JP2001084609A - Optical device - Google Patents

Optical device

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JP2001084609A
JP2001084609A JP25801999A JP25801999A JP2001084609A JP 2001084609 A JP2001084609 A JP 2001084609A JP 25801999 A JP25801999 A JP 25801999A JP 25801999 A JP25801999 A JP 25801999A JP 2001084609 A JP2001084609 A JP 2001084609A
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JP
Japan
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light
diffraction
light receiving
wavelength
hologram
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Application number
JP25801999A
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Japanese (ja)
Inventor
Minoru Oyama
実 大山
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Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize complementary focus error detection by making nearly coincident two positions wherein the ±1st order diffracted light beams by a first diffraction area of light having a first wavelength make incident on a light receiving element substrate, with two positions wherein the ±1st order diffracted light beams by a second diffraction area of the light having a second wavelength make incident on the light receiving element substrate. SOLUTION: A first position P1 and a second position P1' wherein the ±1st order diffracted light beams b1, b1' of light having a first wavelength λ1 by a first diffraction area 11 make incident on a light receiving element substrate 15 respectively nearly mutually coincide with the first position P1 and the second position P1' wherein the ±1st order diffracted light beams b4, b4' of the light having a second wavelength λ2 by a second diffraction area 13 make incident on the light receiving element substrate 15. Therefore, with respect to two wavelengths λ1, λ2, a focus error signal by a complementary spot size method is calculated based on an output from a pair of optical detecting diodes in the positions P1, P1' proximate to a conjugate point C.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク等の光
情報記録媒体の読み取り装置に用いられる光ピックアッ
プに関するものであり、とくにDVD(Digital Versat
ile Disc)とCD−R(Compact Disc−write once)の
互換再生システムに好適で、かつ小型化可能な光デバイ
ス及びこれを用いた光ピックアップに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical pickup used for a reading device for an optical information recording medium such as an optical disk, and more particularly to a DVD (Digital Versat).
The present invention relates to an optical device suitable for a compatible playback system of an ile disc) and a CD-R (Compact Disc-write once) and capable of being miniaturized, and an optical pickup using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】既に一般に普及している民生用光ディス
クシステムであるCDに対し、近年、より高密度なDV
Dシステムが提案・商品化され、普及が始まっている。
この再生装置であるDVDプレーヤにおいては、装置の
重複や使用上の煩雑さを避けるため、CDの互換再生が
必須となっている。また、CDプレーヤで再生可能とさ
れているCD−R(Compact Disc−write once)につい
ても、同様に互換再生機能が求められている。従って、
このような各種の規格のディスクを再生するための技術
が開発され、さらにそれを実現する構成の簡略化やコス
トダウンが課題になっている。
2. Description of the Related Art In recent years, a CD, which is a consumer optical disk system that has been widely used, has recently been replaced with a higher density DV.
The D system has been proposed and commercialized, and its spread has begun.
In a DVD player which is this reproducing apparatus, in order to avoid duplication of the apparatus and complexity of use, compatible reproduction of a CD is indispensable. Similarly, a CD-R (Compact Disc-write once) that can be reproduced by a CD player is also required to have a compatible reproduction function. Therefore,
Techniques for reproducing discs of such various standards have been developed, and further, simplification of the configuration for realizing the disc and cost reduction have been issues.

【0003】とりわけ、前述のCD−Rにおいては、記
録媒体の反射率が大きな波長依存性を持つ事から、DV
D用の650nm帯とは異なる780nm帯のレーザ光
源が必須であり、この2波長の光源を内蔵したピックア
ップ光学系が必要となっている。
[0003] In particular, in the above-described CD-R, since the reflectance of the recording medium has a large wavelength dependence, the DV-D
A laser light source in the 780 nm band different from the 650 nm band for D is indispensable, and a pickup optical system incorporating the two wavelength light sources is required.

【0004】このため、従来、独立した2つのピックア
ップを機械的に結合したもの、或いは、受発光集積素子
を各波長独立に取付け、ダイクロイックプリズムで同一
光軸に合成し、対物レンズなど一部の光学系を共用した
ものなどが開発されている。また、2個の波長の異なる
半導体レーザチップを同一パッケージに搭載し、他の部
品は独立であるものの光軸は共通化したものが提案され
ている。
For this reason, conventionally, two independent pickups are mechanically coupled, or a light receiving and emitting integrated element is independently attached to each wavelength, and synthesized on the same optical axis by a dichroic prism, and a part of an objective lens or the like is used. Those that share an optical system have been developed. Further, there has been proposed a semiconductor laser chip in which two semiconductor laser chips having different wavelengths are mounted on the same package, and other components are independent but the optical axis is shared.

【0005】一方、コストダウンや小型化といった要求
に合わせて、光ピックアップ光学系の集積化の試みも進
展している。例えば、半導体レーザ(LD)及びフォト
ディテクタ(PD)及びホログラム素子(HOE:Holo
graphic Optical Element)を一体化したデバイスが開
発され、CDを始め、DVD用途にも応用されつつあ
る。又、学会では、2波長でさらに集積化したものも提
案されている(例えばISOM'98 Technical Digest p
p22〜、Tu−D−01)。
On the other hand, in accordance with demands for cost reduction and miniaturization, attempts are being made to integrate optical pickup optical systems. For example, a semiconductor laser (LD), a photodetector (PD), and a hologram element (HOE: Holo)
A device that integrates graphic optical elements has been developed and is being applied to DVDs as well as CDs. In addition, the academic society has proposed a device further integrated at two wavelengths (for example, ISOM'98 Technical Digest p.
p22-, Tu-D-01).

【0006】当該文献にもあるように、半導体レーザや
フォトディテクタを直近に配置できる集積デバイスにお
いては、ホログラム素子による回折光の受光部と半導体
レーザの発光点を略共役な位置に配置することが容易に
可能である。従って、ホログラム素子による±1次回折
光を共に利用した、コンプリメンタリ(相補的)なスポ
ットサイズ法(「SSD法」:Spot Size Detection)
によるフォーカス誤差検出が実現できる。この方式は、
他に実用化されている「ナイフエッジ法」と比較し、
ホログラム素子の厳密な位置調整が必ずしも必要でな
い、±1次回折光の一方を捨てる必要がなく高効率で
ある、といった利点を持っている。
As described in the above document, in an integrated device in which a semiconductor laser or a photodetector can be arranged in the immediate vicinity, it is easy to arrange a light receiving portion of the diffracted light by the hologram element and a light emitting point of the semiconductor laser at a substantially conjugate position. It is possible. Therefore, a complementary (complementary) spot size method (“SSD method”: Spot Size Detection) utilizing both ± 1st-order diffracted light from the hologram element
Focus error detection can be realized. This method is
Compared to other practical knife edge methods,
There are advantages that strict position adjustment of the hologram element is not always necessary, and that it is not necessary to discard one of the ± 1st-order diffracted lights and the efficiency is high.

【0007】図7は、前記スポットサイズ法(「SSD
法」:Spot Size Detection)によるフォーカス誤差検
出を説明する説明図である(特開平5―10141
7)。より詳細には図7(a)は、前記フォーカス誤差
検出を行う装置の概略側面図であり、図7(b)は、前
記装置において回折光を検出するフォトダイオード等の
概略平面図である。
FIG. 7 shows the spot size method (“SSD”).
FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining focus error detection by “Method: Spot Size Detection” (Japanese Patent Laid-Open No. 5-1141).
7). More specifically, FIG. 7A is a schematic side view of a device that performs the focus error detection, and FIG. 7B is a schematic plan view of a photodiode or the like that detects diffracted light in the device.

【0008】図7(a)に示すように、このフォーカス
誤差検出装置においては、光ディスク357により反射
された反射光は、対物レンズ356を経てホログラム素
子355により一対の共役光b1,b1´に分離され
る。ここに、前記ホログラム素子355は、前記共役光
b1が前記受光素子基板350の上方に焦点を結び、共
役光b1´が前記基板350の下方に焦点を結ぶように
構成されている。
As shown in FIG. 7A, in this focus error detecting device, the reflected light reflected by the optical disk 357 is separated into a pair of conjugate lights b1 and b1 'by the hologram element 355 through the objective lens 356. Is done. Here, the hologram element 355 is configured such that the conjugate light b1 is focused above the light receiving element substrate 350, and the conjugate light b1 'is focused below the substrate 350.

【0009】そして図7(b)に示すように前記共役光
b1,b1´の各々は、受光素子基板350に設けた光
検出ダイオード352及び353で受光される。この光
検出ダイオード352及び353は、前記共役光b1及
びb1´が分光されるY方向と直交するX方向において
それぞれ、領域352a,352b,352c及び35
3a,353b,353cに3分割されている。
[0009] As shown in FIG. 7 (b), each of the conjugate light beams b 1, b 1 ′ is received by light detection diodes 352 and 353 provided on a light receiving element substrate 350. The photodetector diodes 352 and 353 are located in the regions 352a, 352b, 352c and 35, respectively, in the X direction orthogonal to the Y direction in which the conjugate lights b1 and b1 'are split.
3a, 353b, and 353c.

【0010】このように構成することにより前記光ディ
スク357に対するレーザ光のフォーカス誤差信号FE
は、前記受光領域352a,352b,352cの出力
をそれぞれw1,w2,w3とし、受光領域353a,
353b,353cの出力をそれぞれw4,w5,w6
とする時、 FE=(w1+w3+w5)−(w2+w4+w6) …(1) により与えられる。
With such a configuration, the focus error signal FE of the laser beam for the optical disc 357 is formed.
Sets the outputs of the light receiving areas 352a, 352b, and 352c to w1, w2, and w3, respectively.
Outputs of 353b and 353c are w4, w5 and w6, respectively.
FE = (w1 + w3 + w5) − (w2 + w4 + w6) (1)

【0011】すなわち、レーザ光源351から出射され
立ち上げミラー354により立ち上げられたレーザ光が
対物レンズ356を介して光ディスク357へ入射され
る際に、当該ディスク357に対してレーザ光の焦点が
合っていれば、前記光検出ダイオード352上のスポッ
トS1及び光検出ダイオード353上のスポットS2の
大きさは同じとなり、式(1)のフォーカス誤差信号F
Eは零となる。これに対して前記光ディスク357に対
するレーザ光の焦点がずれている場合には、前記検出ダ
イオード352上のスポットS1と検出ダイオード35
3上のスポットS2の大きさが異なり、式(1)のフォ
ーカス誤差信号FEは零と異なる正又は負の値を有す
る。従って前記フォーカス誤差信号FEは、合焦点の前
後での極性が反転する。よって、前記フォーカス誤差信
号FEを検出することにより前記光ディスク357に対
するレーザ光の焦点合わせを行うことができる。
That is, when the laser light emitted from the laser light source 351 and raised by the raising mirror 354 is incident on the optical disk 357 via the objective lens 356, the laser light is focused on the disk 357. If it is, the size of the spot S1 on the photodetector diode 352 and the size of the spot S2 on the photodetector diode 353 are the same, and the focus error signal F of the equation (1) is obtained.
E becomes zero. On the other hand, when the laser light is out of focus with respect to the optical disk 357, the spot S1 on the detection diode 352 and the detection diode 35
3, the focus error signal FE in the equation (1) has a positive or negative value different from zero. Therefore, the polarity of the focus error signal FE before and after the focal point is inverted. Therefore, the laser beam can be focused on the optical disk 357 by detecting the focus error signal FE.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記スポッ
トサイズ法によるフォーカス誤差検出と前記2波長光学
系を両立させようとすると、ホログラム素子による回折
角の波長依存性が問題となる。
However, if it is attempted to achieve both the focus error detection by the spot size method and the two-wavelength optical system, the wavelength dependence of the diffraction angle by the hologram element becomes a problem.

【0013】すなわち、回折格子においては、その周期
構造と光の波長の数学的関係によって回折角等の特性が
決まり、それゆえに異なる波長に対しては回折角が大き
く変化する。より詳細には、前記ホログラム素子を用い
た集積デバイスに適したフォーカス誤差検出法である前
記「スポットサイズ法」では、半導体レーザ発光点の共
役点の極く近傍にホログラム素子回折光を検出するフォ
トディテクタ受光面を配置することが必須である。しか
し、同一ホログラム素子へ異なる波長の光を入射させる
と、前記の特性変化によって最適なフォトディテクタ受
光面位置が大きく異なることとなる。従って、同一フォ
トディテクタ基板上に半導体レーザ及びフォトディテク
タを集積することは困難であった。また、ホログラム素
子のレンズ作用を最適化するための収差補正等について
も、両立する解の導出は困難であった。
That is, in the diffraction grating, the characteristics such as the diffraction angle are determined by the mathematical relationship between the periodic structure and the wavelength of light, and therefore, the diffraction angle greatly changes for different wavelengths. More specifically, in the “spot size method”, which is a focus error detection method suitable for an integrated device using the hologram element, a photodetector that detects a hologram element diffracted light very near a conjugate point of a semiconductor laser emission point It is essential to arrange a light receiving surface. However, when light of different wavelengths is made incident on the same hologram element, the optimum photodetector light-receiving surface position is greatly different due to the above-mentioned characteristic change. Therefore, it has been difficult to integrate the semiconductor laser and the photodetector on the same photodetector substrate. Further, it has been difficult to derive compatible solutions for aberration correction and the like for optimizing the lens function of the hologram element.

【0014】例えば、前述の2波長集積デバイス(IS
OM'98 Technical Digest pp22〜、Tu−D−01)
では、各波長につき±1次回折光の一方のみを使用する
形となっており、前記コンプリメンタリな構成は実現さ
れていない。
For example, the aforementioned two-wavelength integrated device (IS
OM'98 Technical Digest pp22 ~, Tu-D-01)
In this case, only one of the ± 1st-order diffracted lights is used for each wavelength, and the above-described complementary configuration is not realized.

【0015】従って、本願発明は、前記の如き2波長の
光を使用する光学系において、±1次回折光を共に利用
したコンプリメンタリなフォーカス誤差検出を実現する
光デバイスを提供することを目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical device which realizes a complementary focus error detection utilizing both ± 1st-order diffracted lights in an optical system using two wavelengths of light as described above.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本願発明の光デバイスは、第1及び第2の異なる波長
の光を用いて情報記録媒体から情報を読み取る光デバイ
スであって、同一平面内で領域分割され、少なくとも第
1の回折領域と第2の回折領域からなるホログラム素子
と、前記ホログラム素子の下方に配設され、複数の受光
領域を同一平面内に備える受光素子基板と、を備え、前
記第1の波長を有する光の、前記第1の回折領域による
±1次回折光が前記受光素子基板に入射する2つの位置
と、前記第2の波長を有する光の、前記第2の回折領域
による±1次回折光が前記受光素子基板に入射する2つ
の位置とが、略一致するようになされ、前記2つの位置
に配置された前記複数の受光領域からの出力に基づいて
フォーカス誤差信号を検出するようにした事を特徴とす
る。
An optical device according to the present invention for achieving the above object is an optical device for reading information from an information recording medium by using light of first and second different wavelengths. A hologram element divided into regions in a plane and including at least a first diffraction region and a second diffraction region; a light receiving element substrate provided below the hologram element and including a plurality of light receiving regions in the same plane; Two positions where ± 1st-order diffracted light of the first diffraction region of the light having the first wavelength is incident on the light receiving element substrate, and the second position of the light having the second wavelength. The two positions at which the ± 1st-order diffracted light from the diffraction region is incident on the light receiving element substrate are made to substantially coincide with each other, and the focus error is determined based on the outputs from the plurality of light receiving regions arranged at the two positions. signal Is detected.

【0017】また本願発明の他の光デバイスは、少なく
とも、第1の波長のレーザ光を出力する第1のレーザ光
源と、第2の波長のレーザ光を出力する第2のレーザ光
源と、同一平面内で領域分割され、少なくとも第1の回
折領域と第2の回折領域からなるホログラム素子と、前
記ホログラム素子の下方に配設され、複数の受光領域を
同一平面内に備える受光素子基板と、を備え、前記第
1、第2のレーザ光源が100μm程度に接近して配置
されることにより、おおよそ同一の発光点と見なせると
同時に略同一の光軸を共有するものとされ、前記第1の
波長を有する入射光の、前記第1の回折領域による±1
次回折光が前記受光素子基板に入射する2つの位置と、
前記第2の波長を有する入射光の、前記第2の回折領域
による±1次回折光が前記受光素子基板に入射する2つ
の位置とが、略一致されるようにされ、前記2つの位置
と、前記光源の発光点若しくはその共役点とは、前記ホ
ログラム素子の中心から略等距離に設定され、前記2つ
の位置に配置された前記複数の受光領域からの出力に基
づいてフォーカス誤差信号を検出するようにした事を特
徴とする。
Further, another optical device of the present invention has at least a first laser light source that outputs a laser light of a first wavelength and a second laser light source that outputs a laser light of a second wavelength. A hologram element divided into regions in a plane and including at least a first diffraction region and a second diffraction region; a light receiving element substrate provided below the hologram element and including a plurality of light receiving regions in the same plane; The first and second laser light sources are arranged close to each other at about 100 μm, so that they can be regarded as approximately the same light emitting point and share substantially the same optical axis, and the first ± 1 due to the first diffraction region of incident light having a wavelength
Two positions where the next-order diffracted light enters the light receiving element substrate;
The incident light having the second wavelength, the two positions where the ± 1st-order diffracted light by the second diffraction region is incident on the light receiving element substrate are made to substantially coincide with each other, The light emitting point of the light source or a conjugate point thereof is set to be substantially equidistant from the center of the hologram element, and detects a focus error signal based on outputs from the plurality of light receiving regions arranged at the two positions. It is characterized by doing so.

【0018】また、前記光デバイスは、前記ホログラム
の中心から、前記+1次回折光の受光領域である第1受
光領域の中心までの光学距離をL1、前記ホログラムの
中心から、前記−1次回折光の受光領域である第2受光
領域の中心までの光学距離をL2、前記ホログラムの中
心から前記発光点までの光学距離をL0、前記ホログラ
ムの中心から受光素子基板の受光平面までの光学距離を
Lp、前記第1の回折領域の基本ピッチをΛ1、前記第
2の回折領域の基本ピッチをΛ2、前記第1の波長をλ
1、前記第2の波長をλ2、とした場合、 L0=L1=L2 Lp=L0cos{arcsin(λ1/Λ1)}=L0cos{arcsi
n(λ2/Λ2)} なる関係を、概ね満たすようにL1,L2,Λ1,Λ2
を定めることが望ましい。
The optical device may further comprise an optical distance L1 from a center of the hologram to a center of a first light receiving area which is a light receiving area of the + 1st order diffracted light, and an optical distance of the -1st order diffracted light from the center of the hologram. L2 is the optical distance from the center of the second light receiving area, which is the light receiving area, L0 is the optical distance from the center of the hologram to the light emitting point, Lp is the optical distance from the center of the hologram to the light receiving plane of the light receiving element substrate, The basic pitch of the first diffraction region is Λ1, the basic pitch of the second diffraction region is Λ2, and the first wavelength is λ.
1. When the second wavelength is λ2, L0 = L1 = L2 Lp = L0cos {arcsin (λ1 / Λ1)} = L0cos {arcsi
n (λ2 / Λ2)} such that L1, L2, {1, and {2} are substantially satisfied.
It is desirable to determine

【0019】又、前記光デバイスは、さらに、前記第1
回折領域と第2回折領域を有するホログラム素子をガラ
ス板のごとき板状光透過媒体の一面に形成し、当該板状
光透過媒体の他の面に、前記ホログラム素子の格子方向
と直交する方向に格子方向を有する他のホログラム素子
を形成するのが好ましい。
Further, the optical device further includes the first device.
A hologram element having a diffraction area and a second diffraction area is formed on one surface of a plate-shaped light transmission medium such as a glass plate, and is formed on another surface of the plate-shaped light transmission medium in a direction orthogonal to the lattice direction of the hologram element. It is preferable to form another hologram element having a lattice direction.

【0020】更に、前記光デバイスの前記ホログラム素
子は、ホログラム素子の中心を挟む対角位置に配置され
た1対の前記第1回折領域と、前記中心を挟む他の対角
位置に配置された1対の前記第2回折領域と、を備える
のが望ましい。
Further, the hologram element of the optical device is arranged at a pair of the first diffraction regions arranged at diagonal positions sandwiching the center of the hologram element and at another diagonal position sandwiching the center. And a pair of the second diffraction regions.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下図1乃至図6を参照してこの
発明の実施の態様を説明する。図において、同一又は類
似の要素は同一又は類似の番号で示す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In the figures, identical or similar elements are indicated by identical or similar numbers.

【0022】この発明の第1の実施態様は、第1の波長
を有する光及び、第2の波長を有する光を用いて光ディ
スクの如き情報記録媒体から情報を読みとる光デバイス
である。この光デバイスでは、前記光ディスクからの反
射光を受けて一対の共役光を発生させるホログラム素子
は、第1の回折領域及び第2の回折領域を備えている。
そして、前記第1の回折領域及び第2の回折領域の格子
ピッチは、前記第1の波長を有する光の前記第1の回折
領域による±1次回折光が、受光素子基板へ入射する第
1位置及び第2位置と、前記第2の波長を有する光の前
記第2の回折領域による±1次回折光が、受光素子基板
へ入射する第1位置及び第2位置とが、それぞれほぼ一
致するように決定されている。
A first embodiment of the present invention is an optical device for reading information from an information recording medium such as an optical disk by using light having a first wavelength and light having a second wavelength. In this optical device, the hologram element that generates a pair of conjugate lights by receiving the reflected light from the optical disk includes a first diffraction area and a second diffraction area.
The first diffraction region and the second diffraction region have a grating pitch at a first position where ± 1st-order diffraction light of the light having the first wavelength by the first diffraction region is incident on a light receiving element substrate. And the second position and the first position and the second position where the ± 1st-order diffracted light of the light having the second wavelength by the second diffraction region is incident on the light receiving element substrate are substantially coincident with each other. Has been determined.

【0023】より詳細には、図1に示すように、前記ホ
ログラム素子10は、ホログラム素子10の中心Oを挟
む対角位置に配置された1対の前記第1の回折領域11
と、前記中心Oを挟む他の対角位置に配置された1対の
前記第2の回折領域13と、を備える。尚、ホログラム
素子の中心Oは、前記第1、第2の波長を有する光の発
光点の共役点を通り、対物レンズの光軸と平行な直線
と、ホログラム素子の交点として定まる。
More specifically, as shown in FIG. 1, the hologram element 10 includes a pair of first diffraction areas 11 arranged at diagonal positions sandwiching the center O of the hologram element 10.
And a pair of second diffraction regions 13 arranged at other diagonal positions sandwiching the center O. Note that the center O of the hologram element is determined as the intersection of the hologram element and a straight line that passes through the conjugate point of the light emission points of the light having the first and second wavelengths and is parallel to the optical axis of the objective lens.

【0024】また、前記第1の波長をλ1、前記第2の
波長をλ2、前記第1の回折領域の基本ピッチをΛ1、
前記第2の回折領域の基本ピッチをΛ2、とするとき、
前記基本ピッチΛ1、Λ2は、 λ1/Λ1=λ2/Λ2 … (2) を満たすように選択されている。
Also, the first wavelength is λ1, the second wavelength is λ2, the basic pitch of the first diffraction region is Λ1,
When the basic pitch of the second diffraction region is Λ2,
The basic pitches Λ1 and Λ2 are selected so as to satisfy λ1 / Λ1 = λ2 / Λ2 (2).

【0025】更に、この実施形態では、前記ホログラム
素子の中心から前記第1位置及び第2位置における受光
領域中心までの距離が、前記第1、第2の波長を有する
光の発光点又はその共役点から前記ホログラム素子中心
までの距離とほぼ等しくなるように設定されている。こ
こに受光領域中心とは、前記第1、第2の回折領域の格
子軸方向と直交する方向(図1に於いてX軸方向)にお
ける受光領域の中心を意味する。
Further, in this embodiment, the distance from the center of the hologram element to the center of the light receiving area at the first position and the second position is equal to the light emitting point of the light having the first and second wavelengths or a conjugate point thereof. The distance is set to be substantially equal to the distance from a point to the center of the hologram element. Here, the center of the light receiving region means the center of the light receiving region in a direction (X-axis direction in FIG. 1) orthogonal to the grating axis direction of the first and second diffraction regions.

【0026】図2は、前記第1の実施形態の作用を示
す。
FIG. 2 shows the operation of the first embodiment.

【0027】より詳細には図2(a)は、前記ホログラ
ム素子10の第1の回折領域11へ、第1の波長λ1を
有する光が入射する場合の±1次回折光b1、b1´を
示す。図2(b)は、前記第1の回折領域11へ第2の
波長λ2を有する光が入射する場合の±1次回折光b
2、b2´を示す。また、図2(c)、は、前記ホログ
ラム素子10の第2の回折領域13へ、第1の波長λ1
を有する光が入射する場合の±1次回折光b3、b3´
を示す。図2(d)は、前記第2の回折領域13へ、第
2の波長λ2を有する光が入射する場合の±1次回折光
b4、b4´を示す。
More specifically, FIG. 2A shows ± first-order diffracted lights b1 and b1 ′ when light having a first wavelength λ1 is incident on the first diffraction area 11 of the hologram element 10. . FIG. 2B shows ± 1st-order diffracted light b when light having a second wavelength λ2 is incident on the first diffraction region 11.
2 and b2 '. FIG. 2C shows that the first wavelength λ1 is applied to the second diffraction area 13 of the hologram element 10.
± 1st order diffracted light b3, b3 ′ when light having
Is shown. FIG. 2D shows ± first-order diffracted lights b4 and b4 ′ when light having a second wavelength λ2 is incident on the second diffraction area 13.

【0028】前記したように、この実施形態では、前記
第1の波長をλ1、前記第2の波長をλ2、前記第1の
回折領域の基本ピッチをΛ1、前記第2の回折領域の基
本ピッチをΛ2、とするとき、前記基本ピッチΛ1、Λ
2は、 λ1/Λ1=λ2/Λ2 … (2) を満たすように決定されている。
As described above, in this embodiment, the first wavelength is λ1, the second wavelength is λ2, the basic pitch of the first diffraction region is Λ1, and the basic pitch of the second diffraction region is Λ1. Λ2, the basic pitches Λ1, Λ
2 is determined so as to satisfy λ1 / Λ1 = λ2 / 2 (2).

【0029】従って、前記第1の回折領域11による前
記第1の波長λ1を有する光の±1次回折光b1、b1
´の回折角 θ1=arcsin(λ1/Λ1) と、前記第2の回折領域13による前記第2の波長λ2
を有する光の±1次回折光b4、b4´の回折角 θ4=arcsin(λ2/Λ2) とは、相互に一致する。よって、図2(a)及び図2
(d)に示すように、前記回折光b1、b1´が、受光
素子基板15へ入射する第1位置P1及び第2位置P1
´と、前記回折光b4、b4´が、受光素子基板15へ
入射する第1位置P1及び第2位置P1´とは、それぞ
れ相互にほぼ一致する。
Accordingly, ± first-order diffracted lights b1, b1 of the light having the first wavelength λ1 by the first diffraction area 11
'Diffraction angle θ1 = arcsin (λ1 / Λ1), and the second wavelength λ2 by the second diffraction region 13
The diffraction angle θ4 = arcsin (λ2 / Λ2) of the ± first-order diffracted lights b4 and b4 ′ of the light having Therefore, FIG. 2A and FIG.
As shown in (d), the first position P1 and the second position P1 where the diffracted light beams b1 and b1 ′ enter the light receiving element substrate 15.
′ And the first position P1 and the second position P1 ′ where the diffracted light beams b4 and b4 ′ are incident on the light receiving element substrate 15 substantially coincide with each other.

【0030】尚、図1(b)に示すように、前記第1の
回折領域11による前記第2の波長λ2を有する光の回
折光b2,b2´は、前記受光素子基板15の上に於い
て、前記位置P1、P1´より相互に離間した位置P
2,P2´へ入射する。また、図1(c)に示すよう
に、前記第2の回折領域13による前記第1の波長λ1
を有する光の回折光b3,b3´は、前記受光素子基板
15の上に於いて、前記位置P1、P1´より相互に近
接した位置P3,P3´へ入射する。
As shown in FIG. 1B, the diffracted lights b2 and b2 'of the light having the second wavelength λ2 by the first diffraction region 11 are formed on the light receiving element substrate 15. And a position P separated from the positions P1 and P1 '.
2, P2 '. Further, as shown in FIG. 1C, the first wavelength λ1 by the second diffraction region 13 is used.
The diffracted lights b3 and b3 'having the above-mentioned are incident on the light receiving element substrate 15 at positions P3 and P3' closer to each other than the positions P1 and P1 '.

【0031】更に、前記したように、この実施態様で
は、前記ホログラム素子の中心から前記第1位置及び第
2位置における受光領域中心までの距離が、前記第1、
第2の波長を有する光の発光点又はその共役点から前記
ホログラム素子中心までの距離とほぼ等しくなるように
設定されている。すなわち、前記半導体レーザの発光点
(図示せず)の共役点Cからホログラム中心Oまでの光
学距離をL0とするとき、前記ホログラム中心Oから、
前記+1次回折光b1又はb4の受光領域A1の中心ま
での光学距離をL1とし、前記ホログラム中心Oから前
記−1次回折光b1´又はb4´の受光領域A2の中心
までの光学距離をL2とするとき、L1及びL2がL0
と等しくなるように設定されている。
Further, as described above, in this embodiment, the distance from the center of the hologram element to the center of the light receiving area at the first position and the second position is equal to the first and second positions.
The distance from the light emitting point of the light having the second wavelength or the conjugate point thereof to the center of the hologram element is set to be substantially equal. That is, when the optical distance from the conjugate point C of the light emitting point (not shown) of the semiconductor laser to the hologram center O is L0, from the hologram center O,
The optical distance from the center of the hologram O to the center of the light-receiving area A2 of the -1st-order diffracted light b1 'or b4' is L2, and the optical distance from the center of the hologram O to the center of the light-receiving area A2 of the + 1st-order diffracted light b1 or b4 is L2. When L1 and L2 are L0
Is set to be equal to

【0032】これは、前記回折光b1〜b4´を受光す
る受光素子基板15の位置を、前記ホログラム素子を搭
載する回折素子基板17に対して次のように決定するこ
とを意味する。すなわち、図2(a)を参照するに、前
記ホログラム素子10の中心Oを中心とし、且つ、当該
ホログラム中心Oから前記共役点Cまでの距離L0を半
径とする円弧qを描く。一方、前記ホログラム素子10
の中心Oから前記回折角±θ1の方向へ直線L1、L2
を描く。そして、前記円弧qと前記直線L1、L2の交
点を求める。この交点を前記受光素子基板15の上面が
通るように、前記受光素子基板15の位置を決定する。
This means that the position of the light receiving element substrate 15 for receiving the diffracted lights b1 to b4 'is determined as follows with respect to the diffraction element substrate 17 on which the hologram element is mounted. That is, referring to FIG. 2A, an arc q is drawn with the center O of the hologram element 10 as the center and the radius L0 as the distance from the hologram center O to the conjugate point C. On the other hand, the hologram element 10
L1 and L2 in the direction of the diffraction angle ± θ1 from the center O of
Draw. Then, an intersection between the arc q and the straight lines L1 and L2 is obtained. The position of the light receiving element substrate 15 is determined such that the upper surface of the light receiving element substrate 15 passes through this intersection.

【0033】前記受光素子基板15の位置をこのように
決定することにより、前記ホログラム素子10にレンズ
パワーを与えない場合の前記回折領域11,13による
±1次回折光b1、b1´、b4、b4´は、ちょうど
前記受光素子基板15の表面上で焦点を結ぶ。また、前
記ホログラム素子10にレンズパワーを与えると、前記
±1次回折光の一方には集束パワーが付加され他方には
発散パワーが付加され、各回折光の集光位置は前記受光
素子基板15の上方あるいは下方の逆方向にずれ、前記
コンプリメンタリなスポットサイズ法を行うための前提
条件が得られる。
By determining the position of the light receiving element substrate 15 in this manner, the ± 1st-order diffracted lights b1, b1 ', b4, b4 due to the diffraction areas 11, 13 when no lens power is applied to the hologram element 10. 'Focuses on the surface of the light receiving element substrate 15. When lens power is given to the hologram element 10, focusing power is added to one of the ± first-order diffracted lights and diverging power is added to the other of the ± first-order diffracted lights. Shifting upward or downward in the opposite direction provides the prerequisite for performing the complementary spot size method.

【0034】なお、前記の様に、受光素子基板15の位
置を設定するとき、前記ホログラム素子中心Oから受光
素子基板15の受光平面までの光学距離Lpは、 Lp=L0cos{arcsin(λ1/Λ1)}=L0cos{arcsin(λ2/Λ2)} … (3) を満たす。
As described above, when the position of the light receiving element substrate 15 is set, the optical distance Lp from the center O of the hologram element to the light receiving plane of the light receiving element substrate 15 is Lp = L0 cos {arcsin (λ1 / Λ1) )} = L0 cos {arcsin (λ2 / Λ2)} (3)

【0035】なお、前記受光素子基板15の位置P1、
P1´には、それぞれ図7に於ける光検出ダイオード3
52及び353と同様の光検出ダイオード(図示せず)
が設けてある。従って、この実施態様によれば、2波長
λ1、λ2について、相補的スポットサイズ法によるフ
ォーカス誤差信号を、前記共役点Cに近接した位置P
1、P1´に於ける一対の光検出ダイオードからの出力
に基づいて演算することができる。
The position P1 of the light receiving element substrate 15,
P1 'is a photodetector diode 3 in FIG.
Light detection diodes similar to 52 and 353 (not shown)
Is provided. Therefore, according to this embodiment, for two wavelengths λ1 and λ2, the focus error signal by the complementary spot size method is transferred to the position P close to the conjugate point C.
1, and can be calculated based on the output from the pair of photodetector diodes at P1 '.

【0036】よって、この実施態様の光デバイスは以下
の如き利点を有する。
Therefore, the optical device of this embodiment has the following advantages.

【0037】1)前記したように、相互に異なる2波長
λ1,λ2を有するレーザ光について、相補的なスポッ
トサイズ法(SSD)によるフォーカス誤差信号が得ら
れる。
1) As described above, for a laser beam having two different wavelengths λ1 and λ2, a focus error signal can be obtained by a complementary spot size method (SSD).

【0038】2)前記第1及び第2の回折領域11、1
3は、回折素子基板17の1つの面に形成されるため、
ホログラム素子を作成する作業が容易となる。
2) The first and second diffraction regions 11, 1
3 is formed on one surface of the diffraction element substrate 17,
The work of creating a hologram element is facilitated.

【0039】3)後述するように、前記回折素子基板1
7の他の面に3ビームトラッキング用のリニアグレーテ
ィングを形成することが可能となる。これにより、CD
ディスクについて、3ビームトラッキング法のトラッキ
ング誤差検出が可能となる。
3) As described later, the diffraction element substrate 1
7, it is possible to form a linear grating for three-beam tracking on the other surface. With this, CD
For a disk, tracking error detection by the three-beam tracking method can be performed.

【0040】尚、前記において、第1波長λ1を有する
光及び、第2波長λ2を有する光は、例えばそれぞれ、
波長650nmを有するDVD用レーザ光及び、波長7
80nmを有するCD用レーザ光である。
In the above description, the light having the first wavelength λ1 and the light having the second wavelength λ2 are, for example,
DVD laser light having a wavelength of 650 nm;
This is a CD laser beam having a wavelength of 80 nm.

【0041】図1、図3は、この発明の光デバイスの第
2の実施態様を示す。
FIGS. 1 and 3 show a second preferred embodiment of the optical device according to the present invention.

【0042】図1に示すように、この第2実施態様の前
記ホログラム素子10は、前記第1実施態様と同様に、
ホログラム素子10の中心Oを挟む対角位置に配置され
た1対の前記第1回折領域11と、前記中心Oを挟む他
の対角位置に配置された1対の前記第2回折領域13
と、を備える。より詳細には、前記第1回折領域11及
び第2回折領域13は、図示の通り、前記回折素子基板
上の円形の領域を十字で分割した場合の一対の対角方向
に存在する位置及び他の一対の対角方向に存在する位置
に、それぞれ形成される。これにより、ホログラム素子
10へ入射される入射光の強度が図1において上下左右
にずれた場合にも回折される回折光の強度がアンバラン
スとなることがない。
As shown in FIG. 1, the hologram element 10 of the second embodiment has a structure similar to that of the first embodiment.
A pair of the first diffraction regions 11 arranged at diagonal positions sandwiching the center O of the hologram element 10 and a pair of the second diffraction regions 13 arranged at other diagonal positions sandwiching the center O
And. More specifically, the first diffraction region 11 and the second diffraction region 13 are located at a pair of diagonal directions when a circular region on the diffraction element substrate is divided by a cross, as shown in the drawing, and the like. Are formed at positions existing in a pair of diagonal directions. Thereby, even if the intensity of the incident light incident on the hologram element 10 is shifted in the vertical and horizontal directions in FIG. 1, the intensity of the diffracted light does not become unbalanced.

【0043】又、この第2の実施態様において、前記第
1の回折領域の基本ピッチをΛ1及び前記第2の回折領
域の基本ピッチをΛ2は、前記第1の実施態様と同様
に、設定されている。即ち、前記のホログラム素子10
へ入射する2種類の波長の光の内、第1の光の波長をλ
1とし、第2の光の波長をλ2とするとき、前記基本ピ
ッチΛ1、Λ2は、 λ1/Λ1=λ2/Λ2 … (2) を満たすように選択されている。
In the second embodiment, the basic pitch of the first diffraction area is set to Λ1 and the basic pitch of the second diffraction area is set to Λ2, as in the first embodiment. ing. That is, the hologram element 10
Out of the two wavelengths of light incident on the
When the wavelength of the second light is λ2, the basic pitches Λ1 and Λ2 are selected to satisfy λ1 / 1 = λ2 / Λ2 (2).

【0044】さらにこの第2の実施形態において、前記
回折素子基板17に対する前記受光素子基板15の位置
も前記第1の実施形態と同様に設定されている。従っ
て、前記ホログラム素子の中心から前記第1位置及び第
2位置における受光領域中心までの距離L1、L2は、
前記第1、第2の波長を有する光の発光点又はその共役
点から前記ホログラム素子中心までの距離L0とほぼ等
しくなるようになっている。
Further, in the second embodiment, the position of the light receiving element substrate 15 with respect to the diffraction element substrate 17 is set in the same manner as in the first embodiment. Therefore, distances L1 and L2 from the center of the hologram element to the center of the light receiving area at the first position and the second position are:
The distance L0 from the light emission point of the light having the first and second wavelengths or a conjugate point thereof to the center of the hologram element is substantially equal to the distance L0.

【0045】従って、前記ホログラム素子10へ第1の
波長λ1を有する入射光及び、第2の波長λ2を有する
入射光が入射する場合、前記第1、第2の回折領域1
1、13による±1次回折光は、前記第1の実施形態と
同様の態様で前記受光素子基板15へ入射する。
Therefore, when incident light having the first wavelength λ1 and incident light having the second wavelength λ2 enter the hologram element 10, the first and second diffraction regions 1
The ± 1st-order diffracted lights by 1 and 13 enter the light receiving element substrate 15 in the same manner as in the first embodiment.

【0046】すなわち、図3(a)に示すように、前記
ホログラム素子10へ第1波長λ1を有する入射光が入
射する場合、前記第1回折領域11による回折光(±1
次回折光)b1,b1´は、受光素子基板15上の位置
P1,P1´へ入射する。一方、前記の場合、前記第2
回折領域13により回折された±1次回折光b3,b3
´は、それぞれ前記受光素子基板15上において前記位
置P1、P1´より内側の(相互により近接した)位置
P3,P3´へ入射する。
That is, as shown in FIG. 3A, when the incident light having the first wavelength λ1 is incident on the hologram element 10, the diffracted light (± 1
The next-order diffracted light b1 and b1 ′ enter the positions P1 and P1 ′ on the light receiving element substrate 15. On the other hand, in the above case, the second
± 1st order diffracted light b3, b3 diffracted by the diffraction area 13
′ Are incident on the light receiving element substrate 15 at positions P3 and P3 ′ inside (closer to each other) than the positions P1 and P1 ′.

【0047】また図3(b)に示すように、前記ホログ
ラム素子10へ第2波長λ2を有する入射光が入射され
た場合、前記第1回折領域11による回折光b2,b2
´は、前記受光素子基板15上の、前記P1、P1´よ
り外側の位置P2及びP2´へ入射される。また、前記
の場合、前記第2回折領域13により回折された±1次
回折光b4,b4´は、前記受光素子基板13上の位置
P1及びP1´へ入射される。
As shown in FIG. 3B, when the incident light having the second wavelength λ2 is incident on the hologram element 10, the diffracted light b2, b2
Is incident on positions P2 and P2 'on the light receiving element substrate 15 outside the positions P1 and P1'. In the above case, the ± first-order diffracted lights b4 and b4 ′ diffracted by the second diffraction area 13 are incident on the positions P1 and P1 ′ on the light receiving element substrate 13.

【0048】図3(c)あるいは(d)に示すように、
前記受光素子基板15上の前記位置P1,P2,P3,
P1´,P2´,P3´には、前記±1次回折光b1,
b1´,b2,b2´,b3,b3´,b4,b4´を
検出するための受光素子としての光検出ダイオード21
a〜21pが設けてある。
As shown in FIG. 3 (c) or (d),
The positions P1, P2, P3 on the light receiving element substrate 15
P1 ', P2', and P3 'have the ± 1st-order diffracted light b1,
Light detection diode 21 as a light receiving element for detecting b1 ', b2, b2', b3, b3 ', b4, b4'
a to 21p are provided.

【0049】より詳細には前記位置P1には受光素子2
1a,21b,21c,21dが設けてあり、位置P1
´には、受光素子21e,21f,21g,21hが設
けてあり、前記位置P2には前記受光素子21m,21
nが設けてあり、前記位置P2´には前記受光素子21
o,21pが設けてあり、前記位置P3には受光素子2
1i,21jが設けてあり、前記位置P3´には受光素
子21k,21lが設けてある。なお、図3(c)にお
いて、受光素子21a〜21d及び21e〜21hに付
された細い縞模様は、これらの受光素子へ前記第1の回
折領域11による回折光b1、b1´が入射することを
表し、受光素子21i〜21lに付された荒い縞模様
は、これらの受光素子へ前記第2の回折領域による回折
光b3、b3´が入射することを表す。図3(d)に於
ける受光素子上の縞模様も前記と同様のことを表す。
More specifically, the light receiving element 2 is located at the position P1.
1a, 21b, 21c, and 21d are provided, and the position P1
′ Are provided with light receiving elements 21e, 21f, 21g, 21h, and the light receiving elements 21m, 21m are located at the position P2.
n at the position P2 ′.
o, 21p are provided, and the light receiving element 2 is located at the position P3.
1i and 21j are provided, and light receiving elements 21k and 21l are provided at the position P3 '. In FIG. 3 (c), the thin striped patterns provided on the light receiving elements 21a to 21d and 21e to 21h indicate that the diffracted lights b1 and b1 'by the first diffraction region 11 enter these light receiving elements. And the rough striped pattern given to the light receiving elements 21i to 21l indicates that the diffracted lights b3 and b3 ′ by the second diffraction region enter these light receiving elements. The stripe pattern on the light receiving element in FIG. 3D also indicates the same as above.

【0050】前記位置P1,P1´に設けた受光素子2
1a〜21d及び21e〜21hは、フォーカス誤差検
出のために用いられる。より詳細には、前記受光素子2
1a〜21d及び21e〜21hからの出力をa〜d及
びe〜hとするとき、前記フォーカス誤差信号FEは、 FE=(a+d+f+g)−(b+c+e+h) と表わされる。
The light receiving element 2 provided at the positions P1 and P1 '
1a to 21d and 21e to 21h are used for focus error detection. More specifically, the light receiving element 2
When the outputs from 1a to 21d and 21e to 21h are a to d and e to h, the focus error signal FE is expressed as FE = (a + d + f + g)-(b + c + e + h).

【0051】既に述べたように、前記ホログラム素子1
0へ前記第1の波長λ1を有する入射光が入射されると
き、前記第1回折領域11による回折光b1及びb1´
は、前記受光素子21a〜21d及び21e〜21hへ
入力される。また、前記ホログラム素子10へ前記第2
波長λ2を有する入射光が入力されるとき前記第2回折
領域13による回折光b4,b4´も、前記受光素子2
1a〜21d及び21e〜21hへ入力される。従って
前記構成により、前記第1波長λ1を有する入射光につ
いても、前記第2波長λ2を有する入射光についても、
前記フォーカス誤差信号FEを検出することにより、記
録ディスクに対する入射光のフォーカス誤差を検出する
ことができる。
As described above, the hologram element 1
When the incident light having the first wavelength λ1 is incident on 0, the diffracted lights b1 and b1 ′ by the first diffraction region 11 are emitted.
Are input to the light receiving elements 21a to 21d and 21e to 21h. In addition, the hologram element 10
When the incident light having the wavelength λ2 is input, the diffracted lights b4 and b4 ′ by the second diffraction area 13 also
1a to 21d and 21e to 21h. Therefore, according to the above configuration, both the incident light having the first wavelength λ1 and the incident light having the second wavelength λ2
By detecting the focus error signal FE, it is possible to detect a focus error of light incident on the recording disk.

【0052】尚、前記受光素子21m,21n,21
i,21j,21k,21l,21o,21pからの出
力は、前記光ディスク120(図4)に対する入射光の
トラッキング誤差を検出するために使用される。
The light receiving elements 21m, 21n, 21
Outputs from i, 21j, 21k, 211, 21o, and 21p are used to detect a tracking error of light incident on the optical disk 120 (FIG. 4).

【0053】より詳細には、まず、前記位置P3,P3
´における受光素子21i,21j,21k,21l
は、前記第1波長λ1を有するレーザ光について前記ト
ラッキング誤差を検出するために使用される。さらに詳
細には、前記トラッキング誤差の検出は、この実施態様
では差分位相検出法(DPD)により行われ、この検出
を実行するための4つの信号DPD1,DPD2、DP
D3,DPD4は、前記受光素子21i〜21lの出力
及び、前記受光素子21a〜21hからの出力に基づい
て演算される。すなわち、前記受光素子21a〜21h
の出力をそれぞれa〜hとするとき、前記信号DPD1
〜DPD4は、 DPD1=(j+k)、DPD2=(c+d+e+
f)、 DPD3=(i+l)、DPD4=(a+b+g+h) で表わされる。
More specifically, first, the positions P3, P3
', The light receiving elements 21i, 21j, 21k, 21l
Is used to detect the tracking error for the laser light having the first wavelength λ1. More specifically, the detection of the tracking error is performed by a differential phase detection method (DPD) in this embodiment, and four signals DPD1, DPD2, and DP for performing the detection are used.
D3 and DPD4 are calculated based on outputs of the light receiving elements 21i to 21l and outputs from the light receiving elements 21a to 21h. That is, the light receiving elements 21a to 21h
When the outputs of the signals D are respectively a to h, the signal DPD1
DPD4 is: DPD1 = (j + k), DPD2 = (c + d + e +
f), DPD3 = (i + 1), DPD4 = (a + b + g + h).

【0054】また、前記第2の波長λ2を有するレーザ
光の前記光ディスク120に対するトラッキング誤差を
表わす信号DPD1,DPD2,DPD3,DPD4
は、前記受光素子21a〜21h及び21m〜21pか
らの出力に基づいて演算される。より詳細には、前記受
光素子21a〜21h及び21m〜21pからの出力
を、a〜h及びm〜pとするとき、前記信号DPD1〜
DPD4は、以下の式で表わされる。
Signals DPD1, DPD2, DPD3, and DPD4 representing a tracking error of the laser light having the second wavelength λ2 with respect to the optical disk 120.
Is calculated based on the outputs from the light receiving elements 21a to 21h and 21m to 21p. More specifically, when the outputs from the light receiving elements 21a to 21h and 21m to 21p are a to h and m to p, the signals DPD1 to
DPD4 is represented by the following equation.

【0055】DPD1=(c+d+e+f)、DPD2
=(n+p)、 DPD3=(a+b+g+h)、DPD4=(m+o) 従って、前記受光素子21a〜21pからの出力によ
り、前記第1の波長λ1を有するレーザ光及び、前記第
2の波長λ2を有するレーザ光の前記光ディスク120
に対するトラッキング誤差を検出することができる。
DPD1 = (c + d + e + f), DPD2
= (N + p), DPD3 = (a + b + g + h), DPD4 = (m + o) Therefore, the laser light having the first wavelength λ1 and the laser light having the second wavelength λ2 are output from the light receiving elements 21a to 21p. The optical disk 120 of light
Can be detected.

【0056】尚、前記光ディスク120の記録信号RF
は、前記受光素子21a〜21pからの出力の和で表わ
される。すなわち、 RF=(a+b+c+……+o+p) である。
The recording signal RF of the optical disk 120
Is represented by the sum of outputs from the light receiving elements 21a to 21p. That is, RF = (a + b + c +... + O + p).

【0057】図4は、前記第2の実施形態を光ピックア
ップ装置へ実装した場合の具体例を示す。
FIG. 4 shows a specific example in which the second embodiment is mounted on an optical pickup device.

【0058】図4において、101は、光ディスク12
0への入射光軸を表わし、102は対物レンズ119へ
の入射光束を表わし、111は前記入射光束102の焦
点を表わし、115はレーザ光を出力する半導体レーザ
を表わし、116は、前記半導体レーザ115を搭載す
るサブマウントを表わし、117は、対物レンズ119
から出力される出射光束を表わし、118はマイクロミ
ラーを表わし、121は前記光ディスクに形成されたト
ラックを表わし、122は光ピックアップのパッケージ
を表わし、123はこのピックアップを搭載する筐体を
表わす。なお、図示の通り、この具体例では、前記回折
領域11、13の格子の軸方向は、前記トラック121
のタンジェンシャル方向(図においてY軸方向)に一致
されている。
In FIG. 4, reference numeral 101 denotes the optical disc 12
0 denotes an incident optical axis, 102 denotes an incident light beam to the objective lens 119, 111 denotes a focus of the incident light beam 102, 115 denotes a semiconductor laser that outputs a laser beam, and 116 denotes the semiconductor laser. Reference numeral 117 denotes a submount on which the objective lens 119 is mounted.
, 118 denotes a micromirror, 121 denotes a track formed on the optical disk, 122 denotes an optical pickup package, and 123 denotes a housing on which the pickup is mounted. As shown, in this specific example, the axial direction of the grating of the diffraction regions 11 and 13 is the same as that of the track 121.
In the tangential direction (Y-axis direction in the figure).

【0059】従って、前記半導体レーザ115から出射
され、マイクロミラー118で立ち上げられ、対物レン
ズ119で光ディスク120へ収束されたレーザ光は、
光ディスク120で反射された後、対物レンズ119を
介して前記第1の回折領域11あるいは第2の回折領域
13により回折され±1次回折光b2、b2´、b4、
b4´として、受光領域21a〜21h、21m〜21
pへ入射される。尚、ここでは前記第2の波長λ2が使
用された場合を示す。
Accordingly, the laser light emitted from the semiconductor laser 115, raised by the micro mirror 118, and converged on the optical disk 120 by the objective lens 119 is
After being reflected by the optical disk 120, the light is diffracted by the first diffraction area 11 or the second diffraction area 13 via the objective lens 119, and ± first-order diffracted lights b2, b2 ′, b4,.
As b4 ', the light receiving areas 21a to 21h, 21m to 21
incident on p. Here, the case where the second wavelength λ2 is used is shown.

【0060】既に述べたように、前記受光領域21a〜
21hからの出力により、前記光ディスク120に対す
る対物レンズ119からの出射光束のフォーカス誤差を
検出できる。また、前記受光領域21a〜21h及び2
1m〜21pからの出力により、前記光ディスク120
のトラック121に対する前記出射光束のトラッキング
誤差を検出することができる。
As described above, the light receiving areas 21a to 21a
The focus error of the light beam emitted from the objective lens 119 with respect to the optical disk 120 can be detected from the output from the optical disk 21h. The light receiving areas 21a to 21h and 2
The output from the optical disc 120
The tracking error of the emitted light beam with respect to the track 121 can be detected.

【0061】図5及び図6は、この発明の光デバイスの
第3の実施形態を示す。
FIGS. 5 and 6 show a third preferred embodiment of the optical device according to the present invention.

【0062】この第3の実施形態は、CDディスクを使
用する際において、トラッキング誤差検出を所謂3ビー
ム法で検出することが出来るものである。このため、図
5に示すように、この第3実施形態は、光透過媒体から
なる前記回折格子基板17の一面に、前記第1の回折領
域11と第2回折領域13を有するホログラム素子10
を形成すると共に、当該回折格子基板17の他の面に、
前記ホログラム素子10の格子軸方向と直交する方向に
格子軸方向を有する他のホログラム素子224を形成し
た。より詳細には、前記回折素子基板17の上面に前記
第1回折領域11及び第2回折領域13を有するホログ
ラム素子10を形成し、前記回折素子基板17の下面に
3ビーム生成用回折格子224を形成した。
In the third embodiment, when a CD disk is used, the tracking error can be detected by a so-called three-beam method. For this reason, as shown in FIG. 5, the third embodiment uses a hologram element 10 having the first diffraction area 11 and the second diffraction area 13 on one surface of the diffraction grating substrate 17 made of a light transmitting medium.
And on the other surface of the diffraction grating substrate 17,
Another hologram element 224 having a lattice axis direction in a direction orthogonal to the lattice axis direction of the hologram element 10 was formed. More specifically, the hologram element 10 having the first diffraction region 11 and the second diffraction region 13 is formed on the upper surface of the diffraction element substrate 17, and the three-beam generation diffraction grating 224 is formed on the lower surface of the diffraction element substrate 17. Formed.

【0063】前記構成により、図6に示すように、CD
用光ディスク220のトラック221に対するトラッキ
ング誤差検出のために、3つのビーム(3ビーム)B
1,B2,B3が生成される。
With the above configuration, as shown in FIG.
Beams (three beams) B for detecting a tracking error with respect to the track 221 of the optical disc 220
1, B2 and B3 are generated.

【0064】より詳細には、図6に示すように、半導体
レーザ215から出射されたレーザ光(波長λ2=78
0nm)はミラー218で立ち上げられ、前記3ビーム
生成用回折格子224により、Y軸方向に並ぶ3つのビ
ームB1,B2,B3が生成される。このビームB1、
B2、B3は、前記トラック221へタンジェンシャル
方向に並んで入射され、前記トラック221に対するビ
ームのトラッキング誤差をいわゆる3ビーム法で検出す
ることを可能とする。
More specifically, as shown in FIG. 6, laser light (wavelength λ2 = 78) emitted from the semiconductor laser 215 is used.
0 nm) is raised by a mirror 218, and three beams B1, B2, and B3 arranged in the Y-axis direction are generated by the three-beam generation diffraction grating 224. This beam B1,
B2 and B3 are incident on the track 221 side by side in the tangential direction, so that a tracking error of a beam with respect to the track 221 can be detected by a so-called three-beam method.

【0065】再び図5を参照するに、前記光ディスク2
20から反射される前記3ビームB1,B2,B3を検
出するために、前記受光素子基板15の上の受光素子は
以下のように構成される。即ち、図5(c)、(d)に
示すように、前記第2波長λ2を有するCD用レーザ光
のトラッキング誤差を検出するために、前記フォーカス
誤差等を検出する受光素子21a〜21nの両側に、受
光素子21o,21pが配置される。より詳細には、前
記受光素子21o,21pは、受光素子21a〜21n
の両側に、前記3ビーム生成用回折格子224の格子軸
方向と直交する方向に(図5(c)(d)においてY軸
方向)整列して設けてある。
Referring again to FIG.
In order to detect the three beams B1, B2, and B3 reflected from the light receiving element 20, the light receiving element on the light receiving element substrate 15 is configured as follows. That is, as shown in FIGS. 5C and 5D, in order to detect a tracking error of the CD laser light having the second wavelength λ2, both sides of the light receiving elements 21a to 21n for detecting the focus error and the like. , Light receiving elements 21o and 21p are arranged. More specifically, the light receiving elements 21o and 21p include the light receiving elements 21a to 21n.
Are arranged in a direction orthogonal to the grating axis direction of the three-beam generation diffraction grating 224 (Y-axis direction in FIGS. 5C and 5D).

【0066】上記構成により、前記3ビームB1〜B3
の反射光は、受光素子21o又は、受光素子21a乃至
21h、又は受光素子21pにより検出される。即ち、
前記波長λ2を有するCD用レーザ光の前記トラック2
21に対するトラッキング誤差は、前記受光素子21
o,21pからの出力をo,pとするとき、これらの出
力に基づいて、トラッキング誤差信号 TE(3ビーム)=o−p を演算することにより検出される。
With the above configuration, the three beams B1 to B3
Is detected by the light receiving element 21o, the light receiving elements 21a to 21h, or the light receiving element 21p. That is,
The track 2 of the laser light for CD having the wavelength λ2
The tracking error with respect to the light receiving element 21
Assuming that outputs from o and 21p are o and p, detection is performed by calculating a tracking error signal TE (3 beams) = op based on these outputs.

【0067】尚、この第3実施形態は、前記3ビーム生
成用回折格子224を設けた点、及び前記受光素子21
m〜21pの配置を変更した点を除いて、前記第2実施
形態の構成と同一である。
The third embodiment is different from the third embodiment in that the three-beam generation diffraction grating 224 is provided and the light receiving element 21 is provided.
The configuration is the same as that of the second embodiment except that the arrangement of m to 21p is changed.

【0068】すなわち、例えば前記ホログラム素子10
は図1に示す態様で前記第1回折領域11及び第2回折
領域13に分割されている。また、前記第1の回折領域
11及び第2の回折領域13の基本ピッチは、前記第
1、第2の実施態様のそれと同様に設定されている。
That is, for example, the hologram element 10
Is divided into the first diffraction area 11 and the second diffraction area 13 in the mode shown in FIG. The basic pitch of the first diffraction area 11 and the second diffraction area 13 is set in the same manner as in the first and second embodiments.

【0069】また、前記受光素子基板15と回折素子基
板17との間隔も前記第1、第2の実施形態と同様に設
定されている。
The distance between the light receiving element substrate 15 and the diffraction element substrate 17 is set in the same manner as in the first and second embodiments.

【0070】また前記受光素子21a〜21lの配置は
第2実施形態における受光素子21a〜21lの配置
(図3(c)(d)参照)と同様である。但し、第3実
施態様の受光素子21m、21nは、それぞれ、第2実
施態様の受光素子21m、21nの位置或いは、第2実
施態様の受光素子21o,21pの位置を占めるように
配置されている。
The arrangement of the light receiving elements 21a to 21l is the same as the arrangement of the light receiving elements 21a to 21l in the second embodiment (see FIGS. 3C and 3D). However, the light receiving elements 21m and 21n of the third embodiment are arranged so as to occupy the positions of the light receiving elements 21m and 21n of the second embodiment or the positions of the light receiving elements 21o and 21p of the second embodiment, respectively. .

【0071】従って、第3実施態様においても、前記受
光素子21a〜21pからの信号に基づいて、前記第1
の波長λ1を有するレーザ光及び、前記第2の波長λ2
を有するレーザ光について、コンプリメンタリ(相補
的)なスポットサイズ法によるフォーカス誤差信号が検
出でき、且つ、DVD用光ディスクについて、差分位相
検出法(DPD)のトラッキング誤差信号を得ることが
できる。
Therefore, also in the third embodiment, the first light-receiving element 21a to 21p based on the signals from the light-receiving elements 21a to 21p.
Laser light having the wavelength λ1 and the second wavelength λ2
With respect to the laser beam having the following, a focus error signal by a complementary (complementary) spot size method can be detected, and a tracking error signal by a differential phase detection method (DPD) can be obtained for a DVD optical disc.

【0072】尚、図5(c),(d)においても、受光
素子に付けた縞模様は、細い縞模様を付けた受光素子に
は、前記第1回折領域11からの回折光が入射し、幅広
間隔の縞模様を付した受光素子には、前記第2回折領域
13からの回折光が入射することを表す。
In FIGS. 5C and 5D, the light-receiving element having a fine stripe pattern also receives the diffracted light from the first diffraction area 11 in the light-receiving element. This indicates that diffracted light from the second diffraction region 13 is incident on a light receiving element having a stripe pattern with a wide interval.

【0073】尚、この第3実施形態においては、図5
(c)に示すように、前記第1の波長λ1を有する入射
光が前記ホログラム素子10へ入力される場合には、前
記受光素子21oと21pには、回折光が入射されない
ように(すなわち、この方向への回折光の強度が零とな
るように)前記3ビーム生成用回折格子224の回折縞
が設計されている。
In the third embodiment, FIG.
As shown in (c), when the incident light having the first wavelength λ1 is input to the hologram element 10, the diffracted light is not incident on the light receiving elements 21o and 21p (ie, The diffraction fringes of the diffraction grating 224 for generating three beams are designed so that the intensity of the diffracted light in this direction becomes zero.

【0074】以上のとおり、この第3実施形態によれ
ば、前記第1の波長λ1を有するレーザ光及び前記第2
の波長λ2を有するレーザ光についてコンプリメンタリ
(相補的)なスポットサイズ法によるフォーカス誤差信
号が検出でき、且つ、CD用光ディスクに対しては3ビ
ーム法のトラッキング誤差信号が得られ、且つ、DVD
用光ディスクについては差分位相検出法(DPD)のト
ラッキング誤差信号を得ることができる。
As described above, according to the third embodiment, the laser beam having the first wavelength λ1 and the second
The focus error signal can be detected by the complementary (complementary) spot size method for the laser beam having the wavelength λ2 of the wavelength λ2, and the tracking error signal of the three-beam method can be obtained for the CD optical disc, and the DVD
A tracking error signal of the differential phase detection method (DPD) can be obtained for the optical disc for use.

【0075】なお、本願発明は、本願発明の光デバイス
を備えた光ピックアップも含む。此の光ピックアップ
は、例えば、図4、図6に示す如き、筐体123と、対
物レンズ119と、光デバイスにして、ホログラム素子
11及び受光素子21a〜21pを含む光デバイスと、
を備える。
The present invention also includes an optical pickup having the optical device of the present invention. This optical pickup includes, for example, a casing 123, an objective lens 119, and an optical device including the hologram element 11 and the light receiving elements 21a to 21p as shown in FIGS.
Is provided.

【0076】[0076]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
2波長の光学系で、±1次回折光を共に利用したコンプ
リメンタリなフォーカス誤差検出を実現することができ
る。
As described above, according to the present invention,
Complementary focus error detection using both ± 1st-order diffracted light can be realized with a two-wavelength optical system.

【0077】従ってまた、DVD及びCD−R互換ピッ
クアップ或いは再生装置において、小型化・簡素化・低
コスト化・高効率化を実現することができる。
Therefore, in a DVD or CD-R compatible pickup or reproducing apparatus, downsizing, simplification, low cost, and high efficiency can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、この発明の光デバイスの第1、第2、
第3の実施形態におけるホログラム素子を表わす概略図
である。
FIG. 1 is a diagram showing first, second, and third optical devices according to the present invention;
FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a hologram element according to a third embodiment.

【図2】図2は、前記第1の実施形態の作用を示す説明
図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an operation of the first embodiment.

【図3】図3は、この発明の光デバイスの第2の実施形
態の構成及び作用を表わす概略図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration and operation of an optical device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】図4は、この発明の第2の実施態様を光ピック
アップに適用した具体例を表わす概略図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a specific example in which the second embodiment of the present invention is applied to an optical pickup.

【図5】図5は、この発明の光デバイスの第3の実施形
態を表わす概略図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a third preferred embodiment of the optical device of the present invention.

【図6】図6は、この発明の光デバイスの第3の実施形
態を示す概略図である。
FIG. 6 is a schematic view showing a third embodiment of the optical device of the present invention.

【図7】従来のフォーカス誤差検出装置を表わす説明図
である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a conventional focus error detection device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10:ホログラム素子 11:第1の回折領域 13:第2回折領域 15:受光素子基板 17:回折素子基板 21a〜21p:受光素子 224:3ビーム生成用回折格子 10: hologram element 11: first diffraction area 13: second diffraction area 15: light receiving element substrate 17: diffraction element substrate 21a to 21p: light receiving element 224: diffraction grating for generating three beams

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5D118 AA03 AA26 BA01 BB02 BF02 BF03 CC12 CC17 CD02 CD03 CD08 CF03 CF05 CG07 CG26 DA20 5D119 AA04 AA41 AA43 BA01 CA09 DA01 DA05 EA02 EA03 EC45 EC47 FA05 FA08 JA15 KA02 KA17 KA19  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5D118 AA03 AA26 BA01 BB02 BF02 BF03 CC12 CC17 CD02 CD03 CD08 CF03 CF05 CG07 CG26 DA20 5D119 AA04 AA41 AA43 BA01 CA09 DA01 DA05 EA02 EA03 EC45 EC47 FA05 FA08 JA15 KA19

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1及び第2の異なる波長の光を用いて
情報記録媒体から情報を読み取るための光デバイスであ
って、 同一平面内で領域分割され、少なくとも第1の回折領域
と第2の回折領域からなるホログラム素子と、 前記ホログラム素子の下方に配設され、複数の受光領域
を同一平面内に備える受光素子基板と、を備え、 前記第1の波長を有する光の、前記第1の回折領域によ
る±1次回折光が前記受光素子基板に入射する2つの位
置と、前記第2の波長を有する光の、前記第2の回折領
域による±1次回折光が前記受光素子基板に入射する2
つの位置とが、 略一致するようになされ、 前記2つの位置に配置された前記複数の受光領域からの
出力に基づいてフォーカス誤差信号を検出するようにし
た事を特徴とする光デバイス。
An optical device for reading information from an information recording medium using light of first and second different wavelengths, wherein the optical device is divided into regions on the same plane, and includes at least a first diffraction region and a second diffraction region. A hologram element comprising: a diffraction area; and a light receiving element substrate disposed below the hologram element and having a plurality of light receiving areas in the same plane. The two positions where the ± 1st-order diffracted light by the diffraction region is incident on the light receiving element substrate and the ± 1st-order diffracted light by the second diffraction region of the light having the second wavelength are incident on the light receiving element substrate 2
An optical device wherein the two positions substantially coincide with each other, and a focus error signal is detected based on outputs from the plurality of light receiving regions arranged at the two positions.
【請求項2】 光を用いて、情報記録媒体から情報を読
み取るための光デバイスであって、少なくとも、 第1の波長のレーザ光を出力する第1のレーザ光源と、 第2の波長のレーザ光を出力する第2のレーザ光源と、 同一平面内で領域分割され、少なくとも第1の回折領域
と第2の回折領域からなるホログラム素子と、 前記ホログラム素子の下方に配設され、複数の受光領域
を同一平面内に備える受光素子基板と、を備え、 前記第1、第2のレーザ光源が100μm程度に接近し
て配置されることにより、おおよそ同一の発光点と見な
せると同時に略同一の光軸を共有するものとされ、 前記第1の波長を有する入射光の、前記第1の回折領域
による±1次回折光が前記受光素子基板に入射する2つ
の位置と、前記第2の波長を有する入射光の、前記第2
の回折領域による±1次回折光が前記受光素子基板に入
射する2つの位置とが、略一致されるようにされ、 前記2つの位置と、前記光源の発光点若しくはその共役
点とは、前記ホログラム素子の中心から略等距離に設定
され、 前記2つの位置に配置された前記複数の受光領域からの
出力に基づいてフォーカス誤差信号を検出するようにし
た事を特徴とする光デバイス。
2. An optical device for reading information from an information recording medium using light, comprising at least a first laser light source for outputting a laser light of a first wavelength, and a laser of a second wavelength. A second laser light source that outputs light, a hologram element that is divided into regions in the same plane and includes at least a first diffraction area and a second diffraction area, and is disposed below the hologram element and includes a plurality of light-receiving elements. A light-receiving element substrate having an area in the same plane, wherein the first and second laser light sources are arranged close to each other to about 100 μm, so that they can be regarded as substantially the same light-emitting point and at the same time substantially the same light The incident light having the first wavelength has two positions where ± 1st-order diffracted light by the first diffraction region is incident on the light receiving element substrate, and has the second wavelength. Incident light The second
The two positions at which the ± 1st-order diffracted light from the diffraction region is incident on the light-receiving element substrate are made substantially coincident with each other, and the two positions and the light emitting point of the light source or a conjugate point thereof are defined by the hologram. An optical device, wherein the focus error signal is set based on outputs from the plurality of light receiving regions arranged at substantially equal distances from a center of an element and arranged at the two positions.
【請求項3】 前記請求項1乃至請求項2の光デバイス
であって、 前記ホログラムの中心から、前記+1次回折光の受光領
域である第1受光領域の中心までの光学距離をL1、 前記ホログラムの中心から、前記−1次回折光の受光領
域である第2受光領域の中心までの光学距離をL2、 前記ホログラムの中心から前記発光点までの光学距離を
L0、 前記ホログラムの中心から受光素子基板の受光平面まで
の光学距離をLp、 前記第1の回折領域の基本ピッチをΛ1、 前記第2の回折領域の基本ピッチをΛ2、 前記第1の波長をλ1、 前記第2の波長をλ2、とした場合、 L0=L1=L2 Lp=L0cos{arcsin(λ1/Λ1)}=L0cos{arcsi
n(λ2/Λ2)} なる関係を、概ね満たすようにL1,L2,Λ1,Λ2
を定めたことを特徴とする光デバイス。
3. The optical device according to claim 1, wherein an optical distance from a center of the hologram to a center of a first light receiving area, which is a light receiving area of the + 1st-order diffracted light, is L1. L2, the optical distance from the center of the hologram to the center of the second light receiving area, which is the light receiving area of the -1st order diffracted light, L0, the optical distance from the center of the hologram to the light emitting point, and the light receiving element substrate from the center of the hologram. The optical distance to the light receiving plane is Lp, the basic pitch of the first diffraction region is Λ1, the basic pitch of the second diffraction region is Λ2, the first wavelength is λ1, the second wavelength is λ2, L0 = L1 = L2 Lp = L0cos {arcsin (λ1 / Λ1)} = L0cos {arcsi
n (λ2 / Λ2)} such that L1, L2, {1, and {2} are substantially satisfied.
An optical device characterized in that:
【請求項4】 請求項1乃至3のいずれかの光デバイス
にして、前記第1の回折領域と第2の回折領域を有する
ホログラム素子を、光透過媒体からなる回折素子基板の
一面に形成し、当該回折素子基板の他の面に、前記ホロ
グラム素子の格子軸方向と略直交する方向に格子軸方向
を有する回折格子を形成したことを特徴とする光デバイ
ス。
4. The optical device according to claim 1, wherein the hologram element having the first diffraction area and the second diffraction area is formed on one surface of a diffraction element substrate made of a light transmitting medium. An optical device, wherein a diffraction grating having a grating axis direction substantially perpendicular to a grating axis direction of the hologram element is formed on another surface of the diffraction element substrate.
【請求項5】 請求項1乃至3のいずれかの光デバイス
にして、前記ホログラム素子は、ホログラム素子の中心
を挟む対角位置に配置された1対の前記第1の回折領域
と、前記中心を挟む他の対角位置に配置された1対の前
記第2の回折領域と、を備えることを特徴とする光デバ
イス。
5. The optical device according to claim 1, wherein the hologram element includes a pair of the first diffraction regions arranged at diagonal positions sandwiching a center of the hologram element, and the center of the hologram element. And a pair of the second diffraction regions arranged at other diagonal positions sandwiching the second diffraction region.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002342948A (en) * 2001-05-18 2002-11-29 Hitachi Computer Peripherals Co Ltd Focus controller and focus loop closing method

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