JPH11134664A

JPH11134664A - 集積光学素子、光学ヘッド並びに記録及び／又は再生装置

Info

Publication number: JPH11134664A
Application number: JP9297550A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Matsumoto; 芳幸松本
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-10-29
Filing date: 1997-10-29
Publication date: 1999-05-21

Abstract

(57)【要約】【課題】同一パッケージ内に、受発光素子やホログラ
ム素子等の光学部品を高精度にマウントでき、更なる薄
型化が実現され、高信頼性の得られる集積光学素子、光
学ヘッド並びに記録及び／又は再生装置を提供すること
を目的とする。【解決手段】集積光学素子１１は、シリコン基板１３
上に配される第１及び第２の受光素子１５、１６と、光
出力用基板１７を介してシリコン基板１３上に配される
発光素子１８と、発光素子と対向してシリコン基板１３
上に配され光学記録媒体からの戻り光を回折して第１及
び第２の受光素子１５、１６のそれぞれに導くホログラ
ム素子２３とを備える。この集積光学素子１１では、発
光素子１８から出射された光ビームが、発光素子１８か
らホログラム素子２３までの間を直線的に透過した後、
光学記録媒体の信号記録面上に照射される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発光素子や受光素
子等を集積し一体化してなる集積光学素子と、これを用
いた光学ヘッド並びに記録及び／又は再生装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】光学記録媒体に対して情報信号を記録及
び／又は再生する装置としては、例えば、光学記録媒体
に向けて光を出射する発光素子と光学記録媒体からの戻
り光を受光する受光素子とが集積化された集積光学素子
を、光学ヘッド内に備えるものが挙げられる。中でも、
このような光学ヘッドの１つとして、グレーティングと
ホログラム素子とを用いたものがある。

【０００３】具体的には、光学ヘッド２００は、例え
ば、図１９及び図２０に示すように、板状の基台２０２
上に配され光ディスク２０１に対して光を出射させると
ともに光ディスク２０１からの戻り光を受光する集積光
学素子２０３と、基台２０２上の周縁に立設された側板
２０４により支持されて側板２０４上に配され光を分離
する光分離部材２０５と、集積光学素子２０３から出射
された光を光ディスク２０１上に集光させる対物レンズ
２０６と、光分離部材２０５と対物レンズ２０６との間
に配され所望の光線束以外の光線束を遮断するアパチャ
ーストップ２２１とを備える。

【０００４】集積光学素子２０３は、図２０に示すよう
に、基台２０２上に配された第１の半導体基板２０７
と、基台２０２上に第１の半導体基板２０７と所定の間
隔を介して対向するように配された第２の半導体基板２
０８と、第２の半導体基板２０８上に配されたシリコン
基板２０９と、上記第１の半導体基板２０７の側面上に
接合され光ディスク２０１に向けて光を出射する発光素
子２１０と、シリコン基板２０９上に配され光ディスク
２０１からの戻り光の一部を受光する第１の受光素子２
１１と、シリコン基板２０９上に第１の受光素子２１１
と隣接して配され戻り光の一部を受光する第２の受光素
子２１２とを備える。

【０００５】光分離部材２０５は、集積光学素子２０３
と対向する側の面がグレーティング面２０５ａとなされ
ているとともに、光ディスク２０１に対向する外側の面
がホログラム面２０５ｂとなされている。

【０００６】グレーティング面２０５ａは、回折格子の
格子同士が並列されて形成される方向（以下、格子方向
と称する。）が、光ディスクのラジアル方向と略平行な
方向に形成されている。

【０００７】ホログラム面２０５ｂは、図２１に示すよ
うに、ラジアル方向に２分割され、不等間隔な曲線状の
ホログラムパターンがそれぞれ形成されている第１のホ
ログラム面２０５ｂ₁と第２のホログラム面２０５ｂ₂と
を備える。これら第１及び第２のホログラム面２０５ｂ
₁、２０５ｂ₂に形成されたホログラムパターンは、互い
に異なる格子間隔を有している。

【０００８】第１の受光素子２１１は、この図示しない
第１のホログラム面２０５ｂ₁により回折された戻り光
のうちの＋１次光を受光する。また、第２の受光素子２
１２は、図示しない第２のホログラム面２０５ｂ₂によ
り回折された戻り光のうちの＋１次光を受光する。

【０００９】以上述べた構成を有する光学ヘッド２００
では、先ず、発光素子２１０から出射された光２２０
が、グレーティング面２０５ａによってトラック方向Ｔ
に回折され、０次光、＋１次光及び−１次光からなる３
ビームに分離される。

【００１０】この３ビームは、アパチャーストップ２２
１を通り、当該アパチャーストップ２２１により所望の
光線束以外の光線が遮断された後、対物レンズ２０６に
入射し、当該対物レンズ２０６により集光されて光ディ
スク２０１に照射される。

【００１１】光ディスク２０１に照射された３ビーム
は、当該光ディスク２０１により反射され、そのまま３
ビームの状態で再び対物レンズ２０６、アパチャースト
ップ２２１を透過して、ホログラム面２０５ｂに入射す
る。

【００１２】このとき、ホログラム面２０５ｂに入射し
た３ビームからなる戻り光の一部分が第１のホログラム
面２０５ｂ₁に入射するとともに、残りの部分が第２の
ホログラム面２０５ｂ₂に入射する。

【００１３】そして、第１のホログラム面２０５ｂ₁に
入射した３ビームは、当該第１のホログラム面２０５ｂ
₁により更にそれぞれ０次光、＋１次光及び−１次光に
回折されて９ビームとなされ、そのうちの＋１次回折光
が第１の受光素子２１１に導かれ受光される。同様に、
第２のホログラム面２０５ｂ₂に入射した３ビームは、
当該第２のホログラム面２０５ｂ₂により更にそれぞれ
０次光、＋１次光及び−１次光に回折されて９ビームと
なされ、そのうちの＋１次回折光が第２の受光素子２１
２に導かれ受光される。

【００１４】最終的に、第１の受光素子２１１と第２の
受光素子２１２により受光された戻り光は、それぞれの
光量に応じた検出信号として図示しない演算回路に出力
され、最終的に再生信号ＲＦ、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が検出される。この
とき、特にフォーカスエラー信号ＦＥは、フーコー法を
用いて求められる。

【００１５】一方、光学ヘッドとしては、上述したよう
な集積光学素子内にグレーティングとホログラム素子と
を用いたものではなく、図２２及び図２３に示すような
プリズムを使用したものも実用化されている。図２２
は、従来の光学ヘッドを示す模式図である。図２３は、
従来の集積光学素子の縦断面図である。

【００１６】光学ヘッド７０は、対物レンズ７１、光路
曲折用ミラー７２、７３及び集積光学素子７４を備えて
いる。

【００１７】上記集積光学素子７４は、図２３に示すよ
うに、発光素子と受光素子とを一体の光学ブロックとし
てパッケージに封入されたものであり、第１の半導体基
板７５上に第２の半導体基板７６が配設され、この第２
の半導体基板７６上に配された発光素子７７と、第１の
半導体基板７５上に配された台形形状のプリズム７８と
を備える。また、第１の半導体基板７５上には、第１の
受光部７９ａ及び第２の受光部７９ｂが設けられてお
り、これら第１の受光部７９ａ及び第２の受光部７９ｂ
上にプリズム７８が配設されている。

【００１８】プリズム７８は、発光素子７７側に傾斜面
である光路分岐面７８ａを有し、この光路分岐面７８ａ
上にビームスプリッタとしての無偏光半透過膜が形成さ
れている。また、プリズム７８は、その上面７８ｂに、
全反射膜が形成されており、その下面７８ｃに、無偏光
半透過膜が形成されている。

【００１９】以上のように構成される集積光学素子７４
では、まず、発光素子７７から光ビームが出射される。

【００２０】発光素子７７から出射された光ビームは、
プリズム７８内の光路分岐面７８ａに照射され、当該光
路分岐面７８ａにより反射して、光ビームを外部に出射
する。

【００２１】光路分岐面７８ａにより反射された光ビー
ムは、光路曲折用ミラー７３、７２を介して対物レンズ
７１に入射され、この対物レンズ７１により光ディスク
２１０の信号記録面上に集光されて、光ディスク２１０
上に１スポットを形成する。

【００２２】光ディスク２１０上に集光された光ビーム
は、光ディスク２１０により反射されて対物レンズ７１
及び光路曲折用ミラー７２、７３を介して、集積発光素
子７４のプリズム７８内に入射し、プリズム７８の下面
７８ｃ及び上面７８ｂで順次に反射されることにより、
このプリズム７８の下面７８ｃに形成された第１の受光
部７９ａと第２の受光部７９ｂに入射する。

【００２３】そして、この第１及び第２の受光部７９
ａ、７９ｂに受光された受光信号に基づいて、光ディス
クからの再生信号ＲＦ、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が検出される。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の光学ヘ
ッド２００は、図１９及び図２０に示すように、発光素
子２１０と受光素子２１１、２１２とが別々の基板上に
独立してマウントされている。具体的には、発光素子２
１０が第１の半導体基板２０７上に配され、受光素子２
１１、２１２がシリコン基板２０９を介して第２の半導
体基板２０８上に配されている。

【００２５】このため、従来の光学ヘッド２００では、
別々の基板上に配された発光素子２１０及び受光素子２
１１、２１２を同一パッケージ内に高精度に配設する必
要があった。すなわち、従来の光学ヘッド２００におい
て、発光素子２１０及び受光素子１１、２１２が別々の
基板上に配されているため、ホログラム面２０５ｂに対
して、発光素子２１０及び受光素子１１、２１２の設置
位置に平行移動誤差や角度誤差が許されず、高度なマウ
ント精度が要求された。

【００２６】したがって、この従来の光学ヘッド２００
は、製造が困難で、歩留まりが低下してしまうとの問題
があった。

【００２７】また、近年、光ディスクに対して記録及び
／又は再生を行う装置においては、携帯の利便性や収納
スペースの省スペース化等の観点からますます小型化が
図られており、これに伴い集積光学素子も更なる小型
化、薄型化が要求されている。

【００２８】ところが、上述した従来の集積光学素子２
００では、図２０に示すように、発光素子２１０から出
射される光ビームをグレーティング面２０５ａにより回
折するとともに、光ディスク２０１からの戻り光をホロ
グラム面２０５ｂにより回折させる。そのため、従来の
光学ヘッド２００は、グレーティング面２０５ａ及びホ
ログラム面２０５ｂと発光素子２１０とのそれぞれの光
路長をある一定値以上確保する必要があり、結果的に光
学ヘッド２００の厚み方向に設計上制約が生じて、光学
ヘッド２００を薄型化するのが困難であった。

【００２９】一方、図２３に示すような集積光学素子内
にプリズムを用いた光学ヘッド７０では、ホログラム素
子を用いていないため、上記の問題点は生じないが、１
スポット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、対物レンズがトラッキング方向に移動する
際に、トラッキングエラー信号に誤差が生じやすく、そ
の誤差を抑制するための補正回路が必要になるといった
不都合があった。

【００３０】また、プリズムを備える従来の光学ヘッド
７０では、図２２に示すように、集積光学素子７４の近
傍で光路曲折用ミラー７２が必要なため、更なる小型化
及び薄型化が困難であった。

【００３１】さらに、従来の光学ヘッドとしては、図示
していないが、集積光学素子内にミラーを配設して発光
素子からの光ビームを光学記録媒体に向けて反射させる
ものも実用化されているが、このミラーに対して受発光
素子や光学部品等をそれぞれ位置決めしなければならず
製造困難であった。

【００３２】そこで、本発明は、従来の実情を鑑みて提
案されたものであり、同一のパッケージ内に、ホログラ
ム素子を有する光分離部材や受発光素子やその他の光学
部品等をより容易にかつ高精度に配設することができて
製造上有利となり、しかも更なる小型化及び薄型化が実
現可能となされ、より容易かつ高精度にトラッキングエ
ラー信号やフォーカスエラー信号等を検出可能な集積光
学素子、光学ヘッド並びに記録及び／又は再生装置を提
供することを目的とする。

【００３３】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために完成された本発明に係る集積光学素子は、基板上
に配され光学記録媒体からの戻り光を受光する第１及び
第２の受光手段と、基板上に配され光ビームを出射する
発光手段と、発光手段と対向して上記基板上に配され光
学記録媒体からの戻り光を回折して上記第１及び第２の
受光手段のそれぞれに導く回折手段とを備えるものであ
る。

【００３４】特に、本発明に係る集積光学素子は、上記
発光手段から出射された光ビームが、上記発光手段から
回折手段までの間を直線的に透過した後、光学記録媒体
の信号記録面上に照射されることを特徴とするものであ
る。

【００３５】以上のように構成された本発明に係る集積
光学素子は、発光手段から出射された光ビームが発光手
段から回折手段までの間を直線的に透過するようになさ
れているため、発光手段から回折手段に至る光ビームの
進行方向とは垂直な方向、つまり集積光学素子の厚み方
向における設計に自由度が増し、集積光学素子の薄型化
を図ることができる。

【００３６】また、本発明に係る集積光学素子は、受光
手段及び発光手段が独立した別々の基板上に配されるの
ではなく、受光手段が配された基板上に発光手段が配さ
れており、発光手段及び受光手段が同一パッケージ内に
配設されているため、より容易に製造することができる
とともに、高度なマウント精度を得ることができる。

【００３７】しかも、本発明に係る集積光学素子は、集
積光学素子内に発光手段から出射された光ビームを反射
するミラーを用いていないため、ミラーに対して発光手
段や受光手段や回折手段等をそれぞれ位置決めする必要
がなく、製造工程が簡単となる。

【００３８】上述した目的を達成するために完成された
本発明に係る光学ヘッドでは、光ビームを光学記録媒体
に出射するとともに光学記録媒体からの戻り光を受光す
る集積光学素子と、集積光学素子から出射された光ビー
ムを光学記録媒体の信号記録面上に集光する集光手段
と、上記集積光学素子と集光手段との間に設けられ上記
集積光学素子から出射された光ビームを反射して上記集
光手段に導くとともに上記光学記録媒体からの戻り光を
反射して上記集積光学素子内に導く光反射手段とを備え
るものである。

【００３９】ここで、本発明に係る光学ヘッドに用いら
れる集積光学素子は、基板上に配され光学記録媒体から
の戻り光を受光する第１及び第２の受光手段と、基板上
に配され光ビームを出射する発光手段と、発光手段と対
向して上記基板上に配され光学記録媒体からの戻り光を
回折して上記第１及び第２の受光手段のそれぞれに導く
回折手段とを備えるものである。

【００４０】特に、本発明に係る光学ヘッドに用いられ
る集積光学素子は、上記発光手段から出射された光ビー
ムが、上記発光手段から光反射手段までの間を直線的に
透過した後、光学記録媒体の信号記録面上に照射される
ことを特徴とするものである。

【００４１】以上のように構成された本発明に係る光学
ヘッドは、用いられる集積光学素子において、発光手段
から出射された光ビームが発光手段から光反射手段まで
の間を直線的に透過するようになされているため、発光
手段から光反射手段に至る光ビームの進行方向とは垂直
な方向、つまり光学ヘッドの厚み方向における設計に自
由度が増し、光学ヘッドの薄型化を図ることができる。

【００４２】また、本発明に係る光学ヘッドは、用いら
れる集積光学素子において、受光手段及び発光手段が独
立した別々の基板上に配されるのではなく、受光手段が
配された基板上に発光手段が配されており、発光手段及
び受光手段が同一パッケージ内に配設されているため、
より容易に製造することができるとともに、高度なマウ
ント精度を得ることができる。

【００４３】しかも、本発明に係る光学ヘッドは、集積
光学素子内に発光手段から出射された光ビームを反射す
るミラーを用いていないため、ミラーに対して発光手段
や受光手段や回折手段等をそれぞれ位置決めする必要が
なく、製造工程が簡単となる。

【００４４】上述した目的を達成するために完成された
本発明に係る記録及び／又は再生装置は、光学記録媒体
に光ビームを照射するとともに光学記録媒体からの戻り
光を受光する集積光学素子と、集積光学素子から出射さ
れた光ビームを光学記録媒体の信号記録面上に集光する
集光手段と、集積光学素子と集光手段との間に設けられ
集積光学素子から出射された光ビームを反射して集光手
段に導くとともに光学記録媒体からの戻り光を反射して
集積光学素子内に導く光反射手段と、光学記録媒体を駆
動する駆動手段とを備えるものである。

【００４５】ここで、本発明に係る記録及び／又は再生
装置に用いられる集積光学素子は、基板上に設けられ光
学記録媒体からの戻り光を受光する第１及び第２の受光
手段と、基板上に支持され光ビームを光学記録媒体に向
かって出射する発光手段と、発光手段と対向して基板上
に設けられ光学記録媒体からの戻り光を回折して上記第
１及び第２の受光手段のそれぞれに導く回折手段とを備
えるものである。

【００４６】特に、本発明に係る記録及び／又は再生装
置に用いられる集積光学素子は、発光手段から出射され
た光ビームが、発光手段から光反射手段までの間を直線
的に透過した後、光学記録媒体の信号記録面上に照射さ
れることを特徴とするものである。

【００４７】以上のように構成された本発明に係る記録
及び／又は再生装置は、用いられる集積光学素子におい
て、発光手段から出射された光ビームが発光手段から光
反射手段までの間を直線的に透過するようになされてい
るため、発光手段から光反射手段に至る光ビームの進行
方向とは垂直な方向、つまり記録及び／又は再生装置の
厚み方向における設計に自由度が増し、記録及び／又は
再生装置の薄型化を図ることができる。

【００４８】また、本発明に係る記録及び／又は再生装
置は、用いられる集積光学素子において、受光手段及び
発光手段が独立した別々の基板上に配されるのではな
く、受光手段が配された基板上に発光手段が配されてお
り、発光手段及び受光手段が同一パッケージ内に配設さ
れているため、より容易に製造することができるととも
に、高度なマウント精度を得ることができる。

【００４９】しかも、本発明に係る記録及び／又は再生
装置は、集積光学素子内に発光手段から出射された光ビ
ームを反射するミラーを用いていないため、ミラーに対
して発光手段や受光手段や回折手段等をそれぞれ位置決
めする必要がなく、製造工程が簡単となる。

【００５０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。以下に用いる
図中では、ラジアル方向をＸ軸方向とし、トラック方向
をＹ軸方向とし、光ディスク面に垂直な方向をＺ軸方向
とする。

【００５１】図１は、本発明を適用した光学ヘッドを示
す模式図である。図２及び図３は、本発明を適用した集
積光学素子を示す縦断面図及び平面図である。

【００５２】本発明を適用した光学ヘッド１は、図１に
示すように、受光素子と発光素子とがシリコン基板上に
搭載されワンチップ化されてなる集積光学素子１１と、
この集積光学素子１１から出射された光ビームを集光し
て光ディスク２の信号記録面上に照射させる対物レンズ
３と、集積光学素子１１から出射された光ビームを反射
して対物レンズ３に導くとともに光ディスク２からの戻
り光を反射して集積光学素子１１内に導入する光路曲折
用ミラー４と、光路曲折用ミラー４と対物レンズ３との
間に配設され所望の光線束のみを対物レンズ３に導くア
パチャーストップ５とを備えている。

【００５３】光路曲折用ミラー４は、集積光学素子１１
から出射される光ビームを反射して対物レンズ３に導く
とともに、光ディスク２から対物レンズ３を介して戻っ
てくる戻り光を反射して集積光学素子１１に導くもので
ある。

【００５４】対物レンズ３は、集積光学素子１１から出
射される光を光ディスク２上に集光させるものである。

【００５５】アパチャーストップ５は、集積光学素子１
１から出射される光のうちの所望の光線束以外の光を遮
断して、所望の光線束のみを対物レンズ３に導くもので
ある。詳しくは、アパチャーストップ５は、後述する集
積光学素子１１内のグレーティングにより回折された０
次光、＋１次光及び−１次光のみを透過するようになさ
れている。

【００５６】集積光学素子１１は、図２及び図３に示す
ように、底板部１２ａを有し、この底板部１２ａの周縁
から側壁部１２ｂが立設されてなるパッケージ１２内
に、受光素子や発光素子等が搭載されたシリコン基板１
３が収容されてなる。

【００５７】パッケージ１２は、側壁部１２ｂの一側面
である側壁部１２ｂ₁が透明ガラスにより構成されてい
る。また、パッケージ１２は、開口端がカバーガラス１
４により封止されている。

【００５８】シリコン基板１３は、パッケージ１２の底
板部１２ａ上に設けられている。そして、このシリコン
基板１３上に、後述する、第１及び第２の受光素子１
５、１６が設けられている。

【００５９】また、このシリコン基板１３上には、光出
力用基板１７が配され、この光出力用基板１７上に、発
光素子１８が設けられている。発光素子１８は、光ディ
スク２に照射する光ビームをガラス部材１９及び側壁部
１２ｂ₁に向かって出射する。

【００６０】さらに、シリコン基板１３上には、第１及
び第２の受光素子１５、１６とは離れた位置に、ガラス
部材１９が設けられている。このガラス部材１９は、例
えばＢＫ７等のガラスからなる。ガラス部材１９は、略
直方体状を呈し、図３に示すように、長手方向がラジア
ル方向と略平行となるように、シリコン基板１３上に設
けられている。

【００６１】ガラス部材１９は、シリコン基板１３と接
する第１の面１９ａと、これと平行な第２の面１９ｂ
と、第１の面１９ａ及び第２の面１９ｂと直交し発光素
子１８に対向する第３の面１９ｃと、この第３の面１９
ｃと平行な第４の面１９ｄとを有している。

【００６２】ガラス部材１９の第３の面１９ｃには、グ
レーティング２２が設けられている。このグレーティン
グ２２は、格子方向が光ディスク面と略垂直な方向にな
るように形成されている。そして、グレーティング２２
は、発光素子１８から出射された光ビームを回折して０
次光、＋１次光及び−１次光の３ビームに光ディスク面
と略平行な方向に分離する。

【００６３】パッケージの底板部１２ａ上に立設された
側壁部１２ｂのうちのガラス部材１９の第４の面１９ｄ
と対向する側壁部１２ｂ₁には、ホログラム素子２３が
設けられている。このホログラム素子２３は、図４に示
すように、光ディスク２と垂直な方向であるＺ軸方向の
分割線ｌにより２分割されており、第１のホログラム面
２３ａと、第２のホログラム面２３ｂとを備える。

【００６４】第１のホログラム面２３ａ及び第２のホロ
グラム面２３ｂは、それぞれの面上に形成されるホログ
ラムパターンが、トラック方向であるＹ軸方向に対して
傾斜した図示しないが若干曲線状となされている。

【００６５】これら第１のホログラム面２３ａ及び第２
のホログラム面２３ｂは、光ディスク２により反射され
て戻ってくる戻り光の３ビームを、それぞれ更に回折し
て、０次光、＋１次光及び−１次光の９ビームに分離す
る。

【００６６】第１の受光素子１５及び第２の受光素子１
６は、図３に示すように、発光素子１８とガラス部材１
９とを結ぶ仮想直線Ｌを挟んで互いに所定の間隔を介し
て離間された状態でシリコン基板１３上に配されてい
る。

【００６７】第１の受光素子１５は、図５に示すよう
に、長手方向が第２のホログラム面２３ｂにより回折さ
れる＋１次回折光の光軸と略平行となるように、シリコ
ン基板１３上に配されている。この第１の受光素子１５
は、第２のホログラム面２３ｂにより回折される＋１次
回折光の光軸と垂直な方向に３分割されてなる３つのセ
ンサブロックｅ₁、ｃ₁、ｆ₁を有している。そして、こ
れら３つのセンサブロックｅ₁、ｃ₁、ｆ₁のうち中央に
位置するセンサブロックｃ₁は、更にまた、第２のホロ
グラム面２３ｂにより回折される＋１次光の光軸と垂直
な方向に２分割され、２つのセンサ部ａ₁、ｂ₁から構成
される。

【００６８】このような構成の第１の受光素子１５は、
第２のホログラム面２３ｂに入射して当該第２のホログ
ラム面２３ｂにより更に０次光、＋１次光及び−１次光
に回折された戻り光のうちの＋１次光を受光するもので
ある。

【００６９】同様に、第２の受光素子１６は、図５に示
すように、長手方向が第１のホログラム面２３ａにより
回折される＋１次回折光の光軸と略平行となるように、
シリコン基板１３上に配されている。この第２の受光素
子１６は、第１のホログラム面２３ａにより回折される
＋１次回折光の光軸と垂直な方向に３分割されてなる３
つのセンサブロックｅ₂、ｃ₂、ｆ₂を有している。そし
て、これら３つのセンサブロックｅ₂、ｃ₂、ｆ₂のうち
の中央に位置するセンサブロックｃ₂は、更にまた、第
１のホログラム面２３ａにより回折される＋１次回折光
の光軸と垂直な方向に２分割され、２つのセンサ部
ａ₂、ｂ₂から構成される。

【００７０】また、このような構成の第２の受光素子１
６は、第１のホログラム面２３ａに入射して当該第１の
ホログラム面２３ａにより更に０次光、＋１次光及び−
１次光に回折された戻り光のうちの＋１次光を受光する
ものである。

【００７１】以上のように構成される本発明を適用した
集積光学素子１１は、発光素子１８から出射される光ビ
ームが集積光学素子１１の外に出射されるまでの光路
が、折曲げられずに横方向に進行し、つまり発光素子１
８からの光ビームが光ディスク２及びシリコン基板１３
に平行な方向に直線的に透過するようになされているた
め、光ディスク面に対して垂直方向、つまり集積光学素
子１１の厚み方向に、設計上の自由度が増して、この方
向の薄型化が可能となり、集積光学素子の薄型化や小型
化を実現することができる。

【００７２】しかも、本発明を適用した集積光学素子１
１では、受光素子１５、１６や発光素子１７がそれぞれ
別々の独立した基板上に配されるのではなく、受光素子
１５、１６が配されるシリコン基板１３上に光出力用基
板１７を介して発光素子１８が一体化されているので、
高精度な位置決めが可能となり、高信頼性を得られる。
さらに、その結果、製造工程が簡略化され、コストダウ
ンを図ることが可能である。

【００７３】また、本発明を適用した集積光学素子１１
は、従来の集積光学素子の一例に用いられていたよう
な、発光素子からの光を光ディスクに向けて反射するミ
ラーを集積光学素子内に備えていないために、ミラーに
対して受光素子や発光素子や光学部品等をそれぞれ位置
決めする必要がなくなり、より簡単に製造することがで
きる。

【００７４】つぎに、以上のように構成された光学ヘッ
ド１により、光ディスク２から再生信号ＲＦ、フォーカ
スエラー信号ＦＥ及びトラッキングエラー信号ＴＥを読
み出す動作について説明する。

【００７５】先ず、発光素子１８から光が出射され、当
該光がガラス部材１９の第３の面１９ｃに設けられたグ
レーティング２２を通過することにより、光ディスク２
と略平行な面上で０次光、＋１次光及び−１次光からな
る３ビームに分離される。そして、これら３ビームは、
それぞれガラス部材１９の第３の面１９ｃからガラス部
材１９内に入射する。

【００７６】ガラス部材１９内に入射した３ビームは、
ガラス部材１９を通って、ガラス部材１９の第４の面１
９ｄからガラス部材１９の外へ出射する。

【００７７】そして、ガラス部材１９から出射した３ビ
ームは、側壁部１２ｂ₁を通って、集積光学素子１１か
ら外に出射する。そして、集積光学素子１１から外に出
射された３ビームは、光路曲折用ミラー４により反射さ
れた後、アパチャーストップ５により不要な光線束が遮
断されてグレーティング２２により回折された０次光、
＋１次光及び−１次光のみが対物レンズ３に入射する。

【００７８】そして、対物レンズ３に入射した３ビーム
は、それぞれが対物レンズ３により集光され、光ディス
ク２の信号記録面上に合焦照射される。このとき、光デ
ィスク２上には、３スポットが形成される。

【００７９】光ディスク２の信号記録面上に照射された
０次光、＋１次光及び−１次光からなる３ビームは、光
ディスク２により反射されて再び対物レンズ３により集
光され、アパチャーストップ５を通過し、光路曲折用ミ
ラー４により反射されて、集積光学素子１１に導かれ
る。

【００８０】集積光学素子１１に導かれた３ビームから
なる戻り光は、集積光学素子１１内のホログラム素子２
３に入射する。このとき、０次光、＋１次光及び−１次
光の３ビームからなる戻り光のうちの一部の光が第１の
ホログラム面２３ａに入射するとともに、残りの光が第
２のホログラム面２３ｂに入射する。

【００８１】そして、第１のホログラム面２３ａに入射
した０次光、＋１次光及び−１次光の３ビームからなる
戻り光は、当該第１のホログラム面２３ａによりそれぞ
れ更に回折されて０次光、＋１次光及び−１次光からな
る９ビームとされる。

【００８２】同様に、第２のホログラム面２３ｂに入射
した３ビーム０次光、＋１次光及び−１次光の３ビーム
からなる戻り光は、当該第２のホログラム面２３ｂによ
りそれぞれ更に回折されて０次光、＋１次光及び−１次
光からなる９ビームとされる。

【００８３】次に、第１のホログラム面２３ａにより回
折された戻り光のうちの＋１次光が、第２の受光素子１
６に入射する。

【００８４】詳しくは、光ディスク２により反射された
戻り光のうちの−１次光が第１のホログラム面２３ａに
より更に０次光、＋１次光及び−１次光に回折された光
のうちの、＋１次光３０ｒ_-1Ｒａ₊₁が、図５に示すよう
に、第２の受光素子１６のセンサブロックｅ₂に入射す
る。

【００８５】また、光ディスク２により反射された戻り
光のうちの０次光が第１のホログラム面２３ａにより更
に０次光、＋１次光及び−１次光に回折された戻り光の
うちの、＋１次光３０ｒ₀Ｒａ₊₁が、図５に示すよう
に、第２の受光素子１６のセンサブロックｃ₂に入射す
る。

【００８６】また、光ディスク２により反射された戻り
光のうちの＋１次光が第１のホログラム面２３ａにより
更に０次光、＋１次光及び−１次光に回折された戻り光
のうちの、＋１次光３０ｒ₊₁Ｒａ₊₁は、図５に示すよう
に、第２の受光素子１６のセンサブロックｆ₂に入射す
る。

【００８７】同様に、第２のホログラム面２３ｂにより
回折された戻り光のうちの＋１次光が第１の受光素子１
５に入射する。

【００８８】詳しくは、光ディスク２により反射された
戻り光のうちの−１次光が第２のホログラム面２３ｂに
より更に０次光、＋１次光及び−１次光に回折された戻
り光のうちの、＋１次光３０ｒ_-1Ｒｂ₊₁が、図５に示す
ように、第１の受光素子１５のセンサブロックｅ₁に入
射する。

【００８９】また、光ディスク２により反射された戻り
光のうちの０次光が第２のホログラム面２３ｂにより更
に０次光、＋１次光及び−１次光に回折された戻り光の
うちの、＋１次光３０ｒ₀Ｒｂ₊₁が、図５に示すよう
に、第１の受光素子１５のセンサブロックｃ₁に入射す
る。

【００９０】また、光ディスク２により反射された戻り
光のうちの＋１次光が第２のホログラム面２３ｂにより
更に０次光、＋１次光及び−１次光に回折された戻り光
のうちの、＋１次光３０ｒ₊₁Ｒｂ₊₁が、図５に示すよう
に、第１の受光素子１５のセンサブロックｆ₁に入射す
る。

【００９１】最終的に、上述したように第１の受光素子
１５及び第２の受光素子１６により受光され検出される
光検出信号は、図示しない信号処理回路に入力され、再
生信号ＲＦ、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が検出される。

【００９２】つぎに、以上のように第１の受光素子１５
及び第２の受光素子１６の各センサブロックにより検出
された光検出信号が、図示しない信号処理回路により実
行される演算処理について、詳細を説明する。

【００９３】ここで、第１の受光素子１５におけるセン
サブロックｅ₁、ｆ₁で受光される光検出信号をそれぞれ
Ｅ₁信号、Ｆ₁信号とする。また、第１の受光素子１５に
おけるセンサブロックｃ₁内のセンサ部ａ₁、ｂ₁で受光
される光検出信号をそれぞれＡ₁信号、Ｂ₁信号とする。

【００９４】同様に、第２の受光素子１６におけるセン
サブロックｅ₂、ｆ₂で受光される光検出信号をそれぞれ
Ｅ₂信号、Ｆ₂信号とする。また、第２の受光素子１６に
おけるセンサブロックｃ₂内のセンサ部ａ₂、ｂ₂で受光
される光検出信号をそれぞれＡ₂信号、Ｂ₂信号とする。

【００９５】再生信号ＲＦは、以下の式（１）により求
められる。

【００９６】ＲＦ＝（Ａ₁＋Ｂ₁）＋（Ａ₂＋Ｂ₂）・・・（１）トラッキングエラー信号ＴＥは、３スポット法を用いて
以下の式（２）により求められる。

【００９７】ＴＥ＝（Ｅ₁＋Ｅ₂）−（Ｆ₁＋Ｆ₂）・・・（２）フォーカスエラー信号ＦＥは、フーコー法を用いて求め
られる。以下に、フーコー法の原理について図６〜図９
を用いて詳細を説明する。

【００９８】以下では、受光部として、第１及び第２の
受光素子１５、１６のうちのフーコー法に直接用いられ
るセンサブロックｃ₁及びセンサブロックｃ₂を取り挙げ
る。なお、それ以外のセンサブロックｅ₁、ｆ₁、ｅ₂、
ｆ₂については、上述したようにトラッキングエラー信
号ＴＥの検出に用いられる。

【００９９】先ず、ホログラム素子２３に入射した戻り
光のうち、第１のホログラム面２３ａに入射した光は、
図６に示すように、当該第１のホログラム面２３ａによ
り回折されて、その＋１次回折光がＡ方向に進行する。
なお、このときの０次回折光及び−１次回折光について
は図示していない。

【０１００】同様に、ホログラム素子２３に入射した戻
り光のうち、第２のホログラム面２３ｂに入射した光
は、図６に示すように、当該第２のホログラム面２３ｂ
により回折されて、その＋１次回折光がＢ方向に進行す
る。なお、このときの０次回折光及び−１次回折光につ
いては図示していない。

【０１０１】そして、第１のホログラム面２３ａにより
回折された＋１次回折光は、第２の受光素子１６内のセ
ンサブロックｃ₂上にスポットＳ₂を形成する。

【０１０２】同様に、第２のホログラム面２３ｂにより
回折された＋１次回折光は、第１の受光素子１５内のセ
ンサブロックｃ₁上にスポットＳ₁を形成する。

【０１０３】特に、対物レンズ３により集光される光が
光ディスク２上に焦点を結ぶときである、ジャストフォ
ーカスのときには、図７に示すように、センサブロック
ｃ₁、ｃ₂上に形成されるスポットＳ₁、Ｓ₂のサイズが等
しくなる。

【０１０４】光ディスク２と対物レンズ３との間が近い
ときには、図８に示すように、センサブロックｃ₁、ｃ₂
上に形成されるスポットＳ₁₁、Ｓ₁₂が略半円形状に形成
される。

【０１０５】一方、光ディスク２と対物レンズ３との間
が遠いときには、図９に示すように、センサブロックｃ
₁、ｃ₂上に形成されるスポットＳ₂₁、Ｓ₂₂が、上記のス
ポットＳ₁₁、Ｓ₁₂に対して上下逆にした略半円形状に形
成される。

【０１０６】このように、フーコー法では、光ディスク
２と対物レンズ３との位置関係によってセンサブロック
上に形成されるスポット形状が変化する。

【０１０７】よって、フーコー法では、このようなスポ
ット形状の変化を利用して、具体的には、ジャストフォ
ーカスのときのスポットＳ₁、Ｓ₂を基準として、スポッ
トサイズの変化から、フォーカスエラー信号ＦＥを検出
する方法である。

【０１０８】このとき、フォーカスエラー信号ＦＥは、
以下の式（３）により得られる。

【０１０９】ＦＥ＝（Ａ₁＋Ｂ₂）−（Ｂ₁＋Ａ₂）・・・（３）これにより、図７に示すジャストフォーカスのときに
は、ＦＥ＝０となり、図８に示す光ディスク２と対物レ
ンズ３との間が近いときには、ＦＥ＜０となり、図９に
示す光ディスク２と対物レンズ３との間が遠いときに
は、ＦＥ＞０となる。

【０１１０】なお、本発明を適用した集積光学素子３０
としては、図２に示した集積光学素子１１の他に、図１
０に示すように、グレーティング３１が発光素子１８と
対向する面に形成されるとともに、ホログラム素子３２
がグレーティング３１が形成される側とは反対側の面に
形成されてなるガラス部材３３を用いたものでも良い。

【０１１１】本発明を適用した集積光学素子３０は、底
板部１２ａと、その周縁の三方に立設された側壁部１２
ｂと、上記底板部１２ａの周縁のうちの発光素子１８と
対向して発光素子１８からの光が出射される側に立設さ
れたガラス部材３３とからパッケージ１２が構成され
る。

【０１１２】この集積光学素子３０は、発光素子１８か
らの光を３ビームに回折するグレーティング３１と、戻
り光を更に回折するホログラム素子３２とが同一のガラ
ス部材３３の両面にそれぞれ形成されているため、図２
に示す集積光学素子１１よりも部品数が少なくて済み、
生産効率を向上させることができ、コストダウンを図る
こともできる。

【０１１３】なお、本発明を適用した集積光学素子４０
としては、上述してきた集積光学素子１１、３０の他
に、図１１に示すように、グレーティング４１とホログ
ラム素子４２とが両面にそれぞれ形成されたプリズム４
３をパッケージ１２内のシリコン基板１３上に配設した
ものでも良い。このとき、側壁部１２ｂ₁は光が透過す
るようにガラスから構成されている。この集積光学素子
４０は、グレーティングとホログラム素子が両面に形成
されている従来のプリズムを用いるだけで製造すること
ができ、容易に製造することができる。また、外部から
の塵等がホログラム素子４２上のホログラムパターン内
に入らないで済むため、高信頼性を得られる。

【０１１４】なお、本発明を適用した集積光学素子５０
としては、上述してきた集積光学素子の他に、図１２に
示すような、グレーティングを用いずに１スポットの光
ビームを光ディスク上に照射するものでも良い。

【０１１５】集積光学素子５０は、図２に示すような発
光素子１８からの光を回折するグレーティング２２を備
えず、グレーティング２２を備えるガラス部材１９以外
の部品及びその組立構成については、図２に示す集積光
学素子１１と同様な構成である。

【０１１６】この集積光学素子５０では、図１２に示す
ように、発光素子１８から出射される光を回折するグレ
ーティングが設けられていないので、発光素子１８から
の１ビームが、光路曲折用ミラー４により反射されてア
パチャーストップ５を透過した後、対物レンズ３により
集光されて光ディスク２上に照射される。このとき、光
ディスク２上に１スポットが形成される。

【０１１７】そして、この１ビームが、光ディスク２に
より反射された後、戻り光として対物レンズ３及びアパ
チャーストップ５を順次透過して、光路曲折用ミラー４
により集積光学素子５０に導かれる。

【０１１８】この集積光学素子５０に導かれた戻り光
は、側壁部１２ｂ₁に設けられたホログラム素子２３に
入射して第１のホログラム面２３ａ及び第２のホログラ
ム面２３ｂのそれぞれにより回折されて０次光、＋１次
光及び−１次光に分離される。

【０１１９】そして、第１のホログラム面２３ａに回折
された戻り光のうちの＋１次光が第２の受光素子５６に
入射するとともに、第２のホログラム面２３ｂに回折さ
れた戻り光のうちの＋１次光が第１の受光素子５５に入
射する。

【０１２０】最終的に、第１及び第２の受光素子５５、
５６により受光され検出された光検出信号は、図示しな
い信号処理回路に入力され、再生信号ＲＦ、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が検出
される。

【０１２１】ここで、第１の受光素子５５は、図１３に
示すように、第２のホログラム面２３ｂの格子方向と略
平行な方向に２分割されており、センサ部５５ａとセン
サ部５５ｂとを有する。また、第２の受光素子５６は、
図１３に示すように、第１のホログラム面２３ａの格子
方向と略平行な方向に２分割されており、センサ部５６
ａとセンサ部５６ｂとを有する。

【０１２２】このとき、第１の受光素子５５内のセンサ
部５５ａ、５５ｂにより検出される信号をそれぞれ
Ａ₃、Ｂ₃信号とし、第２の受光素子５６内のセンサ部５
６ａ、５６ｂにより検出される信号をそれぞれＡ₄、Ｂ₄
信号とする。

【０１２３】再生信号ＲＦは、以下に示す式（４）によ
り求められる。

【０１２４】ＲＦ＝（Ａ₃＋Ｂ₃）＋（Ａ₄＋Ｂ₄）・・・（４）トラッキングエラー信号ＴＥは、プッシュプル法を用い
て以下に示す式（５）により求められる。

【０１２５】ＴＥ＝（Ａ₃＋Ｂ₃）−（Ａ₄＋Ｂ₄）・・・（５）フォーカスエラー信号ＦＥは、フーコー法を用いて以下
に示す式（６）により求められる。

【０１２６】ＦＥ＝（Ａ₃＋Ｂ₄）−（Ｂ₃＋Ａ₄）・・・（６）なお、本発明を適用した集積光学素子としては、上述し
たようにフォーカスエラー信号ＦＥをフーコー法により
検出するものに限らず、以下に示すようにして、差動３
分割法を用いてフォーカスエラー信号ＦＥを検出するも
のでも良い。図１４は、差動３分割法によりフォーカス
エラー信号ＦＥを検出する際に用いられる、第１及び第
２の受光素子６５、６６の構成を示す平面図である。ま
た、図１５は、ホログラム面６１と第１及び第２の受光
素子６５、６６との関係を示す模式図である。

【０１２７】この集積光学素子は、パッケージを構成す
る底板部や側壁部、発光素子、シリコン基板、光出力用
基板及びグレーティングが形成されたガラス部材につい
ては、図２に示すものとそれぞれ同様な構成を有する。

【０１２８】また、この集積光学素子は、差動３分割法
によりフォーカスエラー信号ＦＥを検出するため、図１
４に示すような構成の第１の受光素子６５及び第２の受
光素子６６がシリコン基板１３上に配されている。

【０１２９】第１の受光素子６５は、図１４に示すよう
に、３分割されており、センサブロックｇ₁と、センサ
部ｌ₁、ｍ₁、ｎ₁からなるセンサブロックｋ₁と、センサ
ブロックｈ₁とを備える。

【０１３０】同様に、第２の受光素子６６は、図１４に
示すように、３分割されており、センサブロックｇ
₂と、センサ部ｌ₂、ｍ₂、ｎ₂からなるセンサブロックｋ
₂と、センサブロックｈ₂とを備える。

【０１３１】また、側壁部１２ｂ₁に形成されるホログ
ラム面６１は、図１５に示すように、第１のホログラム
面６１ａと第２のホログラム面６１ｂとを有している。
これら第１のホログラム面６１ａ及び第２のホログラム
面６１ｂに形成されるホログラムパターンは、図１５に
示すように、第１及び第２のホログラム面６１ａ、６１
ｂによりそれぞれ回折される＋１次回折光の焦点Ｏ₁、
Ｏ₂における各焦点距離が、互いに異なるように設計さ
れている。

【０１３２】これにより、図１５に示すように、第１の
受光素子６５は、第２のホログラム面６１ｂにより回折
された戻り光をその焦点前段部分において受光すること
ができるとともに、第２の受光素子６６は、第１のホロ
グラム面６１ａにより回折された戻り光をその焦点後段
部分において受光することができる。その結果、差動３
分割法によりフォーカスエラー信号ＦＥを検出すること
ができる。なお、図１５では、差動３分割法によりフォ
ーカスエラー信号ＦＥを検出するセンサブロックｋ₁、
ｋ₂のみを便宜上図示している。

【０１３３】このような構成の集積光学素子を用いて、
差動３分割法によりフォーカスエラー信号ＦＥを検出す
る方法は、図１６〜図１８に示すように、センサブロッ
クｋ₁、ｋ₂上のスポットサイズの変化を利用するもので
ある。

【０１３４】ジャストフォーカスのときには、図１６に
示すように、第１の受光素子６５内のセンサブロックｋ
₁上に形成されるスポットＳ₅₁の大きさと、第２の受光
素子６６内のセンサブロックｋ₂上に形成されるスポッ
トＳ₅₂の大きさとが略同一となる。

【０１３５】一方、光ディスク２が対物レンズ３に対し
て近い位置にあるときには、図１７に示すように、戻り
光の焦点後段部分を受光する第１の受光素子６５内のセ
ンサブロックｋ₁に形成されるスポットＳ₃₁の大きさが
ジャストフォーカス時よりも小さくなり、戻り光の焦点
前段部分を受光する第２の受光素子６６内のセンサブロ
ックｋ₂に形成されるスポットＳ₃₂の大きさがジャスト
フォーカス時よりも大きくなる。

【０１３６】また、光ディスク２が対物レンズ３に対し
て遠い位置にあるときには、図１８に示すように、戻り
光の焦点後段部分を受光する第１の受光素子６５内のセ
ンサブロックｋ₁に形成されるスポットＳ₄₁の大きさが
ジャストフォーカス時よりも大きくなり、戻り光の焦点
前段部分を受光する第２の受光素子６６内のセンサブロ
ックｋ₂に形成されるスポットＳ₄₂の大きさがジャスト
フォーカス時よりも大きくなる。

【０１３７】以上述べたように、光ディスク２と対物レ
ンズ３との位置関係に応じて、第１及び第２の受光素子
６５、６６上に形成されるスポットサイズが変化する。
そして、このスポット変化を利用した差動３分割法によ
り、以下に示す式（７）によってフォーカスエラー信号
ＦＥが求められる。ここで、センサ部ｌ₁、ｍ₁、ｎ₁に
より検出された信号をＬ₁、Ｍ₁、Ｎ₁信号とする。ま
た、センサ部ｌ₂、ｍ₂、ｎ₂により検出された信号を
Ｌ₂、Ｍ₂、Ｎ₂信号とする。

【０１３８】ＦＥ＝（Ｍ₂＋Ｌ₁＋Ｎ₁）−（Ｍ₁＋Ｌ₂＋Ｎ₂）・・・（７）よって、図１６に示すようなジャストフォーカスのとき
には、ＦＥ＝０となり、図１７に示すような光ディスク
と対物レンズとの間が近いときには、ＦＥ＜０となり、
図１８に示すような光ディスクと対物レンズとの間が遠
いとには、ＦＥ＞０となる。

【０１３９】また、再生信号ＲＦ及びフォーカスエラー
信号ＦＥについては、以下に示す式（８）、（９）によ
り求められる。なお、図１４及び図１５では、第１及び
第２の受光素子６５、６６内のセンサ部ｌ₁、ｍ₁、ｎ₁
及びセンサ部ｌ₂、ｍ₂、ｎ₂のみをとり挙げたが、フォ
ーカスエラー信号ＦＥの検出に必要とされる第１の受光
素子及び第２の受光素子内の他のセンサブロックについ
ては、図５に示すセンサブロックｅ₁、ｆ₁、ｅ₂、ｆ₂と
同様な構成とする。

【０１４０】ＲＦ＝（Ｍ₁＋Ｌ₁＋Ｎ₁）＋（Ｍ₂＋Ｌ₂＋Ｎ₂）・・・（８）ＦＥ＝（Ｅ₁＋Ｅ₂）−（Ｆ₁＋Ｆ₂）・・・（９）なお、ホログラム面６１の代わりに、格子間隔の異なる
２つの回折面からなる回折格子を用いて、第１の受光素
子６５と第２の受光素子６６の位置等を調整することに
より、第１の受光素子６５により戻り光の焦点後段部分
を受光させ、第２の受光素子６６により戻り光の焦点前
段部分を受光させるようにしても良い。

【０１４１】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る集積光学素子は、発光手段から出射された光ビーム
が、発光手段から回折手段までの間を直線的に透過する
ようになされているため、発光手段から回折手段に至る
光ビームの進行方向とは垂直な方向、つまり集積光学素
子の厚み方向における設計に自由度が増し、集積光学素
子の薄型化を図ることができる。

【０１４２】また、本発明に係る集積光学素子は、受光
手段及び発光手段が独立した別々の基板上に配されてお
らず、受光手段が配された基板上に発光手段が配されて
おり、発光手段及び受光手段が同一パッケージ内に配設
されているため、より容易に高精度なマウント精度で製
造することができ、その結果高信頼性を得られるととも
に、生産効率を向上することができて量産化やコストダ
ウンを図ることができる。

【０１４３】しかも、本発明に係る集積光学素子は、集
積光学素子内に発光手段から出射された光ビームを反射
するミラーを用いていないため、ミラーに対して発光手
段や受光手段や回折手段等をそれぞれ位置決めする必要
がなく、製造工程が簡単となって、更なる量産化やコス
トダウンを図ることができる。

【０１４４】また、以上詳細に説明したように、本発明
に係る光学ヘッドは、用いられる集積光学素子におい
て、発光手段から出射された光ビームが発光手段から回
折手段までの間を直線的に透過するようになされている
ため、発光手段から回折手段に至る光ビームの進行方向
とは垂直な方向、つまり光学ヘッドの厚み方向における
設計に自由度が増し、光学ヘッドの薄型化を図ることが
できる。

【０１４５】また、本発明に係る光学ヘッドに用いられ
る集積光学素子は、受光手段及び発光手段が独立した別
々の基板上に配されておらず、受光手段が配された基板
上に発光手段が配されており、発光手段及び受光手段が
同一パッケージ内に配設されているため、より容易に高
精度なマウント精度で製造することができ、その結果高
信頼性を得られるとともに、生産効率を向上することが
できて量産化やコストダウンを図ることができる。

【０１４６】しかも、本発明に係る光学ヘッドは、用い
られる集積光学素子内に発光手段から出射された光ビー
ムを反射するミラーを用いていないため、ミラーに対し
て発光手段や受光手段や回折手段等をそれぞれ位置決め
する必要がなく、製造工程が簡単となって、更なる量産
化やコストダウンを図ることができる。

【０１４７】また、以上詳細に説明したように、本発明
に係る記録及び／又は再生装置は、用いられる集積光学
素子において、発光手段から出射された光ビームが発光
手段から回折手段までの間を直線的に透過するようにな
されているため、発光手段から回折手段に至る光ビーム
の進行方向とは垂直な方向、つまり記録及び／又は再生
装置の厚み方向における設計に自由度が増し、記録及び
／又は再生装置の薄型化を図ることができる。

【０１４８】また、本発明に係る記録及び／又は再生装
置に用いられる集積光学素子は、受光手段及び発光手段
が独立した別々の基板上に配されておらず、受光手段が
配された基板上に発光手段が配されており、発光手段及
び受光手段が同一パッケージ内に配設されているため、
より容易に高精度なマウント精度で製造することがで
き、その結果高信頼性を得られるとともに、生産効率を
向上することができて量産化やコストダウンを図ること
ができる。

【０１４９】しかも、本発明に係る記録及び／又は再生
装置は、用いられる集積光学素子内に発光手段から出射
された光ビームを反射するミラーを用いていないため、
ミラーに対して発光手段や受光手段や回折手段等をそれ
ぞれ位置決めする必要がなく、製造工程が簡単となっ
て、更なる量産化やコストダウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した光学ヘッドの一例を示す模式
図である。

【図２】本発明を適用した集積光学素子の一例を示す側
面図である。

【図３】本発明を適用した集積光学素子の一例を示す平
面図である。

【図４】本発明を適用した集積光学素子に用いられるホ
ログラム素子の一例を示す平面図である。

【図５】本発明を適用した集積光学素子に用いられる受
光素子の一例を示す平面図である。

【図６】図２に示す集積光学素子における、ホログラム
素子と受光素子との関係を示す模式図である。

【図７】フーコー法を用いた際の、ジャストフォーカス
時における受光素子上に形成されるスポットを示す模式
図である。

【図８】フーコー法を用いた際の、光ディスクと対物レ
ンズとの間が近い時における受光素子上に形成されるス
ポットを示す模式図である。

【図９】フーコー法を用いた際の、光ディスクと対物レ
ンズとの間が遠い時における受光素子上に形成されるス
ポットを示す模式図である。

【図１０】本発明を適用した集積光学素子の他の例を示
す側面図である。

【図１１】本発明を適用した集積光学素子の他の例を示
す側面図である。

【図１２】本発明を適用した集積光学素子の他の例を示
す側面図である。

【図１３】図１２に示す集積光学素子に用いられる受光
素子を示す平面図である。

【図１４】半円型の差動３分割法を用いてフォーカスエ
ラー信号ＦＥを検出する、本発明を適用した集積光学素
子における受光素子を示す平面図である。

【図１５】図１４に示す集積光学素子に用いられるホロ
グラム面と受光素子との関係を示す模式図である。

【図１６】半円型の差動３分割法を用いた際の、ジャス
トフォーカス時のおける受光素子上に形成されるスポッ
トを示す平面図である。

【図１７】半円型の差動３分割法を用いた際の、光ディ
スクと対物レンズとの間が近い時における受光素子上に
形成されるスポットを示す平面図である。

【図１８】半円型の差動３分割法を用いた際の、光ディ
スクと対物レンズとの間が遠い時における受光素子上に
形成されるスポットを示す平面図である。

【図１９】従来の光学ヘッドの一例を示す側面図であ
る。

【図２０】従来の集積光学素子の一例を示す側面図であ
る。

【図２１】従来の集積光学素子に用いられるホログラム
面の様子を示す平面図である。

【図２２】従来の光学ヘッドの他の例を示す模式図であ
る。

【図２３】従来の集積光学素子の他の例を示す側面図で
ある。

【符号の説明】

１光学ヘッド、２光ディスク、３対物レン
ズ、４光路曲折用ミラー、１１、３０、４０、５
０集積光学素子、１３第１の基板、１５、５５、
６５第１の受光素子、１６、５６、６６第２の受
光素子、１７第２の基板、１８発光素子、１９
ガラス部材、１９ｃグレーティング、２３、６
１ホログラム素子、４３プリズム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に配され、光学記録媒体からの戻
り光を受光する第１及び第２の受光手段と、上記基板上に配され、光ビームを出射する発光手段と、上記発光手段と対向して上記基板上に配され、光学記録
媒体からの戻り光を回折して上記第１及び第２の受光手
段のそれぞれに導く回折手段とを備え、上記発光手段から出射された光ビームは、少なくとも上
記発光手段から上記回折手段までの間を直線的に透過し
た後、光学記録媒体の信号記録面上に照射されることを
特徴とする集積光学素子。
【請求項２】上記発光手段と上記回折手段との間に
は、上記発光手段から出射された光ビームを少なくとも
３ビームに分離する光分離手段が設けられていることを
特徴とする請求項１記載の集積光学素子。
【請求項３】上記回折手段は、一対のホログラム面を
有するホログラム素子からなり、上記ホログラム素子の一方のホログラム面に入射した戻
り光が上記第１の受光手段に導かれるとともに、他方の
ホログラム面に入射した戻り光が上記第２の受光手段に
導かれることを特徴とする請求項１記載の集積光学素
子。
【請求項４】上記第１の受光手段は、一方のホログラ
ム面により回折された戻り光を、当該戻り光の焦点前段
部分において受光し、上記第２の受光手段は、他方のホログラム面により回折
された戻り光を、当該戻り光の焦点後段部分において受
光することを特徴とする請求項３記載の集積光学素子。
【請求項５】基板上に配され光学記録媒体からの戻り
光を受光する第１及び第２の受光手段と、上記基板上に
配され光ビームを出射する発光手段と、上記発光手段と
対向して上記基板上に配され光学記録媒体からの戻り光
を回折して上記第１及び第２の受光手段のそれぞれに導
く回折手段とを備える集積光学素子と、上記集積光学素子から出射された光ビームを光学記録媒
体の信号記録面上に集光する集光手段と、上記集積光学素子と上記集光手段との間に配され上記集
積光学素子から出射された光ビームを反射して上記集光
手段に導くとともに、上記光学記録媒体からの戻り光を
反射して上記集積光学素子内に導く光反射手段とを備
え、上記発光手段から出射された光ビームは、少なくとも上
記発光手段から上記光反射手段までの間を直線的に透過
した後、光学記録媒体の信号記録面上に照射されること
を特徴とする光学ヘッド。
【請求項６】上記発光手段と上記回折手段との間に
は、上記発光手段から出射された光ビームを少なくとも
３ビームに分離する光分離手段が設けられていることを
特徴とする請求項５記載の光学ヘッド。
【請求項７】上記回折手段は、一対のホログラム面を
有するホログラム素子からなり、上記ホログラム素子の一方のホログラム面に入射した戻
り光が上記第１の受光手段に導かれるとともに、他方の
ホログラム面に入射した戻り光が上記第２の受光手段に
導かれることを特徴とする請求項５記載の光学ヘッド。
【請求項８】上記第１の受光手段は、一方のホログラ
ム面により回折された戻り光を、当該戻り光の焦点前段
部分において受光し、上記第２の受光手段は、他方のホログラム面により回折
された戻り光を、当該戻り光の焦点後段部分において受
光することを特徴とする請求項７記載の光学ヘッド。
【請求項９】基板上に配され光学記録媒体からの戻り
光を受光する第１及び第２の受光手段と、上記基板上に
配され光ビームを出射する発光手段と、上記発光手段と
対向して上記基板上に配され光学記録媒体からの戻り光
を回折して上記第１及び第２の受光手段のそれぞれに導
く回折手段とを備える集積光学素子と、上記集積光学素
子から出射された光ビームを光学記録媒体の信号記録面
上に集光する集光手段と、上記集積光学素子と上記集光手段との間に配され上記集
積光学素子から出射された光ビームを反射して上記集光
手段に導くとともに、上記光学記録媒体からの戻り光を
反射して上記集積光学素子内に導く光反射手段と、上記光学記録媒体を駆動する駆動手段とを備え、上記発光手段から出射された光ビームは、少なくとも上
記発光手段から上記光反射手段までの間を直線的に透過
した後、光学記録媒体の信号記録面上に照射されること
を特徴とする記録及び／又は再生装置。
【請求項１０】上記発光手段と上記回折手段との間に
は、上記発光手段から出射された光ビームを少なくとも
３ビームに分離する光分離手段が設けられていることを
特徴とする請求項９記載の記録及び／又は再生装置。
【請求項１１】上記回折手段は、一対のホログラム面
を有するホログラム素子からなり、上記ホログラム素子の一方のホログラム面に入射した戻
り光が上記第１の受光手段に導かれるとともに、他方の
ホログラム面に入射した戻り光が上記第２の受光手段に
導かれることを特徴とする請求項９記載の記録及び／又
は再生装置。
【請求項１２】上記第１の受光手段は、一方のホログ
ラム面により回折された戻り光を、当該戻り光の焦点前
段部分において受光し、上記第２の受光手段は、他方のホログラム面により回折
された戻り光を、当該戻り光の焦点後段部分において受
光することを特徴とする請求項１１記載の記録及び／又
は再生装置。