位置（ｚ軸の正方向）に収束し、かつ断面Ｌ１
ｄで示す位置に入射するように設計されている。この
時、同時に発生する−１次の回折光は、領域Ｌ２ｄで示
される位置へ光検出器１９２の面の後方の位置（ｚ軸の
負方向）で収束しながら入射する。 【００６４】情報信号、トラッキングエラー信号、フォ
ーカスエラー信号、の検出を以下に説明する。 【００６５】情報信号は、光検出器１９１および１９２
の検出出力の総和により求めることができる。また、情
報信号は光検出器１９１の検出出力の総和もしくは光検
出器１９２の検出出力の総和のみにより求めることも可
能である。後者の方法は、ＬＤ−ＰＤモジュール１１４
の出力数が限られているときに有効である。 【００６６】次に、トラッキングエラー信号の検出方法
について説明する。この構成では、偏光異方性ホログラ
ム１８１は、領域１８１ａ、１８１ｂで回折された−１
次の回折光が、光検出器１９２の領域Ｓ２ｂへ入射する
ように設計されている。また、領域１８１ｃ、１８１ｄ
で回折された−１次の回折光は、領域Ｓ２ａへ入射する
ように設計されている。偏光異方性ホログラム１８１の
設計は、ニオブ酸リチウム基板の溝２０９の深さｄａと
プロトン交換領域の深さｄｐを適切に設定することによ
って行われる。 【００６７】トラッキングエラー信号ＴＥは、プッシュ
プル法により検出することができる。トラッキングエラ
ー信号ＴＥは、光検出器１９２の各検出領域の符号でそ
の出力値を表記すると、次の（式５）の演算によって得
ることができる。 TE＝S2a−S2b ・・・・（式５） 次に、フォーカスエラー信号ＦＥの検出方法を説明す
る。フォーカスエラー信号ＦＥは、光検出器１９１上で
の各光スポットのサイズを検出する公知のＳＳＤ法によ
り検出する。フォーカスエラー信号ＦＥは、光検出器１
９１の各検出領域の符号でその出力値を表記すると、次
の（式６）の演算によって得られる。 FE＝(S1a−S1b−S1c)−(S1a'−S1b'−S1c') ・・・・（式６） またフォーカスエラー信号ＦＥは次の（式７）により、
領域Ｓ１ａとＳ１ａ’の出力値のみによる演算によって
も得られる。 FE＝S1a−S1a' ・・・・（式７） 式（７）の演算は、ＬＤ−ＰＤモジュール１１４の出力
数が限られているときや、ピット列の信号がフォーカス
エラー信号へ与える影響を小さくしたい場合に有効であ
る。以下その詳細な動作について図５を用いて説明す
る。図５は光検出器１９１の平面図である。 【００６８】図５（ａ）は、光ディスク１０５上（図
１）に光ビームが集束している合焦点状態における光検
出器１９１の平面図である。半円の断面Ｌ１ａ，Ｌ１ｃ
は光検出器１９１の検出面の後方に（ｚ軸のマイナス方
向、紙面下方）に集束するべき光ビームが光検出器１９
１の検出面に当たるときの光ビームの断面を示す。断面
Ｌ１ａとＬ１ｃの断面積はほぼ等しい。また断面Ｌ１
ｂ、Ｌ１ｄは光検出器１９１の前方に各々集束して光検
出器１９１の検出面に当たる光ビームの断面を示してい
る。断面Ｌ１ｂとＬ１ｄの断面積はほぼ等しい。従っ
て、（式６）または（式７）で得られるフォーカスエラ
ー信号ＦＥは実質的に零となる。 【００６９】図１において、光ディスク１０５が対物レ
ンズ１０３に近づきデフォーカス状態になったとき、図
５（ｂ）に示すように光検出器１９１上の光ビームの断
面Ｌ１ａ、Ｌ１ｃは、その集束位置が光検出器１９１か
ら遠ざかるので、光検出器１９１上では大きくなる。そ
の結果、領域Ｓ１ａの出力値が減少し、領域Ｓ１ｂ、Ｓ
１ｃの出力値が増加する。逆に、断面Ｌ１ｂ、Ｌ１ｄ
は、その集束位置が光検出器１９１に近づくので、光検
出器１９１上では小さくなる。その結果、領域Ｓ１ａ’
の出力値が増加し、領域Ｓ１ｂ’、Ｓ１ｃ’の出力値が
減少する。従って、（式６）又は（式７）で得られるフ
ォーカスエラー信号ＦＥは負となる。 【００７０】図５（ｃ）は、光ディスク１０５が、対物
レンズ１０３から遠ざかったデフォーカス状態を示す光
検出器１９１の平面図である。断面Ｌ１ａ、Ｌ１ｃは、
光ビームの集束位置が光検出器１９１に近づくので、光
検出器１９１上では小さくなる。その結果、領域Ｓ１ａ
の出力値が増加、領域Ｓ１ｂ、Ｓ１ｃの出力値が減少す
る。逆に、断面Ｌ１ｂ、Ｌ１ｄは、光ビームの集束位置
が光検出器１９１から遠ざかり、光検出器１９１上では
大きくなる。その結果、領域Ｓ１ａ’の出力値が減少、
領域Ｓ１ｂ’、Ｓ１ｃ’の出力値が増加する。従って、
（式６）（式７）で得られるフォーカスエラー信号ＦＥ
は正となる。 【００７１】以上のように、本構成でフォーカスエラー
信号を得ることが可能となる。なお本構成は、トラッキ
ングエラー信号を得るために光ビームをｘ軸方向に分割
している。しかし分割方向と偏光異方性ホログラム１８
１の主たる回折方向（図４でｘ軸方向）を一致させてい
るので、フォーカスエラー信号への影響は無視できる。 【００７２】また、本実施例では光検出器１９１の検出
面は、ｘ軸に平行に分割されている。さらに、光検出器
１９２の検出面上で、トラッキングエラー信号を得るた
めの断面Ｌ２ｃ、Ｌ２ａ間及び断面Ｌ２ｄ、Ｌ２ｂ間の
ｘ軸方向の距離を十分に大きくしている。また、光検出
器１９１および１９２のｘ軸方向の長さを各断面Ｌ１ａ
〜Ｌ１ｄ、Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄのｘ軸方向の長さより十分大
きくしている。従って半導体レーザ１０１の波長変動に
より各スポットがｘ軸方向に移動しても、光ビームのス
ポットが検出領域からはみ出すおそれはない。 【００７３】さらに、この構成は半導体レーザ１０１の
発光点１０１Ｂがｘ軸方向にずれても検出信号は影響を
うけないようにすることも目的としている。 【００７４】図２に示すＬＤ−ＰＤモジュール１１４を
作製する工程では、シリコン基板２０４へ半導体レーザ
１０１を固定する必要がある。この固定工程では半導体
レーザ１０１を上方（ｚ軸）方向から観察しながら位置
決めする。このとき、半導体レーザ１０１の発光点１０
１Ｂは、ｙ軸に垂直な面上にある。従ってこの面をｙ軸
上で所定位置に位置決めすれば、発光点１０１Ｂはｙ軸
上では正しく位置決めできる。しかし、発光点１０１Ｂ
は必ずしも半導体レーザチップの中心にはなく、チップ
のカッティングによりずれている。従ってチップの外形
に基づいてｘ軸方向における正確な位置決めをすること
は出来ない。そのため、ｘ軸方向では必然的に多少のず
れが生じる。 【００７５】本実施例では、前記のように光検出器１９
２のｘ軸方向の長さを各断面の長さより十分大きくして
いるので、このｘ軸方向の発光点１０１Ｂのずれは、前
述の波長変動による光ビームスポットのずれと同様にサ
ーボ信号には影響を与えない。 【００７６】以上のように、本実施例は、＋１次回折光
の光束をすべて用いてフォーカスエラー信号を得ること
ができ、かつ−１次回折光の光束すべてを用いてトラッ
キングエラー信号を得ることができるので、信号強度が
大きくかつ信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）の高いサーボ信号を
得ることができる。 【００７７】また、＋１次回折光の光束すべて用いてフ
ォーカスエラー信号を得ることができるので、フォーカ
スエラー信号検出用の回折光にｙ軸方向（光検出器１９
１の分割線に垂直な方向）の光強度のむらがなく、直線
性の良いフォーカスエラー信号を得ることができる。 【００７８】さらに、−１次回折光の光量をすべて用い
てトラッキングエラー信号を得ることができるので、例
えばディスク上に傷が存在した場合にも、安定に信号検
出ができる。 【００７９】以上のように本実施例では、第１の従来例
の課題をすべて解決できる。 【００８０】また、本実施例では、従来問題であったＬ
Ｄ−ＰＤモジュール１１４のフォーカスオフセットの課
題解決にも効果がある。 【００８１】このオフセットの課題は、ホログラム素子
１７０の回折角度を適当に大きくとり、コリメーティン
グレンズ１０２の主平面が球面になることを利用して解
決する方法もとられている。しかしながら、この方法に
用いるホログラム素子１７０の格子ピッチは数μｍ以下
となり、量産性に問題がある。 【００８２】さらに、本発明の第１実施例に用いている
ような偏光異方性ホログラム１８１では、このような細
かい格子ピッチは実現できず、この方法による問題解決
は不可能である。 【００８３】このため、第１実施例では、＋１次の回折
光として異なる位置へ収束する２つの波面が、光検出器
１９１から等距離に、且つ逆方向（ｚ軸上で）に独立に
形成されるような偏光異方性ホログラム１８１を用いて
いる。また発光点１０１Ｂと光検出器面とのｚ軸上の位
置が異なるＬＤ−ＰＤモジュールをフォーカスオフセッ
トの無い状態で使用可能としている。その結果、安定な
フォーカスサーボが可能となる。 【００８４】さらに、第１実施例の構成では、第２の従
来例と異なり、トラッキングエラー信号検出のための副
ビームは必要ない。従って、ディスク面上での光強度を
十分確保できるという効果もある。このように第１実施
例によれば、第２の従来例の課題もすべて解決できる。 【００８５】なお、第一実施例では上記のようにＬＤ−
ＰＤモジュール１１４を用いているので、安定性の良い
光学系を安価に作製できる。 【００８６】一般にホログラム素子を利用した光ヘッド
は、ＬＤ（レーザーダイオード）とＰＤ（ホトディテク
タ）を一体化したモジュールを用いる。このモジュール
では半導体レーザと光検出器が近接、且つ強固に固定さ
れているため、例えば熱膨張、振動などによる位置ずれ
が発生し難く、安定な動作が実現できる。反面、これら
素子間の位置関係を特別に調整したモジュールを得るこ
とは難しく、また製作コストが高いものとなっていた。 【００８７】しかし、第１実施例のＬＤ−ＰＤモジュー
ル１１４では、光検出器１９１及び１９２を同一のシリ
コン基板２０４に形成するので、光検出器１９１と光検
出器１９２の相対位置を、集積回路の作製工程によって
容易に例えばサブミクロンオーダーの高精度に設定でき
る。 【００８８】さらに、半導体レーザ１０１の実装もシリ
コン基板２０４の表面から実装可能である。すなわち１
軸方向からできる。従って例えばワークの持ち換え時の
ずれ等の誤差もなく、精度良く実装できる。 【００８９】第１実施例では、例えばフォーカスオフセ
ットなどのＬＤ−ＰＤモジュール１１４の課題が解決さ
れるとともに、ＬＤ−ＰＤモジュール１１４を用いてい
るために、安価に安定性の良い光学系が得られる。 【００９０】さらに、第１実施例によれば前述のよう
に、半導体レーザ１０１の発光点１０１Ｂのｘ軸方向の
ずれの許容度が大きくなり、さらに安価で安定性の良い
光学系が得らることとなる。 【００９１】さらに、第１実施例では、偏光異方性ホロ
グラム１８１と１／４波長板１１５を組み合わせて用い
るため、往路においては不要な回折が起こらない。復路
においてはサーボ信号等を得るための回折光を発生す
る。従って、光の利用効率が高くて信号振幅が大きい。
さらに、不要な回折光によるノイズもなく、非常にＳ／
Ｎ比の高い信号を得ることができる。特に、コンパクト
ディスクなどに比べて、より高密度の光ディスクなどに
用いる光ヘッド装置においては、不要な回折光を減らし
て零に近づけることにより、一層高精度のサーボ信号や
情報信号を得ることできるという顕著な効果がある。 【００９２】さらに、復路の＋１次と−１次の回折効率
を高くし、０次の回折効率（透過率）を低くすることが
できるため、半導体レーザ１０１への戻り光量を低くす
る事ができる。従って、放射光源として半導体レーザー
を用いる場合、戻り光と放射光の干渉によって生じるス
クープノイズの発生を回避することができる。 【００９３】さらに、第１実施例では、偏光異方性ホロ
グラム１８１、１／４波長板１１５及び対物レンズ１０
３を、保持手段１０６によって一定の相対位置を保って
支持している。従ってトラッキング制御のために対物レ
ンズ１０３が移動するとき、偏光異方性ホログラム１８
１も一体になって動き、光ディスク１０５から反射した
光ビ−ムは偏光異方性ホログラム１８１上でほとんど移
動しない。従って、対物レンズ１０３の移動にもかかわ
らず、光検出器１９１および光検出器１９２から得られ
る信号は全く劣化せず安定なサーボ制御が可能となる。 【００９４】第１実施例の偏光異方性ホログラム１８１
は、図４に示されるようにｙ軸に平行な帯状の多数の領
域に分割した構成になっている。この構成では１箇所に
１種の格子しか存在しないので、格子間の干渉から不要
な回折光が発生することがなく、迷光が少なくなる。ま
た雑音が少なくなる上、光の利用効率が高い。 【００９５】さらにこの偏光異方性ホログラム１８１の
パターンは、フォーカスエラー信号へのトラッキングエ
ラー信号の漏れ込みを最小限に抑えるための配慮がなさ
れている。つまり、光検出器１９１の面の後ろ側に焦点
を結ぶ領域（１８１ａと１８１ｃ）と前側に焦点を結ぶ
領域（１８１ｂと１８１ｄ）とを交互に十分な回数だけ
繰り返して配置して偏光異方性ホログラム１８１の面内
における光ビームの強度分布のむらが検出信号に与える
影響を緩和している。すなわち、各断面Ｌ１ａ、Ｌ１
ｂ、Ｌ１ｃ又はＬ１ｄに到達する光ビームは、偏光異方
性ホログラム１８１の複数の帯状領域からくる複数の光
ビームの集合体である。従って偏光異方性ホログラム１
８１の面内に入射する光ビームの強度の分布が一様でな
く、部分的にむらを生じた場合でも、断面Ｌ１ａ、Ｌ１
ｂ、Ｌ１ｃ及びＬ１ｄ間の平均光強度のむらは少なくな
る。その結果、断面Ｌ１ａ、Ｌ１ｂ、Ｌ１ｃ及びＬ１ｄ
の光ビームに混入する−１次の回折光の強度はほぼ等し
くなり、混入した−１次の回折光による出力値は（式
６）又は（式７）の減算によって相殺される。その結果
上記のトラッキング信号の漏れ込みが減少する。 【００９６】なお、第１実施例に於いて偏光異方性ホロ
グラム１８１は、図３で示すものを用いている。偏光異
方性ホログラム１８１としては偏光方向に対する回折効
率の違うホログラム素子であればよい。例えば特開昭６
３−３１４５０２に開示された構造のホログラム素子で
も良い。液晶を用いたホログラム素子としてもよい。 【００９７】また、ＬＤ−ＰＤモジュール１１４は、図
４で示される構造のＬＤ−ＰＤモジュールに限るもので
はなく、半導体レーザと光検出器が一体化されているＬ
Ｄ−ＰＤモジュールであれば良い。例えば図６や図７に
示されるＬＤ−ＰＤモジュールでも良い。図６のＬＤ−
ＰＤモジュールはシリコン基板２０４、シリコン基板２
０４の表面両端部に設けられた光検出器１９１、１９
２、シリコン基板２０４の表面の中央部に設けられた表
面放射型の半導体レーザ１１７を有している。表面放射
型の半導体レーザ１１７は、内蔵された反射ミラーによ
りｙ軸方向に放射されたレーザ光をシリコン基板２０４
の表面に垂直な方向に反射してレーザビームＬ０として
出射する。図７のＬＤ−ＰＤモジュールは、表面放射型
の半導体レーザ１１８のみが図６のＬＤ−ＰＤモジュー
ルと異なっている。表面放射半導体レーザ１１８は、シ
リコン基板２０４に垂直な方向にレーザ光Ｌ０を出射す
る。本実施例では±１次の回折光による各信号の検出方
法について説明した。しかし、回折光は±１次の回折光
に限られるものではなく、±ｎ次（ｎは自然数）の回折
光によって各信号を検出することもできる。 【００９８】［第２実施例］第２の実施例の光ヘッド装
置について説明する。第１の実施例の光ヘッド装置に比
べ、さらにフォーカスエラー信号へのトラッキングエラ
ー信号の漏れ込みの抑圧が必要な場合は、この構成の光
ヘッドが有効である。 【００９９】第２実施例の光ヘッド装置の基本的構成は
図１に示す第１の実施例と同じである。第１の実施例と
第２実施例との違いは、図８で示すホログラムパターン
を有する偏光異方性ホログラム１８２を、偏光異方性ホ
ログラム１８１の替わりに使用することである。また動
作も実質的に第１実施例と同じである。 【０１００】偏光異方性ホログラム１８２は、１８２ａ
と１８２ｂの２領域を持つ。領域１８２ａは図４の断面
Ｌ１ａとＬ２ｂをそれぞれ有する光に対応する光を同時
に発生するように設計されている。また、領域１８２ｂ
は図４の断面Ｌ１ｃとＬ２ｄをそれぞれ有する光に対応
する光を同時に発生するように設計されている。 【０１０１】これらの領域１８２ａ、１８２ｂは基本的
には、２つの異なるフレネルゾーンプレートの重ね合わ
せにより構成されている。このような構成の光ヘッドで
は、光検出器１９１の面の前側に焦点を持つ回折光も、
後ろ側に焦点を持つ回折光も、共にホログラムのほぼ全
面から発生する。従って、光ディスク１０５のトラック
による回折光は領域１８２ａ、１８２ｂの回折光に均等
に混入する。しかし、領域１８２ａ，１８２ｂの回折光
に均等に混入された回折光による検出値は式（６）に示
す減算によってほぼ相殺される。 【０１０２】このため、得られるフォーカスエラー信号
は、トラッキングエラー信号の漏れ込みなどのノイズが
少く、安定なフォーカスサーボが実現できる。特にフォ
ーカスエラー信号へのトラッキング信号の漏れ込みの抑
圧が重要な場合等には有効な構成である。 【０１０３】第２実施例では、格子間の干渉による不要
な回折光が発生するが、それを除けば第１の実施例の特
長をすべて備えている。 【０１０４】第２実施例において、図８に示す偏光異方
性ホログラム１８２は図３で示す偏光異方性ホログラム
を用いているが、偏光方向に対する回折効率の違うホロ
グラム素子であればよい。例えば特開昭６３−３１４５
０２に開示された構造のホログラム素子でも良く、液晶
を用いたホログラム素子としてもよい。 【０１０５】また、ＬＤ−ＰＤモジュール１１４は、図
２で示される構造のＬＤ−ＰＤモジュールを用いたがこ
の限りではない。半導体レーザと光検出器が一体化され
ているＬＤ−ＰＤモジュールであれば良く、例えば図６
や図７に示されるＬＤ−ＰＤモジュールでも良い。 【０１０６】［第３実施例］本発明の第３実施例の光ヘ
ッド装置は、第１の実施例の光ヘッド装置に比べ、半導
体レーザ１０１のｙ軸方向の位置の調整に精度が必要で
あるが、フォーカスエラー信号の検出感度が良いという
特長を持つ。従って第３実施例はフォーカスサーボ制御
を厳密に行う必要のある場合、例えば対物レンズの焦点
深度が浅い場合などに有効である。 【０１０７】第３実施例の基本的構成および動作は、第
１の実施例と同じである。図９は、図１において、ｚ軸
の負の方向（紙面上で光ディスク１０５からＬＤ−ＰＤ
モジュール１１４へ向かう方向）における偏光異方性ホ
ログラム１８３とＬＤ−ＰＤモジュール１１４の平面図
を示す。図９ではその図内の上部と下部に並べて示した
が、実際には、ｙ軸上の位置関係では、偏光異方性ホロ
グラム１８３の中心はＬＤ−ＰＤモジュール１１４の中
心と一致しており、ｚ軸方向から見ると両者は重なるは
ずであるが、詳細な構造を理解しやすくするために、ｙ
軸方向で所定の距離だけずらして図示している。また同
じ理由で偏光異方性ホログラム１８３の寸法に対するＬ
Ｄ−ＰＤモジュール１１４の寸法が拡大されている。第
１の実施例と本実施例の違いは、図９で示すホログラム
パターンを有する偏光異方性ホログラム１８３を、偏光
異方性ホログラム１８１の替わりに使用している。また
ＬＤ−ＰＤモジュール１１４の光検出器１９１および１
９２を、図９に示す領域に分割するものである。 【０１０８】図９に示すように、偏光異方性ホログラム
１８３は、ホログラム素子中心を通りｘ軸とｙ軸とにそ
れぞれ平行な二つの直線により、４つの領域１８３ａ、
１８３ｂ、１８３ｃ、１８３ｄに分割されている。各領
域１８３ａ、１８３ｂ、１８３ｃ、１８３ｄを透過する
光は、それぞれ断面Ｌ１ａ、Ｌ１ｂ、Ｌ１ｃ、Ｌ１ｄに
よって示す位置に入射する。偏光異方性ホログラム１８
３は、光ディスク１０５上で光ビームが集束している場
合には、各光は光検出器１９１上で焦点を結ぶように設
計されている。また、偏光異方性ホログラム１８３は、
断面Ｌ２ａ、Ｌ２ｂで表す−１次の回折光は光検出器１
９２の領域Ｓ３ｂへ入射し、断面Ｌ２ｃ、Ｌ２ｄで表す
−１次の回折光は光検出器１９２の領域Ｓ３ａに入射す
るように設計されている。 【０１０９】情報信号は、光検出器１９１および１９２
の検出値の総和により求めることができる。また、光検
出器１９１の検出出力の総和、もしくは光検出器１９２
の検出値の総和のみにより情報信号を得ることも可能で
ある。後者は、ＬＤ−ＰＤモジュール１１４の出力数が
限られているときに有効である。 【０１１０】次に、この構成によるトラッキングエラー
信号の検出方法について説明する。偏光異方性ホログラ
ム１８３は、領域１８３ａ、１８３ｂで回折された−１
次の回折光が光検出器１９２の領域Ｓ３ｂへ入射し、領
域１８３ｃ、１８３ｄで回折された−１次の回折光は、
領域Ｓ３ａへ入射するように設計されている。このた
め、トラッキングエラー信号ＴＥは、プッシュプル法に
より検出することができる。 【０１１１】このトラッキングエラー信号ＴＥは、各検
出領域Ｓ３ａ、Ｓ３ｂの符号でその出力値を表記する
と、次の（式８）の演算によって得ることができる。 TE＝S3a−S3b ・・・・（式８） 次に、フォーカスエラー信号ＦＥの検出方法を説明す
る。フォーカスエラー信号は、光検出器１９１上で公知
のナイフエッジ法により検出する（図示省略）。フォー
カスエラー信号ＦＥの各検出領域Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ２
ａ、Ｓ２ｂの符号でその出力値を表記すると、次の（式
９）の演算によって得られる。 FE＝(S1a＋S2a)−(S1b＋S2b) ・・・・（式９） （式９）によりフォーカスエラー信号ＦＥを検出する場
合、領域Ｓ１ａとＳ２ａは隣接しているので、一つの領
域として分割せずに使用可能である。 【０１１２】またフォーカスエラー信号ＦＥは、次の
（式１０）あるいは（式１１）による領域Ｓ１ａとＳ１
ｂ、または領域Ｓ２ａとＳ２ｂによる演算によっても得
られる。 FE＝S1a−S1b ・・・・（式１０） FE＝S2a−S2b ・・・・（式１１） この演算は、ＬＤ−ＰＤモジュール１１４の出力数が限
られている場合に有効である。以下、その詳細な動作に
ついて図１０を用いて説明する。 【０１１３】図１０は、光検出器１９１上の光の分布状
態を説明するための平面図である。図１０（ａ）は、光
ディスク１０５上に光ビームが集束している合焦点状態
の場合の光の分布状態を示す図である。断面Ｌ１ａ、Ｌ
１ｃは領域Ｓ１ａとＳ１ｂの境界線上にあり、光はその
上に集光している。断面Ｌ１ｂ、Ｌ１ｄは領域Ｓ２ａと
Ｓ２ｂの境界線上にあり、光はその上に集光する。従っ
て、（式９）、（式１０）又は（式１１）で得られるフ
ォーカスエラー信号ＦＥは実質的に零となる。 【０１１４】図１０（ｂ）は、例えば光ディスク１０５
が対物レンズ１０３に近づきすぎてデフォーカス状態に
なったときの光検出器１９１の平面図である。断面Ｌ１
ａ、Ｌ１ｃは領域Ｓ１ｂにあり領域Ｓ１ａには存在しな
い。すなわち、光は領域Ｓ１ｂに入射し領域Ｓ１ａには
入射しない。また断面Ｌ１ｂ、Ｌ１ｄは領域Ｓ２ｂにあ
り領域Ｓ２ａにはない。すなわち、光は領域Ｓ２ｂに入
射し、領域Ｓ２ａに入射しない。従って、（式９）、
（式１０）又は（式１１）で得られるフォーカスエラー
信号ＦＥは負となる。 【０１１５】図１０（ｃ）は、例えば光ディスク１０５
が対物レンズ１０３から遠ざかりデフォーカス状態にな
った場合の光検出器１９１の平面図である。断面Ｌ１
ａ、Ｌ１ｃは領域Ｓ１ａにあり領域Ｓ１ｂにはない。す
なわち、光は領域Ｓ１ａに入射し、領域Ｓ１ｂには入射
しない。また、断面Ｌ１ｂ、Ｌ１ｄは領域Ｓ２ａにあ
り、領域Ｓ２ｂにはない。すなわち、光は領域Ｓ２ａに
入射し、領域Ｓ２ｂに入射しない。従って、（式９）、
（式１０）又は（式１１）で得られるフォーカスエラー
信号ＦＥは正となる。 【０１１６】以上のように、第３実施例の構成でフォー
カスエラー信号を得ることが可能となる。なお、本構成
は、トラッキングエラー信号を得るために光ビームをｘ
軸方向に分割しているが、光ビームの分割方向と偏光異
方性ホログラム１８３の主たる回折方向を一致させてい
るのでフォーカスエラー信号への影響は無視できる。 【０１１７】また、第３実施例では光ビームを検出する
ための光検出器１９１は、ｘ軸に平行な帯状領域に分割
されている。さらに、図１９の光検出器１９２の検出面
において、各光ビームの断面Ｌ２ｂとＬ２ｄ間及び断面
Ｌ２ａとＬ２ｃ間の距離を十分大くしてある。また光検
出器１９１および１９２のｘ軸方向の長さを光ビームの
断面のサイズより十分大きくしている。従って半導体レ
ーザ１０１の波長変動により光ビームの位置がｘ軸方向
で移動しても各信号の検出に影響を与えることはない。 【０１１８】さらに、この構成は半導体レーザ１０１の
発光点１０１Ｂのｘ軸方向のずれの影響もなくすことも
目的としている。 【０１１９】前記第一実施例において詳細に説明したよ
うに、ＬＤ−ＰＤモジュール１１４を作製するには、シ
リコン基板２０４へ半導体レーザ１０１を固定する必要
がある。この固定工程で、半導体レーザ１０１はｙ軸方
向では端面を観察することにより精度良く位置決めがで
きる。しかしｘ軸方向では半導体レーザ１０１の外形を
観察しても高精度の位置決めは困難である。従って小さ
な位置誤差は避けられない。 【０１２０】本実施例では光検出器１９２のｘ軸方向の
長さを光ビームの断面Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｃ及びＬ２
ｄより大きくしているので、上記のｘ軸方向の発光点の
ずれは、前述の波長変動によるずれ同様サーボ信号には
影響を与えない。 【０１２１】以上のように本実施例は、＋１次回折光の
光束をすべて用いてフォーカスエラー信号を得ることが
できる。また、−１次回折光の光束すべてを用いてトラ
ッキング信号を得ることができるので、信号強度が大き
く信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）の高いサーボ信号を得ること
ができる。 【０１２２】さらに、−１次回折光の光束をすべて用い
てトラッキングエラー信号を得ることができるので、光
ディスク上に傷が存在した場合にも安定に信号検出がで
きるという効果もある。以上のように第３実施例では、
第１の従来例の課題をすべて解決できその効果は大き
い。 【０１２３】また、本実施例では、従来問題であったＬ
Ｄ−ＰＤモジュール１１４のフォーカスオフセットの課
題の解決にも効果がある。 【０１２４】このオフセットの課題は、ホログラム素子
１７０の回折角度を適当に大きくとり、コリメーティン
グレンズ１０２の主平面が球面になることを利用して解
決する方法もとられている。 【０１２５】しかしながら、この方法に用いるホログラ
ム素子１７０の格子ピッチは数μｍ以下となり量産性に
問題がある。 【０１２６】さらに本実施例に用いているような偏光異
方性ホログラムでは、このような格子ピッチは実現でき
ず、この方法による問題解決は不可能である。 【０１２７】このため、本実施例では＋１次回折光とし
て光検出器１９１上に収束する複数の波面を形成する偏
光異方性ホログラム１８３を用い、発光点と光検出面の
異なるＬＤ−ＰＤモジュールがフォーカスオフセットの
無い状態で使用可能となるようにしている。このことに
より安定なフォーカスサーボが可能となる。 【０１２８】さらに、本実施例の構成は、第２の従来例
と異なり、トラッキングエラー信号検出のための副ビー
ムが必要なく、光ディスク面上での光強度を十分確保で
きるという効果もある。このように本実施例によれば第
２の従来例の課題もすべて解決できる。 【０１２９】なお、本実施例で上記のようにＬＤ−ＰＤ
モジュール１１４を用いることができるので、安定性の
良い光学系を安価に作製できる。 【０１３０】一般にホログラム素子を利用した光ヘッド
は、ＬＤとＰＤを一体化したモジュールを用いる。この
モジュールでは半導体レーザと光検出器が近接、且つ強
固に固定されており、熱膨張、振動などによる位置ずれ
が発生し難く、安定な動作が実現できる。反面、これら
素子を特定の位置関係を調整しモジュール化することは
難しく、製作コストが高いものとなっていた。 【０１３１】しかし、ＬＤ−ＰＤモジュール１１４は、
光検出器１９１と光検出器１９２とを同一のシリコン基
板２０４に形成するので、光検出器１９１と光検出器１
９２との相対位置を、集積回路の作製工程によって容易
に例えばサブミクロンオーダーの高精度に設定できる。 【０１３２】さらに、半導体レーザ１０１の実装も表面
実装可能で、１軸方向からできるため、例えばワークの
持ち換え時のずれ等の誤差もなく、精度良く実装できる
といいう特長を有する。 【０１３３】本実施例では、フォーカスオフセットなど
のＬＤ−ＰＤモジュール１１４の課題を解決しこれを用
いているため、安価に安定性の良い光学系が得らること
となる。さらに、本実施例によれば、前述のように半導
体レーザ発光点のｘ軸方向のずれ許容度が大きく、さら
に安価で安定性の良い光学系が得られる。 【０１３４】さらに、本実施例では偏光異方性ホログラ
ム１８３と１／４波長板１１５を組み合わせて用いるた
め、往路においては不要な回折が起こらない。復路にお
いてはサーボ信号等を得るための回折光を発生する。従
って、光の利用効率が高くて信号振幅が大きい上に、不
要な回折光によるノイズもなく、非常にＳ／Ｎ比の高い
信号を得ることができる。特に、コンパクトディスクな
どに比べて、より高密度の光ディスクなどのための光ヘ
ッド装置においては、不要な回折をより減らして０に近
づけることにより、一層高品質のサーボ信号や情報信号
を得ることできるという顕著な効果がある。 【０１３５】さらに、本実施例の構成では、復路の＋１
次と−１次との回折効率を高くし、０次の回折効率（透
過率）を低くすることができるため、半導体レーザ１０
１への戻り光量を低くする事ができる。従って、放射光
源として半導体レーザーを用いる場合、戻り光と出射光
の干渉によるスクープノイズの発生を回避することがで
きる効果がある。 【０１３６】さらに、本実施例では偏光異方性ホログラ
ム１８３、１／４波長板１１５及び対物レンズ１０３
を、保持手段１０６によって一定の相対位置を保持して
設けている。従って、例えばトラッキング制御のために
対物レンズ１０３が移動すると、偏光異方性ホログラム
１８３も一体になって動き、光ディスク１０５から反射
した光ビ−ムは偏光異方性ホログラム１８３上でほとん
ど移動しない。従って、対物レンズ１０３の移動によっ
て、光検出器１９１および１９２から得られる信号は全
く劣化せず安定なサーボが可能となる。 【０１３７】第３実施例の偏光異方性ホログラム１８３
は、１箇所に１種の格子しか存在しない。従って格子間
の干渉により不要な回折光が発生することがなく、迷光
が少なくなり、雑音が少なくなる上、光の利用効率が高
いという効果がある。 【０１３８】なお、本実施例に於いて偏光異方性ホログ
ラム１８３は、図３で示す偏光異方性ホログラムとした
が、偏光異方性ホログラム１８３は、偏光方向に対する
回折効率の違うホログラム素子であればよい。例えば特
開昭６３−３１４５０２に開示された構造のホログラム
素子でも良く、液晶を用いたホログラム素子でもよい。 【０１３９】また、ＬＤ−ＰＤモジュール１１４は、図
４で示される構造のＬＤ−ＰＤモジュールとしたがこれ
に限るものではなく、半導体レーザと光検出器が一体化
されているＬＤ−ＰＤモジュールであれば良く、例えば
図６や図７に示されるＬＤ−ＰＤモジュールとしても良
い。本実施例では±１次の回折光による各信号の検出方
法について説明した。しかし、回折光は±１次の回折光
に限られるものではなく、±ｎ次（ｎは自然数）の回折
光によって各信号を検出することもできる。 【０１４０】［第４実施例］第４実施例の光ヘッド装置
について図１１を用いて説明する。第１〜第３実施例に
おいては、情報信号は光検出器１９１、１９２の検出出
力の総和から得ている。第４実施例は、情報信号を光検
出器１９２の１つの領域により検出することができる。
従って、情報信号検出のためのヘッドアンプが一つで良
いという特長がある。この構成の光ヘッド装置は、例え
ばヘッドアンプのノイズが問題となる場合や、コスト上
高価な広帯域のヘッドアンプが使用できない場合に有効
である。 【０１４１】第４実施例の基本的構成および動作は、第
１の実施例と同じである。図１１は、図１において、ｚ
軸の負の方向（紙面上で光ディスク１０５からＬＤ−Ｐ
Ｄモジュール１１４へ向かう方向）における偏光異方性
ホログラム１８１とＬＤ−ＰＤモジュール１１４の平面
図を示す。図１１ではその図内の上部と下部に並べて示
したが、実際には、ｙ軸上の位置関係では、偏光異方性
ホログラム１８１の中心はＬＤ−ＰＤモジュール１１４
の中心と一致しており、ｚ軸方向から見ると両者は重な
るはずであるが、詳細な構造を理解しやすくするため
に、ｙ軸方向で所定の距離だけずらして図示している。
また同じ理由で、偏光異方性ホログラム１８１の寸法に
対するＬＤ−ＰＤモジュール１１４の寸法が拡大されて
いる。第１実施例と本実施例の違いは、ＬＤ−ＰＤモジ
ュール１１４の光検出器１９１は、図１１に示すように
くし型の領域Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ１ｃ、Ｓ１ｄに分割さ
れている。くし型の領域Ｓ１ａ、Ｓ１ｃはそれぞれくし
型の領域Ｓ１ｂ、Ｓ１ｄと噛み合っている。光検出器１
９２は分割されていない。 【０１４２】先ず、偏光異方性ホログラム１８１とＬＤ
−ＰＤモジュール１１４との関係について、図１１を用
いて説明する。図１１は、偏光異方性ホログラム１８１
のパターンを表すとともに、ＬＤ−ＰＤモジュール１１
４の半導体レーザ１０１と、光検出器１９１および１９
２との位置関係を示している。図に示すように、偏光異
方性ホログラム１８１は、第１の実施例で用いたものと
同じものである。 【０１４３】この構成によるトラッキングエラー信号の
検出は、プッシュプル法により行う。トラッキング信号
ＴＥは、各検出領域の符号でその出力値を表すと、下記
（式１２）の演算によって得られる。 TE＝(S1a＋S1b)−(S1c＋S1d) ・・・・（式１２） フォーカスエラー信号ＦＥは、ＳＳＤ法により検出す
る。フォーカスエラー信号ＦＥは、各検出領域の符号で
その出力値を表すと、下記（式１３）の演算によって得
られる。 FE＝(S1a＋S1c)−(S1b＋S1d) ・・・・（式１３） 第４実施例の特徴は、情報信号検出が単一の領域の光検
出器１９２で行われることである。このため、光検出器
１９２の検出信号を一つのヘッドアンプで増幅するだけ
でよく、ヘッドアンプのノイズの累積の問題もなく良好
な情報信号の検出が可能となる。上記のノイズの累積と
は以下に説明する現象をいう。すなわち複数の検出領域
からの検出信号を複数のヘッドアンプでそれぞれ増幅
し、増幅された複数の信号を加算して１つの出力信号と
すると、各ヘッドアンプのノイズが出力信号中に累積さ
れＳ／Ｎ比が悪化する。また上記のように情報信号の光
検出器１９２が独立しているため、ヘッドアンプは情報
信号帯域のみを増幅するものでよく、従来のサーボ帯域
まで増幅できるヘッドアンプにくらべ安価で低ノイズの
ものが使用できる。 【０１４４】なお、第４実施例は、第１実施例の光ヘッ
ド装置の特長も兼ね備えたものである。 【０１４５】第４実施例に於いて偏光異方性ホログラム
１８１は、図３で示す偏光異方性ホログラムとしたが、
偏光異方性ホログラム１８１は、偏光方向に対する回折
効率の違うホログラム素子であればよい。例えば特開昭
６３−３１４５０２に開示された構造のホログラム素子
でも良く、液晶を用いたホログラム素子としてもよい。 【０１４６】また、ＬＤ−ＰＤモジュール１１４は、図
２で示される構造のＬＤ−ＰＤモジュールとしたがこの
限りではなく、半導体レーザと光検出器が一体化されて
いるＬＤ−ＰＤモジュールであれば良く、例えば図６や
図７に示されるＬＤ−ＰＤモジュールとしても良い。 【０１４７】また、偏光異方性ホログラム１８１の代わ
りに、例えば第２実施例で用いた偏光異方性ホログラム
１８２を用いても良い。 【０１４８】［第５実施例］第５の実施例の光ヘッド装
置は、情報信号を１つの領域により検出することができ
る。従って、情報信号検出のためのヘッドアンプが一つ
で良いという特長がある。この構成の光ヘッド装置は、
例えばヘッドアンプのノイズが問題となる場合や、コス
ト上高価な広帯域のヘッドアンプが使用できない場合に
有効である。 【０１４９】また、第５実施例は、第４実施例の光ヘッ
ド装置に比べ、ｙ軸方向の調整精度が必要である。しか
しフォーカスエラー信号の検出感度が良いという特長を
持ち、フォーカスサーボを厳密に行う必要のある場合、
例えば対物レンズの焦点深度が浅い場合などに有効であ
る。 【０１５０】本実施例の基本的構成および動作は、第３
実施例と同じである。図１２は、図１において、ｚ軸に
おいて負の方向（紙面上で光ディスク１０５からＬＤ−
ＰＤモジュール１１４へ向かう方向）における偏光異方
性ホログラム１８１とＬＤ−ＰＤモジュール１１４の平
面図を示す。図１２ではその図内の上部と下部に並べて
示したが、実際には、ｙ軸上の位置関係では、偏光異方
性ホログラム１８１の中心はＬＤ−ＰＤモジュール１１
４の中心と一致しており、ｘ軸方向から見ると両者は重
なるはずであるが、詳細な構造を理解しやすくするため
に、ｙ軸方向で所定の距離だけずらして図示している。
また同じ理由で偏光異方性ホログラム１８１の寸法に対
するＬＤ−ＰＤモジュール１１４の寸法が拡大されてい
る。第３実施例と本実施例の違いは、ＬＤ−ＰＤモジュ
ール１１４の光検出器１９１を、図１２に示すような領
域に分割するものである。光検出器１９１は、四角形の
検出領域Ｓ１ａとそれを囲むＵ字型の領域Ｓ１ｂ、及び
四角形の領域Ｓ１ｃとそれを囲むＵ字型の領域Ｓ１ｄに
分割されている。光検出器１９２は分割されていない。 【０１５１】先ず、偏光異方性ホログラム１８３と、Ｌ
Ｄ−ＰＤモジュール１１４との関係について、図１２を
用いて説明する。図１２は、偏光異方性ホログラム１８
３のパターンを表すとともに、ＬＤ−ＰＤモジュール１
１４の半導体レーザ１０１の発光点と、光検出器１９１
および光検出器１９２との位置関係を示した図である。
図に示すように、偏光異方性ホログラム１８３は、第３
の実施例で用いた偏光方性ホログラムと同じものであ
る。 【０１５２】この構成によるトラッキングエラー信号の
検出は、プッシュプル法により行う。トラッキング信号
ＴＥは、各検出領域の符号でその出力値を表すと、下記
の（式１４）の演算によって得られる。 TE＝(S1a＋S1b)−(S1c＋S1d) ・・・・（式１４） フォーカスエラー信号ＦＥは、ナイフエッジ法により検
出する。フォーカスエラー信号ＦＥは、各検出領域の符
号でその出力値を表記すると、下記の（式１５）の演算
によって得られる。 FE＝(S1a＋S1c)−(S1b＋S1d) ・・・・（式１５） 第５実施例の特徴は、情報信号検出が単一の領域の光検
出器１９２で行われることである。このため、光検出器
１９２の検出信号を一つのヘッドアンプで増幅するだけ
でよく、ヘッドアンプのノイズの積算の問題もなく、良
好な情報信号の検出が可能となる。また、情報信号の検
出器が独立しているため、ヘッドアンプは情報信号帯域
の周波数のみを増幅するものでよく、従来の広いサーボ
帯域の周波数まで増幅できるヘッドアンプにくらべ安価
で低ノイズのものが使用できる。 【０１５３】なお、第５実施例は、第３実施例の光ヘッ
ドの特長も兼ね備えたものである。本実施例に於いて偏
光異方性ホログラム１８３は、図３で示す偏光異方性ホ
ログラムとしたが、偏光異方性ホログラム１８３は、偏
光方向に対する回折効率の違うホログラム素子であれば
よい。例えば特開昭６３−３１４５０２に開示された構
造のホログラム素子でも良く、液晶を用いたホログラム
素子としてもよい。また、ＬＤ−ＰＤモジュール１１４
は、図２で示される構造のＬＤ−ＰＤモジュールとした
がこの限りではなく、半導体レーザと光検出器が一体化
されているＬＤ−ＰＤモジュールであれば良く、例えば
図６や図７に示されるＬＤ−ＰＤモジュールとしても良
い。 【０１５４】［第６実施例］図１３は、第６実施例の光
ヘッド装置の構成を表す側面図である。本実施例の光ヘ
ッド装置は、１／４波長板１１５と偏光異方性ホログラ
ム素子１８１とを、対物レンズ１０３から分離してい
る。但し、偏光異方性ホログラム１８１、ＬＤ−ＰＤモ
ジュール１１４等の各要素部自体は、上記第１〜第５実
施例で説明したものが適用できる。 【０１５５】従って、本実施例の構成においても、トラ
ッキングエラー信号ＴＥ及びフォーカスエラー信号ＦＥ
の検出は、上記第１〜第５実施例と同様に得られること
は勿論である。 【０１５６】第６実施例の構成は、対物レンズ１０３の
厚さを薄くする必要があるとき、例えば光ヘッドの薄型
化が必要な場合に有効である。 【０１５７】なお、ホログラム素子として、偏光異方性
ホログラム１８１を用いた場合について示したがこのか
ぎりではない。偏光異方性ホログラム１８１〜１８３を
用いる場合でも、これに対応して光検出器１９１および
光検出器１９２を領域分割すればよい。 【０１５８】第６実施例において、偏光異方性ホログラ
ム１８１は図３で示す偏光異方性ホログラムを用いてい
る。しかし偏光異方性ホログラム１８１は、偏光方向に
対する回折効率の違うホログラム素子であればよい。例
えば特開昭６３−３１４５０２に開示された構造のホロ
グラム素子でも良く、液晶を用いたホログラム素子でも
よい。また、ＬＤ−ＰＤモジュール１１４は図４で示さ
れる構造のＬＤ−ＰＤモジュールを用いたが、半導体レ
ーザと光検出器が一体化されているＬＤ−ＰＤモジュー
ルであれば良く、例えば図６や図７に示すＬＤ−ＰＤモ
ジュールとしても良い。 【０１５９】［第７実施例］図１４は第７実施例の光ヘ
ッド装置の構成を示す側面図である。第７実施例は第６
実施例のＬＤ−ＰＤモジュール１１４、コリメーティン
グレンズ１０２、偏光異方性ホログラム１８１及び１／
４波長板１１５を一体化した構成である。光学系が一つ
のモジュールとなっていることから相互の位置関係は正
しく保たれ、安定な光学系が実現できる。 【０１６０】また、このモジュールは種々の形状の光ヘ
ッドの共通部品として使用可能で、量産効果による光ヘ
ッド装置の低コスト化も実現できる。 【０１６１】なお、本実施例ではホログラム素子として
偏光異方性ホログラム１８１を用いた場合について示し
たがこのかぎりではなく、偏光異方性ホログラム１８１
〜１８３でもこれに対応して光検出器１９１および１９
２を所定の領域に分割すればよい。 【０１６２】なお、本実施例に於いて偏光異方性ホログ
ラム１８１は、図３で示す偏光異方性ホログラムとした
が、偏光異方性ホログラム１８１は、偏光方向に対する
回折効率の違うホログラム素子であればよい。例えば特
開昭６３−３１４５０２に開示された構造のホログラム
素子でも良く、液晶を用いたホログラム素子としてもよ
い。また、ＬＤ−ＰＤモジュール１１４は、図４で示さ
れる構造のＬＤ−ＰＤモジュールとしたがこの限りでは
なく、半導体レーザと光検出器が一体化されているＬＤ
−ＰＤモジュールであれば良く、例えば図６や図７に示
されるＬＤ−ＰＤモジュールとしても良い。 【０１６３】［第８実施例］図１５は第８実施例の光ヘ
ッド装置の構成を示す側面図である。本実施例の光ヘッ
ドは、上記第６の実施例の偏光異方性ホログラム１８１
を、ＬＤ−ＰＤモジュール１１４とコリメーティングレ
ンズ１０２との間に配置したものである。 【０１６４】この構成では、偏光異方性ホログラム１８
１が、ＬＤ−ＰＤモジュール１１４に接近して配置して
いるため、光ヘッドのさらなる安定化が実現できる。さ
らに、偏光異方性ホログラム１８１の直径も小さいもの
で良く、低コスト化が実現できる。 【０１６５】なお、本実施例では、ホログラム素子とし
て偏光異方性ホログラム１８１を用いた場合について示
したがこのかぎりではない。例えば偏光異方性ホログラ
ム１８１〜１８３でも、各々に対応して光検出器１９１
および光検出器１９２を領域分割すればよい。また、本
実施例の構成では１／４波長板１１５は、例えばコリメ
ーティングレンズ１０２と偏光異方性ホログラム１８１
との間に配置することも可能である。 【０１６６】但し、本実施例に於いて偏光異方性ホログ
ラム１８１は、図３で示す偏光異方性ホログラムとした
が、偏光異方性ホログラム１８１は、偏光方向に対する
回折効率の違うホログラム素子であればよい。例えば特
開昭６３−３１４５０２に開示された構造のホログラム
素子でも良く、液晶を用いたホログラム素子としてもよ
い。また、ＬＤ−ＰＤモジュール１１４は、図４で示さ
れる構造のＬＤ−ＰＤモジュールとしたがこの限りでは
なく、半導体レーザと光検出器が一体化されているＬＤ
−ＰＤモジュールであれば良く、例えば図６や図７に示
されるＬＤ−ＰＤモジュールとしても良い。 【０１６７】［第９実施例］図１６は、本実施例の光ヘ
ッド装置の構成を示す側面図である。本実施例は、第８
実施例のＬＤ−ＰＤモジュール１１４と偏光異方性ホロ
グラム１８１とをフレーム部材１４１Ａで一体化した一
つのモジュールとなっている。従って、安定な光学系を
実現できる。また、このモジュールは種々の形状の光ヘ
ッドの共通部品として使用可能で、量産効果による光ヘ
ッドの低コスト化も実現できる。 【０１６８】なお、本実施例では、ホログラム素子とし
て偏光異方性ホログラム１８１を用いた場合について示
したがこのかぎりではなく、偏光異方性ホログラム１８
１〜１８３を用いることもできる。この場合には、各々
に対応して光検出器１９１および１９２の領域を分割す
ればよい。また、この構成では１／４波長板１１５は、
コリメーティングレンズ１０２と偏光異方性ホログラム
１８１との間に配置することも可能である。さらに、こ
の構成では、コリメーティングレンズ１０２または１／
４波長板１１５を含めて一体化することも可能である。
また、コリメーティングレンズ１０２及び１／４波長板
１１５を含めて一体化することも可能である。この構成
でコリメーティングレンズ１０２と対物レンズ１０３を
一つのレンズに置き換えることも可能である。 【０１６９】第９実施例に於いて偏光異方性ホログラム
１８１は、図３で示す偏光異方性ホログラムを用いた
が、偏光方向に対する回折効率の違うホログラム素子で
あればよい。例えば特開昭６３−３１４５０２に開示さ
れた構造のホログラム素子でも良く、液晶を用いたホロ
グラム素子としてもよい。また、ＬＤ−ＰＤモジュール
１１４は、図２で示される構造のＬＤ−ＰＤモジュール
を用いたがこの限りではない。半導体レーザと光検出器
が一体化されているＬＤ−ＰＤモジュールであれば良
く、例えば図６や図７に示されるＬＤ−ＰＤモジュール
としても良い。 【０１７０】以上本発明の各実施例について説明した
が、これらすべての構成において、偏光異方性ホログラ
ムと１／４波長板を、例えば図１７で示す素子で置き換
えることも可能で、小型軽量化に効果がある。 【０１７１】図１７は、１／４波長板と偏光異方性ホロ
グラムとの機能を有する、複合機能素子である。構成
は、偏光異方性ホログラム機能を有する部分の裏面に、
複屈折膜である例えば五酸化タンタル（Ｔａ₂Ｏ₅）の斜
め蒸着膜を形成したものである。偏光異方性ホログラム
部の回折方向の偏光と４５度の角度をなす２つの直交す
る偏光とが透過するときに、１／４波長の位相差が生じ
るように厚さを決めている。以上の様な複合機能素子を
使用することにより、光ヘッド装置の小型軽量化が実現
できる。 【０１７２】さらに、上記の実施例のすべてにおいて偏
光異方性ホログラムの代わりに、一部を透過し、一部を
回折する無偏光もしくは偏光異方性の小さいホログラム
素子を使用し、１／４波長板を省略した構成も実施可能
である。 【０１７３】 【発明の効果】以上のように本発明の光ヘッド装置によ
れば、主に次のような効果がある。 【０１７４】（１）＋１次回折光の光束をすべて用いて
フォーカスエラー信号を得ることができるので、信号強
度が大きく、信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）の高いフォーカス
エラー信号を得ることができる。 【０１７５】また同様の理由で、フォーカスエラー信号
検出用の回折光の強度分布が一様であり、感度の高いフ
ォーカスエラー信号を得ることができる。 【０１７６】また本発明の光ヘッド装置では、−１次回
折光の光量をすべて用いてトラッキングエラー信号を得
ることができるので、信号強度が大きく、信号対雑音比
（Ｓ／Ｎ）の高いトラッキングエラー信号を得ることが
できる。 【０１７７】また上記と同様の理由で、ディスク上に傷
が存在した場合にも、安定に信号検出ができる。 【０１７８】（２）本発明の光ヘッド装置では、情報信
号検出が単一の領域の光検出器で行われるため、光検出
器の検出信号を一つのヘッドアンプで増幅するだけでよ
い。多数のヘッドアンプを用いる場合のノイズの累積の
問題もなく、良好な情報信号の検出が可能となる。 【０１７９】また、情報信号の検出器が独立しているた
め、ヘッドアンプは情報信号帯域のみを増幅するもので
よく、ヘッドアンプの帯域幅を限定できる。従って従来
のサーボ帯域まで増幅できるヘッドアンプにくらべ安価
で、低ノイズのものが使用できる。 【０１８０】（３）本発明の光ヘッド装置は、＋１次の
回折光のみでフォーカスエラー信号を得るため、ホログ
ラム素子の設計により、ＬＤ−ＰＤモジュールの発光点
と光検出面との間にずれがあっても、フォーカスオフセ
ットの無い状態で使用可能となる。このため、光ヘッド
装置の小型軽量化と低コスト化、安定化が実現できる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の第１の実施例の光ヘッド装置の側面図 【図２】ＬＤ−ＰＤモジュールの斜視図 【図３】偏光異方性ホログラムの断面図 【図４】第１実施例の偏光異方性ホログラムとＬＤ−Ｐ
Ｄモジュールの位置関係を示す平面図 【図５】（ａ）は、第１実施例において、光ディスク上
に光ビームが合焦している状態における光検出器１９１
の平面図 （ｂ）は、第１実施例において、光ディスクに対物レン
ズが近づいたデフォーカス状態における光検出器１９１
の平面図 （ｃ）は、第１実施例の光ディスクにおいて、対物レン
ズが遠ざかったデフォーカス状態における光検出器１９
１の平面図 【図６】他の例のＬＤ−ＰＤモジュールの斜視図 【図７】他の例のＬＤ−ＰＤモジュールの斜視図 【図８】本発明の第２実施例の光ヘッド装置の偏光異方
性ホログラムの平面図 【図９】本発明の第３実施例の偏光異方性ホログラムと
ＬＤ−ＰＤモジュールとの位置関係を示す平面図 【図１０】（ａ）は、第３実施例において、光ディスク
上に光ビームが合焦している状態における光検出器１９
１の平面図 （ｂ）は、第３実施例において、光ディスクに対物レン
ズが近づいたデフォーカス状態における光検出器１９１
の平面図 （ｃ）は、第３実施例において、光ディスクから対物レ
ンズが遠ざかったデフォーカス状態における光検出器１
９１の平面図 【図１１】本発明の第４実施例の光ヘッド装置の偏光異
方性ホログラムとＬＤ−ＰＤモジュールの位置関係を示
す平面図 【図１２】本発明の第５実施例の光ヘッド装置の偏光異
方性ホログラムとＬＤ−ＰＤモジュールの位置関係を示
す平面図 【図１３】本発明の第６実施例の光ヘッド装置の側面図 【図１４】本発明の第７実施例の光ヘッド装置の側面図 【図１５】本発明の第８実施例の光ヘッド装置の側面図 【図１６】本発明の第９実施例の光ヘッド装置の側面図 【図１７】偏光異方性ホログラム複合素子の断面図 【図１８】第１の従来例の光ヘッド装置の側面図 【図１９】第１の従来例の光ヘッド装置のホログラム素
子と光検出器の位置関係を示す平面図 【図２０】第２の従来例の光ヘッド装置の側面図 【図２１】第２の従来例の光ヘッド装置のホログラム素
子と光検出器との位置関係を示す平面図。 【符号の説明】 １０１ 半導体レーザ １０２ コリメーティングレンズ １０３ 対物レンズ １０５ 光ディスク １１１ 回折格子 １１４ ＬＤ−ＰＤモジュール １１５ １／４波長板 １１６ 保持手段 １１７ 面発光レーザ １７０ ホログラム素子 １８１ 偏光異方性ホログラム １８２ 偏光異方性ホログラム １８３ 偏光異方性ホログラム １９０ 光検出器 １９１ 光検出器 １９２ 光検出器 ２０４ シリコン基板 ２０５ エッチングミラー ２０７ ニオブ酸リチウム基板 ２０８ プロトン交換領域 ２０９ 溝 ２１０ 五酸化タンタル（Ｔａ₂Ｏ₅）膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金馬 慶明 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 和田 秀彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−58738（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−53031（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−178064（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−22624（ＪＰ，Ａ) 国際公開93／9535（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 7/09 - 7/22

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 光ビームを放射する放射光源と、前記放
   射光源からの光ビームを受け情報媒体上へ微小スポット
   に収束する集光光学系と、前記情報媒体で反射した光を
   回折して＋ｎ次回折光と−ｎ次回折光（ｎ：自然数）を
   同時に発生するホログラム素子と、前記ホログラム素子
   により回折した光を検出する複数の検出領域からなる光
   検出器を有し、 前記放射光源が前記光検出器に固定されており、前記放
   射光源の発光点が前記光検出器の面外にあり、前記ホログラム素子は、互に異なる第１のパターンの領
   域と第２のパターンの領域が交互に配置された部分と、
   前記第１及び第２のパターンとは異なり、かつ互に異な
   る第３のパターンの領域と第４のパターンの領域が交互
   に配置された部分を有し、 前記光検出器は、前記ホログラム素子の前記複数のパタ
   ーンの領域で回折したそれぞれの＋ｎ次回折光を受けて
   フォーカスエラー信号を検出するフォーカシングエラー
   検出器、及び前記複数のパターンの領域で回折したそれ
   ぞれの−ｎ次回折光を受けて、トラッキングエラー信号
   を検出するトラッキングエラー検出器を有し、 前記第１のパターンの領域から発する＋ｎ次の回折光
   が、フォーカスエラー検出器の面から離れたホログラム
   素子から遠い位置（以下後方の位置）に収束し、前記第
   １のパターンの領域から発する−ｎ次の回折光は前記ト
   ラッキングエラー検出器の第１の領域に入射し、 前記第２のパターンの領域から発する＋ｎ次の回折光
   は、フォーカスエラー検出器の面から離れたホログラム
   素子に近い位置（以下、前方の位置）に収束し、前記第
   ２のパターンの領域から発する−ｎ次の回折光は、トラ
   ッキングエラー検出器の前記第１の領域に入射し、 前記第３のパターンの領域から発する＋ｎ次の回折光
   は、フォーカスエラー検出器の後方の位置に収束し、前
   記第３のパターンの領域から発する−ｎ次の回折光はト
   ラッキングエラー検出器の第２の領域に入射し、及び 前
   記第４のパターンの領域から発する＋ｎ次の回折光は、
   フォーカスエラー検 出器の前方の位置に収束し、前記第
   ４のパターンの領域から発する−ｎ次の回折光はトラッ
   キングエラー検出器の前記第２の領域に入射し、 前記＋ｎ次（ｎ：自然数）の全ての回折光のみを用いて
   フォーカスエラー信号を検出し、前記−ｎ次（ｎ：自然
   数）の全ての回折光のみを用いてトラッキングエラー信
   号を検出することを特徴とする光ヘッド装置。