JP2000173070A - 光学的情報記録再生装置 - Google Patents

光学的情報記録再生装置

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JP2000173070A JP10348989A JP34898998A JP2000173070A JP 2000173070 A JP2000173070 A JP 2000173070A JP 10348989 A JP10348989 A JP 10348989A JP 34898998 A JP34898998 A JP 34898998A JP 2000173070 A JP2000173070 A JP 2000173070A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 情報の記録時と記録情報の再生時とに用いる
ことができる光学的情報記録再生装置を提供する。 【解決手段】 ホログラム素子６と、ホログラム素子６
で分割された光を受光する受光素子８とを備え、受光し
た光からフォーカス信号とトラック信号とを生成し、そ
れらの信号をもとにフォーカス制御及びトラック制御を
行いつつ光学的情報記録媒体５に情報を記録し、或いは
記録情報を再生する光学的情報記録再生装置において、
ホログラム素子６は、中心領域が凹状の球面形状領域で
あって、前記球面形状領域の外周がホログラム格子面領
域であり、受光素子８は、球面形状領域からの光を受光
する４分割受光素子と、ホログラム格子面領域の光を受
光する２つの３分割受光素子とを有し、球面形状領域か
らの光からトラック信号を生成し，ホログラム格子面領
域からの光からフォーカス信号を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学的情報記録再
生装置に関し，特に、光学的情報記録媒体の反射光から
フォーカス信号とトラック信号とを生成し、それらの信
号によって前記光学的情報記録媒体に情報を記録し、或
いは記録情報を再生する光学的情報記録再生装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、光学的情報記録再生装置には、記
録媒体への情報の記録をするために、光ヘッドが設けら
れている。光ヘッドは、レーザなどの光源から発せられ
た光ビームを絞り込むための対物レンズを有しており、
対物レンズは、光軸方向及び情報トラック方向に移動で
きるように構成されている。
【０００３】光学的情報記録装置は、対物レンズを光軸
方向及び情報トラック方向に移動させるためにフォーカ
ス信号及びトラック信号を検出して、その信号によって
対物レンズを駆動している。以下、フォーカス信号及び
トラック信号の検出方法及びそれらを検出するための装
置について図面を用いて簡単に説明する。
【０００４】（従来技術１）図８は従来技術１の光学的
情報記録再生装置を示す図であり，光源であるレーザダ
イオード１は、レーザ光を発する。レーザ光は偏光ビー
ムスプリッタ２へ入射する。レーザ光は、偏光ビームス
プリッタ２の偏光面２ａに対し、Ｐ波の直線偏光で入射
するため、ほとんどが偏光面２ａを透過し，コリメータ
レンズ３へと入射する。
【０００５】コリメータレンズ３は、入射するレーザ光
を平行光に変換する。平行光は、λ／４板１３を透過し
て円偏光となり、対物レンズ４へ入射する。対物レンズ
４は、入射されるレーザ光を集光し、光ディスク５の情
報記録面に微少なスポットを形成する。
【０００６】光ディスク５の情報記録面で反射した反射
光１０は、対物レンズ４、λ／４板１３及びコリメータ
レンズ３を介して偏光ビームスプリッタ２へ入射する。
反射光１０はλ／４板１３でＳ波の直線偏光に変換され
るため、偏光ビームスプリッタ２の偏光面２ａでそのほ
とんどが反射して複合プリズム２６へ入射する。
【０００７】反射光１０は、後述するように複合プリズ
ム２６によって２つの回折光に回折される。各々の回折
光は、受光素子であるフォトダイオードを備えるフォト
ダイオード基板（図示せず）の所定の位置に照射され
る。
【０００８】フォトダイオードは光ディスク５からの反
射光を受光し、光信号として演算回路１４に出力され
る。演算回路１４は、光信号からフォーカス信号とトラ
ック信号とを生成し、制御回路１６へ出力する。そし
て，ドライブ回路１７によりレンズアクチュエータ１８
の磁気コイルにドライブ電流を注入する。対物レンズ４
は、レンズアクチュエータ１８によってフォーカス及び
トラック方向に駆動して制御される。
【０００９】つぎに、複合プリズム２６及びフォトダイ
オード基板８について図９、図１０を用いて説明する。
図９は複合プリズム２６及びフォトダイオード基板８の
模式図である。フォトダイオード基板８と複合プリズム
２６とは所定の位置に位置決めされ，紫外線硬化型の接
着剤等で接合される。
【００１０】また、図１０はフォトダイオード８ａ、８
ｂで検出される反射光１０をモニタした図であり、６分
割されたフォトダイオード８ａ、８ｂは、各々フォトダ
イオードＡ〜Ｆからなる。
【００１１】光ディスク５からの反射光１０は，光ディ
スク５上の微少スポットが光ディスク情報記録面に対し
焦点位置にある時，図中の点Ａに収束するように複合プ
リズム２６の面２６ａに入射する。
【００１２】入射された反射光１０は、たとえば、その
５０％が、複合プリズム２６の面２６ｂの影響を受けず
にフォトダイオード８ａに入射される。一方、残りの５
０％は、複合プリズム２６の面２６ｂで約直角に反射さ
れ、さらに、面２６ｃによって反射されフォトダイオー
ド８ｂに入射される。
【００１３】光ディスク５と対物レンズ４との距離関係
が、所望の位置関係にある場合には、図１０（ａ）に示
すように、フォトダイオード８ａ，８ｂで検出される光
スポットは、等しい直径のスポットとしてモニタされ
る。
【００１４】光ディスク５と対物レンズ４との距離が近
い場合には、図１０（ｂ）に示すように、フォトダイオ
ード８ａで検出される光スポットのスポット径は大き
く、フォトダイオード８ｂで検出される光スポットのス
ポット径は小さくなる。
【００１５】一方、光ディスク５と対物レンズ４との距
離が遠い場合には、図１０（ｃ）に示すように、フォト
ダイオード８ａで検出される光スポットのスポット径は
小さく、フォトダイオード８ｂで検出される光スポット
のスポット径は大きくなる。
【００１６】光ディスク５のトラック進行方向を図１０
中の矢印方向とした場合，フォーカス信号はスポットサ
イズ法によって検出し，トラック信号はプッシュプル法
によって検出する。検出時に用いる演算式を以下に示
す。
【００１７】 フォーカス信号＝（Ａ＋Ｃ＋Ｅ）−（Ｂ＋Ｄ＋Ｆ） トラック信号＝（Ａ＋Ｆ）−（Ｃ＋Ｄ） （従来技術２）つぎに、従来技術２について図１１乃至
図１３を用いて説明する。図１１は従来技術２の光学的
情報記録再生装置を示す図であり、この光学的記録再生
装置は、回折格子型のホログラム素子２７とフォトダイ
オード基板８とを備える。図１２は回折格子型のホログ
ラム素子２７に反射光１０が入射する状態を示す図であ
る。図１３はフォトダイオードで受光した反射光のモニ
タ図である。なお、図１１に示す光学的記録再生装置の
他の構成は従来技術１と同様である。
【００１８】ホログラム素子２７の片面にはホログラム
格子面２７ａが形成されている。ホログラム格子面２７
ａの格子パターンは、以下のようなレンズパワーの特性
を持たせている。
【００１９】すなわち、光ディスク５からの反射光１０
は、ホログラム格子面２７ａによって所定の回折角θの
３つの回折光に回折され、回折光の＋１次側は、ホログ
ラムを透過する０次回折光の収束位置１２ａに対し前方
（ホログラム面側）に収束させ，−１次光を１２ａに対
し遠方（ホログラム面と反対側）に収束させるような特
性である。
【００２０】ホログラム素子２７に反射光１０が入射さ
れると、ホログラム格子面２７ａで３つの回折光に回折
され、各々＋１次回折光、０次回折光、−１次回折光と
される。回折光は、各々１２ｃ，１２ａ，１２ｂに収束
される。このとき、図示しないフォトダイオード基板
を、受光面が１２ａにくるように設ける。
【００２１】フォトダイオード基板は、７分割のフォト
ダイオードパターンで構成される。７分割のフォトダイ
オードは、各々のフォトダイオードＡ〜Ｃを備える３分
割ダイオード１２３と、フォトダイオードＤ〜Ｆを備え
る３分割ダイオード１２２と、フォトダイオードＭから
なるダイオード１２１とからなる。
【００２２】スポット光の径は、光ディスク５と対物レ
ンズ４との距離関係で変化する。光ディスク５と対物レ
ンズ４との距離が近い場合には、図１３（ａ）に示すよ
うに、フォトダイオード１２３で検出される光スポット
のスポット径は大きく、フォトダイオード１２２で検出
される光スポットのスポット径は小さくなる。
【００２３】一方、光ディスク５と対物レンズ４との距
離が遠い場合には、図１３（ｃ）に示すように、フォト
ダイオード１２３で検出される光スポットのスポット径
は小さく、フォトダイオード１２２で検出される光スポ
ットのスポット径は大きくなる。
【００２４】この時，光ディスク５のトラック進行方向
を図１３中の矢印方向とした場合，フォーカス信号はス
ポットサイズ法にて，トラック誤差信号はプッシュプル
法にて以下の演算式から検出できる。
【００２５】 フォーカス信号＝（Ａ＋Ｃ＋Ｅ）−（Ｂ＋Ｄ＋Ｆ） トラック信号＝（Ａ＋Ｆ）−（Ｃ＋Ｄ）
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記に
示す従来技術には、いくつかの問題がある。上記の従来
技術の光学的情報記録再生装置は、プッシュプル法によ
りトラック信号を検出していた。しかし、たとえばＤＶ
Ｄ−ＲＯＭなどの再生専用の光ディスクは、ＤＰＤ（位
置相差）法と称される検出方式でなければ、トラック信
号を検出することができない。そのため、従来技術の光
学的情報再生装置で、ＤＶＤ−ＲＯＭに記録されている
情報を再生することができなかった。
【００２７】また、従来技術に示す光学的情報記録装置
は、フォーカス信号とトラック信号とを同一のフォトダ
イオードから検出するため、フォトダイオードＡ，Ｂ，
Ｃ（またはＤ，Ｅ，Ｆ）の分割線方向をトラック進行方
向と平行に設定する必要がある。そのためフォーカス誤
差信号へのトラック誤差信号の回り込みによるクロスト
ークが大きな問題となっていた。
【００２８】さらに、フォーカス信号を検出するための
手法であるスポットサイズ法は、一般に、フォーカス誤
差検出感度が低いため，高精度な分解能で光ヘッドの動
作を制御することは困難である。
【００２９】さらにまた、従来技術１に示した光学的情
報記録装置では、光ヘッドに複合プリズムを用いてい
る。複合プリズムは高価である。そのため、複合プリズ
ムを用いた光ヘッドを備える光学的情報記録装置の低コ
スト化を図ることは困難である。
【００３０】そこで、上記の課題を解決するために本発
明は，光学的情報記録媒体の種類によらず再生すること
ができ，安価でクロストークの少ない高精度な制御がで
きる光学的情報記録再生装置を提供することを目的とす
る。
【００３１】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明は、光学的情報記録媒体の情報記録層に光ビ
ームを照射する光源と、前記光学的情報記録媒体から反
射されている反射光を分割するホログラム素子と、前記
ホログラム素子で分割された反射光を受光する受光素子
とを備え、受光した反射光からフォーカス信号とトラッ
ク信号とを生成し、それらの信号をもとにフォーカス制
御及びトラック制御を行いながら前記光学的情報記録媒
体に情報を記録し、或いは記録情報を再生する光学的情
報記録再生装置において、前記ホログラム素子は、中心
領域にあって凹状に形成された球面形状領域と、前記球
面形状領域の外周に設けられたホログラム格子面領域と
から成り、前記受光素子は、前記球面形状領域からの光
を受光する４分割受光素子と、前記ホログラム格子面領
域の光を受光する２つの３分割受光素子とを有し、前記
球面形状領域からの光からトラック信号を生成し，前記
ホログラム格子面領域からの光からフォーカス信号を生
成することを特徴とする。
【００３２】光学的情報記録媒体の情報記録層に光ビー
ムを照射する光源と、前記光学的情報記録媒体から反射
されている反射光を分割するホログラム素子と、前記ホ
ログラム素子で分割された反射光を受光する受光素子と
を備え、受光した反射光からフォーカス信号とトラック
信号とを生成し、それらの信号をもとにフォーカス制御
及びトラック制御を行いながら前記光学的情報記録媒体
に情報を記録し、或いは記録情報を再生する光学的情報
記録再生装置において、前記ホログラム素子は、中心領
域にあって同心円状に形成された同心円形状ホログラム
格子領域と、前記同心円形状ホログラム格子領域の外周
に設けられたホログラム格子面領域とから成り、前記受
光素子は、前記同心円形状ホログラム格子領域からの光
を受光する４分割受光素子と、前記ホログラム格子面領
域の光を受光する２つの３分割受光素子とを有し、前記
同心円形状ホログラム格子領域からの光からトラック信
号を生成し，前記ホログラム格子面領域からの光からフ
ォーカス信号を生成することを特徴とする。
【００３３】すなわち、本発明は、光学的情報記録媒体
からの反射光を球面形状領域などとホログラム面領域と
に分岐するホログラム素子と、フォーカス信号とトラッ
ク信号とを検出できるような分割パターンからなる受光
素子とによって、情報の記録及び記録情報の再生を１つ
の検出光学系によって行う。
【００３４】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態について図
面を参照して説明する。
【００３５】（実施形態１）まず、本実施形態にかかる
光学的情報記録再生装置について図１を用いて説明す
る。図１は本実施形態の光学的情報記録再生装置の概略
図であり，１は光源であるレーザダイオード，２はレー
ザダイオード１から照射される光ビームを偏光する偏光
ビームスプリッタ，３は偏光ビームスプリッタ２で偏光
された光ビームを平行光とするコリメータレンズ，１３
はコリメータレンズ３で平行光とされた光ビームを円偏
光とするλ／４板，４はλ／４板１３を通過した光ビー
ムを光ディスク５に絞り込む対物レンズである。
【００３６】また、６は光ディスク５からの反射光を検
出するためのホログラム素子，８はフォトダイオードを
備えるフォトダイオード基板，１４はフォトダイオード
で受光された光からフォーカス信号及びトラック信号を
生成し各々の信号の誤差を算出する演算回路，１５は演
算回路１４から出力されるトラック誤差検出信号を切り
替えるスイッチ，１６は対物レンズ４を駆動するための
ドライブ電流の電流量を制御する制御回路，１７は対物
レンズ４を駆動するレンズアクチュエータ１８を駆動す
るドライブ回路である。
【００３７】光源であるレーザダイオード１は、レーザ
光を発する。レーザ光は偏光ビームスプリッタ２へ入射
する。レーザ光は、偏光ビームスプリッタ２の偏光面２
ａに対し、Ｐ波の直線偏光で入射するため、ほとんどが
偏光面２ａを透過し，コリメータレンズ３へと入射す
る。
【００３８】コリメータレンズ３は、入射するレーザ光
を平行光に変換する。平行光は、λ／４板１３を透過し
て円偏光となり、対物レンズ４へ入射される。対物レン
ズ４は、入射されるレーザ光を集光し、光ディスク５の
情報記録面に微少なスポット光を形成する。
【００３９】光ディスク５の情報記録面で反射した反射
光は、対物レンズ４、λ／４板１３及びコリメータレン
ズ３を介して偏光ビームスプリッタ２へ入射する。反射
光はλ／４板１３でＳ波の直線偏光に変換されるため、
偏光ビームスプリッタ２の偏光面２ａでそのほとんどが
反射してホログラム素子６へ入射する。なお、１０ａ、
１０ｂは後述するようにホログラム素子６の中心領域を
通過する反射光と中心領域以外の領域を通過する反射光
とを示している。
【００４０】ホログラム素子６は、回折格子を備える素
子である。反射光は、ホログラム素子６によって３つの
回折光に回折される。各々の回折光は、受光素子である
フォトダイオードを備えるフォトダイオード基板８の所
定の位置にスポット光として照射される。
【００４１】フォトダイオードは、スポット光を光信号
として受光する。受光した光信号は電気信号に変換され
て演算回路１４に出力される。演算回路１４は、入力さ
れる電気信号からフォーカス信号及びトラック信号を生
成し、それらの信号の誤差を算出する。誤差信号は制御
回路１６へ出力する。制御回路１６では誤差信号に基づ
いて、ドライブ回路１７へ出力するドライブ電流の電流
量を制御する。
【００４２】また、スイッチ１５によって，制御回路１
６へ出力するトラック誤差信号を切り替える。スイッチ
１５の切り替えは、情報の記録時には、プッシュプル信
号側に切り替える。一方、ＤＶＤなどの再生専用の光デ
ィスクに記憶されている情報の再生時には、ＤＰＤ信号
に切り替える。
【００４３】そして，ドライブ回路１７によりレンズア
クチュエータ１８の磁気コイルにドライブ電流を注入す
る。対物レンズ４は、レンズアクチュエータ１８によっ
てフォーカス及びトラック方向に駆動して制御される。
【００４４】ここで、記録情報の再生時にフォーカス信
号及びトラック信号を検出するためのＤＰＤ法（位相差
法）とは，光ディスク５のプリＰＩＴ（凸状のピット）
にレーザ光を照射して、そこからの反射光をトラック方
向とそれに直交する直交方向の分割線とで４分割された
フォトダイオードで受光して、各々のフォトダイオード
で受光するスポット光の位相差から、フォーカス信号及
びトラック信号を検出する方法をいう。
【００４５】つぎに、ホログラム素子６について図２を
用いて説明する。図２はホログラム素子６の平面図（図
２（ａ））及び断面図（図２（ｂ））である。ホログラ
ム素子６は片面には光軸Ｏ−Ｏ'の所定の点を中心とし
た球面形状領域６２を形成し，その外周にはホログラム
格子面領域６１を形成している。また、他の面は反射光
１０ａ、１０ｂを入射する入射面６３としており透明基
体からなる。
【００４６】また、図２（ａ）に示す円状の実線は、球
面形状領域６２とホログラム格子面領域６１との境界線
を示しており、円状の実線と円状の波線とで囲まれた領
域は、ホログラム格子面領域６１のうち後述する反射光
１０ａが通過する領域を示す。また、図中の曲線は、ホ
ログラム格子面領域の格子パターンを示している。
【００４７】ホログラム素子６は，たとえば、平板の透
明ガラス基板からなり、その中心部分は球面状に研磨し
て削除する。球面によるレンズパワーにより本来の反射
光の収束位置より後方の点に収束させるためである。球
面形状領域６２の外周には、フォトレジスト法などによ
り、ホログラム格子面領域６１を形成する。また、ホロ
グラム素子６は，ガラスモールドやプラスチック等から
なる一体成型であってもよい。
【００４８】また、球面形状領域６２の大きさは、フォ
ーカス信号に影響を与えない範囲でできるだけ大きな領
域とすることが望ましい。換言すると、ホログラム格子
面領域６１のうち反射光が照射される部分でフォーカス
信号を得られさえすればよい。具体的には、球面形状領
域６２の大きさは、たとえば反射光の径の６割から８割
の面積が確保できればよい。
【００４９】つぎに、ホログラム素子６に光ディスク５
からの反射光を入射させたときに、その反射光の進み方
について図３を用いて説明する。光ディスク５からの反
射光１０ａ、１０ｂは、ホログラム素子６の入射面６３
から入射させる。
【００５０】反射光のうち、球面形状領域６２を透過す
る反射光１０ｂは、上述のように球面によるレンズパワ
ーにより本来の反射光の収束位置である点１２ａよりホ
ログラム素子６に対して遠方である点６２ａに収束す
る。
【００５１】ホログラム格子面領域６１を透過する反射
光１０ａは、ホログラム格子により回折し、さらにレン
ズパワーを受けて、＋１次回折光６１ａは点１２ｃへ収
束する。また、−１次回折光６１ｂは点１２ｂへ収束す
る。なお、収束位置に影響を及ぼすホログラム格子面領
域６１を通過する０次回折光は，ホログラム格子深さを
最適に設定して回避できる。
【００５２】このとき、図示しないフォトダイオード
を、受光面が点１２ａの位置になるように配置する。フ
ォトダイオードの受光面パターンは、１０分割のパター
ンからなり、フォトダイオードにモニタされる反射光の
スポット形状は，光ディスク５のフォーカス誤差量に対
応して変化する。
【００５３】なお、フォトダイオードの分割パターン
は、１０分割に限定されるものではなく、いわゆるプッ
シュプル信号とＤＰＤ信号のいずれかの信号も得られる
ようなものであればよい。
【００５４】スポット形状の変化について、図４を用い
て説明する。図４は１０分割のパターン（Ａ〜Ｊ）から
なるフォトダイオードに、光ディスク５（図１）からの
反射光を照射したときのモニタ図である。図中８２，８
３は各々フォトダイオードＥ〜Ｇ及びフォトダイオード
Ｈ〜Ｊを備える３分割フォトダイオード、８１はフォト
ダイオードＡ〜Ｄを備える４分割フォトダイオードであ
る。
【００５５】３分割フォトダイオード８２，８３は、ホ
ログラム格子面領域６１を通過する±１次回折光を受光
し、フォーカス信号を検出するものである。また、４分
割フォトダイオード８１は、球面形状領域６２を通過す
る０次回折光を受光し、トラック信号を検出するもので
ある。
【００５６】光ディスク５と対物レンズ４（ともに図１
に示す）との距離が所望の距離である場合には、ホログ
ラム格子面領域６１によって収束する±１次回折光は、
図４（ｂ）に示すように、３分割フォトダイオード８
２，８３上に同じスポット径でモニタされる。
【００５７】光ディスク５と対物レンズ４との距離が所
望の距離でない場合には、ホログラム格子面領域６１に
よって収束するスポット光の焦点位置に誤差が生じ，３
分割フォトダイオード８２，８３上にモニタされるスポ
ット径は、一方が大きく，他方が小さく変化する。
【００５８】具体的には、光ディスク５と対物レンズ４
との距離が近い場合には、図４（ａ）に示すように、フ
ォトダイオード８３にモニタされる光スポットは大き
く、フォトダイオード８２にモニタされる光スポットは
小さくなる。一方、光ディスク５と対物レンズ４との距
離が遠い場合には、図４（ｃ）に示すように、フォトダ
イオード８３にモニタされる光スポットは小さく、フォ
トダイオード８２にモニタされる光スポットは大きくな
る。このように、光ディスク５と対物レンズ４との距離
の長短によってモニタする光スポットの大きさは反転す
る。
【００５９】すなわち、球面形状領域６２に収束するス
ポット光の径は、光ディスク５と対物レンズ４との距離
に依存し、距離が近い場合には大きく、遠い場合には小
さくなる。
【００６０】また、フォーカス信号およびトラック信号
は、演算回路１４（図１）において、以下に示す演算式
によって生成する。なお、光ディスク５のトラック進行
方向は、図４中の矢印の方向とする。すなわち、フォト
ダイオードの分割方向と直交する方向にトラックは進行
する。
【００６１】 フォーカス信号＝（Ｅ＋Ｇ＋Ｉ）−（Ｈ＋Ｊ＋Ｆ） トラック信号（プッシュプル信号）＝（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ
＋Ｃ） トラック信号（ＤＰＤ信号）＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ） （実施形態２）つぎに、本実施形態の光学的情報記録再
生装置のホログラム素子７について図５を用いて説明す
る。なお、本実施形態の光学的情報記録再生装置のホロ
グラム素子７以外の部材は、図１に示したものと同様に
構成する。
【００６２】図５はホログラム素子７の平面図（図２
（ａ））及び断面図（図２（ｂ））である。図５に示す
ホログラム素子７は片面には、光軸Ｏ−Ｏ'の所定の点
を中心とした同心円形状ホログラム格子領域７２を形成
し，その外側には別のホログラム格子面領域７１を形成
している。また、他の面は、反射光１０ａ、１０ｂを入
射する入射面７３としており透明基体からなる。
【００６３】また、図５（ａ）に示す円状の実線は、同
心円形状ホログラム格子領域７２とホログラム格子面領
域７１との境界線を示しており、円状の実線と円上の波
線とで囲まれた領域は、ホログラム格子面領域７１のう
ち後述する反射光１０ｂが通過する領域を示す。また、
図中の曲線は、ホログラム格子面領域の格子パターンを
示している。
【００６４】ホログラム素子７は，たとえば、平板の透
明ガラス基板からなり、その中心部分に同心円形状ホロ
グラム格子領域７２を形成する。同心円形状ホログラム
格子領域７２の外部には、フォトレジスト法などによ
り、ホログラム格子面領域７１を形成する。また、ホロ
グラム素子７は，ガラスモールドやプラスチック等によ
る一体成型であってもよい。
【００６５】また、図５（ｂ）に示すように、同心円形
状ホログラム格子領域７２の格子断面形状は、ブレーズ
形状（鋸刃形状）に形成しており、受光した反射光を＋
１次回折光、０次回折光、−１次回折光の３つの回折光
に回折して、＋１次回折光側へ高い効率で回折し，収束
位置に影響を及ぼす−１次回折光，０次回折光側へ低い
効率で回折するようにしている。
【００６６】つぎに、ホログラム素子７に光ディスク５
（図１）からの反射光１０ａ、１０ｂを入射させたとき
に、反射光１０ａ、１０ｂの進み方について図６を用い
て説明する。光ディスク５からの反射光１０ａ、１０ｂ
は、ホログラム素子７のうち入射面７３から入射させ
る。
【００６７】反射光のうち、同心円形状ホログラム格子
領域７２を透過する反射光１０ｂは、同心円形状ホログ
ラムによるレンズパワーにより本来の反射光の収束位置
である点１２ａよりホログラム素子７に対して遠方であ
る点７２ａに収束する。
【００６８】ホログラム格子面領域７１を透過する反射
光１０ａは、ホログラム格子により回折し、さらにレン
ズパワーを受けて、＋１次回折光７１ａは点１２ｃへ収
束する。また、−１次回折光７１ｂは点１２ｂへ収束す
る。なお、収束位置に影響を及ぼすホログラム格子面領
域７１を通過する０次回折光は，ホログラム格子深さを
最適に設定して回避できる。
【００６９】このとき、図示しないフォトダイオード
を、受光面を点１２ａの位置にくるように配置する。フ
ォトダイオードは、実施形態１で説明したものを用い
る。すなわち、１０分割のパターンからなるフォトダイ
オードである。このフォトダイオードの受光面に照射さ
れる反射光のスポット径は，光ディスク５のフォーカス
誤差量に対応して変化する。
【００７０】なお、実施形態１と同様に、光ディスク５
と対物レンズ４との距離によって、フォトダイオードに
モニタされる反射光の光スポット径の大きさは変化す
る。
【００７１】以上の実施形態１，２において，フォーカ
ス信号を検出するためのフォトダイオード８２，８３に
モニタされる反射光の光スポットは，ホログラム素子
６、７により回折されフォトダイオードに収束される。
ホログラム６，７の中心部分には、球面形成領域６２な
どを形成しているため、ホログラム素子６，７を通過す
る光スポットは、中心部分が遮光された輪帯状のものと
なる。
【００７２】中央部分が遮光された反射光は，通常の状
態（遮光のない場合）より小さい光スポットとしてフォ
トダイオードに収束される。一方、収束位置以外の場所
では，回折現象により中心部分の強度の強い光となる。
【００７３】図７は実施形態１，２に示したフォトダイ
オードの受光面にモニタされるスポット光の強度分布変
化と比較例として用いるたとえば従来技術２などの光学
的情報記録装置のフォトダイオードの受光面にモニタさ
れるスポット光の強度分布変化とを示す図である。
【００７４】また、従来技術２などのフォトダイオード
でモニタされるスポット光は、収束状態では図７（ｂ）
に示すようにスポット径が所望の大きさまで小さくなら
ず、スポット光の中心部分の強度は所望の強度まで強く
ならない。発散状態ではスポット径が大きくなるが、ス
ポット光の中心部分の強度は充分弱くならない。
【００７５】一方、実施形態１，２のフォトダイオード
でモニタされるスポット光は、いわゆる超解像現象によ
り、収束状態では図７（ａ）に示すようにスポット径が
小さくなりスポット光の中心部分の強度が強くなる。発
散状態ではスポット径が大きくなりスポット光の中心部
分の強度が弱くなる。そのため、得られるフォーカス信
号の感度は比較例に示すフォーカス信号の感度より高く
なる。
【００７６】また、球面形状領域６２などを通過する反
射光は、フォトダイオード上でファーフィールド状態と
なり、光束強度分布変動によってトラック信号を検出す
る。
【００７７】ホログラム素子６，７の球面形状領域６２
などの直径とホログラム素子６，７に入射する光ディス
ク５からの反射光束の直径の比は，検出光学倍率，反射
光束のＮＡ，３分割フォトダイオード８２、８３のパタ
ーン幅等から任意に設定できる。
【００７８】
【発明の効果】本発明の光学的情報記録再生装置は、中
心領域に球面形状領域などを備え、その外周にホログラ
ム格子面領域を備えるホログラム素子と、情報の記録及
び記録情報の再生ができる光学的記録媒体のフォーカス
信号及びトラック信号と記録情報を再生のみしかできな
い再生専用の光学的記録媒体時のフォーカス信号及びト
ラック信号とを検出できるような分割パターンからなる
受光素子とを有する。そのため、ＤＶＤ−ＲＯＭなどの
再生専用の光ディスクに記録された情報の再生を行うこ
とができる光学的情報記録再生装置を提供することがで
きる。
【００７９】また、本発明によると、中心領域に球面形
状領域などを備え、その外周にホログラム格子面領域を
備えるホログラム素子と、情報の記録及び記録情報の再
生ができる光学的記録媒体のフォーカス信号及びトラッ
ク信号と記録情報を再生のみしかできない再生専用の光
学的記録媒体時のフォーカス信号及びトラック信号とを
検出できるような分割パターンからなる受光素子とを有
する。
【００８０】そのため、スポットサイズ検出とプッシュ
プル検出とを独立して行うことができ，トラック進行方
向とスポットサイズ検出用フォトダイオードパターンの
分割線方向とを直行に配置することができる。したがっ
て，トラック信号がフォーカス信号への回り込むのを抑
えることができる。
【００８１】さらに、フォーカス信号を検出するための
反射光の光束は，中心部分を遮光された状態となるた
め，光スポットの大きさが小さくなる。デフォーカス状
態では中心部分の強度が低い状態となるため，スポット
サイズ法による誤差検出感度を大きくすることができ
る。
【００８２】さらにまた，本発明によると、高価な複合
プリズムに変えて、安価なホログラム素子を用いる。そ
のため、光学的情報記録再生装置を安価で提供すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の光学的情報記録再生装置の模式図
である。
【図２】実施形態１のホログラム素子の平面図及び断面
図である。
【図３】図２に示すホログラム素子に反射光が入射した
場合に反射光の光路の進み方を示す図である。
【図４】図３に示す反射光を受光した場合にフォトダイ
オードにモニタされる光スポットを示す図である。
【図５】実施形態２のホログラム素子の平面図及び断面
図である。
【図６】図５に示すホログラム素子に反射光が入射した
場合に反射光の光路の進み方を示す図である。
【図７】本発明の実施形態で検出する光スポットの強度
分布図である。
【図８】従来技術１の光学的情報記録再生装置の模式図
である。
【図９】図８の光学的情報記録装置の複合プリズム及び
フォトダイオードを示す図である。
【図１０】図９のフォトダイオードで検出する光スポッ
トのモニタ図である。
【図１１】従来技術２の光学的情報記録再生装置の模式
図である。
【図１２】図１１に示すホログラム素子に反射光が入射
した場合に反射光の光路の進み方を示す図である。
【図１３】図１２に示すホログラム素子を通過する光を
フォトダイオードで検出するモニタ図である。
【符号の説明】
１ レーザダイオード ２ 偏光ビームスプリッタ ３ コリメータレンズ ４ 対物レンズ ５ 光ディスク ６、７ ホログラム素子 ８ フォトダイオード基板 １０ 反射光 １３ λ／４板 １４ 演算回路 １５ スイッチ １６ 制御回路 １７ ドライブ回路 １８ レンズアクチュエータ ２６ 複合プリズム ２７ 従来技術のホログラム素子

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光学的情報記録媒体の情報記録層に光ビ
    ームを照射する光源と、前記光学的情報記録媒体から反
    射されている反射光を分割するホログラム素子と、前記
    ホログラム素子で分割された反射光を受光する受光素子
    とを備え、受光した反射光からフォーカス信号とトラッ
    ク信号とを生成し、それらの信号をもとにフォーカス制
    御及びトラック制御を行いながら前記光学的情報記録媒
    体に情報を記録し、或いは記録情報を再生する光学的情
    報記録再生装置において、 前記ホログラム素子は、中心領域にあって凹状に形成さ
    れた球面形状領域と、前記球面形状領域の外周に設けら
    れたホログラム格子面領域とから成り、 前記受光素子は、前記球面形状領域からの光を受光する
    ４分割受光素子と、前記ホログラム格子面領域の光を受
    光する２つの３分割受光素子とを有し、 前記球面形状領域からの光からトラック信号を生成し，
    前記ホログラム格子面領域からの光からフォーカス信号
    を生成することを特徴とする光学的情報記録再生装置。
  2. 【請求項２】 前記球面形状領域は入射する反射光の焦
    点位置をレンズパワーにより前記ホログラム素子から遠
    方の位置に収束するように設計された領域であって、前
    記ホログラム格子面領域は±１次回折光が光軸方向に対
    称に収束するように設計された領域であることを特徴と
    する請求項１に記載の光学的情報記録再生装置。
  3. 【請求項３】 光学的情報記録媒体の情報記録層に光ビ
    ームを照射する光源と、前記光学的情報記録媒体から反
    射されている反射光を分割するホログラム素子と、前記
    ホログラム素子で分割された反射光を受光する受光素子
    とを備え、受光した反射光からフォーカス信号とトラッ
    ク信号とを生成し、それらの信号をもとにフォーカス制
    御及びトラック制御を行いながら前記光学的情報記録媒
    体に情報を記録し、或いは記録情報を再生する光学的情
    報記録再生装置において、 前記ホログラム素子は、中心領域にあって同心円状に形
    成された同心円形状ホログラム格子領域と、前記同心円
    形状ホログラム格子領域の外周に設けられたホログラム
    格子面領域とから成り、 前記受光素子は、前記同心円形状ホログラム格子領域か
    らの光を受光する４分割受光素子と、前記ホログラム格
    子面領域の光を受光する２つの３分割受光素子とを有
    し、 前記同心円形状ホログラム格子領域からの光からトラッ
    ク信号を生成し，前記ホログラム格子面領域からの光か
    らフォーカス信号を生成することを特徴とする光学的情
    報記録再生装置。
  4. 【請求項４】 前記同心円形状ホログラム格子領域は入
    射する反射光の焦点位置をレンズパワーにより前記ホロ
    グラム素子から遠方の位置に収束するように設計された
    領域であって、前記ホログラム格子面領域は±１次回折
    光が光軸方向に対称に収束するように設計された領域で
    あることを特徴とする請求項３に記載の光学的情報記録
    再生装置。
  5. 【請求項５】 前記ホログラム格子面領域は、前記フォ
    ーカス信号を得るのに充分な面積とすることを特徴とす
    る請求項１又は３のいずれか１項に記載の光学的情報記
    録再生装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1460623A1 (en) * 2001-12-20 2004-09-22 Sony Corporation Optical pickup apparatus
WO2006112288A1 (ja) * 2005-04-14 2006-10-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 光ヘッド装置及び光情報処理装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007012191A (ja) * 2005-06-30 2007-01-18 Toshiba Corp 光ヘッド装置および光ディスク装置
US8737178B2 (en) * 2006-09-05 2014-05-27 Seagate Technology Llc Alignment feature for near-field transducers

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4935911A (en) * 1987-05-20 1990-06-19 Ricoh Company, Ltd. Optical head device for recording and reproducing information
US4970710A (en) * 1987-07-29 1990-11-13 Laser Magnetic Storage International Company Method and apparatus for focus and tracking in an optical disk system
EP0334601B1 (en) * 1988-03-25 1994-09-07 Tosoh Corporation Error detecting device for optical head
US5315574A (en) 1988-10-28 1994-05-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical head with polarized beam hologram
JP2793067B2 (ja) 1991-04-04 1998-09-03 株式会社日立製作所 光ヘッド
JPH0668541A (ja) 1992-08-17 1994-03-11 Sony Corp 光学ピックアップ装置、光検出素子及びフォーカスエラー信号検出方法
KR100392857B1 (ko) * 1995-03-15 2003-12-31 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 기록 매체를 광학적으로 주사하기 위한 장치
EP0745983A3 (en) * 1995-05-31 1998-03-04 Daewoo Electronics Co., Ltd Optical pickup
US5652744A (en) * 1996-02-08 1997-07-29 Industrial Technology Research Institute Single surface diffractive element for optical pickup heads

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1460623A1 (en) * 2001-12-20 2004-09-22 Sony Corporation Optical pickup apparatus
EP1460623A4 (en) * 2001-12-20 2008-05-28 Sony Corp OPTICAL SUCTION DEVICE
WO2006112288A1 (ja) * 2005-04-14 2006-10-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 光ヘッド装置及び光情報処理装置
US7787347B2 (en) 2005-04-14 2010-08-31 Panasonic Corporation Optical head device and optical information processor
JP4944026B2 (ja) * 2005-04-14 2012-05-30 パナソニック株式会社 光ヘッド装置及び光情報処理装置

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DE19958085C2 (de) 2001-12-20

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