JP3477928B2

JP3477928B2 - 光ピックアップヘッド装置

Info

Publication number: JP3477928B2
Application number: JP17312295A
Authority: JP
Inventors: 愼一門脇
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-07-10
Filing date: 1995-07-10
Publication date: 2003-12-10
Anticipated expiration: 2015-07-10
Also published as: JPH0927139A

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、光記憶媒体上に記憶される光学情報を記録
・再生あるいは消去可能な光ピックアップヘッド装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、光記憶媒体上に情報を記録する光
ディスクシステムが様々な形態で実用化されてきてお
り、光記憶媒体上の情報を正確に読み書きする光ピック
アップヘッド装置も様々な光学系が提案されている。

【０００３】図６は、従来の光ピックアップヘッド装置
の一例を示す構成図である。光検出器５上に実装された
半導体レーザ光源１から出射した発散ビーム７０は、光
学素子６に入射する。光学素子６の第１の面６ｂにはホ
ログラフィックパターン７ｂが、第２の面６ａには回折
格子パターン７ａがそれぞれ形成されており、半導体レ
ーザ光源１から出射したビーム７０が光学素子６に形成
された回折格子７ａに入射し、回折格子７ａでは複数の
回折光が生成される。

【０００４】回折格子パターン７ａで生成された複数の
回折光は、ホログラフィックパターン７ｂに入射し、ホ
ログラフィックパターン７ｂではさらに複数の回折光が
生成されるが、半導体レーザ光源１から光記憶媒体４へ
向かう往路の光路においては、ホログラフィックパター
ン７ｂを素通りする０次回折光７０が信号の読み出しも
しくは書き込みに用いられる。このホログラフィックパ
ターン７ｂからの０次回折光７０は、対物レンズ８で光
記憶媒体４上に集光される。

【０００５】一方、光記憶媒体４において、４２は溝が
形成された基板、４１は保護膜である。光記憶媒体４で
反射，回折されたビーム７０は、再び対物レンズ８を透
過した後、ホログラフィックパターン７ｂに入射して、
ホログラフィックパターン７ｂでは再び複数の回折光が
生成される。回折光７１と７２は共役な関係にある回折
光である。

【０００６】このホログラフィックパターン７ｂの１次
回折光７１，７２は光検出器５で受光され、電気信号に
変換される。光検出器５から出力される電気信号に所望
の演算を行うことによって、フォーカス誤差信号，トラ
ッキング誤差信号及び光記憶媒体４上に記録されている
情報信号を得ることができる。

【０００７】フォーカス誤差信号及びトラッキング誤差
信号は、それぞれ焦点制御用のアクチュエータ９１及び
トラッキング制御用のアクチュエータ９２に加えられ、
光源１から出射されたビーム７０が光記憶媒体４上の所
望の位置に焦点を結ぶように対物レンズ８の位置が制御
される。

【０００８】ホログラフィックパターン７ｂが生成する
１次回折光７１，７２が有する焦点の位置は異なってお
り、光源１から出射されるビーム７０が光記憶媒体４上
で合焦点にあるとき、１次回折光７１は光検出器５の上
側に焦点を結び、１次回折光７２は光検出器５の下側に
焦点を結ぶように、ホログラフィックパターン７ｂに形
成されるパターンは設計されている。このようなホログ
ラフィックパターンを用いてフォーカス誤差信号を検出
する方法は、スポットサイズディテクション法としてよ
く知られている。

【０００９】光検出器５上の受光部と、ホログラフィッ
クパターン７ｂからの１次回折光７１，７２との様子を
図７に示す。光検出器５は、受光部５０１〜５１０を有
している。１次回折光７１，７２は、それぞれ３つの回
折光７１ａ〜７１ｃ，７２ａ〜７２ｃからなり、７１
ａ，７２ａは回折格子パターン７ａの０次回折光、７１
ｂ，７１ｃ，７２ｂ，７２ｃは回折格子パターン７ａの
１次回折光である。

【００１０】回折光７１ａは受光部５０２〜５０４で、
回折光７２ａは受光部５０７〜５０９で、回折光７１ｂ
は受光部５０１で、回折光７１ｃは受光部５０５で、回
折光７２ｂは受光部５０６で、回折光７２ｃは受光部５
１０でそれぞれ受光される。

【００１１】フォーカス誤差信号は、受光部５０３から
出力される信号と、受光部５０８から出力される信号と
を差動演算することにより得られ、さらに受光部５０３
から出力される信号に受光部５０７，５０９から出力さ
れる信号を加算し、受光部５０８から出力される信号に
受光部５０２，５０４から出力される信号を加算するこ
とにより、フォーカス誤差信号の振幅を増大させること
ができる。

【００１２】一方、トラッキング誤差信号は、受光部５
０１から出力される信号と、受光部５０５から出力され
る信号とを差動演算することにより得られ、さらに受光
部５０１から出力される信号に受光部５０６から出力さ
れる信号を加算し、受光部５０５から出力される信号に
受光部５１０から出力される信号を加算することによ
り、トラッキング誤差信号の振幅を増大させることがで
きる。

【００１３】従来の光学系においては、フォーカス誤差
信号，トラッキング誤差信号共に検出は可能であるが、
半導体レーザ光源１から光記憶媒体４に向かう往路にお
いて、ホログラフィックパターン７ｂで生成された回折
光が対物レンズ８の開口内に入らないこと、光学素子６
を実装する際に要求される精度を緩和すること等を考慮
して光学系を設計すると、光検出器５の幅Ｌ１は５ｍｍ
程度必要であった。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】光ピックアップヘッド
装置には、小型化及び低価格化が強く求められている
が、従来の光学系においては、光検出器の幅Ｌ１が大き
く、小型化の妨げとなっていた。

【００１５】また、光検出器の寸法が小さい程、１枚の
半導体ウエハーから得られる光検出器の個数は多くなる
が、従来光学系における光検出器の幅Ｌ１が大きく、光
検出器の１チップ当たりのコストが高いという課題があ
った。

【００１６】そこで本発明は、上記の課題に鑑み、光検
出器の幅Ｌ１を小さくすることが可能な光ピックアップ
ヘッド装置を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の光ピックアップ
ヘッド装置はコヒーレントビームもしくは準単色のビー
ムを発する半導体レーザ光源と、前記光源から出射され
たビームを受けて光記憶媒体上へ微小スポットに前記ビ
ームを収束する集光光学系と、前記光記憶媒体で反射，
回折したビームを受けて第１の回折光と第２の回折光を
生成する回折素子と、前記回折素子で生成された第１の
回折光と第２の回折光を受けて受光した光量に応じた信
号を出力する光検出器とを具備する光ピックアップヘッ
ド装置において、前記回折素子は、透明な材料からなる
光学素子に形成され、前記光学素子は第１の面と第２の
面と第３の面を有し、前記第１の面に回折素子が形成さ
れ、前記第１の回折光と第２の回折光は共役光であり、
前記第２の面と第３の面は、それぞれ前記第１の回折光
と第２の回折光の一方の回折光を受け、前記第１の回折
光は前記第２の面を透過し、前記第２の回折光は前記第
３の面を透過し、前記第１の面と第２の面と第３の面を
それぞれ異なる角度に配置していることを特徴とする。
また本発明の光ピックアップヘッド装置はコヒーレント
ビームもしくは準単色のビームを発する半導体レーザ光
源と、前記光源から出射されたビームを受けて回折光を
生成する第１の回折素子と、前記第１の回折素子で生成
された回折光を受け光記憶媒体上へ微小スポットに前記
回折光を収束する集光光学系と、前記光記憶媒体で反
射，回折した回折光を受けて第１の回折光と第２の回折
光を生成する第２の回折素子と、前記第２の回折素子で
生成された第１の回折光と第２の回折光を受けて受光し
た光量に応じた信号を出力する光検出器とを具備する光
ピックアップヘッド装置において、前記第１の回折素子
と第２の回折素子は、透明な材料からなる同一の光学素
子に形成され、前記光学素子は第１の面と第２の面と第
３の面と第４の面を有し、前記第１の面に前記第２の回
折素子が形成され、前記第４の面に前記第１の回折素子
が形成され、前記第１の回折光と第２の回折光は共役光
であり、前記第２の面と第３の面は、それぞれ前記第１
の回折光と第２の回折光の一方の回折光を受け、前記第
１の回折光は前記第２の面を透過し、前記第２の回折光
は前記第３の面を透過し、前記第１の面と第４の面は略
平行であり、前記第１の面と第２の面と第３の面をそれ
ぞれ異なる角度に配置していることを特徴とする。

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【作用】上記手段を用いることにより、回折素子から生
成された共役な関係にある回折光は、光学素子の第２の
面と第３の面を透過する際に屈折して、光検出器の中央
部に近寄るように光路が曲げられ、幅の狭い光検出器で
も回折素子からの回折光を受光することが可能となる。

【００２１】

【実施例】以下、図１〜図５を参照しながら、本発明に
よる光ピックアップヘッド装置の実施例について詳細に
述べる。なお、従来の光ピックアップヘッド装置と本発
明の各実施例において、同様の構成要素を用いることが
可能な場合には、同じ番号を付している。

【００２２】（実施例１）図１は、本発明の光ピックアップヘッド装置の一例を示
す構成図である。光検出器５０上に実装された半導体レ
ーザ光源１から出射した発散ビーム７０は、光学素子６
０に入射する。光学素子６０の第１の面６０ｂには、回
折素子としてホログラフィックパターン６１ｂが、上記
第１の面６０ｂと対向する第４の面６０ｃには、回折素
子として回折格子パターン６１ａがそれぞれ形成されて
おり、半導体レーザ光源１から出射されたビーム７０は
光学素子６０に形成された回折格子パターン６１ａに入
射し、回折格子パターン６１ａでは複数の回折光が生成
される。

【００２３】回折格子パターン６１ａで生成された複数
の回折光はホログラフィックパターン６１ｂに入射し、
ホログラフィックパターン６１ｂではさらに複数の回折
光が生成されるが、半導体レーザ光源１から光記憶媒体
４へ向かう往路の光路においては、ホログラフィックパ
ターン６１ｂを素通りするいわゆる０次回折光７０が、
信号の読み出しもしくは書き込みに用いられる。

【００２４】ホログラフィックパターン６１ｂからの０
次回折光７０は、対物レンズ８を透過した後、光記憶媒
体４上に集光される。光記憶媒体４で反射，回折された
ビーム７０は、再び対物レンズ８を透過した後、ホログ
ラフィックパターン６１ｂに入射して、ホログラフィッ
クパターン６１ｂでは再び複数の回折光７３，７４が生
成される。

【００２５】ホログラフィックパターン６１ｂで生成さ
れた、１次回折光７３は第２の面６０ａを、１次回折光
７４は第３の面６０ｄをそれぞれ透過後、光検出器５０
で受光され、電気信号に変換される。光検出器５０から
出力される電気信号に所望の演算を行うことにより、フ
ォーカス誤差信号，トラッキング誤差信号及び光記憶媒
体４上に記録されている情報信号を得ることができる。

【００２６】フォーカス誤差信号及びトラッキング誤差
信号は、それぞれ焦点制御用のアクチュエータ９１及び
トラッキング制御用のアクチュエータ９２に加えられ、
光源１から出射されたビーム７０が、光記憶媒体４上の
所望の位置に焦点を結ぶように対物レンズ８の位置が制
御される。

【００２７】一方、ホログラフィックパターン６１ｂが
生成する１次回折光７３，７４の焦点の位置は異なって
おり、半導体レーザ光源１から出射されるビーム７０が
光記憶媒体４上で合焦点にあるとき、１次回折光７３は
光検出器５０の下側に焦点を結び、１次回折光７４は光
検出器５０の上側に焦点を結ぶように、ホログラフィッ
クパターン６１ｂが設計されている。

【００２８】このホログラフィックパターン６１ｂは、
一種の軸はずれフレネルゾーンプレートである。このよ
うなホログラフィックパターンを用いてフォーカス誤差
信号を検出する方法は、スポットサイズディテクション
法としてよく知られている。

【００２９】本実施例の光学素子６０では、ホログラフ
ィックパターン６１ｂを形成した第１の面６０ｂと、回
折格子パターン６１ａを形成した第４の面６０ｃとは平
行な関係を持たせているが、回折光７３が透過する第２
の面６０ａと回折光７４が透過する第３の面６０ｄと第
１の面６０ｂは平行ではなく、それぞれ第１の面６０ｂ
に対してθだけ異なる角度を持たせている。

【００３０】光学素子６０は、ポリオレフィン系樹脂を
射出成形により形成しており、第１の面６０ｂと、第２
の面６０ａと、第３の面６０ｄとを、それぞれ異なる角
度にすることを容易に実現している。

【００３１】回折光７３，７４は、第２の面６０ａを出
射する際、スネルの法則にしたがって屈折して、光路が
光源１に近い側に曲げられる。屈折によって回折光７
３，７４の光路が光源に近い側に曲げられることによ
り、光検出器５０の幅Ｌ２は従来よりも小さくできる。

【００３２】例えば、光源１から回折格子パターン６１
ａまでの距離をＬ４、光源１からホログラフィックパタ
ーン６１ｂまでの距離をＬ３、ホログラフィックパター
ンの格子の平均的な周期をｄとしたとき、Ｌ４＝１ｍ
ｍ，Ｌ３＝３ｍｍ，ｄ＝３μｍ，θ＝４５度としたと
き、Ｌ２は２ｍｍ程度と従来の光学系の半分以下にまで
小さくできる。

【００３３】光検出器は数インチφの半導体ウエハに多
数個形成されるが、光検出器の幅Ｌ２が小さい程、１枚
の半導体ウエハから得られる光検出器の数は多くなり、
例えばＬ２が２分の１の長さになると、１枚のウエハか
ら得られる光検出器の数は２倍となり、光検出器の価格
は概ね２分の１に低減する。したがって、本発明の光ピ
ックアップヘッド装置は、従来の光ピックアップヘッド
装置よりも低価格となる。また、光検出器の幅Ｌ２を従
来よりも小さくできるので、光ピックアップヘッド装置
の小型化も可能となる。

【００３４】また、Ｌ４＝２ｍｍ，Ｌ３＝５ｍｍ，ｄ＝
２μｍ，とすると、従来の光ピックアップヘッド装置で
は、さらに光検出器の幅Ｌ２は大きくなってしまうが、
本発明においては、θ＝６０度とすることによりＬ２を
２ｍｍ程度のままとすることができる。このように、Ｌ
４を大きくすることにより、対物レンズ８に入射する回
折格子パターン６１ａで生成した複数の回折光の強度変
動を小さく抑えることができるので、トラッキング誤差
信号に残留するオフセットを低減することが可能とな
り、トラッキングサーボ特性の良好な光ピックアップヘ
ッド装置となる。また、このときでも光ピックアップヘ
ッド装置のコスト削減と小型化が達成される。

【００３５】光検出器５０上の受光部と、ホログラフィ
ックパターン６１ｂからの１次回折光７３，７４との様
子を図２に示す。

【００３６】光検出器５０は、受光部５１１〜５２０を
有している。１次回折光７３，７４は、それぞれ３つの
回折光７３ａ〜７３ｃ，７４ａ〜７４ｃからなり、７３
ａ，７４ａは回折格子パターン６１ａの０次回折光、７
３ｂ，７３ｃ，７４ｂ，７４ｃは回折格子パターン６１
ａの１次回折光である。回折光７３ａは受光部５１２〜
５１４で、回折光７４ａは受光部５１７〜５１９で、回
折光７３ｂは受光部５１１で、回折光７３ｃは受光部５
１５で、回折光７４ｂは受光部５１６で、回折光７４ｃ
は受光部５２０で、それぞれ受光される。

【００３７】フォーカス誤差信号は、受光部５１３から
出力される信号と受光部５１８から出力される信号とを
差動演算することにより得られ、さらに受光部５１３か
ら出力される信号に受光部５１７，５１９から出力され
る信号を加算し、受光部５１８から出力される信号に受
光部５１２，５１４から出力される信号を加算すること
により、フォーカス誤差信号の振幅を増大させることが
できる。

【００３８】一方、トラッキング誤差信号は、受光部５
１１から出力される信号と受光部５１５から出力される
信号とを差動演算することにより得られ、さらに受光部
５１１から出力される信号に受光部５１６から出力され
る信号を加算し、受光部５１５から出力される信号に受
光部５２０から出力される信号を加算することにより、
トラッキング誤差信号の振幅を増大させることができ
る。

【００３９】また、光記憶媒体４上に記録された情報信
号は、受光部５１２〜５１４，５１７〜５１９から出力
される信号を加算することにより得られる。

【００４０】本発明の光ピックアップヘッド装置におい
ては、回折光７３，７４が光学素子６０の第２の面を透
過する際、非点収差及びコマ収差が回折光７３，７４に
付与され、光検出器５０上での回折光７３，７４は大き
く扁平する。

【００４１】本実施例においては、フォーカス誤差信号
を検出するのに用いられる受光部５１２〜５１４，５１
７〜５１９を分割する分割線８１〜８４の伸長方向と、
ホログラフィックパターン６１ｂで生成する回折光の回
折方向すなわち空間周波数軸と、回折光７３が第３の面
６０ｄで屈折後に進行する方向と、回折光７４が第２の
面６０ａで屈折後に進行する方向をそれぞれ同一方向と
することにより、回折光７３，７４に付与される非点収
差及びコマ収差の影響を全く受けないようにしている。

【００４２】フォーカス誤差信号の検出方法に非点収差
法等、光検出器の分割線の方向と回折光７３，７４が第
２の面６０ａで屈折する方向とが異なる方法を用いると
きには、回折光７３，７４に付与される非点収差及びコ
マ収差の量に応じ、分割線の位置を変えた光学設計を行
えばよい。

【００４３】（実施例２）本発明の別の実施例として、
光学素子６２及び光検出器５１をそれぞれ図３（ａ），
（ｂ）に示す。光学素子６２及び光検出器５１を、実施
例１に示した光学素子６１及び光検出器５０とそれぞれ
置き換えることにより、本実施例の光ピックアップヘッ
ド装置を構成できる。

【００４４】光学素子６２は、第１の実施例で示した光
学素子６１と概ね同様である。異なる点は、光学素子６
２には、光学素子６１のホログラフィックパターン６１
ｂを形成した領域に、異なる格子の周期を有するホログ
ラフィックパターン６３ａ、６３ｂを形成していること
である。

【００４５】ホログラフィックパターン６３ａは回折光
７５，７７を、ホログラフィックパターン６３ｂは、回
折光７６，７８をそれぞれ生成する。回折光７５〜７８
は光検出器５１で受光される。

【００４６】ホログラフィックパターン６３ｂは、半導
体レーザ光源１から出射されたビーム７０が光記憶媒体
４上で焦点を結ぶとき、回折光７５も光検出器５１上で
焦点を結ぶように光学設計を行っている。

【００４７】光検出器５１は、受光部５２１〜５２８を
有している。１次回折光７５〜７８は、それぞれ３つの
回折光７５ａ〜７５ｃ，７６ａ〜７６ｃ，７７ａ〜７７
ｃ，７８ａ〜７８ｃからなり、７５ａ，７６ａ，７７
ａ，７８ａは回折格子パターン６１ａの０次回折光、７
５ｂ，７５ｃ，７６ｂ，７６ｃ，７７ｂ，７７ｃ，７８
ｂ，７８ｃは回折格子パターン６１ａの１次回折光であ
る。

【００４８】回折光７５ａは受光部５２２〜５２３で、
回折光７６ａは受光部５２４で、回折光７５ｂ，７６ｂ
は受光部５２１で、回折光７５ｃ，７６ｃは受光部５２
５で、回折光７７ｂ，７８ｂは受光部５２６で、回折光
７７ａ，７８ａは受光部５２７で、回折光７７ｃ，７８
ｃは受光部５２８で、それぞれ受光される。

【００４９】フォーカス誤差信号は、受光部５２２から
出力される信号と受光部５２３から出力される信号とを
差動演算することにより得られる。このフォーカス誤差
信号の検出方式は、フーコー法としてよく知られてい
る。

【００５０】一方、トラッキング誤差信号は、受光部５
２１から出力される信号と受光部５２５から出力される
信号とを差動演算することにより得られ、さらに受光部
５２１から出力される信号に受光部５２６から出力され
る信号を加算し、受光部５２５から出力される信号に受
光部５２８から出力される信号を加算することによりト
ラッキング誤差信号の振幅を増大させることができる。

【００５１】また、光記憶媒体４上に記録された情報信
号は、受光部５２２〜５２４，５２７から出力される信
号を加算することにより得られる。

【００５２】回折光７５〜７８は、光学素子６２を透過
する際、非点収差及びコマ収差が付与されて光検出器５
１上では大きく扁平したビームとなるが、本実施例にお
いても、フォーカス誤差信号を検出するのに用いられる
受光部５２２，５２３を分割する分割線８５の伸長方
向、ホログラフィックパターン６２ａ，６２ｂの空間周
波数軸、回折光７５が光学素子６２を透過する際に屈折
する方向をそれぞれ同一方向とすることにより、回折光
７５〜７８に付与される非点収差及びコマ収差の影響を
全く受けないようにしている。

【００５３】本実施例に示す光ピックアップヘッド装置
においても、光検出器５１の幅Ｌ２を、従来の光ピック
アップヘッド装置よりも小さくできることは、第１の実
施例と同様である。

【００５４】（実施例３）本発明の更に別の実施例とし
て、光ピックアップヘッド装置の構成を図４に示す。

【００５５】半導体レーザ光源１から出射した直線偏光
の発散ビーム７０は、コリメートレンズ９３で平行光に
変換された後、偏光ビームスプリッタ９６に入射する。
偏光ビームスプリッタ９６に入射したビーム７０は、全
て偏光ビームスプリッタ９６を透過した後、１／４波長
板９７を透過して円偏光のビームに変換され、対物レン
ズ９４で光記憶媒体４上に集光される。

【００５６】光記憶媒体４で反射，回折されたビーム７
０は、再び対物レンズ８を透過した後、１／４波長板９
７を透過し、光源１から出射したときとは９０度異なる
方向の直線偏光のビームに変換される。１／４波長板９
７を透過したビーム７０は、偏光ビームスプリッタ９６
で全て反射され、集光レンズ９５で収束ビームに変換さ
れた後、光学素子６４に入射する。

【００５７】光学素子６４の第１の面６７にはホログラ
フィックパターン６５が形成されており、光学素子６４
に入射したビーム７０から回折光７９，８０が生成され
る。光学素子６７の第２の面６６ａと第３の面６６ｂ
は、第１の面６７とは角度θだけ傾いた関係を持たせて
いる。回折光７９，８０は、それぞれ第２の面６６ａと
第３の面６６ｂを透過する際、屈折して光路が曲げられ
た後、光検出器５２で受光され、電気信号に変換され
る。

【００５８】光検出器５２から出力される電気信号に所
望の演算を行うことによって、フォーカス誤差信号，ト
ラッキング誤差信号及び光記憶媒体４上に記録されてい
る情報信号を得ることができる。

【００５９】フォーカス誤差信号及びトラッキング誤差
信号は、それぞれ焦点制御用のアクチュエータ９１及び
トラッキング制御用のアクチュエータ９２に加えられ、
光源１から出射されたビーム７０が光記憶媒体４上の所
望の位置に焦点を結ぶように対物レンズ８の位置が制御
される。

【００６０】光学素子６４に形成されたホログラフィッ
クパターン６５の様子を図５（ａ）に、光検出器５２上
の受光部とホログラフィックパターン６５からの１次回
折光７９，８０の様子を図５（ｂ）にそれぞれ示す。

【００６１】光学素子６４に形成されたホログラフィッ
クパターン６５は、実施例２で示した光学素子６２に形
成したホログラフィックパターンと概ね同様である。ホ
ログラフィックパターン６５は、異なる格子の周期を有
するホログラフィックパターン６５ａ、６５ｂを形成し
ている。ホログラフィックパターン６５ａは、回折光８
０ａ，８０ｂを、ホログラフィックパターン６５ｂは、
回折光７９ａ，７９ｂそれぞれ生成する。

【００６２】光検出器５２は、受光部５２９〜５３２を
有している。回折光７９ａは受光部５２９〜５３０で、
回折光８０ａは受光部５３１で、回折光７９ｂ，８０ｂ
は受光部５３２で、それぞれ受光される。

【００６３】フォーカス誤差信号は、受光部５２９から
出力される信号と受光部５３０から出力される信号とを
差動演算することにより、トラッキング誤差信号は、受
光部５２９及び５３０から出力される信号を加算した信
号と受光部５３１から出力される信号とを差動演算する
ことにより得られる。

【００６４】このフォーカス誤差信号の検出方式はフー
コー法として、トラッキング誤差信号の検出方式はプッ
シュプル法として、どちらもよく知られている。また、
光記憶媒体４上に記録された情報信号は、受光部５２９
〜５３２から出力される信号を加算することにより得ら
れる。

【００６５】本実施例に示す光ピックアップヘッド装置
においても、光検出器５２の幅Ｌ２を、従来の光ピック
アップヘッド装置よりも小さくできることは、第１〜２
の実施例と同様である。

【００６６】

【発明の効果】本発明の光ピックアップヘッド装置は、
コヒーレントビームもしくは準単色のビームを発する半
導体レーザ光源と、前記光源から出射されたビームを受
けて光記憶媒体上へ微小スポットに前記ビームを収束す
る集光光学系と、前記光記憶媒体で反射，回折したビー
ムを受けて第１の回折光と第２の回折光を生成する回折
素子と、前記回折素子で生成された第１の回折光と第２
の回折光を受けて受光した光量に応じた信号を出力する
光検出器とを具備する光ピックアップヘッド装置におい
て、前記回折素子は、透明な材料からなる光学素子に形
成され、前記光学素子は第１の面と第２の面と第３の面
を有し、前記第１の面に回折素子が形成され、前記第１
の回折光と第２の回折光は共役光であり、前記第２の面
と第３の面は、それぞれ前記第１の回折光と第２の回折
光の一方の回折光を受け、前記第１の回折光は前記第２
の面を透過し、前記第２の回折光は前記第３の面を透過
し、前記第１の面と第２の面と第３の面をそれぞれ異な
る角度に配置している、あるいは、コヒーレントビーム
もしくは準単色のビームを発する半導体レーザ光源と、
前記光源から出射されたビームを受けて回折光を生成す
る第１の回折素子と、前記第１の回折素子で生成された
回折光を受け光記憶媒体上へ微小スポットに前記回折光
を収束する集光光学系と、前記光記憶媒体で反射，回折
した回折光を受けて第１の回折光と第２の回折光を生成
する第２の回折素子と、前記第２の回折素子で生成され
た第１の回折光と第２の回折光を受けて受光した光量に
応じた信号を出力する光検出器とを具備する光ピックア
ップヘッド装置において、前記第１の回折素子と第２の
回折素子は、透明な材料からなる同一の光学素子に形成
され、前記光学素子は第１の面と第２の面と第３の面と
第４の面を有し、前記第１の面に前記第２の回折素子が
形成され、前記第４の面に前記第１の回折素子が形成さ
れ、前記第１の回折光と第２の回折光は共役光であり、
前記第２の面と第３の面は、それぞれ前記第１の回折光
と第２の回折光の一方の回折光を受け、前記第１の回折
光は前記第２の面を透過し、前記第２の回折光は前記第
３の面を透過し、前記第１の面と第４の面は略平行であ
り、前記第１の面と第２の面と第３の面はそれぞれ非平
行であり、前記第１の面と第２の面と第３の面を異なる
角度に配置している構成を有する。

【００６７】

【００６８】

【００６９】上記のいずれかの構成とすることにより、
回折素子から生成された回折光は、第２の面を透過する
際に屈折して光検出器の中央部に近寄るように光路が曲
げられ、幅の狭い光検出器でも回折素子からの回折光を
受光することが可能となり、低コスト及び小型の光ピッ
クアップヘッド装置を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す光ピックアップヘッド
装置の構成図

【図２】本発明の光ピックアップヘッド装置のビームと
光検出器の関係図

【図３】（ａ）は、本発明の別の実施例を示す光学素子
の構成図（ｂ）は、光学素子で生成された回折光と光検出器の関
係図

【図４】本発明の更に別の実施例を示す光ピックアップ
ヘッド装置の構成図

【図５】（ａ）は、本発明の更に別の実施例を示す光学
素子の構成図（ｂ）は、光学素子で生成された回折光と光検出器の関
係図

【図６】従来の光ピックアップヘッド装置の構成図

【図７】従来の光ピックアップヘッド装置のビームと光
検出器の関係図

【符号の説明】

１半導体レーザ光源４光記憶媒体５光検出器６光学素子６ａ第２の面６ｂ第１の面７ａ回折格子パターン７ｂホログラフィックパターン８対物レンズ４１保護膜４２基板５０〜５２光検出器６０光学素子６０ａ第２の面６０ｂ第１の面６０ｃ第４の面６０ｄ第３の面６１ａ回折格子パターン６１ｂホログラフィックパターン６２光学素子６３ａホログラフィックパターン６３ｂホログラフィックパターン６４光学素子６５ホログラフィックパターン６５ａホログラフィックパターン６５ｂホログラフィックパターン６６ａ第２の面６６ｂ第３の面６７第１の面７０ビーム７１〜７４回折光７１ａ〜７１ｃ回折光７２ａ〜７２ｃ回折光７３ａ〜７３ｃ回折光７４ａ〜７４ｃ回折光７５ａ〜７５ｃ回折光７６ａ〜７６ｃ回折光７７ａ〜７７ｃ回折光７８ａ〜７８ｃ回折光７９〜８０回折光７９ａ〜７９ｂ回折光８０ａ〜８０ｂ回折光８１〜８５分割線９１フォーカス制御用アクチュエータ９２トラッキング制御用アクチュエータ９３コリメートレンズ９４対物レンズ９５集光レンズ９６偏光ビームスプリッタ９７１／４波長板５０１〜５３２受光部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】コヒーレントビームもしくは準単色のビー
ムを発する半導体レーザ光源と、前記光源から出射され
たビームを受けて光記憶媒体上へ微小スポットに前記ビ
ームを収束する集光光学系と、前記光記憶媒体で反射，
回折したビームを受けて第１の回折光と第２の回折光を
生成する回折素子と、前記回折素子で生成された第１の
回折光と第２の回折光を受けて受光した光量に応じた信
号を出力する光検出器とを具備する光ピックアップヘッ
ド装置において、前記回折素子は、透明な材料からなる
光学素子に形成され、前記光学素子は第１の面と第２の
面と第３の面を有し、前記第１の面に回折素子が形成さ
れ、前記第１の回折光と第２の回折光は共役光であり、
前記第２の面と第３の面は、それぞれ前記第１の回折光
と第２の回折光の一方の回折光を受け、前記第１の回折
光は前記第２の面を透過し、前記第２の回折光は前記第
３の面を透過し、前記第１の面と第２の面と第３の面を
異なる角度に配置している光ピックアップヘッド装置。
【請求項２】コヒーレントビームもしくは準単色のビー
ムを発する半導体レーザ光源と、前記光源から出射され
たビームを受けて回折光を生成する第１の回折素子と、
前記第１の回折素子で生成された回折光を受け光記憶媒
体上へ微小スポットに前記回折光を収束する集光光学系
と、前記光記憶媒体で反射，回折した回折光を受けて第
１の回折光と第２の回折光を生成する第２の回折素子
と、前記第２の回折素子で生成された第１の回折光と第
２の回折光を受けて受光した光量に応じた信号を出力す
る光検出器とを具備する光ピックアップヘッド装置にお
いて、前記第１の回折素子と第２の回折素子は、透明な
材料からなる同一の光学素子に形成され、前記光学素子
は第１の面と第２の面と第３の面と第４の面を有し、前
記第１の面に前記第２の回折素子が形成され、前記第４
の面に前記第１の回折素子が形成され、前記第１の回折
光と第２の回折光は共役光であり、前記第２の面と第３
の面は、それぞれ前記第１の回折光と第２の回折光の一
方の回折光を受け、前記第１の回折光は前記第２の面を
透過し、前記第２の回折光は前記第３の面を透過し、前
記第１の面と第４の面は略平行であり、前記第１の面と
第２の面と第３の面をそれぞれ異なる角度に配置してい
る光ピックアップヘッド装置。
【請求項３】光検出器は複数の受光部からなり、前記光
検出器は光学素子の第１の面に形成された回折素子から
生成した回折光を受光し、前記複数の受光部を分離する
分割線は、前記回折素子の空間周波数軸と略平行である
請求項１または２何れかに記載の光ピックアップヘッド
装置。
【請求項４】光学素子の第１の面に形成された回折素子
は、焦点距離の異なる２つの回折光を生成する請求項３
記載の光ピックアップヘッド装置。
【請求項５】光源から出射したビームが光記憶媒体上で
焦点を結ぶときに、光学素子の第１の面に形成した回折
素子が生成する回折光が、光検出器上で大略焦点を結ぶ
請求項３記載の光ピックアップヘッド装置。
【請求項６】光学素子の第１の面に形成された回折素子
が生成する２以上の次数の回折光を、光検出器が受光す
る請求項１〜５何れかに記載の光ピックアップヘッド装
置。