JPH073700B2

JPH073700B2 - 光学式ヘッド装置

Info

Publication number: JPH073700B2
Application number: JP62161672A
Authority: JP
Inventors: 信介鹿間; 英一都出; 光重近藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1987-06-29
Filing date: 1987-06-29
Publication date: 1995-01-18
Anticipated expiration: 2010-01-18
Also published as: JPS644926A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、光学式ヘッド装置、特に光学式情報記録媒体
である光ディスクより信号を読出し／書込む光学式ヘッ
ド装置の光学系要素の構成に関するものである。

［従来の技術］第11図は従来の光学式ヘッド装置を示すものであり、図
において、（１）は半導体レーザ等の光源、（２）は光
源（１）より出射された出射光束、（３）は出射光束
（２）を３本の光束に分離する回折格子、（４）は照射
光束（５）と反射光束（６）を分離するハームプリズム
（ビームスプリッタとして動作する）、（７）は照射光
束（５）を円板状の情報記録媒体（ディスク）（12）の
情報トラック（13）上に光スポット（14）として集光す
る集光レンズである。なお、情報記録媒体（12）は集光
レンズ（７）の焦点付近に置かれ、モータ（図示せず）
等で回転駆動されている。

上記光スポット（14）は第12図（ｂ）に示すように、実
際には３つの光スポット（14a）、（14b）、（14c）よ
り成り、上記情報トラック（13）はピット（15）とラン
ド（16）より成る。

上記情報記録媒体（12）により反射させられた光束は、
再び集光レンズ（７）を透過した後、ハーフプリズム
（４）を透過し、光検知器（19）側へ向う反射光束
（６）となる。

（17）は反射光束（６）の収束角を小にし反射光束の倍
率を拡大する凹レンズ、（18）は凹レンズ（17）を透過
した光束に非点収差を生じさせるシリンドリカル凹レン
ズであり、（17）、（18）のレンズ系が合焦ズレ検出
（フォーカシングセンサ）光学系となっている。

（19）は光検知器で、第12図（ａ）に示すように４分割
光検知器（19a）と両側光検知器（19b）、（19c）より
構成されている。その中央の４つに分割された４分割光
検知器（19a）は、その分割線に対し上記シリンドカル
凹レンズ（18）のレンズ中心線を45゜傾けるように配置
されている。

第12図（ａ）において、（20a）、（20b）、（20c）は
それぞれ４分解光検知器（19a）と両側光検知器（19
b）、（19c）上の光束である。

（21）は両側光検知器（19b）、（19c）の出力を作動増
幅する差動増幅器、（22）は差動増幅器（21）の出力、
（23）は４分割光検知器（19a）の対角位置に配設され
た光検知器同士を各々共通として隣接の検知器の出力を
差動増幅する差動増幅器、（24）は差動増幅器（23）の
出力、（25）は４分割光検知器（19a）の和出力を得る
加算器、（26）は加算器（25）の出力でディスク（12）
より再生された信号出力である。

次に動作について説明する。光スポット（14a）により
読取られた再生情報は、加算器（25）より電気信号（2
6）として取出され、その後図示しない処理手段で情報
処理されて、TV信号、オーディオ信号等に変換される。

情報記録媒体（12）は、通常では回転中心とディスク中
心が取付け誤差等により一致していない。そのため、回
転によりトラックズレが生ずる。

そこで、トラック中心と光スポット（14a）の中心を一
致させて正しく情報読出しを行うために、公知のように
両側光検知器（19b）、（19c）の出力が用いられる。す
なわち、両側光検知器（19b）、（19c）上の光束（20
b）、（20c）はディスク上のサイドビーム、つまり、光
スポット（14b）、（14c）に対応しており、この光スポ
ット（14b）、（14c）の中心を結ぶ線は情報トラック
（13）の方向に対してやや傾くように配置されている。
このため、情報トラック（13）と中心ビーム、つまり光
スポット（14a）のズレに対して、両側光検知器（19
b）、（19c）上の光束（20b）、（20c）の強度がアンバ
ランスになり、差動出力（22）がトラックズレに比例し
た出力となる。

この出力を、集光レンズ（７）を情報トラック（13）と
直角な方向に移動させるトラッキングアクチュエータ
（図示せず）に対し、負帰還系を構成するよう印加すれ
ば、光スポット（14a）を絶えず情報トラック中心に集
光させることができる。

このように、ディスク上に３つの光束（14a），（14
b），（14c）を形成し、両側の光束（14b）、（14c）の
反強度差よりトラックズレ検知を行う方法は、ツインス
ポット法と呼ばれ、例えば、特公昭53−13123号に記載
されている。

また、ディスク面は通常、平坦ではなく回転により面振
れを生ずる。次に、その補正法について述べる。

前記反射光束（６）は凹レンズ（17）により拡大され、
シリンドカル凹レンズ（18）によって非点収差が形成さ
れて光検知器（19）へ導かれる。

第13図に示すように、情報記録媒体（12）の対物レンズ
焦点位置からのズレの方向により、楕円の方向が90度異
なる。その時、フォーカスズレに対する差動増幅器の出
力（24）は第14図のように変化する。

従って、その出力で集光レンズ（７）を光軸方向に移動
するフォーカシングアクチュエータを動作させれば、公
知の方法により絶えず集光レンズの焦点ズレを補正する
ことができる。このようにディスク（12）からの反射光
束（６）に非点収差を与え、光束の形状変化から焦点ズ
レを検知する方法（非点収差法）は特公昭53−39123号
により記載されている。

なお、ここではシリンドカル凹レンズ（18）が凹レンズ
（17）と光検知器（19）の間にある例を示したが、シリ
ンドカル凹レンズ（18）が凹レンズ（17）の手前にあっ
ても同様の原理にてフォーカスズレ検知は可能である。

ここで、凹レンズ（17）による拡大作用は、光検知器
（19）上の３つの光束（20a）、（20b）、（20c）の相
互の間隔を大きくするために用いられる。すなわち、デ
ィスク上に集光される３つのスポット（14a）、（14
b）、（14c）の間隔については、これをあまり大きく設
定しすぎると、情報トラック（13）がスパイラルまたは
同心円状であるためにこの情報トラック（13）と光スポ
ット（14a）、（14b）、（14c）列の角度設定値の許容
幅が小さくなるという問題がある。従って、情報記録媒
体（12）上の３ビーム間隔はむやみに大きくできず、例
えば、CD（コンパクトディスクプレーヤ）用の光ピック
アップでは22μｍ程度が上限とされている。

これに対して、４分割光検知器（19a）及び両側光検知
器（19b）、（19c）の中心間隔はあまり小さくしすぎる
と、反射光束（６）に対する検知器位置決め精度が厳し
くなるので、広いことが望ましい。このため、反射光束
（６）の３ビーム間隔を広げる必要があり、凹レンズ
（17）が用いられるのである。

なお、従来装置については、文献（近藤他“コンパクト
ディスクプレーヤ用MLP−２型光ピックアップ”三菱電
機技報vol,58,No.11,1984）に詳細に記載されている。

［発明が解決しようする問題点］従来の光学ヘッド装置は、以上のように構成されている
ので回折格子（３）、ビームスプリッタとして働くハー
フプリズム（４）、シリンドカルレンズ（18）等の個別
部品を正しく位置決めして、図示しないマウント上に固
定する必要があり、組立に手間がかかるという問題があ
った。また、個々の部品が単機能であるために装置のコ
ストアップ要因となっていた。

本発明はこのような問題点を解消するためになされたも
ので、回折格子、ビームスプリッタとして動作するハー
フプリズム、反射光路中に置かれたフォーカシングセン
サ用光学系として機能するレンズ等の機能を一個の光学
部品で実現でき、コストダウン及び装置の組立時間の削
減が可能となる光学式ヘッド装置を提供するものであ
る。

［問題点を解決するための手段］本発明の第１の発明に係る光学式ヘッド装置は、情報記
録媒体上に集光手段を介して光スポットを形成するため
の光束を出射する光源と、焦点ずれ制御及びトラックず
れ制御用の２つの受光領域を有して前記光源に近接配置
された光検知器と、一対の対向する第１及び第２の面を
有し、前記光源と前記情報記録媒体との間に配置された
一体の光学素子ブロックとを備え、前記光学素子ブロッ
クの前記光源に近い第１の面には、前記光源からの出射
光束を中心光束と両側光束の複数の光束に分離して透過
させる第１の回析格子領域及び前記情報記録媒体からの
反射光束を単純透過させる単純透過領域の２種の領域を
形成し、前記光学素子ブロックの前記情報記録媒体に近
い第２の面には、前記第１の回析格子領域からの光束を
透過させて前記集光手段に導くとともに前記情報記録媒
体からの反射光束を前記第１の回析格子領域からの光束
と空間的に分岐させて前記第１の面に形成された単純透
過領域に導き、該分割された光束を焦点ずれ信号生成用
の光束に変換する第２の回析格子領域を形成したことを
特徴とするものである。

また、本発明の第２の発明に係る光学式ヘッド装置は、
情報記録媒体上に集光手段を介して光スポットを形成す
るための光束を出射する光源と、焦点ずれ制御及びトラ
ックずれ制御用の２つの受光領域を有して前記光源に近
接配置された光検知器と、一対の対向する第１及び第２
の面を有し、前記光源と前記情報記録媒体との間に配置
された一体の光学素子ブロックとを備え、前記光学素子
ブロックの前記光源に近い第１の面には、前記光源から
の出射光束を中心光束と両側光束の複数の光束に分離し
て透過させる回析格子領域及び前記情報記録媒体からの
反射光束を単純透過させる単純透過領域の２種の領域を
形成し、前記光学素子ブロックの前記情報記録媒体に近
い第２の面には、前記回析格子領域からの光束を透過さ
せて前記集光手段に導くとともに、前記情報記録媒体か
らの反射光束を前記光源からの出射光束が透過する領域
の略中心を境界として一対の光束として２分割し、かつ
該２分割された光束を前記回析格子領域からの光束と空
間的に分岐させて前記単純透過領域に導く２分割回折格
子領域を形成したことを特徴とするものである。

［作用］本発明の第１の発明に係る光学式ヘッド装置によれば、
回折格子領域及び単純透過領域からなる第１の面と、回
折格子領域からなる第２の面とをそれぞれ一体の光学素
子ブロックの相対する面として、単純透過領域と各々の
回折格子領域との位置決めを非常に精度良く行うことが
できるため、情報記録媒体からの反射光束が第１の回折
格子領域を再透過することで生じる不要な再回折光が光
検知器に入射することがなくなる。

また、本発明の第２の発明に係る光学式ヘッド装置によ
れば、情報記録媒体からの反射光束を空間的に２分割し
て２つの光束に分け、光検知器に導くための２分割回折
格子領域を一体の光学素子ブロックの第２の面に形成
し、第１の面に回折格子領域及び単純透過領域を形成す
ることにより、２分割回折格子領域の境界の入射光束に
対する位置決めを確実に実現できるものである。

［実施例］本発明の第１実施例を第１図に示す。図において、
（１）〜（10）までの部材については従来例と同一とな
っている。（30）は、本発明により導入された透明媒
質、例えば光学ガラスや光学プラスチックなどの材質か
らなる光学素子ブロックであり、光源（１）側の第１の
面（35）と集光レンズ（７）側の第２の面（36）を有し
ている。（31）は光学素子ブロック（30）の第１の面
（35）の一部に形成された第１の回折格子であり、この
第１の回折格子は光源（１）から出射されたレーザ光を
０次回折光、±１次回折光の３つの光束に分離する。

（32）は光学素子ブロック（30）の第２の面（36）に形
成された第２の回折格子であり、この第２の回折格子は
光源（１）からの出射光（２）と回折分離する光束
（６）との干渉縞の形状となっている。また、第２の回
折格子（32）は、第１実施例では非点収差を与える縞軌
跡構成となっており、これは格子間隔が略線形的に変化
するような縞軌跡とすることにより実現している。

そして、（33）は無反射コーティング領域であり、この
領域に第２の回折格子にて分離された反射光束を通過さ
せ、光検知器（19）に入射させる構成とする。

次に、第１の実施例の動作について説明する。

光源（半導体レーザ）（１）より出射した光束（２）
は、透明媒質（光学ガラス、光学プラスチック等）より
なる光学素子ブロック（30）の第１の面（35）上に形成
された回折格子（31）によって０次光、±１次光の３つ
の光束に回折分離され、この状態で第２の回折格子（3
2）に入射し、その後に０次透過回折光として集光レン
ズ（７）に入射する。この光束は集光レンズ（７）を透
過した後、光ディスク（12）の情報記録面に３つの光ス
ポット（14a）、（14b）、（14c）として集光される。
これらの３つの集光スポットは、出射光（２）の光路中
に形成された第１の回折格子（31）により回折分離され
た０次及び±１次回折光に相当する。

次に、光ディスク（12）により反射された光束は再び集
光レンズ（７）を透過して第２の回折格子（32）に入射
され、１次透過回折光の反射光束（６）として半導体レ
ーザ出射光（２）と分離された後、無反射コーティング
領域（33）を透過して光検知器（19）に入射される。こ
の第２の回折格子の縞軌跡は、反射光束（６）が半導体
レーザからの出射光（２）と、回折分離されるように作
成されており、同時に本実施例においては、反射光束
（６）が非点収差を有し、かつ光検知器（19）の位置で
最小錯乱円となるような波面となっている。

このようにして、光検知器（19）上に照射された光束
（20a）、（20b）、（20c）は第１図（ｂ）に示される
ものとなる。図において、（19a）は光ディスク（12）
上の中央のスポット（14a）に対応する光束（20a）を受
光する４分割光検知器であり、図のように４分割された
エレメントＡ〜Ｄから成っている。

第１実施例では、第２の回折格子（32）によりディスク
反射光に付与される非点収差は、光ディスク（12）上の
光スポットが合焦ズレを起した時の光束（20a）の変形
による焦線方向が図中に破線で示したようにｘ及びｙ方
向となるように与えられており、従来例と同様に図のＡ
〜Ｄのエレメントによる電流出力に対し（Ａ＋Ｃ）−
（Ｂ＋Ｄ）なる演算をすることにより、非点収差法によ
る合焦ズレの検出が可能である。

また、光束（20b）、（20c）はディスク上の両側スポッ
ト（14b）、（14C）に対応しており、従来例と同様に両
側光検知器（19b）、（19c）の出力を差動演算すること
により、ツインスポット法の原理でトラックズレの検出
が可能である。なお、光学素子ブロック（30）の第１の
面（35）も回折分離された反射光束（６）が透過する領
域（33）（破線で囲っている）には無反射コーティング
が施してあり、これにより光検知器（19）に入射する光
量を増加させている。無反射コーティング領域（33）
は、これに限定することなく、第１の面（35）の全面に
わたって形成されていても何ら問題はない。また、光源
（１）から出射する光強度が十分強い場合には特に無反
射コーティングを施さなくてもよい。

次に、第１の回折格子（31）及び第２の回折格子（32）
を形成する上で留意すべき点について述べる。第２の回
折格子には前述したように以下の２つの機能がある。

（１）半導体レーザからの出射光束（２）と１次回折光
である反射光束（６）を空間的に分離すること（従来例
におけるビームスプリッタの機能）。

（２）回折分離光に合焦ズレ検出用に非点収差を付与す
ること（従来例におけるフォーカシングセンサ光学系の
シリンドリカルレンズの機能）。

前記機能の（１）において、特に第１の面（35）上にお
ける光束（２）及び（６）の透過位置を表す円（2s）、
（6s）が重ならないことが重要である。そして、（6s）
は、第１の回折格子（31）の形成領域外になければなら
ない。仮に、（6s）が第１の回折格子（31）の領域に侵
入すると光検知器（19）に入射する光束が回折を受け、
正しい情報読取りを行う上での障害となる。

次に、本発明の第２実施例を第２図により説明する。第
２実施例は、第１図に比べて以下の点が異なっている。

（１）４分割光検知器（19a）の分割線方向が第１図に
比べて45゜回転し、図示のｘ、ｙ方向となっている。

（２）第２の回折格子（32）の縞軌跡の形成において、
光ディスク（12）上の集光光束が合焦ズレを起したとき
に、４分割光検知器（19a）上の光束の焦線方向がｘ、
ｙ方向と45゜をなす方向となるよう考慮されている。す
なわち、第２の回折格子（32）の縞軌跡を設ける際に反
射光束（６）の非点収差の方向が第１の実施例に比べて
45゜回転した波面を想定している。

第２実施例においても、図の４分割エレメントＡ、Ｂ、
Ｃ、Ｄの出力に対し、（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）の演差を
施すことにより、ディスク上光束の合焦ズレが検出で
き、両側光検知器（19c）、（19b）の差動によりツイン
スポット法の原理でトラックズレが検出できる。但し、
第２実施例においては、検知器（19a）の分割線がｘ、
ｙ方向を向いているために、公知のように集光レンズ
（７）を図示しないアクチュエータによりｘ方向に変位
させてトラックを追加させた場合に、合焦ズレ検出特性
の劣化（フォーカシングセンサのオフセット発生）が小
さくなる。これは、集光レンズ（７）のｘ方向への移動
に略比例して４分割光検知器（19a）上の光束（20a）が
ｘ方向に移動するが、これは４分割の分割線に沿う方向
であり、（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）への検出出力が合焦時
に変化しないことによる（特公昭53−37722号に示され
ている）。

次に、本発明の第３実施例を第３図により説明する。第
３実施例では、第１の実施例に比べて、第２の回折格子
（32）の縞軌跡が、Ｚ軸回りに45゜回転している。ま
た、４分割光検知器（19a）の分割線方向が45゜回転し
ている。更に、光検知器（19）の光源（１）に対する相
対位置が、光源（１）の出射光の中心光束（Ｚ方向）回
りに45゜回転しており、第３実施例においては、第１実
施例と同様の回折格子（32）の軌跡を45゜回転するだけ
で、４分割光検知器（19a）の分割線方向をｘ、ｙ方向
とすることができる。従って、第２実施例と同様に、集
光レンズ（７）のトラッキングアクチュエータによるｘ
方向への移動にともなう合焦ズレ検知の際の特性劣化の
問題が解消できる。

以上３つの実施例は、合焦ズレ検知（フォーカシングセ
ンサ）として非点収差法、トラックズレ検知（トラッキ
ングセンサ）としてツインスポット法を用いている。し
かし、本発明の光学素子ブロック（30）はトラッキング
センサとしてツインスポット法を用い、フォーカシング
センサとしては他の各種方式と組み合せることができ
る。これは、第２の回折格子（32）を他のフォーカシン
グセンサ方式に適するように変更することで可能とな
る。以下の第４、第５の実施例で、他のフォーカシング
センサと組み合せた例の説明をする。

第４図は本発明の第４実施例であり、フォーカシングセ
ンサとしては、公知のフーコー法を採用している。本例
では第２の回折格子（32）は、光源（１）からの出射光
束（２）が透過する部分の円形領域の中心を境に、直線
的に２分割されており、分割線の両側に２組の格子軌跡
（32a）、（32a′）が形成されている。従って、ディス
ク反射光は、第２の回折格子（32）によって、１次回折
光の反射光束（６）となるが、領域（32a）、（32a′）
て回折された光は互いに空間的に分離された２組の光束
（6a）、（6a′）となる。そして、光検知器（19）は反
射光束（6a）、（6a′）の集光点位置に置かれており、
一点鎖線100で示されるように、そのスポツトは光束（2
0a）、（20b）、（20c）、（20a′）、（20b′）、（20
c′）で構成され、光束（20a）、（20b）、（20c）は反
射光束（6a）の集光点、一方光束（20a′）、（20
b′）、（20c′）は反射光束（6a′）の集光点としてで
きる各３つの光束である。また、（20a）、（20a′）は
ディスク上の中心スポット（14a）に対応し、（20b）、
（20b′）及び（20c）、（20c′）は各々ディスク上の
両側スポット（14b）及び（14c）に対応する。

この場合、トラッキングセンサ出力は、ツインスポット
法により｛（19c）＋（19c′）｝−｛（19b）＋（19
b′）｝なる演算により得られる。次にフーコー法フォ
ーカシングセンサの動作を第５図で説明する。

第５図はフォーカシングセンサ用の光検知器（19a）、
（19a′）だけを抜き出して描いた図であり、図の
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は順に、集光レンズ（７）と光
ディスク（12）が近い方向に合焦ズレを起した時、合焦
の時、及び（７）と（12）が遠い方向に合焦ズレを起し
た時の光検知器（19a）、（19a′）上での光束（20
a）、（20a′）のスポット形状変化が示されている。

このようにディスクの合焦ズレ方向によってスポット形
状が変化するため、図の４つの検知器エレメントＡ、
Ｂ、Ｃ、Ｄに対し（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）なる演算をす
ることにより合焦ズレの検知ができる。第２の回折格子
（32）においては、集光点（20a）と光源（１）出射点
（１′）の各々に配置した半導体レーザの波長を有する
点光源で形成される第２の面（36）上の干渉縞軌跡を回
折格子領域（32a）の軌跡とし、集光点（20a′）と光源
（１）の出射点（１′）に各々配置した光源（１）であ
る半導体レーザの波長を有する点光源で形成される第２
の面（36）上の縞軌跡を回折格子領域（32a′）の縞軌
跡とすれば良い。

次に、本発明の第５実施例を第６図に基づいて説明す
る。

第５実施例においては、光源（１）の出射光束（２）の
中心光束を境にして第２の回折格子が（32a′）、（32
a）なる２つの領域に別れている。光検知器（19）は、
同図下の破線（100）で囲って示すように、（19a）、
（19b）、（19c）、（19a′）、（19b′）、（19c′）
より成り、（19a）、（19a′）は各々３分割構成となっ
ている。

第７図は、第６図をｚ、ｙ平面内で見た図であり、図
（ｂ）には、特に、第２の回折格子（32）を、ｘ、ｙ平
面で見た図を抜き出して示している。図示のように、第
２の回折格子（32）は半導体レーザの出射（２）の中心
光線（２′）を通る直線（50）で分けられる一対の回折
格子領域（32a）、（32a′）より成り、光ディスク（1
2）で反射され回折格子領域（32a）、（32a′）で回折
された光束は空間的に分離され、光検知器（19）の前後
の集光点f₁、f₂に集光される。なお、（19）は回折分離
された光束（６）の進行方向に対し、２つの集光点f₁、
f₂の略中間位置に置かれている。検知器上の光束は第６
図（ｂ）に示したように、ディスク上の３つのスポット
（14a）、（14b）、（14c）に対応して、（20a）、（20
a′）と（20b）、（20b′）と（20c）、（20c′）とな
る。つまり、（20a）〜（20c）の組と、（20a′）〜（2
0c′）の組が、（32a）、（32a′）により空間的に分離
されている。そして、トラッキングセンサ出力はツイン
スポット法により、｛（19c）＋（19c′）｝−｛（19
b）＋（19b′）｝により得られる。

次に、フォーカシングセンサの検出原理を光検知器（19
a）、（19a′）上の光スポットを抜き出して描いた第８
図により説明する。第８図（ａ）、（ｂ）は、ディス上
光スポットが各々集光レンズ（７）に近い方向に合焦ズ
レを起した場合、第８図（ｃ）は合焦の場合、第８図
（ｄ）、（ｅ）は遠い方向に合焦ズレを起した場合の検
知器上の光スポットの変化を示している。

第８図（ｃ）に示すように、合焦時においては、光検知
器（19a）、（19a′）上の光束形状は半円形で大きさが
等しい。また、エレメントＡとＢ、及びＡ′、Ｂ′で示
す検知器に入射する光量は同じとなっている。そして、
エレメントＡ、Ｂ、Ｃの光電変換出力に対しS₁＝Ａ−
（Ｂ＋Ｃ）、S₂＝Ａ′−（Ｂ′＋Ｃ′）なる演算を行う
と、S₁、S₂の合焦ズレに対する変化は第８図（ｆ）、
（ｇ）のようになる。更に、S₁、S₂について（S₁−S₂）
なる差動演算をすると同図（ｈ）のような合焦ズレ検出
出力（いわゆるＳ字カーブ）が得られ焦点ズレの量と方
向が検出出力できることが理解される。なお、本発明と
同様の原理のフォーカシングセンサについて本願人は既
に特開昭60−059545号にて開示している。

次に、第２の回折格子（32）の軌跡の成形法について述
べる。第７図で明らなように、回折格子領域（32a）で
回折された光束f₁に集光し、回折格子領域（32a′）で
回折された光束はf₂に集光するから、（32a）の縞軌跡
は、光源（１）の出射点（１′）と点f₁の各々に置かれ
た半導体レーザの波長の点光源により第２の面（36）上
に形成される干渉縞軌跡とすればよい。また、（32
a′）の縞軌跡も同様に、半導体レーザ（１）の出射点
（１′）と点f₂の各々に置かれた半導体レーザの波長の
点光源により第２の面（36）上に形成される干渉縞軌跡
とすればよい。

第９図は本発明の第６実施例であり、第５実施例である
第６図と同様のフォーカシングセンサ方式の変形例であ
る。第５の実施例では、１次回折光である反射光束
（６）がｙ方向に回折分離されていたが、本実施例で
は、ｘ方向に分離されている。また、第２の回折格子
（32）は、半導体レーザ（１）の出射光束（２）の中心
光線と交わるｘ方向の直線（50）を境に、左右２つの回
折格子領域（32a）、（32a′）より構成されており、各
々の領域で回折された光束は検知器（19）前後の集光束
f₁、f₂に集光するよう格子軌跡が設けられている。

第９図（ｂ）に示されるように、ディスク上光スポット
（14a）は、（20a）、（20a′）に（14b）は（20b）、
（20b′）に（14c）は（20c）、（20c′）に対応してい
る。トラッキングセンサ出力は（19b）、（19c）の差動
演算による得られる（ツインスポット法）。

また、光検知器（19a）、（19a′）は図のようにｘ方向
に沿った分割線で各々３分割されており、各エレメント
を図示のようにＡ、Ｂ、Ｃ、Ａ′、Ｂ′、Ｃ′とする
と、第５実施例と同様にS₁＝Ａ−（Ｂ＋Ｃ）、S₂＝Ａ′
−（Ｂ′＋Ｃ′）なる演算S₁、S₂の差動（S₁−S₂）演算
よりフォーカシングセンサ出力が得られる。なお、本実
施例では光検知器（19a）、（19a′）の分割線の方向が
ｘ方向にあり、回折格子領域（32a）、（32a′）による
回折方向と一致しているため、光源（１）である半導体
レーザが周囲温度変化、駆動電流の変化等により波長変
化を起しても光検知器上の光束（20a）、（20a′）が上
記分割線に沿う方向（ｘ方向）に移動し、フォーカシン
グセンサの検出特性劣化が事実上無視できるという利点
がある。なお、同様の効果は第４の実施例を示す第４図
の構成例についても発揮される。

以上の各実施例は、トラッキングセンサとしてツインス
ポット法を用いた光学系において、フォーカシングセン
サとして非点収差法、フーコー法、Ｃ−SSD法との組み
合せの例について示したが、他の公知のフォーカシング
センサとの組合せも可能であり、要は第１の面（35）上
の一部、すなわち半導体レーザ出射光が透過する部分に
３ビーム発生用の回折格子を作成し、第２の面（36）上
に、ディスク側に向う光に対しては透過０次光を集光レ
ンズ側に透過させ、ディスクからの反射光に対しては１
次回折光として、半導体レーザ出射光より回折分離する
とともにフォーカシングセンサ用に光束を処理する回折
格子を作成するというのが発明の主旨である。

また、光源（１）と光検知器（19）は、空間的に分離し
たように説明したが、第２の回折格子（32）による回折
角が小さく、出射光束（２）との分離量が小さい場合に
は、第10図のように光源（１）、光検知器（19）を同一
のパッケージ（60）内に配置してもよく、その場合、光
源（１）の波長変化に対する１次回折光の回折角変化が
小さいので、波長変化時にも良好なフォーカシングセン
サ特性を維持できる。なお、適用可能な情報媒体は、再
生専用の凹凸形状で情報が記録されたもの以外に、追記
型、光磁気型、相変化型など、様々なものが考えられる
ことは言うまでもない。

［発明の効果］以上、詳述した通り、本発明の第１の発明に係る光学式
ヘッド装置によれば、情報記録媒体上に集光手段を介し
て光スポットを形成するための光束を出射する光源と、
焦点ずれ制御及びトラックずれ制御用の２つの受光領域
を有して前記光源に近接配置された光検知器と、一対の
対向する第１及び第２の面を有し、前記光源と前記情報
記録媒体との間に配置された一体の光学素子ブロックと
を備え、前記光学素子ブロックの前記光源に近い第１の
面には、前記光源からの出射光束を中心光束と両側光束
の複数の光束に分離して透過させる第１の回折格子領域
及び前記情報記録媒体からの反射光束を単純透過させる
単純透過領域の２種の領域を形成し、前記光学素子ブロ
ックの前記情報記録媒体に近い第２の面には、前記第１
の回析格子領域からの光束を透過させて前記集光手段に
導くとともに前記情報記録媒体からの反射光束を前記第
１の回析格子領域からの光束と空間的に分岐させて前記
第１の面に形成された単純透過領域に導き、該分岐され
た光束を焦点ずれ信号生成用の光束に変換する第２の回
析格子領域を形成したので、第１の面に形成された単純
透過領域と、第1,第２の回折格子領域との間の相対的な
位置決めを非常に精度良く行うことができるため、情報
記録媒体からの反射光束が第１の回折格子領域を再透過
することで生じる不要な再回折光が光検知器に入射する
ことがなくなり、情報再生特性の乱れが発生することが
なくなるという効果ある。

また、本発明の第２の発明に係る光学式ヘッド装置によ
れば、情報記録媒体上に集光手段を介して光スポットを
形成するための光束を出射する光源と、焦点ずれ制御及
びトラックずれ制御用の２つの受光領域を有して前記光
源に近接配置された光検知器と、一対の対向する第１及
び第２の面を有し、前記光源と前記情報記録媒体との間
に配置された一体の光学素子ブロックとを備え、前記光
学素子ブロックの前記光源に近い第１の面には、前記光
源からの出射光束を中心光束と両側光束の複数の光束に
分離して透過させる回析格子領域及び前記情報記録媒体
からの反射光束を単純透過させる単純透過領域の２種の
領域を形成し、前記光学素子ブロックの前記情報記録媒
体に近い第２の面には、前記回析格子領域からの光束を
透過させて前記集光手段に導くとともに、前記情報記録
媒体からの反射光束を前記光源からの出射光束が透過す
る領域の略中心を境界として一対の光束として２分割
し、かつ該２分割された光束を前記回析格子領域からの
光束と空間的に分岐させて前記単純透過領域に導く２分
割回折格子領域を形成したので、上記第１の発明の効果
に加えて、２分割回折格子領域の境界の入射光束に対す
る位置決めを非常に精度良く行うことができるため、確
実な焦点ずれ信号を容易に得ることができるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による光学ヘッドを示す図、
第２図〜第10図は、本発明の他の実施例を示す図、第11
図は従来の光学ヘッド装置を示す図、第12図〜第14図は
従来の光学ヘッド装置の原理を説明するための図であ
る。図において、（１）は半導体レーザ等の光源、（７）は
集光レンズ、（12）は光ディスク、（19）は光検知器、
（30）は光学素子ブロック、（31）は第１の回折格子、
（32）は第２の回折格子（35）は第１の面、（36）は第
２の面である。なお、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】情報記録媒体上に集光手段を介して光スポ
ットを形成するための光束を出射する光源と、焦点ずれ
制御及びトラックずれ制御用の２つの受光領域を有して
前記光源に近接配置された光検知器と、一対の対向する第１及び第２の面を有し、前記光源と前
記情報記録媒体との間に配置された一体の光学素子ブロ
ックとを備え、前記光学素子ブロックの前記光源に近い第１の面には、
前記光源からの出射光束を中心光束と両側光束の複数の
光束に分離して透過させる第１の回析格子領域及び前記
情報記録媒体からの反射光束を単純透過させる単純透過
領域の２種の領域を形成し、前記光学素子ブロックの前記情報記録媒体に近い第２の
面には、前記第１の回折格子領域からの光束を透過させ
て前記集光手段に導くとともに前記情報記録媒体からの
反射光束を前記第１の回析格子領域からの光束と空間的
に分岐させて前記第１の面に形成された単純透過領域に
導き、該分岐された光束を焦点ずれ信号生成用の光束に
変換する第２の回析格子領域を形成したことを特徴とす
る光学式ヘッド装置。
【請求項２】前記第２の回折格子領域を、光源からの出
射光束と、該第２の回折格子領域で分岐された光束との
干渉縞軌跡としたことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の光学式ヘッド装置。
【請求項３】前記第２の回折格子領域で分岐された光束
に非点収差を付与するように、前記第２の回折格子領域
を構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の光学式ヘッド装置。
【請求項４】前記第２の回折格子領域を、その格子間隔
が略線形的に変化するような縞軌跡としたことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の光学式ヘッド装置。
【請求項５】前記光学素子ブロックを光学ガラスもしく
は光学プラスチックで構成したことを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の光学式ヘッド装置。
【請求項６】前記第１の面上の単純透過領域を含む領域
に無反射コーティングを施したことを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の光学式ヘッド装置。
【請求項７】前記集光手段を前記情報記録媒体面に平行
かつ該情報記録媒体の情報トラックに略直交する方向に
変位させることにより前記光スポットを前記情報トラッ
クに追従移動させるトラッキングアクチュエータを有
し、前記光検知器の焦点ずれ制御用の領域に形成された
焦点ずれ信号検出のための分割線の少なくとも一つは、
前記光スポットの移動方向に沿う方向にしたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の光学式ヘッド装置。
【請求項８】前記光検知器を前記光源とともに同一パッ
ケージ内に近接配置したことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の光学式ヘッド装置。
【請求項９】情報記録媒体上に集光手段を介して光スポ
ットを形成するための光束を出射する光源と、焦点ずれ
制御及びトラックずれ制御用の２つの受光領域を有して
前記光源に近接配置された光検知器と、一対の対向する第１及び第２の面を有し、前記光源と前
記情報記録媒体との間に配置された一体の光学素子ブロ
ックとを備え、前記光学素子ブロックの前記光源に近い第１の面には、
前記光源からの出射光束を中心光束と両側光束の複数の
光束に分離して透過させる回析格子領域及び前記情報記
録媒体からの反射光束を単純透過させる単純透過領域の
２種の領域を形成し、前記光学素子ブロックの前記情報記録媒体に近い第２の
面には、前記回析格子領域からの光束を透過させて前記
集光手段に導くとともに、前記情報記録媒体からの反射
光束を前記光源からの出射光束が透過する領域の略中心
を境界として一対の光束として２分割し、かつ該２分割
された光束を前記回析格子領域からの光束と空間的に分
岐させて前記単純透過領域に導く２分割回折格子領域を
形成したことを特徴とする光学式ヘッド装置。
【請求項１０】前記２分割回折格子領域を、各々略直線
状の縞軌跡としたことを特徴とする特許請求の範囲第９
項記載の光学式ヘッド装置。
【請求項１１】前記２分割回折格子領域に各々形成され
た略直線状の縞軌跡を、該２分割回折格子領域の境界線
に略直交させたことを特徴とする特許請求の範囲第10項
記載の光学式ヘッド装置。
【請求項１２】前記２分割回折格子領域によって分割さ
れた一対の光束にそれぞれ異なる集光距離を与えるよう
に、前記２分割回折格子領域を構成したことを特徴とす
る特許請求の範囲第９項記載の光学式ヘッド装置。
【請求項１３】前記２分割回折格子領域によって分割さ
れた一対の光束にそれぞれ異なる集光距離を与えるとと
もに、前記光検知器をこの２つの集光点の略中間位置に
配置したことを特徴とする特許請求の範囲第12項記載の
光学式ヘッド装置。
【請求項１４】前記光検知器の焦点ずれ制御用の受光領
域に形成された焦点ずれ信号検出のための分割線の方向
を、前記２分割回折格子領域によって分割された一対の
光束の回折分離方向と一致させたことを特徴とする特許
請求の範囲第９項記載の光学式ヘッド装置。
【請求項１５】前記光検知器を前記光源とともに同一パ
ッケージ内に近接配置したことを特徴とする特許請求の
範囲第９項記載の光学式ヘッド装置。