JPH01113935A - ハイブリッド光素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は光ディスクや光カード等の光学式情報記録媒
体にレーザ光を照射することにより情報の記録／再生を
行う光学式ヘッドに適用するに好適な、光源と光検知器
を一体に構成したハイブリッド光素子に関するものであ
る。

［従来の技術］ 第４図はハイブリッド光素子を用いた周知の光ヘッドの
構成図で、同図（ａ）は断面図、同（ｂ）は光スポット
の集光状態の説明図、同（ｃ）はフォーカシング・エラ
ー及びトラッキング・エラーの検出方法の説明図、同（
ｄ）はビーム・スプリッタの回折格子の平面図である。

各図において、（１）は半導体レーザ・チップで構成さ
れレーザ光源となるレーザ・ダイオード、（２）はレー
ザ・ダイオード（１）から出射される出射光束、（４）
はレーザ・ダイオード（１）からの出射光束（２）・を
第１の反射面（４ａ）で反射させて集光レンズ（５）に
入射させる平板状のビーム番スプリッタ、（６）は集光
レンズ（５）を透過した光束の集光点付近に置かれた光
学式情報記録媒体である光ディスク、（７）は光ディス
ク（６）に記録された情報のピット列から形成される情
報トラックである。集光レンズ（５）からの光束は光デ
ィスク（６）上に集光スポット（３）を形成する。

また、（１０）は光ディスク（６）によって反射され集
光レンズ（５）を通じてビーム・スプリッタ（４）に導
かれ、ビーム・スプリッタ（４）の第１の反射面（４ａ
）を透過し、ビーム・スプリッタ（４）の第２の反射面
（４ｂ）で反射され、しかる後に更に第１の反射面（４
ａ）を透過して戻ってくる反射光束（２Ａ）を受光する
光検知器である。ちなみに、光検知器（１０）は複数個
の光検知ブロックを有し、第４図（ｃ）に示すように光
検知部（１０ａ）、（１０ｂ）、（１０ｃ）、（１０ｄ
）、（１０ｅ）、（１０ｆ）が配置される。そして、光
検知部（１０ｅ）、（１０ｆ）の出力信号によって集光
スポット（３）を情報トラック（７）上に正確に追従さ
せるためのトラッキング・エラー信号ＴＥが作られる。

また、光検知部（１０ａ）、（１０ｂ）、（１０ｃ）、
（１０ｄ）の出力信号によって集光スポット（３）を情
報トラック（７）の上に正確に結像させるためのフォー
カシング・エラー信号ＦＥが作られる。

ちなみに、ビーム拳スプリッタ（４）の第１の反射面（
４ａ）には第４図（ｄ）に示すように回折格子が形成さ
れており、従って、光ディスク（６）上に集光照射され
る集光スポット（３）は第４図（ｂ）に示すように、情
報トラック（７）に対して３個の集光スポット（３ｏ）
、（３ｅ）、（３ｆ）が形成される。

更に、（８）はハイブリッド光素子本体（１４）の基盤
を構成するステム（９）上に配され、レーザ・ダイオー
ド（１）及び光検知器（１０）を載置する放熱ブロック
、（１３）はハイブリッド光素子本体（１４）に信号を
入出力するリードである。

次に動作について説明する。

レーザ・ダイオード（１）を出射した出射光束（２）は
ビーム・スプリッタ（４）の第１の反射面（４ａ）にて
反射された後、集光レンズ（５）によって光ディスク（
６）の情報トラック（７）面上に集光され集光スポット
（３）を形成する。

光ディスク（６）上に集光した光は光ディスク（６）に
よって反射され集光レンズ（５）を通じてビーム・スプ
リッタ（４）に導かれ、ビーム・スプリッタ（４）の第
１の反射面（４ａ）を透過し、ビーム・スプリッタ（４
）の第２の反射面（４ｂ）で反射され、しかる後に更に
第１の反射面（４ａ）を透過して反射光束（２人）とし
て光検知器（１０）に受光される。

従って、ビーム−スプリッタ（４）から反射される反射
光束は、周知のように非点収差、つまり子午光線、球欠
光線に対して別々の焦線を形成する収差が与えら・れる
。

ここで、ビームＯスプリッタ（４）の第１の反射面（４
ａ）と第２の反射面（４ｂ）が平行で、厚みをｔ１屈折
率を０５第１の反射面（４ａ）への入射角をθ（？ａｄ
）とすると、非点隔差Δは（１）式で表される。

非点収差が与えられたビーム・スプリッタ（４）からの
反射光束（２Ａ）はレーザ・ダイオード（１）の出射光
束（２）に対して逆方向にかつ平行に進行し、また図中
に一点鎖線で示される主光束は ΔＡ−２ＸｔＸｔａｎθ−ｘｃｏｓθ　　　・　（２）
のずれをもって光検知器（１０）に入射する。ここで、
θ゛は ｎＸ５ｌｎθ−−ｓｉｎθ　　　　　　　　・　（３）
を満足するような値である。

以上のような構成を有する光学式のヘッドにおいては、
集光スポット（３）は第４図（ｂ）に示すように、情報
トラック（７）に対して３個の集光スポット（３０）、
（３ｅ）、（３ｆ）となり、その中の集光スポット（３
０）が光検知器（１０）の中心部に形成される。光検知
器（１０）は光ディスク（６）Ｊ：の集光スポット（３
０）が合焦点状態にある時に光ディスク（６）から反射
された光束が第４図（ｃ）に示されるように最小錯乱円
（１１）となるような光軸方向位置に配置される。

そして、この光検知器（１０）は４つの領域に分割され
た光検知部（１０ａ）、（１０ｂ）、（１Ｏｃ）、（１
０ｄ）を有しており、これらの各検知部で入射光束量を
検知する。そして、情報トラック（７）上にピット形成
された情報によって変調された反射光束を光検知器（１
０）の光検知部（１０ａ）、（１０ｂ）、（１０ｃ）、
（１０ｄ）で検出することによって光ディスク（６）上
に光学的に書き込まれた情報を読み出すことができる。

周知のように、集光スポット（３ｏ）は焦点ずれが生じ
た時に光検知器（１０）で歪んだスポット（１２）とな
るので対角線方向において対向する検知部の和を取り対
向検知部対同士の差分出力を演算することにより集光ス
ポット（３ｏ）の焦点ずれを検出することができる。

すなわち、光検知器（１０）の光検知部（１０ａ）、（
１０ｂ）、（１０ｃ）、（１０ｄ）の対向するものの出
力の和をとり、各相の差出力ＦＥは、 ＦＥ−（（１０ａ）＋１０ｃ）１ −　（（１０ｂ）＋　（（１０ｄ））　　・・・（４）
となり、この演算出力信号はフォーカシング・エラー信
号ＦＥとして導出され、図示しないフォーカス中アクチ
ュエータにより光ディスク（６）上の集光スポット（３
ｏ）の焦点ずれが補正される。

この場合の焦点ずれ検出方法は非点収差法であり、第４
図（Ｃ）に示されるように、光ディスク（６）上の集光
スポット（３）が合焦点状態の時は最小錯乱円（１１）
となって、略々円形の状態となるが、光ヘッドと光ディ
スク（６）の距離の変化により焦点ずれが起ると光検知
器（１０）上のスポットが縦長または横長の楕円型のス
ポット（１２）に変形する。従って、この変形した楕円
型のスポット（１２）を電気的に検出することにより、
焦点の位置ずれを検出することができる。

一方、先にも述べたようにビーム・スプリッタ（４）の
第１の反射面（４ａ）には第４図（ｄ）に示すようなパ
ターンの回折格子が形成されており、このような回折格
子に入射するレーザ・ダイオード（１）からの出射光束
（２）は反射時に２方向に３つの光束に分かれる。情報
トラック（７）は２方向に並列に並んでおり、従って、
第４図（ｂ）に示すように、３つの光束は光ディスク（
６）上で３つの集光スポット（３ｏ）（３ｅ）　、（３
ｆ）になる。この３つの集光スポット（３ｏ）、（３ｅ
）、（３ｆ）は光ディスク（６）上で反射されると、そ
れぞれ第２図（Ｃ）に示すように、光検知器（１０）の
４つの光検知部（１０ａ）、（１０ｂ）、（１０ｃ）、
（１０ｄ）の中心部及び光検知部（１０ｅ）、（１０ｆ
）で受光される。そして、集光スポット（３ｏ）が対応
する情報トラック（７）からどれだけずれているかを示
すトラッキングφエラー信号ＴＥはＴＥ−（（１０ｅ）
−（１０ｆ））　　　・＝（５）により得られる。これ
は周知のツイン・スポット法であり、信号の読み取り及
びフォー力ッシング制御用の集光スポット（３ｏ）が情
報トラック（７）の上に正確に照射された時に、光検知
器（１０）の光検知部（１０ｅ）、（１０ｆ）の反射光
受光強度が等しくなることを利用している。

係る光ヘッドに用いられるハイブリッド光素子は以上の
ように構成されているので、レーザーダイオード（１）
と光検知器（１ｏ）が近接して配されるため光ヘッドの
小型化に有利である。

光学式ヘッドの構成例としては、集光レンズの横倍率を
１１５とし、光ディスク（６）の面振れをフォーカシン
グ制御するリニア制御範囲を１０μｍとすると、必要な
非点隔差ΔＡは５００μｍである。この時、（１）式よ
りθ−４５°、ｎ−１，５とすると、ｔ　＝　ｌ　１ｕ
＋の平板形のビーム・スプリッタ（４）を使用すること
になる。この時、レーザーダイオード（１）からの出射
光束（２）と光検知器（１０）への入射光束（２Ａ）の
間隔はわずか０．８３ｍｍとしかならず、レーザ・ダイ
オード（１）と光検知器（１０）を別々のパッケージに
収納することはほとんど不可能であり、従って、レーザ
・ダイオード（１）と光検知器（１ｏ）を−個のパッケ
ージに収容したハイブリッド光素子本体（１４）が用い
られる。

第５図は係る観点から構成された従来のハイブリッド光
素子の構成図で、同図（ａ）は縦断面図、同図（ｂ）は
平面図である。

各図において、（３０）はレーザ・ダイオード（１）や
光検知器（１０）を格納するパッケージでレーザ争ダイ
オード（１）からの出射光束（２）や光検知器（１０）
への入射光束（２Ａ）はパッケージの一部を構成する窓
ガラス（１９）を介して入出射する。（８）は銀や銅等
の熱伝導性の高い材料で構成され、サブマウント（１８
）を介してレーザ・ダイオード（１）を側面に保持する
と共に絶縁材（１７）を介して光検知器（１０）を接着
保持し、レーザ・ダイオード（１）から発生する熱を放
散する。この放熱ブロック（８）はステム（９）上に取
り付けられるかまたは一体に形成されている。（１６）
はステム（９）に対して垂直に出射されるレーザ・ダイ
オード（１）からの出射光束（２）の出射パワーを検知
するモニタ用検知器である。

一方、光検知器（１０）として用いられる素子はピン・
フォト・ダイオード・チップで、絶縁材（１７）を介し
て放熱ブロック（８）上にマウントされるが、これは反
射光束（２Ａ）を略々垂直に受光するためであり、レー
ザ・ダイオード（１）をマウントする面に対して垂直な
関係となる。光検知器（１０）はセラミック板等の絶縁
材（１７）を介して放熱ブロック（８）に接告されるが
、これは放熱ブロック（８）と電気的に遮断するためで
あり、これによってレーザ・ダイオード（１）とは独立
に光検知器（１０）に逆バイアス電圧を印加して光電流
を取り出すことができる。

ステム（９）は複数本のリード（１３）が密封挿入され
ており、光検知器（１０）の電極（２０）、レーザーダ
イオード（１）及びモニタ用検知器（１６）に各々ワイ
ヤー（１５）がボンディングされる。ちなみに、リード
（１３）の先頭部のボンディング・パッド部は光検知器
（１０）の面と同一方向を向いているのでワイヤー・ボ
ンディング作業が容易である。

以上のように、レーザ・ダイオード（１）と光検知器（
１０）を同一のパッケージに収納し１つのハイブリッド
素子としたため、部品点数が減少し、光路の構成を簡素
化できるとともに小型化が実現される。

ところが、上述のような構成を存するノ１イブリッド光
素子はレーザ・ダイオード（１）と光検知器（１０）は
非常に近接した位置に配置されるので、光検知器（１０
）に対しては光ディスク（６）からの入射光束（２Ａ）
だけでなく、レーザ・ダイオード（１）からの直接光が
一部の光検知部で受光され、例えばトラッキング制御信
号や、フォーカシング制御信号に誤差を与えるという問
題点がある。

第６図は従来のハイブリッド光素子の部分断面図である
が、レーザ・ダイオード（１）からの出射光束（２）は
２方向に出射するが、これはあくまでも主光線であり、
レーザ争ダイオード（１）からは他にも広い発散光束が
出射しているのが一般的であり、このようなレーザ・ダ
イオード（１）からの不要光（２３）は光検知器（１０
）の光検知器端（２４）で散乱されたりまたは光検知器
端（２４）を透過して、光検知器（１０）の光検知部、
例えば光検知器部（１０ｅ）に受光されてしまう。この
ようなレーザ・ダイオード（１）からの直接の不要光（
２３）は光検知器端（２４）に近いほど受光され易い。

このような不要光（２３）はトラッキング・エラー信号
ＴＥやフォーカシング・エラー信号に重大な影響を及ぼ
す。

先にも述べたように、トラッキング◆エラー信号ＴＥは
光検知部（１０ｅ）、（１０ｆ）の各受光信号の差によ
って得られるが、光ディスク（６）上で集光スポット（
３０）が正しく情報トラック（７）上に照射される時に
零となるべき性質のものである。ところが、光検知器（
１０）の光検知部（１０ｅ）は光検知部（１０ｆ）より
も光検知器端（２４）に近いところに配されるためレー
ザ・ダイオード（１）からの不要光（２３）の散乱の影
響を受は易く、従って光検知部（１０ｅ）と光検知部（
１０ｆ）の出力差に基づくトラッキング・エラー信号Ｔ
Ｅは、集光スポット（３０）が情報トラック（７）上に
正確に照射されていても零とはならず、ずれた位置にあ
るときに零となつてしまう。つまり、トラッキング制御
を誤ってしまう。特に、集光スポット（３ｅ）、（３ｆ
）を受光する光検知部（１０ｅ）と光検知部（１０ｆ）
は面積が大きく、光検知部（１０ｅ）は光検知器端（２
４）に特に近いため、レーザ・ダイオード（１）からの
直接光に基づく不要光（２３）の影響を一段と受は易い
。

一方、フォーカシング制御信号ＦＥは光検出器（１０）
の光検知部（１０ａ）、（１０ｂ）、（１０ｃ）、（ｌ
ｏｄ）の各出力を演算して得ているが、光検知部（１０
ｃ）がレーザ・ダイオード（１）からの不要光（２３）
の影響を最も受は易い光検知器端（２４）に近い位置に
あるので、光検知部（１０ａ）と光検知部（ＩＯＣ）’
の出力和ならびに光検知部（１０ｂ）と光検知部（１０
ｄ）の出力和の差信号に基づくフォーカシング・エラー
信号ＦＥは、集光スポット（３０）が情報トラック（７
）上に正確に合焦点していて最小錯乱円（１１）となっ
ていても零とはならず、非合焦点位置にあるときに零と
なってしまう。つまり、フォーカシング制御を誤ってし
まう。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来のハイブリッド光素子は以上のように構成されてい
るので、レーザ・ダイオード等の光源からの直接光の散
乱光がトラッキング制御やフォーカシング制御のための
光検知器に入射してしまうため、制御のための差動演算
の結果に誤りを生じさせ、正しい情報の記録や再生を行
うことができず、このハイブリッド光素子を用いた光情
報記録再生装置の性能を劣化させてしまうという問題点
があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、レーザ・ダイオード等の光源と光検知器を同
一のパッケージ内に収納してへイブリッド化しながら、
光源からの直接光が光検知器を構成する複数の光検知部
の機能的に対を成す光検知器に均等に入射するように光
源から等しい距離に配置することによって不要散乱光の
影響を無くし、正確なトラッキング信号やフォーカシン
グ制御信号を得ることを可能としたハイブリッド光素子
を得ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係るハイブリッド光素子は、光を発生する光
源手段と、光源手段と同一のパッケージ内に収納され、
光を受光してその強度に応じた電気信号を発生する複数
の受光領域ををし、機能的に対を成す受光領域を光源手
段より同じ距離になるように配した受光手段を備えるも
のである。

［作用］ この発明におけるハイブリッド光素子は、光源手段から
の直接光が近接して配される受光手段を構成する複数の
受光領域の中で機能的に対を成す領域に均等に入射する
ようにして、不要光の影響が無視できるようにしている
。

［実施例］ 以下、この発明の実施例を図について説明する。

第１図はこの発明の一実施例に係るハイブリッド光素子
の構成図であり、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は集
光スポットの集光状態の説明図、同図（Ｃ）はビーム・
スプリッタの回折格子パターンの平面図である。

各図の構成において、レーザ・ダイオード（１）からの
出射光束（２）はビーム・スプリッタ（４）、集光レン
ズ（５）を介して光ディスク（δ）面上に集光し、ここ
で反射され、集光レンズ（５）、ビーム・スプリッタ（
４）を介して戻ってきた入射光束（２人）は光検知器（
１０）で受光される。レーザ・ダイオード（１）と光検
知器（１０）の相対配置は図示の通りで、光検知部（１
０ｅ）、（１０ｆ）がＸ方向に並ぶように、つまりいず
れの光検知部（１０ｅ）、（１０ｆ）もレーザ・ダイオ
ード（１）に対して等距離になるように配置される。こ
の光検知部（１０ｅ）、（１０ｆ）はトラッキング・エ
ラー検出のために、それぞれの出力の差動出力が用いら
れるもので、それぞれの面積が等しく機能的に対を成す
ものである。

係る構成において、このハイブリッド光素子本体（１４
）を用いて第４図（ａ）に示すような光ヘッドを構成し
、ツイン・スポット法によるトラッキング制御を行おう
とする場合、ビーム・スプリッタ（４）の第１の反射面
（４ａ）に形成される回折格子は第１図の（ｃ）に示す
ような格子パターンに形成される。その結果、入射光束
（２Ａ）による集光スポットはＸ方向に集光スポット（
３０）、（３ｅ）、（３ｆ）として３個形成される。

一方、光ディスク（６）上の情報トラック（７）はＸ方
向に平行に並ぶように配されるため、３個の集光スポッ
ト（３ｏ）、（３ｅ）、（３ｆ）は情報トラック（７）
に対して第１図（ｂ）に示すように形成される。そして
、集光スポット（３ｅ）、（３ｆ）に基づく反射光はト
ラッキング・エラー検出のために、それぞれ光検知部（
１０ｅ）、（１０ｆ）に入射する。そして、集光スポッ
ト（３）が対応する情報トラック（７）上に正確に追従
しているときに光検知部（１０ｅ）、（１０ｆ’）に入
射する光量が互いに等しくなるため、両光検知部（１０
ｅ）、（１０ｆ）の差動出力が例になるようにトラッキ
ング制御すればよい。

そして、本実施例の構成によれば、レーザ・ダイオード
（１）からの出射光束（２）のうちの不要光（２３）が
光検知器（１０）の光検知器端（２４）で散乱して光検
知器（１０）の光検知部（１０ａ）、（１０ｂ）、（Ｉ
ＯＣ）、（１０ｄ）に入射したとしても、機能的に対を
成す光検知部（１０ｅ）、（１０ｆ）に入射する不要光
（２３）は略々等しいため、両光検知部（１０ｅ）、（
１０ｆ）の差動出力では不要光（２３）が相殺され、そ
の影響が無視される。その結果、２つの光検知部（１０
ｅ）、（１０ｆ）からは正確なトラッキング・エラー信
号が得られる。

以上のように、この実施例の構成によれば、レーザ・ダ
イオード（１）からの出射光束（２）のうち、光検知器
（１０）の光検知器端（２４）から回り込む不要光（２
３）の影響が無視でき、従って、光検知器（１０）の光
検知部（１０ａ）、（１０ｂ）　、　（１０ｃ）、　（
１０ｄ）、（１０ｅ）、（１０ｆ）の各差動出力に基づ
いてエラー信号を演算しながら、エラーを零とするよう
なトラッキング制御やフォーカシング制御を行う光学式
の情報記録再生装置において、トラッキング制御系やフ
ォーカシング制御系が誤動作するのを防止することがで
きる。

なお、上記実施例ではフォーカシング制御に非点収差法
、トラッキング制御にツインスポット法を用いた場合を
例示したが、複数の光検知領域の差動出力で制御する方
法であれば、この発明のハイブリッド光素子は有効に適
用可能である。

第２図はこの発明のハイブリッド光素子を適用するに好
適な光ヘッドの一例を示すもので、同図（ａ）は側面図
、同図（ｂ）はホログラフィック・ビーム・スプリッタ
の格子パターン図、同図（Ｃ）はこの光ヘッドに適用さ
れる回路構成図である。

各図において、ビーム・スプリッタ（４）はホログラフ
ィックやビーム・スプリッタであり、レーザ・ダイオー
ド（１）からの出射光束（２）に対して、光ディスク（
６）で反射され集光レンズ（５）を介して戻ってくる入
射光束（２Ａ）が微小角θをなすように分離する機能を
有する。また、ビーム・スプリッタ（４）は第２図（ｂ
）に示すようにそれぞれ異なる格子パターンの第１領域
（４−１）と第２領域（４−２）を有し、入射光束（２
Ａ）を半円形の２つの光束に分割する。ビーム・スプリ
ッタ（４）で分割された光束は第２図（ｃ）に示すよう
に、光検知部（１０ａ）、（１０ｂ）からなる第１の光
検知領域（１０−１）と光検知部（１０ｃ）、（１０ｄ
）からなる第２の光検知領域（１０−２）を有する光検
知器（１０）上に集光照射され、集光スポット（１１）
を形成する。

係る構成において、ビーム・スプリッタ（４）のそれぞ
れ異なる格子パターンの第１領域（４−１）と第２領域
（４−２）によって回折された入射光束（２Ａ）のうち
、第１領域（４−１）で回折された入射光束（２Ａ）は
光検知器（１０）の第１の光検知領域（１０−１）に照
射され、第２領域（４−２）によって回折された入射光
束（２人）は光検知器（１０）の第２の光検知領域（１
０−２）に照射される。

本例の光ヘッドの構成は、フォーカス制御にフーコー法
を、トラッキング制御にプッシュプル法を採用している
が、いずれも良く知られた方法である。以下に各方法に
ついて、第３図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の説明図に従っ
て説明する。

まずフーコー法によるフォーカス制御を説明する。

レーザ・ダイオード（１）からビーム・スプリッタ（４
）、集光レンズ（５）を通じて光ディスク（６）上に集
光される出射光束（２）が光ディスク（６）上に正しく
集光している場合、光ディスク（６）上で反射され集光
レンズ（５）を通じてビーム・スプリッタ（４）に導か
れ、ここで分割された入射光束（２Ａ）のうち、第１領
域（４−１）で回折された入射光束（２人）は光検知器
（１０）の第１の光検知領域（１０−１）を構成する光
検知部（１０ａ）、（１０ｂ）の分割線上に照射され、
第２領域（４−２）によって回折された入射光束（２Ａ
）は光検知器（１０）の第２の光検知領域（１０−２）
を構成する光検知部（１０ｃ）、（１０ｄ）の分割線上
に照射され、それぞれ集光スポット（１１）を形成する
。このときの集光スポット（１１）の集光状態は第３図
（ｂ）に示すように、光検知部（１０ａ）、（ｌＯｂ）
の各入射光は等しく、光検知部（ＩＯＣ）、（１０ｄ）
の各入射光も等しい。

これに対して、光ディスク（６）の光軸方向への変位等
によって、光ディスク（６）上の集光スポット（３）の
焦点がずれると、集光スポット（１１ｙの集光状態は第
３図（ａ）、（ｃ）に示すように、光検知部（１０ａ）
、（１０ｂ）の各入射光がアンバランスとなり、光検知
部（１０ｃ）、（１０ｄ）の各入射光もアンバランスに
なる。つまりフォーカスΦエラー信号ＦＥをＦＥ　−１
（１０ａ）　＋　（１’Ｏｃ）　！−（（１０ｂ）＋　
（１０ｄ）ｌ　　・・・（６）の演算を行うことによっ
て得ることができる。従って、このフォーカス・エラー
信号ＦＥを常に零とするように集光レンズ（５）の位置
制御を行うことによって光ディスク（６）上には常に良
好な集光スポット（３）が得られる。

次に、ブシュプル法によるトラッキング制御方法を説明
する。

レーザ・ダイオード（１）からの出射光束（２）はビー
ム・スプリッタ（４）、集光レンズ（５）を介して、光
ディスク（６）の情報トラック（７）上に集光スポット
（３）を形成する。そして、光ディスク（６）上で反射
され、集光レンズ（５）、ビーム・スプリッタ（４）を
通じて戻ってきた入射光束（２Ａ）は、ビーム争スプリ
ッタ（４）で２分割され光検知器（１０）上に集光され
るが、−光ディスク（６）上の集光スポット（３）が情
報トラック（７）上に正確に照射されている時に、ビー
ム・スプリッタ（４）の第１領域（４−１）で回折され
た光検知器（１０）の第１の光検知領域（１０−１）に
入射する入射光束（２Ａ）とビーム・スプリッタ（４）
の第２領域（４−２）によって回折され光検知器（１０
）の第２の光検知領域（１０−２）に入射する入射光束
（２Ａ）が等しくなるようにビーム・スプリッタ（４）
を予め位置決めしておくことによって、光ディスク（６
）の情報トラック（７）上の集光スポット（３）のトラ
ッキングずれを光検知器（１０）の第１の光検知領域（
１０−１）に入射する入射光量と第２の光検知領域（１
０−２）に入射する入射光量の差でとらえることができ
る。

つまり、トラッキング・エラー信号ＴＥをＴＥ−（（１
０ａ）＋　（１０ｂ）） −（（１０ｃ）、（１０ｄ）ｌ　　・　（７）の演算を
行うことによって得ることができる。従って、このトラ
ッキング番エラー信号ＴＥを常に零とするように集光レ
ンズ（５）の位置制御を行うことによって光ディスク（
６）の情報トラック（７）上に常に集光スポット（３）
を追従させることができる。

ところで、第２図に示した光ヘッドでは、光検知器（１
０）の光検知部（１０ａ）と（１０ｄ）、光検知部（１
０ｂ）と（１０ｃ）のそれぞれの位置はレーザ・ダイオ
ード（１）に対して略々等しい位置に配置されている。

このため、レーザ・ダイオード（１）からの出射光束（
２）の内、光検知器端（２４）から光検知器（１０）に
漏れ込む不要光（２３）は光検知部（１０ａ）と（１０
ｄ）では略々等しく、光検知部（１０ｂ）と（１０ｃ）
でも略々等しい。

今、光検知部（１０ａ）と（１０ｄ）に漏れ込む不要光
（２３）をα、光検知部（１０ｂ）と（１０Ｃ）に漏れ
込む不要光（２３）をβとする。

一方、光検知部（１０ａ）、（１０ｂ）、（１０Ｃ）、
（１０ｄ）で本来受光すべき光量をそれぞれＡ、Ｂ、Ｃ
，Ｄとする。この時、フォーカシング・エラー信号ＦＥ
は ＦＥ−（（Ａ＋α）＋（Ｃ十β） −（（Ｂ＋β）＋Ｄ＋α）） −（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）　　　　　・・・（８）とな
り、トラッキング・エラー信号ＴＥはＴ、Ｅ■（（Ａ＋
α）＋（Ｂ＋β） −（（Ｃ＋β）＋Ｄ＋α）） −（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）　　　　　・・・（９）とな
る。つまり、フォーカシング争エラー信号ＦＥやトラッ
キング・エラー信号ＴＥの演算においては、不要光（２
３）による光量α、βの影響は無視される。

つまり、本発明のハイブリッド光素子を用いることによ
って、第２図に示すような光ヘッドを構成した場合、レ
ーザ・ダイオード（１）から光検知器（１０）に漏れ込
む不要光（２３）の影響を無くすことができるため、こ
の光ヘッドを用いた光情報記録再生装置のトラッキング
制御系やフォーカシング制御系が誤動作するのを防止す
ることができる。

更に、ホログラフィック・レーザ・ビーム・スプリッタ
を第５図の窓ガラス（１９）に適用すれば、光ヘッドを
より簡単に構成することができる。

また、ハイブリッド光素子を用いればレーザ・ダイオー
ド（１）と光検知器（１０）の距離が非常に小さいので
、ホログラフィック・レーザ・ビーム・スプリッタの回
折角θを非常に小さくできるので、格子周期は大きなも
のでよくホログラフィック・レーザ・ビーム・スプリッ
タを簡単に作製することができる。

なお、上記各実施例ではハイブリッド光素子を光学式情
報記録再生装置に適用する場合を例示したが、この発明
に係るハイブリッド光素子の応用はこれに限定されるも
のではなく、例えば位置検出器、表面粗さ検出等にも適
用可能である。例えば、第７図の側面図に示すような構
成の表面粗さ検出器によれば、資料（２１）の表面にレ
ーザ・ダイオード（１）から集光レンズ（５）を通じて
集光スポット（３）を照射形成しながら、系をＰ方向に
スキャンすることによって、対物レンズを構成する集光
レンズ（５）の焦点からのずれ量、つまりフォーカシン
グ・エラー信号に基づいて資料（２１）の表面粗さを検
出することができる。

このようなシステムにおいて、レーザ争ダイオード（１
）の出射光束（２）以外の不要光が光検知器（１０）に
漏れ込んだ場合、本発明に係るハイブリッド光素子を用
いれば、この入射光の影響を防止して正確な計測を行う
ことが可能になる。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によればレーザ・ダイオード等
の光源と光検知器を同一パッケージ内に近接して配置し
たハイブリッド光素子において、光源から光検知器に漏
れ込む光の影響を無視できるように光検知器を構成する
機能的に対を成す光検知部を光源に対して略々等距離に
配置したので、光源からの出射光束以外の不要光が光検
知器端で散乱する等して光検知器に入射してもこれをキ
ャンセルすることが可能となり、この素子を用いたトラ
ッキング制御系やフォーカシング制御系の性能を向上で
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）はこの発明の一実施例に係るハイブリッド
光素子の平面図、第１図（ｂ）は集光スポットの集光状
態の説明図、第１図（ｃ）はビーム・スプリッタの回折
格子パターンの平面図、第２図（ａ）はこの発明のハイ
ブリッド光素子を適用するに好適な光ヘッドの一例を示
す側面図、第２図（ｂ）はホログラフィック・ビーム・
スプリッタの格子パターン図、第２図（Ｃ）はこの先へ
ラドに適用される回路構成図、第３図（ａ）、（ｂ）、
（Ｃ）はフォーカス制御にフーコー法を、トラッキング
制御にプッシュプル法を採用した場合の説明図、第４図
（ａ）はハイブリッド光素子を用いた周知の光ヘッドの
断面図、第４図（ｂ）は情報トラックに対する光スポッ
トの集光状態の説明図、第４図（Ｃ）はフォーカシング
・エラー及びトラッキング・エラーの検出方法の説明図
、第４図（ｄ）はビーム・スプリッタの回折格子の説明
図、第５図（ａ）は従来のハイブリッド光素子の縦断面
図、第５図（ｂ）は従来のハイブリッド光素子の平面図
、第６図は従来のハイブリッド光素子の部分断面図、第
７図はこの発明のハイブリッド光素子を適用される表面
粗さ検出器の側面図である。 図において、（１）はレーザ・ダイオード、（４）はビ
ーム・スプリッタ、（８）は放熱ブロック、（９）はス
テム、（１０）は光検知器、（１８）はサブマウント、
（２４）は光検知器端、（３０）はパッケージである。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 代理人　弁理士　大　岩　増　雄 （他　２名） 第２図 （ｂ） 今 第２図 第３図 ＠４図 ＬＪ （ｂ） 旦 第４図 （Ｃ）、４ ― 第４図 （ｄ） 第　５　因 （ｂ） ＩＰ１６図 第　７　因 手続補正書　（自発） 昭和　　年　　月　　日 ２、発明の名称 ハイブリッド光素子 ３、補正をする者 代表者志岐守哉 ５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄。 ６、補正の内容

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光を発生する光源手段と、光源手段と同一のパッ
   ケージ内に収容され、光を受光してその強度に応じた電
   気信号を発生する複数の受光領域を有し、機能的に対を
   成す受光領域を光源手段より同じ距離になるように配し
   た受光手段を備えることを特徴とするハイブリッド光素
   子。
2. （２）機能的に対を成す受光領域が等しい受光面積を有
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のハ
   イブリッド光素子。