JP2002092932A - 光ヘッド、受発光素子、及び光記録媒体記録再生装置 - Google Patents

光ヘッド、受発光素子、及び光記録媒体記録再生装置

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JP2002092932A JP2000349227A JP2000349227A JP2002092932A JP 2002092932 A JP2002092932 A JP 2002092932A JP 2000349227 A JP2000349227 A JP 2000349227A JP 2000349227 A JP2000349227 A JP 2000349227A JP 2002092932 A JP2002092932 A JP 2002092932A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スポットサイズ法を用いてフォーカスエラー
検出を行なう光ヘッド、受発光素子、光記録媒体記録再
生装置において、部品点数の削減、調整工数の削減、光
ヘッドの小型化、低コスト化を図る。 【解決手段】 光ヘッドの対物レンズと光検出素子との
間に戻り光スポット形状を補正する手段を設け、反射光
ビームが光検出素子上に形成するスポット群の一部また
は全てに対し、光記録媒体上のトラックに沿った方向に
対応する方向よりも、トラックを横切る方向に対応する
方向のスポット径が大きくなるようにした。また、受発
光素子の光分離手段と光検出素子との間に戻り光スポッ
ト形状を補正する手段を設け、反射光ビームが光検出手
段上に形成するスポット群の一部または全てに対し、光
記録媒体上のトラックに沿った方向に対応する方向より
も、トラックを横切る方向に対応する方向のスポット径
が大きくなるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば光信号の記
録や再生を行う光ディスク装置等の光記録媒体記録再生
装置、及び光記録媒体記録再生装置等に用いられる光ヘ
ッド、ならびに光ヘッドに用いられる受発光素子に関
し、フォーカスエラーをスポットサイズ法により検出す
る場合や、３ビーム法やプッシュプル法、差動プッシュ
プル法等によりトラッキングエラー検出を行う場合等、
特にディスクリート光学系でフォーカスエラーをスポッ
トサイズ法により検出する場合や、集積光学系で３ビー
ム法やプッシュプル法、差動プッシュプル法等によりト
ラッキングエラー検出等を行う場合等の技術に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、光ディスク等の光情報記録媒
体を用いて、光学的に情報の記録や再生を行う光情報記
録再生装置が種々実用化されている。中でも、光ディス
クを記録媒体とする光記録媒体記録再生装置の普及が著
しく、その高記録密度化が進められている。例えば、再
生専用の光記録媒体記録再生装置としては、既に、記録
容量が約６５０ＭＢのＣＤ−ＲＯＭと同じサイズ（直径
１２０ｍｍ）のディスクを用いて、記録容量を約７倍の
４．７ＧＢに高めたＤＶＤを再生可能なＤＶＤ装置が実
用化されている。
【０００３】一般に、光ディスクにおいては、透明基板
上に記録面が形成されており、対物レンズを経て光ディ
スクに照射された記録用または再生用の光が透明基板を
経て記録面上で集光されるようになっている。また、記
録面には、トラック案内用のグルーブ（線状の溝部）お
よびランド（線状の陵部）が形成されており、これらを
利用してトラッキングエラーの検出を行う場合が多い。
【０００４】また、最近になって、上述のような各種光
ディスクに加えて、自由に書換可能なＤＶＤ−ＲＡＭが
実用化されており、このＤＶＤ−ＲＡＭをも再生可能な
ＤＶＤ用再生ヘッドや、ＤＶＤおよびＣＤをも再生可能
なＤＶＤ−ＲＡＭ用記録再生光ヘッドも望まれるように
なってきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の再生
専用のＤＶＤやＣＤでは、ランドまたはグループのいず
れか一方にのみ情報を記録する方式となっているのに対
し、記録再生が可能なＤＶＤ−ＲＡＭでは、記録密度を
高くするために、ランド及びグループの双方に情報を記
録するランド・グルーブ記録方式が採用されている。そ
の他にも、高密度記録を実現する方式として、ランド・
グルーブ記録方式を採用した記録媒体が種々提案されて
きている。ランド・グルーブ記録方式の場合、ランドま
たはグルーブのうち記録に用いる側の幅を広くし、他方
側の幅を狭くするようにしている従来のＤＶＤやＣＤと
は異なり、ランド・グルーブ記録方式に用いる光ディス
クでは、ランド及びグルーブの双方にある程度広い幅を
もたせている。
【０００６】ところが、このランド・グルーブ記録方式
では、上記した非点収差法を用いてフォーカスエラー検
出を行うようにした場合に、後述する「トラッキング干
渉」と呼ばれる現象が生じ、これにより、「トラック横
断ノイズ」と呼ばれるノイズが発生することが確認され
ている。この「トラッキング干渉」は、ビームスポット
がトラックを横断した際にフォーカスエラー信号に大き
な変化を生じる現象であり、「トラック横断ノイズ」
は、ビームスポットが記録媒体のランド上にあるかグル
ーブ上にあるかによってフォーカスエラー信号が異なる
値をとることに起因して生ずるノイズである。
【０００７】図２０は、上述した「トラッキング干渉」
現象を表す説明図である。なお、この図２０において、
横軸はディスクと直交する方向における対物レンズ位置
を示し、縦軸はフォーカスエラー信号の出力レベルを示
す。また、実線で示した曲線ＦＥＬは、ビームスポット
がランド上にある場合の対物レンズ位置とフォーカスエ
ラー信号ＦＥとの関係を示すフォーカスエラー曲線であ
り、破線で示した曲線ＦＥＧは、ビームスポットがグル
ーブ上にある場合の対物レンズ位置とフォーカスエラー
信号ＦＥとの関係を示すフォーカスエラー曲線である。
【０００８】図２０に示すように、フォーカスエラー曲
線ＦＥＬ（ＦＥＧ）のピークとピークとの間の範囲がフ
ォーカス引込範囲Ｓｐｐとして規定され、この範囲での
みフォーカスサーボが行われる。なお、このフォーカス
引込範囲Ｓｐｐを設け、その範囲内でのみフォーカスサ
ーボを行うようにしているのは、フォーカスエラー信号
ＦＥは、対物レンズの位置が合焦位置から大きくずれて
いる場合においても零になり得るものであり、このよう
な焦点はずれ状態が合焦状態として検出されてしまうこ
とを排除する必要があるからである。
【０００９】また、図２０に示すように、ビームスポッ
トが記録媒体のランド上にあるかグループ上にあるかに
よって、フォーカス引込範囲Ｓｐｐにおけるフォーカス
エラー信号ＦＰＩは異なる値をとる。このため、フォカ
スエラー信号ＦＥが零になる位置は、ビームスポットが
ランド上にある場合の対物レンズ位置ＸＬと、ビームス
ポットがグルーブ上にある場合の対物レンズ位置ＸＧの
２箇所存在する。
【００１０】一方、光ヘッドの動作を制御する制御部
は、レンズ駆動用コイルに流す電流を制御して、フォー
カスエラー信号ＦＥが零になるように対物レンズをディ
スクと直交する方向に駆動する。このため、ビームスポ
ットがランドからグルーブへ移動したりグルーブからラ
ンドへと移動するたびに、対物レンズは位置ＸＬと位置
ＸＧとの間を行き来することとなり、これがトラック横
断ノイズとして現れることになる。このノイズは、デフ
ォーカス、フォーカスサーボやトラッキングサーボにお
ける伝達特性の劣化、およびレンズ駆動用コイルの焼付
きや破損等の不具合を生じさせる。なお、図２０で説明
したようなトラッキング干渉現象がどのようなメカニズ
ムにより生ずるかについては、十分な解析がなされてい
なかった。
【００１１】このようなトラック横断ノイズによる不都
合を緩和するには、いわゆるスポットサイズ法を用いて
フォーカスエラー検出を行なうことが考えられる。すな
わち、上述した非点収差法は、分割された受光部を用い
て各分割領域から出力される信号の加減算を行なって受
光スポットの形状に対応した信号を得るものであるが、
スポットサイズ法は、受光部からの出力信号によってス
ポットサイズを検出し、このスポットサイズによりフォ
ーカスサーボ制御を行なうものである。また、トラッキ
ングエラー信号を安定に得る方式として、差動プッシュ
プル法があるが、この場合、記録媒体上に集光するスポ
ットとして３スポットを用いる構成となる。さらに、ラ
ンド・グルーブ記録方式を採用する場合、ランドグルー
ブのいずれのトラックにいるかを判別するランドグルー
ブ判別信号を検出する構成が望まれる。しかしながら、
従来、このように、差動プッシュプル法によるトラッキ
ングエラー信号検出やランドグルーブ判別信号検出を行
い、かつフォーカスエラー信号検出にスポットサイズ法
を用いる構成を簡易な構成で実現することは非常に困難
であった。
【００１２】そこで本発明の目的は、簡易な構成でスポ
ットサイズ法によるフォーカスエラー検出を実現できる
光ヘッド、受発光素子、及び光記録媒体記録再生装置を
提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、移動可能に支持された対物レンズと、光ビー
ムを出射する光源と、上記光源から出射された光ビーム
と光記録媒体からの反射光ビームとを分離する光分離手
段と、上記光分離手段によって分離された上記光記録媒
体からの反射光ビームを受光する光検出手段とを有し、
上記対物レンズと上記光検出手段との間に、上記反射光
ビームが上記光検出手段上に形成するスポット群の一部
または全てに対し、光記録媒体上のトラックに沿った方
向に対応する方向よりも、トラックを横切る方向に対応
する方向のスポット径が大きくなるようにする戻り光ス
ポット形状補正手段を設けたことを特徴とする。
【００１４】また、本発明は、光ビームを出射する光源
と、上記光源から出射された光ビームと光記録媒体から
の反射光ビームとを分離する光分離手段と、上記光分離
手段によって分離された上記光記録媒体からの反射光ビ
ームを受光する光検出手段とを有し、上記光分離手段と
上記光検出手段との間に、上記反射光ビームが上記光検
出手段上に形成するスポット群の一部または全てに対
し、光記録媒体上のトラックに沿った方向に対応する方
向よりも、トラックを横切る方向に対応する方向のスポ
ット径が大きくなるようにする戻り光スポット形状補正
手段を設けたことを特徴とする。
【００１５】また、本発明は、光記録媒体を回転駆動す
る駆動手段と、回転する光記録媒体に対して移動可能に
支持された対物レンズを介して光を照射し、上記光記録
媒体の信号記録面からの反射光ビームを上記対物レンズ
を介して光検出手段により検出する光ヘッドと、光検出
手段からの検出信号に基づいて再生信号を生成する信号
処理回路と、光検出手段からの検出信号に基づいて上記
対物レンズを移動させるサーボ回路とを有する光記録媒
体記録再生装置において、上記光ヘッドは、光ビームを
出射する光源と、上記光源から出射された光ビームと光
記録媒体からの反射光ビームとを分離する光分離手段
と、上記光分離手段によって分離された上記光記録媒体
からの反射光ビームを受光する光検出手段とを有し、上
記対物レンズと上記光検出手段との間に、上記反射光ビ
ームが上記光検出手段上に形成するスポット群の一部ま
たは全てに対し、光記録媒体上のトラックに沿った方向
に対応する方向よりも、トラックを横切る方向に対応す
る方向のスポット径が大きくなるようにする戻り光スポ
ット形状補正手段を設けたことを特徴とする。
【００１６】また、本発明は、光記録媒体を回転駆動す
る駆動手段と、回転する光記録媒体に対して移動可能に
支持された対物レンズを介して光を照射し、上記光記録
媒体の信号記録面からの反射光ビームを上記対物レンズ
を介して光検出手段により検出する光ヘッドと、光検出
手段からの検出信号に基づいて再生信号を生成する信号
処理回路と、光検出手段からの検出信号に基づいて上記
対物レンズを移動させるサーボ回路とを有する光記録媒
体記録再生装置において、上記光ヘッドは、光ビームを
出射する光源と、上記光源から出射された光ビームと光
記録媒体からの反射光ビームとを分離する光分離手段
と、上記光分離手段によって分離された上記光記録媒体
からの反射光ビームを受光する光検出手段とを有し、上
記光分離手段と上記光検出手段との間に、上記反射光ビ
ームが上記光検出手段上に形成するスポット群の一部ま
たは全てに対し、光記録媒体上のトラックに沿った方向
に対応する方向よりも、トラックを横切る方向に対応す
る方向のスポット径が大きくなるようにする戻り光スポ
ット形状補正手段を設けた受発光素子を具備しているこ
とを特徴とする。
【００１７】本発明の光ヘッドでは、対物レンズと光検
出手段との間に戻り光スポット形状補正手段を設け、反
射光ビームが光検出手段上に形成するスポット群の一部
または全てに対し、光記録媒体上のトラックに沿った方
向に対応する方向よりも、トラックを横切る方向に対応
する方向のスポット径が大きくなるようにした。このた
め、分岐プリズムが不要で、さらに光検出手段も１個で
済み、部品点数が削減でき、光検出手段の調整工程も簡
略化され、さらに小型化やコスト削減を達成できる。し
たがって、例えばディスクリート光学系においてスポッ
トサイズ法をとる場合でも、部品点数の削減、調整工数
の削減、光ヘッドの小型化、低コスト化、特性の安定が
実現可能となる。
【００１８】また、本発明の受発光素子では、光分離手
段と光検出手段との間に戻り光スポット形状補正手段を
設け、反射光ビームが光検出手段上に形成するスポット
群の一部または全てに対し、光記録媒体上のトラックに
沿った方向に対応する方向よりも、トラックを横切る方
向に対応する方向のスポット径が大きくなるようにし
た。このため、部品点数が削減でき、光検出手段の調整
工程も簡略化され、さらに小型化やコスト削減を達成で
きる。また、部品の製造精度、組立精度のばらつきによ
る光検出素子上での受光部とスポットとの位置ずれがあ
った場合にも、プッシュプル信号に大きなオフセットを
生じることなく、安定な信号検出が可能となる。このた
め、構成部品に対する製造精度や、組立精度を必要以上
に厳しくしなくても、スポットの分離や分割が容易な光
学構成が実現され、この結果、小型かつ低コストで、特
性の安定した受発光素子を提供することが可能となる。
【００１９】本発明の光記録媒体記録再生装置では、光
ヘッドの対物レンズと光検出手段との間に戻り光スポッ
ト形状補正手段を設け、反射光ビームが光検出手段上に
形成するスポット群の一部または全てに対し、光記録媒
体上のトラックに沿った方向に対応する方向よりも、ト
ラックを横切る方向に対応する方向のスポット径が大き
くなるようにした。このため、分岐プリズムが不要で、
さらに光検出手段も１個で済み、部品点数が削減でき、
光検出手段の調整工程も簡略化され、さらに小型化やコ
スト削減を達成できる。したがって、例えばディスクリ
ート光学系においてスポットサイズ法をとる場合でも、
部品点数の削減、調整工数の削減、光ヘッドの小型化、
低コスト化、特性の安定が実現可能となる。
【００２０】また、本発明の光記録媒体記録再生装置で
は、受発光素子の光分離手段と光検出手段との間に戻り
光スポット形状補正手段を設け、反射光ビームが光検出
手段上に形成するスポット群の一部または全てに対し、
光記録媒体上のトラックに沿った方向に対応する方向よ
りも、トラックを横切る方向に対応する方向のスポット
径が大きくなるようにした。このため、部品点数が削減
でき、光検出手段の調整工程も簡略化され、さらに小型
化やコスト削減を達成できる。また、部品の製造精度、
組立精度のばらつきによる光検出素子上での受光部とス
ポットとの位置ずれがあった場合にも、プッシュプル信
号に大きなオフセットを生じることなく、安定な信号検
出が可能となる。このため、構成部品に対する製造精度
や、組立精度を必要以上に厳しくしなくても、スポット
の分離や分割が容易な光学構成が実現され、この結果、
小型かつ低コストで、特性の安定した光記録媒体記録再
生装置を提供することが可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明による光ヘッド、受
発光素子、及び光記録媒体記録再生装置の実施の形態を
添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べ
る実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技
術的に好ましい種種の限定が付されているが、本発明の
範囲は、以下の説明において、特に本発明を限定する旨
の記載がない限り、これらの態様に限られるものではな
い。
【００２２】図１は、本発明の実施の形態における受発
光素子及び光ヘッドを組み込んだ光ディスク装置の構成
を示すブロック図である。なお、図１に示す光記録媒体
記録再生装置は、以下に説明する本発明の各実施例によ
る受発光素子及び光ヘッドを搭載することが可能な光記
録媒体記録再生装置の一例であり、本実施の形態では、
以下の各実施例に共通する構成であるものとして説明す
る。図１において、この光記録媒体記録再生装置１１０
１は、光ディスク１１０２を回転駆動する駆動手段とし
てのスピンドルモータ１１０３と、光ヘッド１１０４
と、その駆動手段としての送りモータ１１０５とを備え
ている。ここで、スピンドルモータ１１０３は、システ
ムコントローラ１１０７及びサーボ制御回路１１０９に
より駆動制御され、所定の回転数で回転される。また、
光ディスク１１０２としては、再生専用のＰｉｔディス
クを用いてもよいが、光変調記録を用いた記録再生ディ
スクである、「ＣＤ−Ｒ／ＲＷ」「ＤＶＤ−Ｒ」「ＤＶ
Ｄ−ＲＡＭ」「ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ」「ＤＶＤ＋ＲＷ」等
や、４０５ｎｍ付近の短波長光源を用いた高密度光ディ
スクである「ＤＶＲ−ＢＬＵＥ」等を用いると、より効
果的である。
【００２３】信号変復調部及びＥＣＣブロック１１０８
は、信号の変調、復調及びＥＣＣ（エラー訂正符号）の
付加を行う。光ヘッド１１０４は、信号変調およびＥＣ
Ｃブロック１１０８の指令に従って、回転する光ディス
ク１１０２の信号記録面に対して、それぞれ光照射を行
う。このような光照射により光ディスク１１０２に対す
る記録、再生が行われる。また、光ヘッド１１０４は、
光ディスク１１０２の信号記録面からの反射光束に基づ
いて、後述するような各種の光ビームを検出し、各光ビ
ームに対応する信号をプリアンブ部１１２０に供給す
る。
【００２４】プリアンプ部１１２０は、各光ビームに対
応する信号に基づいてフォーカスエラー信号、トラッキ
ングエラー信号、ＲＦ信号等を生成できるように構成さ
れている。再生対象とされる記録媒体の種類に応じて、
サーボ制御回路１１０９、信号変調及びＥＣＣブロック
１１０８等により、これらの信号に基づく復調及び誤り
訂正処理等の所定の処理が行われる。これにより、復調
された記録信号は、例えばコンピュータのデータストレ
ージ用であれば、インタフェース１１１１を介して外部
コンピュータ１１３０等に送出される。これにより、外
部コンピュータ１１３０等は光ディスク１１０２に記録
された信号を再生信号として受け取ることができるよう
になっている。
【００２５】また、オーディオ・ビジュアル用であれ
ば、Ｄ／Ａ，Ａ／Ｄ変換器１１１２のＤ／Ａ変換部でデ
ジタル／アナログ変換され、オーディオ・ビジュアル処
理部１１１３に供給される。そして、このオーディオ・
ビジュアル処理部１１１３でオーディオ・ビデオ信号処
理が行われ、オーディオ・ビジュアル信号入出力部１１
１４を介して外部の撮像・映写機器に伝送される。上記
光ヘッド１１０４には、例えば光ディスク１１０２上の
所定の記録トラックまで、移動させるための送りモータ
１１０５が接続されている。スピンドルモータ１１０３
の制御と、送りモータ１１０５の制御と、光ヘッド１１
０４の対物レンズを保持する二軸アクチュエータのフォ
ーカシング方向及びトラッキング方向の制御は、それぞ
れサーボ制御回路１１０９により行われる。
【００２６】図２は、本発明の実施の形態による光ヘッ
ドの一例（第１実施例）を示す構成図であり、図２
（Ａ）は全体図、図２（Ｂ）は部分拡大図である。この
光ヘッドは、ディスクリート光学系と呼ばれる光学部品
を個別にマウントして構成される光学系を有するもので
あり、レーザ光の焦点位置を光ディスクの記録面に対し
て制御するための誤差情報（フォーカスエラー信号）と
して、戻り光の合焦位置の前後に光検出素子を配置し、
その位置でのスポット径の変化を用いるスポットサイズ
法をとる場合の構成例である。図２において、光ヘッド
１は、半導体レーザ素子２２、コリメータレンズ２３、
光回折素子２４、ビームスプリッタ２５、対物レンズ２
６、コリメータレンズ２７、ホログラム素子８、シリン
ドリカルレンズ９、光検出素子１０を備えており、これ
らの各光学部品が個別にマウントされて構成されてい
る。
【００２７】そして、この光ヘッド１では、上記半導体
レーザ素子２２から出射される光ビームをコリメータレ
ンズ２３に入射し、平行な光ビームに変換し、光回折素
子２４に入射する。光回折素子２４で、直進する０次光
と、±１次回折光に分離される。これらの光束は、ビー
ムスプリッタ２５に入射され、ビームスプリッタ２５
で、半導体レーザ素子２２から出射された光ビームと光
ディスクＤの信号記録面からの反射光束とに分離され
る。ビームスプリッタ２５は、一般に、一対の光学プリ
ズムとこれら一対の光学プリズムの間に蒸着やスパッタ
リングによって形成された誘電体多層膜とによって構成
されている。このビームスプリッタ２５により分離され
て透過した半導体レーザ素子２２からの光ビームは、上
記対物レンズ２６に入射される。対物レンズ２６は、入
射光を光ディスクＤの信号記録面のある一点に収束させ
て照射する。この対物レンズ２６は、図２中矢印Ｆで示
すフォーカス方向及び図２中矢印Ｔで示すトラッキング
方向に駆動される。
【００２８】光ディスクＤの信号記録面からの反射光束
は、再び対物レンズ２６を介してビームスプリッタ２５
に入射され、ビームスプリッタ２５でその反射率に応じ
た光量の光ビームが反射分離される。このビームスプリ
ッタ２５によって分離された反射光束は、コリメータレ
ンズ２７で収束光に変換される。そして、この収束光に
変換された光は、その後、ホログラム素子８に入射さ
れ、このホログラム素子８よって、フォーカスエラー信
号をスポットサイズ法によって検出するための±１次光
と、ＲＦ信号検出及びトラッキングエラー信号検出を行
うための０次光とに分離される。このホログラム素子８
は、０次光と±１次光の合焦位置を制御する機能を有し
ており、後述のように±１次光の合焦位置を非対称にシ
フトすることで、±１次光のスポット径をディスクＤ上
のトラック方向（Ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ方向）に拡大す
るものである。
【００２９】次に、ホログラム素子８の分離された各光
束は、そのうちの０次光を用いて差動プッシュプル法に
よりトラッキングエラー信号が得られるように、シリン
ドリカルレンズ９を透過することにより、ディスクＤ上
のトラック方向を横断する方向（Ｒａｄｉａｌ方向）に
対応する方向についてのみ、合焦位置がに延長され、光
検出素子１０によって受光される。従って、０次光のス
ポットは、後述のようにＲａｄｉａｌ方向（ＰｕｓｈＰ
ｕｌｌ方向）に細長く延びた形状のスポットとなって光
検出素子１０のトラッキングエラー検出用の受光部に入
力される。
【００３０】また、±１次光は、ホログラム素子８によ
って合焦位置を非対称に制御されることにより、Ｔａｎ
ｇｅｎｔｉａｌ方向には互いに同じスポット径に拡大さ
れ、光検出素子１０のスポットサイズ検出用の受光部に
入力される。なお、±１次光のＲａｄｉａｌ方向につい
ては、図２（Ｂ）に示すように、ホログラム素子８の作
用により、一方（−１次光）がＲａｄｉａｌ方向に拡大
した状態、他方（＋１次光）がＲａｄｉａｌ方向に縮小
した状態で光検出素子１０に受光されることになるが、
フォーカスエラー検出のためのスポットサイズ検出には
Ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ方向の幅で行なうことができるの
で、直接の支障はないものである。
【００３１】図３は、この光検出素子１０上におけるス
ポットと受光部との関係を示す平面図である。この図３
において、両側の受光部１０１、１０２（分割領域ａ、
ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ）がフォーカスエラー信号を検出す
るためのものであり、中央の３つの受光部１０３、１０
４、１０５（分割領域ｈ、ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｍ）がトラ
ッキングエラー信号を検出するためのものである。ま
た、中央の１つの受光部（分割領域ｊ、ｋ）がＲＦ信号
を検出するためのものである。そして、図中Ｙ方向（Ｔ
ａｎｇｅｎｔｉａｌ方向）のスポット径は、シリンドリ
カルレンズ９の影響を受けておらず、スポットサイズ法
を用いたフォーカスエラー演算には影響がない。一方、
ホログラム素子８によって分離された０次光のスポット
（受光部ｈ、ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｍによって受光されるス
ポット）の、図中Ｚ方向（Ｒａｄｉａｌ方向）のスポッ
ト径は、シリンドリカルレンズ９の作用によって大きく
なっており、これによって差動プッシュプル検出が可能
となっている。
【００３２】このような構成の光検出素子１０における
各信号は、光検出素子１０上の各受光領域の出力値をａ
〜ｍとすると、例えば次の式によって検出される。 フォーカスエラー信号＝（ａ＋ｃ−ｂ）−（ｄ＋ｆ−
ｅ） トラッキングエラー信号＝（ｊ−ｋ）−Ｋ×｛（ｈ−
ｉ）＋（ｌ−ｍ）｝ なお、ここでＫは係数である。 ＲＦ信号＝ｊ−ｋ 以上のような構成により、１つの光検出素子１０で３つ
の信号を得ることができ、光検出素子を２つ用いること
なく、かつ分岐プリズムを使用することなく、プッシュ
プル検出によるトラッキングエラー検出が可能となる。
その結果、部品点数の削減、光検出素子の調整工程の簡
略化によって、部品コスト、生産コストともに低減が可
能になるとともに、光ヘッドの小型化も可能となる。な
お、本実施例においては、ホログラム素子８とシリンド
リカルレンズ９とを別の光学部品として説明したが、も
ちろん、シリンドリカルレンズの平面側の面にホログラ
ムを形成しても構わない（図１０参照）。これは、後述
する各実施例においても同様である。これにより、さら
に部品点数を削減することが可能となる。
【００３３】また、スポットサイズ法によるフォーカス
エラー信号の、デフォーカスした位置でのオフセット変
動を防止するために、スポットサイズ検出を行う受光部
１０１、１０２の分割領域を図３に示す３分割から、図
４に示す受光部１０１’、１０２’のように５分割にし
てもよい。すなわち、各受光部１０１’、１０２’の５
分割したうちの最も外側に位置する２つの分割領域
（ｎ、ｏ、ｐ、ｑ）を光スポットのオフセット量をキャ
ンセルするための領域として用いることにより、デフォ
ーカスした位置でフォーカスエラー信号が急速に略０に
収束するようにすることができる。また、プッシュプル
検出を行う際に、光スポットの分割を３分割にして、ラ
ンドグルーブ媒体において、信号歪に影響するスポット
中央部を除去するようにしてもよい。図４に示す受光部
１０３’、１０４’、１０５’は、このような処理を実
現するための分割領域の例を示している。各受光部１０
３’、１０４’、１０５’において、中央の分割領域
ｒ、ｓ、ｔによる受光信号をトラッキングエラー信号演
算に用いないことで容易に実現可能である。図４に示す
ような光検出素子１０’を設けた場合の各信号は、光検
出素子上の各受光領域の出力値をａ〜ｔとすると、例え
ば次の式によって検出される。 フォーカスエラー信号＝（ａ＋ｃ−ｂ−ｎ−ｏ）−（ｄ
＋ｆ−ｅ−ｐ−ｑ） トラッキングエラー信号＝（ｊ−ｋ）−Ｋ×｛（ｈ−
ｉ）＋（ｌ−ｍ）｝ なお、ここでＫは係数である。 ＲＦ信号＝ｊ＋ｋ＋ｓ
【００３４】図８は、本発明の実施の形態による光ヘッ
ドの他の例（第２実施例）を示す構成図である。この実
施例は、アナモルフィックプリズムを用いて「ビーム整
形」を行うタイプの光ヘッドの例を示している。光記録
媒体記録再生装置、特に「ＣＤ−Ｒ／ＲＷ」「ＤＶＤ−
Ｒ」「ＤＶＤ−ＲＡＭ」「ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ」「ＤＶＤ
＋ＲＷ」「ＤＶＲ−ＢＬＵＥ」等の記録再生型の光記録
媒体記録再生装置の場合、ディスクＤ上に集光したスポ
ットの形状によって、記録特性が変化してしまう。通
常、この種のシステムに用いられる光源としては、半導
体レーザがよく用いられており、半導体レーザの場合、
その出射ビームの発散角が、構造上、接合面に平行な方
向（θ//方向）で半値全幅１０度程度、接合面に垂直な
方向（θ⊥方向）で半値全幅２０〜３０度程度となって
おり（この発散角の違いθ⊥／θ//をアスペクト比とい
う）、いわゆるアナモルフィックプリズム等を用いて、
入射光束に対する出射光束の倍率を光束断面の特定方向
で変化（すなわち圧縮または伸張）させて出射し（「ビ
ーム整形」）、光強度分布に、方向による不均一があま
り大きく生じないようにして用いている。
【００３５】次に、図８における光ヘッド２の光路を簡
単に説明する。まず、半導体レーザ６１を出射した光
は、往路コリメータレンズ６２によって平行光に変換さ
れ、アナモルフィックプリズム６３に入射する。ここで
は、本出願人が、特願Ｐ２０００−１２３７２３号にお
いて提案している直進型のアナモルフィックプリズムを
用いている。このアナモルフィックプリズム６３によっ
て、θ//方向に対応した方向の光束の断面が拡大され、
光束内における光強度分布の不均一性が補正される。光
強度分布を補正された光束は、半波長板６４によって、
偏光方向を回転変換された後、回折格子６５によって、
トラッキングエラー検出及び、ランドグルーブ判別に用
いられる３ビームに分離され、偏光ビームスプリッタプ
リズム６６の偏光ビームスプリッタ面６６ａ（Ｐ偏光は
透過、Ｓ偏光は反射となされている）をＰ偏光として透
過し、１／４波長板６８によって円偏光になり、光ヘッ
ド１の薄型化のために立ち上げミラー６９によって、進
行方向を９０度変換され、対物レンズ７０に入射する。
ここで、回折格子は、本出願人が特願平１１−３７５３
３９号において提案している、ランドグルーブ判別信号
（ＣＴＳ信号）を用いるために、サイドスポットにわず
かにデフォーカスを与えるようになされている。そし
て、対物レンズ７０によって光ディスクＤの信号記録面
上に集光され、信号の記録再生が行われる。
【００３６】光ディスクＤから反射されて戻ってきた光
ビームは再び対物レンズ７０によって平行光に変換さ
れ、立ち上げミラー６９によって光路を９０度変換さ
れ、１／４波長板６８に入射する。１／４波長板６８に
よって、往路に対して、９０度偏光方向を変換され、偏
光ビームスプリッタプリズム６６の偏向ビームスプリッ
タ面６６ａをＳ偏光として反射した後、全反射面６６ｂ
を全反射し、復路コリメータレンズ７１に入射される。
そして、この復路コリメータレンズ７１によって、収束
光に変換された後、ホログラム素子７２に入射する。そ
の後、第１実施例と同様に、このホログラム素子７２に
よって、フォーカスエラー信号をスポットサイズ法によ
って検出するための±１次光と、ＲＦ信号検出及びトラ
ッキングエラー信号検出を行うための０次光とに分離さ
れる。
【００３７】この分離された各光束は、そのうちの０次
光を用いて差動プッシュプル法によりトラッキングエラ
ー信号を得られるように、シリンドリカルレンズ７３を
透過することによってディスクＤ上のトラック方向を横
断する方向（Ｒａｄｉａｌ方向）に対応する方向につい
てのみ、合焦位置が延長され、光検出素子７４によって
受光される。そして、この光検出素子７４で受光された
光信号をもとに、フォーカスエラー信号、トラッキング
エラー信号、ランドグルーブ判別信号等のサーボ信号、
及びＲＦ信号が生成され、情報の再生、及びディスク上
の光スポットの制御が行われる。
【００３８】図９は、本例における光検出素子７４上の
スポットと受光部との関係を示す平面図である。ここ
で、図９（Ａ）（Ｂ）は、ホログラム素子７２の設計の
異なる２つの場合について示したものである。図９
（Ａ）は、第１実施例の場合と同様に、ホログラム素子
７２によって０次光と±１次光の合焦位置を全体的に制
御しているため、その後、シリンドリカルレンズ７３に
よってＲａｄｉａｌ方向の合焦位置シフトが起きると、
±１次光の一方のスポットはＲａｄｉａｌ方向に拡大さ
れ、もう一方のスポットはＲａｄｉａｌ方向に縮小され
る。このようなスポットの状態であっても、Ｔａｎｇｅ
ｎｔｉａｌ方向については±１次光の各スポットが共通
のサイズを有することから、スポットサイズの検出につ
いては支障のないものである。
【００３９】しかしながら、このように±１次光の一方
のスポットがＲａｄｉａｌ方向に拡大される構成では、
例えば０次光のスポットをＲａｄｉａｌ方向に十分大き
く取ろうとした場合に、±１次光の一方のスポットがＲ
ａｄｉａｌ方向に大きくなり過ぎ、受光部の配置スペー
スを大きくすることが必要となって光検出素子の大型化
を招いたり、反対に、±１次光の一方のスポットのＲａ
ｄｉａｌ方向への拡大を抑制しようとすると、０次光の
スポットをＲａｄｉａｌ方向に十分大きく取れなくな
り、トラッキングエラーの検出が困難になるといった不
具合が生じる恐れがある。
【００４０】そこで、これらの事項を改善すべく、±１
次光の各スポットのＲａｄｉａｌ方向の非対称性を除去
したものが、図９（Ｂ）に示す構成である。この図９
（Ｂ）に示す構成では、ホログラム素子７２によって、
スポットサイズ検出を行う方向（Ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ
方向）にのみ、±１次光の合焦位置をシフトさせる設計
となっている。そのため、０次光、±１次光の３つのス
ポットのＲａｄｉａｌ方向の合焦位置はほぼ同等に保た
れる。従って、シリンドリカルレンズ７３によってＲａ
ｄｉａｌ方向の合焦位置をずらしても、±１次光のスポ
ット形状の非対称が起きない。
【００４１】図１０は、このようなホログラム素子を用
いた場合の各スポット光の具体例を示す説明図であり、
図１０（Ａ）はＲａｄｉａｌ方向のスポット光の状態を
示し、図１０（Ｂ）はＴａｎｇｅｎｔｉａｌ方向のスポ
ット光の状態を示している。また、図１０（Ｃ）は光検
出素子における各受光部とスポットとの関係を示してい
る。なお、図１０に示すホログラム素子（Ｃｙｌ−ＨＯ
Ｅ）１１１は、シリンドリカルレンズ（Ｃｙｌ−Ｌｅｎ
ｓ）１１０の平面に一体に設けられた場合の例である。
図１０（Ａ）に示すように、Ｒａｄｉａｌ方向について
は、各スポット光にシリンドリカルレンズ１１０による
合焦位置のシフトだけが作用し、各スポット径はほぼ同
等になる。すなわち、ホログラム素子１１１の作用（Ｈ
ＯＥパワー）は働かない。
【００４２】一方、図１０（Ｂ）に示すように、Ｔａｎ
ｇｅｎｔｉａｌ方向については、ホログラム素子１１１
の作用（ＨＯＥパワー）によって各スポット光の合焦位
置が個別にシフトされ、０次光の合焦位置は光検出素子
の受光面にほぼ一致する。また、±１次光の合焦位置は
一方が延長され、他方が短縮されることにより、互いに
同等のスポット径に拡大された状態で光検出素子に受光
される。なお、図１０（Ｂ）は、０次光の両側に±１次
光を示しているが、これは説明のためであり、実際には
０次光と±１次光の各スポットは、Ｒａｄｉａｌ方向に
１列に配置されているため、図１０（Ｂ）の紙面方向に
重なり合っているものである。以上のような構成によ
り、限られた受光面積内で、プッシュプル検出を行う方
向（Ｒａｄｉａｌ方向）の０次光のスポット径の大きさ
を、より大きくすることが可能となり、デフォーカスに
よるスポット径の変化や受光部に対するスポットの環境
変化等による位置ずれ等に対し、検出精度の低下による
特性劣化も緩和することが可能となる。
【００４３】図１１（Ａ）（Ｂ）は、図９（Ａ）（Ｂ）
に対応するホログラム素子のパターン例を示す説明図で
ある。この図から分るように、図９（Ａ）に対応するホ
ログラムパターンＰ１（図１１（Ａ））は、Ｔａｎｇｅ
ｎｔｉａｌ方向だけでなくＲａｄｉａｌ方向にもパワー
を持つために、Ｒａｄｉａｌ方向の光束透過位置によっ
て特性が変化する。それに対して、図９（Ｂ）に対応す
るホログラムパターンＰ２（図１１（Ｂ））は、Ｒａｄ
ｉａｌ方向にパワーを持たないために、Ｒａｄｉａｌ方
向に同じパターンの繰り返しになっている。従って、光
束透過位置が変化しても、常に特性が一定に保たれる。
なお、図９（Ｂ）の構成では、上述した効果に加えて、
±１次光のスポット形状が対称であるために、スポット
間隔をより小さくすることができ、ホログラム素子の格
子間隔をより大きくできるというメリットがある。
【００４４】本例の光検出素子７４における各信号は、
光検出素子７４上の各受光領域の出力値をａ〜ｔとする
と、例えば次の式によって検出される。 フォーカスエラー信号＝（ａ＋ｃ−ｂ−ｎ−ｏ）−（ｄ
＋ｆ−ｅ−ｐ−ｑ） トラッキングエラー信号＝（ｊ−ｋ）−Ｋ×｛（ｈ−
ｉ）＋（ｌ−ｍ）｝ なお、ここでＫは係数である。 ランドグルーブ判別信号＝｛（ｈ＋ｉ）−ｒ｝−｛（ｌ
＋ｍ）−ｔ｝ ＲＦ信号＝ｊ＋ｋ＋ｓ これにより、第１実施例と同様に、部品点数の削減、光
検出素子の調整工程の簡略化によって、部品コスト、生
産コストともに低減が可能になるとともに、光ヘッドの
小型化も可能となる。
【００４５】図１２は、本発明の実施の形態による光ヘ
ッドのさらに他の例（第３実施例）を示す構成図であ
る。この実施例では、往復路ともに、アナモルフィック
プリズムを透過するようにして構成されるタイプの光ヘ
ッドの例を示している。次に、図１２における光ヘッド
３の光路を簡単に説明する。まず、半導体レーザ６１を
出射した光は、往路コリメータレンズ６２によって、平
行光に変換され、光回折素子６５によってトラッキング
エラー検出、及びランドグルーブ判別に用いられる３ビ
ームに分離され、偏光ビームスプリッタプリズム７５の
入射側に固定された半波長板７５ｃによって、偏光方向
を回転変換された後、偏光ビームスプリッタプリズム７
５の偏光ビームスプリッタ面７５ａ（Ｐ偏光は透過、Ｓ
偏光は反射となされている）をＰ偏光として透過し、ア
ナモルフィックプリズム７６に入射する。
【００４６】アナモルフィックプリズム７６により、θ
＃方向に対応した方向の光束の断面が拡大され、光束内
における光強度分布の不均一性が補正されるとともに、
θ＃方向とθ＊方向とでの倍率差が発生される。この光
強度分布を補正された光束は、「ＤＶＲ−ＢＬＵＥ」等
の高ＮＡな系において、ディスク基板厚誤差等により発
生する球面収差補正用の液晶素子７７によって最適な球
面収差状態になされた後、１／４波長板６８によって円
偏光になり、光ヘッド１の薄型化のために立ち上げミラ
ー６９によって進行方向を９０度変換され、対物レンズ
７０に入射する。そして、この対物レンズ７０によって
光ディスクＤの信号記録面上に集光され、信号の記録再
生が行われる。
【００４７】光ディスクＤから反射されて戻ってきた光
ビームは、再び対物レンズ７０によって平行光に変換さ
れ、立ち上げミラー６９によって光路を９０度変換さ
れ、１／４波長板６８に入射する。１／４波長板６８に
よって、往路に対して９０度偏光方向を変換され、液晶
素子７７をそのまま透過した後、再びアナモルフィック
プリズム７６を透過し、偏光ビームスプリッタプリズム
６６の偏向ビームスプリッタ面６６ａをＳ偏光として反
射した後、全反射面６６ｂを全反射し、復路コリメータ
レンズ７１に入射される。そして、この復路コリメータ
レンズ７１によって収束光に変換された後、ホログラム
素子７２に入射する。その後、ホログラム素子７２によ
って、フォーカスエラー信号をスポットサイズ法によっ
て検出するために、Ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ方向にのみ合
焦位置をシフトされた±１次光と、ＲＦ信号検出及びト
ラッキングエラー信号、ランドグルーブ判別信号検出を
行うための０次光とに分離される。
【００４８】この分離された光束は、シリンドリカルレ
ンズ付き光検出素子７８のシリンドリカルレンズによ
り、ホログラム素子で分離された０次光を用いて差動プ
ッシュプル法によりトラッキングエラー信号を得られる
ように、ディスク上のトラック方向を横断する方向（Ｒ
ａｄｉａｌ方向）に対応する方向のみ合焦位置を延長さ
れ、光検出素子７４によって受光される。受光された光
信号をもとに、フォーカスエラー信号、トラッキングエ
ラー信号、ランドグルーブ判別信号等のサーボ信号、及
び、ＲＦ信号が生成され、情報の再生、及び、ディスク
上の光スポットの制御が行われる。図１３は、本例の光
検出素子上におけるスポットと受光部との関係を示す説
明図である。
【００４９】このような構成の光検出素子７４における
各信号は、光検出素子７４上の各受光領域の出力値をａ
〜ｔとすると、例えば次の式によって検出される。 フォーカスエラー信号＝（ａ＋ｃ−ｂ−ｎ−ｏ）−（ｄ
＋ｆ−ｅ−ｐ−ｑ） トラッキングエラー信号＝（ｊ−ｋ）−Ｋ×｛（ｈ−
ｉ）＋（ｌ−ｍ）｝ なお、ここでＫは係数である。 ランドグルーブ判別信号＝｛（ｈ＋ｉ）−ｒ｝−｛（ｌ
＋ｍ）−ｔ｝ ＲＦ信号＝ｊ＋ｋ＋ｓ
【００５０】ところで、本例の場合、アナモルフィック
プリズムを往復で透過することによって、ディスク上の
集光点から光検出素子までの間の倍率が、アナモルフィ
ックプリズムによる倍率変換がある方向とない方向とで
異なることになる。一方、本実施の形態においては、フ
ォーカスエラーを検出する方向（方向１）とトラッキン
グエラー／ランドグルーブ判別信号を検出する方向（方
向２）とが直交するようになされている。すなわち、方
向１をＴａｎｇｅｎｔｉａｌ方向、方向２をＲａｄｉａ
ｌ方向としている。そこで、本例においては、アナモル
フィックプリズム（倍率βＡ）による倍率変換方向を、
方向１に対応する倍率をβ１、方向２に対応する倍率を
β２としたときに、 β１ ＝ βＡ × β２ となるように配置している。
【００５１】次に、このような倍率変換方向の配置によ
る効果について説明する。まず、前提として、対物レン
ズの開口数をＮＡ、フォーカス引き込み範囲をＳｐｐ、
方向１のスポット径をΦ１、方向２のスポット径をΦ
２、デフォーカス量をΔＤｅｆとする。ここで、上述の
ようにアナモルフィックプリズムの倍率変換方向をβ１
＝βＡ×β２とした場合、デフォーカス量ΔＤｅｆに対
する合焦位置シフト量は、 方向１ ； Δ１≒ΔＤｅｆ×２×（βＡ×β２）2 方向２ ； Δ２≒ΔＤｅｆ×２×β２2 となる。また、合焦時のスポット径Φ１は、 Φ１ ≒ （Ｓｐｐ／２）×２×（βＡ×β２）2 ×｛（２・ＮＡ）／（βＡ×β２）｝ ＝ ２・ＮＡ・Ｓｐｐ・（βＡ×β２） ……式（１） となる。
【００５２】次に、ΔＤｅｆのデフォーカスが発生した
場合のスポット径Φ２の変化量ΔΦ２は、 ΔΦ２ ≒ ΔＤｅｆ×２×β２2 ×（２・ＮＡ）／β２ ＝ ４・ＮＡ・β２・ΔＤｅｆ ……式（２） 次に、上述の式（１）において、フォーカス引き込み範
囲Ｓｐｐを固定し、スポット径Φ１（合焦時）を固定し
たとすると、 Φ１ ≒ ２・ＮＡ・Ｓｐｐ・（βＡ×β２）＝ Ｃｏ
ｎｓ（定数） となるので、 β２ ∝ １／βＡ となる。
【００５３】したがって、デフォーカスΔＤｅｆに対す
るスポット径Φ２の変化量は、 ΔΦ２／ΔＤｅｆ ≒ ４・ＮＡ・β２ ∝ １／βＡ ……式（３） となり、アナモルフィックプリズムの倍率βＡに反比例
する（なお、アナモルフィックプリズムの倍率方向をＲ
ａｄｉａｌ方向にしたときには、βＡを１／βＡで置換
すればよい）。この結果、アナモルフィックプリズムの
倍率方向をＴａｎｇｅｎｔｉａｌ方向とすれば、デフォ
ーカスに対するスポット径Φ２の変化を小さくすること
ができる。
【００５４】以上のように、フォーカスエラーを検出す
る方向（方向１）とトラッキングエラー／ランドグルー
ブ判別信号を検出する方向（方向２）とが直交、すなわ
ち、方向１をＴａｎｇｅｎｔｉａｌ方向、方向２をＲａ
ｄｉａｌ方向にし、アナモルフィックプリズム（倍率β
Ａ）による倍率変換方向を、方向１に対応する倍率をβ
１、方向２に対応する倍率をβ２としたときに、 β１ ＝ βＡ × β２ となるように配置することによって、デフォーカスによ
るトラッキングエラー／ランドグルーブ判別信号を検出
する方向（方向２）のスポット径変化を小さくすること
ができ、デフォーカスによるトラッキングエラー／ラン
ドグルーブ判別信号の特性変化を抑制することができ
る。また、方向２に直交する方向に、トラッキングエラ
ー／ランドグルーブ判別信号を検出するための３つのス
ポットが配置されることになるが、それらのスポットを
光検出素子上で分離する場合に、光ディスク上での分離
の何倍分離するかを決定するのは方向１の倍率β１であ
り、ディスク上でのスポット分離を一定とすると、光検
出素子上でより大きな分離を確保することができ、設計
の自由度が増すという効果を得ることができる。
【００５５】図１４は、本発明の実施の形態による光ヘ
ッドのさらに他の例（第４実施例）を示す構成図であ
る。この実施例では、光の往復路でコリメータレンズも
共通化し、アナモルフィックプリズムと立上げミラーと
を一体化させている。また、４０５ｎｍ帯の短波長光源
を用いる場合の色収差の発生を考えて、色収差補正レン
ズを設けてある。次に、図１４における光ヘッド４の光
路を簡単に説明する。まず、半導体レーザ６１を出射し
た光は、カップリングレンズ７９によって偏光ビームス
プリッタプリズム８０、コリメータ８１に入射するＮＡ
を小さく変換され、光回折素子６５によってトラッキン
グエラー検出、及びランドグルーブ判別に用いられる３
ビームに分離され、偏光ビームスプリッタプリズム８０
の入射側に固定された半波長板によって偏光方向を回転
変換された後、偏光ビームスプリッタ面をＰ偏光として
透過し、コリメータ８１によって平行光に変換され、ア
ナモミラー８２に入射する。
【００５６】アナモミラー８２によって、θ//方向に対
応した方向の光束の断面が拡大され、光束内における光
強度分布の不均一性が補正されるとともに、θ//方向と
θ⊥方向とでの倍率差が発生される。光強度分布を補正
された光束は、「ＤＶＲ−ＢＬＵＥ」等の高ＮＡな系に
おいて、ディスク基板厚誤差等により発生する球面収差
補正用の液晶素子７７によって最適な球面収差状態にな
された後、１／４波長板６８によって円偏光になり、色
収差補正レンズ８３によって最適な色収差を付加され、
対物レンズ７０に入射する。そして、この対物レンズ７
０によって光ディスクＤの信号記録面上に集光され、信
号の記録再生が行われる。
【００５７】光ディスクＤから反射されて戻ってきた光
ビームは、再び対物レンズ７０によって平行光に変換さ
れ、色収差補正レンズ８３を透過し、１／４波長板６８
に入射する。この１／４波長板６８によって、往路に対
して９０度偏光方向を変換され、液晶素子７７をそのま
ま透過した後、再びアナモミラー８２で反射され、コリ
メータ８１によって収束光に変換された後、偏光ビーム
スプリッタプリズム６６の偏向ビームスプリッタ面をＳ
偏光として反射した後、ホログラム素子７２に入射す
る。その後、ホログラム素子７２によって、フォーカス
エラー信号をスポットサイズ法によって検出するため
に、Ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ方向のみ合焦位置をシフトさ
れた±１次光と、ＲＦ信号検出、トラッキングエラー信
号、及びランドグルーブ判別信号検出を行うための０次
光とに分離される。
【００５８】そして、この分離された光束は、シリンド
リカルレンズ付き光検出素子７８のシリンドリカルレン
ズにより、ホログラム素子による０次光を用いて差動プ
ッシュプル法によりトラッキングエラー信号を得られる
ように、ディスクＤ上のトラック方向を横断する方向
（Ｒａｄｉａｌ方向）に対応する方向のみ合焦位置を延
長され、光検出素子７４によって受光される。光検出素
子７４では、この受光された光信号をもとに、フォーカ
スエラー信号、トラッキングエラー信号、ランドグルー
ブ判別信号等のサーボ信号、及びＲＦ信号が生成され、
情報の再生、及びディスク上の光スポットの制御が行わ
れる。光検出素子７４上におけるスポットと受光部との
関係は、図１３で説明した例と同様である。以上のよう
な構成により、上述した第１、第２、第３実施例に対し
て、さらに部品点数の削減、光ヘッドの小型化が可能と
なる。
【００５９】次に、本発明による受発光素子の実施の形
態として、受発光素子を用いる集積光学系について説明
する。まずはじめに、光磁気信号検出のために光学系が
複雑になり、光学系の集積化がより難しい光磁気記録媒
体用の光ヘッドを実施例として説明する。なお、以下に
説明する光ヘッドは、特にＭｉｎｉＤｉｓｃ等のフォー
マットに好適なものである。図５は、本発明の実施の形
態による受発光素子を組み込んだ光ヘッドの一例（第５
実施例）を示す斜視図である。また、図６及び図７は、
本発明の実施の形態による受発光素子の具体例を示す構
成図である。図６は、上述した本発明によるスポット形
状の補正を行わない場合の例を示し、図７は本発明によ
るスポット形状の補正を行った場合について示してい
る。これらを対比しながら、ビーム形状補正の効果につ
いて説明する。
【００６０】図５において、光ヘッド４１は、光源と光
検出素子と光学部品を複合、集積化した受発光素子４２
または４５と、この受発光素子４２または４５から出射
された光ビームを反射するミラー４３と、ミラー４３に
よって反射された受発光素子４２または４５からの光ビ
ームを集光して、図示しない光磁気ディスクの信号記録
面上に照射させるとともに、光磁気ディスクの信号記録
面にて反射した戻り光を受発光素子４２または４５に導
入する有限倍率対物レンズ４４から構成されている。対
物レンズ４４は、図示しないレンズ支持部材によって光
磁気ディスクの径方向及び光磁気ディスクに接離する方
向の２軸方向に移動可能に支持されている。この対物レ
ンズ４４は、受発光素子４２または４５により受光さ
れ、信号処理回路により生成された制御信号に基づい
て、フォーカス・トラッキングサーボ機構がレンズ支持
部材を移動させることにより、光磁気ディスクの径方向
または光磁気ディスクに接離する方向に移動される。そ
して、対物レンズ４４は、受発光素子４２または４５か
ら出射される光ビームが光磁気ディスクの信号記録面上
で常に焦点が合うように、この光ビームを集光するとと
もに、この集光された光ビームを光磁気ディスクのトラ
ックに追従させる。
【００６１】図６に示す受発光素子４２は、パッケージ
５５の内面に光源５２及び光検出素子５４が個別に所定
の位置にマウントされている。光検出素子４２上には、
図６（Ｂ）に示すように分割された受光部群が設けられ
ている。また、パッケージ５５の上面には、光学部品を
複合化した複合レンズ５２、複合プリズム５３がそれぞ
れ接着によって接合されている。
【００６２】次に、この受発光素子４２における光路に
ついて説明する。この受発光素子４２では、まず光源５
１から出射される光ビームが複合レンズ５２に入射され
る。複合レンズ５２の光源５１側に設けられたグレーデ
ィング５２ａで、トラッキングエラーを３ビーム法によ
って検出するための３つの光束に分離される。分離され
た光ビームは、複合レンズ５２の上面に設けられたカッ
プリングレンズ５２ｂによって光学系の倍率を変換さ
れ、複合プリズム５３に入射される。複合プリズム５３
の偏光ビームスプリッタ膜５３ａを透過した光ビーム
は、図５に示したミラー４３、有限倍率対物レンズ４４
を介して光磁気ディスク上の信号記録面に集光される。
【００６３】光磁気ディスク上の信号記録面によって反
射された光ビームは、再び対物レンズ４４、ミラー４３
を経て受発光素子４２の複合プリズム５３に入射され
る。そして、複合プリズム５３の偏光ビームスプリッタ
膜５３ａによって往路と分離され、反射された光ビーム
は、半波長板５３ｂ（例えば本出願人が特開平８−１５
２５２０号にて提案した半波長板）によって偏光方向を
４５度変換され、偏光完全分離膜５３ｃに入射される。
この偏光完全分離膜５３ｃは、Ｐ偏光を略全光量透過
し、Ｓ偏光を略全光量反射するようになされた光学薄膜
である。この偏光完全分離膜５３ｃによって、光磁気信
号を差動検波（この場合、偏光完全分離膜５３ｃの透過
光と反射光の強度の差によって検出する）によって得る
ための偏光分離が行われる。
【００６４】偏光完全分離膜５３ｃを反射した光ビーム
は、複合レンズ５２上に設けられたナイフエッジ５２ｃ
によって半円状の２光束に分離され、光検出素子５４上
の受光部５４１、５４２、５４３（受光領域ａ、ｂ、
ｃ、ｄ、ｅ）によって受光される。ここで、フーコー／
ナイフエッジ法によるフォーカスエラー信号検出、及
び、３ビーム法によるトラッキングエラー信号検出が行
われる。偏光完全分離膜５３ｃを透過した光ビームは、
高い反射膜５３ｄによって略全光量反射された複合レン
ズ５２上の凹レンズ５２ｄにより、光検出素子５４上で
３つのスポットが分離されるように光路長が調整され、
光検出素子５４上の受光部５４４、５４５、５４６（受
光領域ｆ、ｇ、ｈ、ｉ）によって受光される。このよう
な構成の光検出素子５４における各信号は、光検出素子
５４上の各受光領域の出力値をａ〜ｉとすると、例えば
次の式によって検出される。 フォーカスエラー信号＝ａ−ｂ （フーコー／ナイフエッジ法） トラッキングエラー信号＝（ｄ＋ｈ）−（ｅ＋ｉ） （３ビーム法） アドレス信号＝ｆ−ｇ （プッシュプル法） ＲＦ信号＝（ａ＋ｂ＋ｃ）−（ｆ＋ｇ） （差動検波）
【００６５】一般に、集積光学系においては、ディスク
リート光学系とは異なり、各光学部品間の位置調整を大
幅に簡素化している。この構成においても、光学系の調
整はフォーカスエラー信号が正しく得られるように、ス
ポットが分割受光領域ａ、ｂの分割線上に配置されるよ
うに調整を行うのみであり、それ以外は、各構成部品の
加工精度、マウント精度によって精度を保証することに
なる。従って、複合プリズム５３の各面間の距離の加工
誤差、光源５１と光検出素子５４とのマウント位置の誤
差などが大きくなってしまうと、トラックのウォブリン
グによって記録されたアドレス信号やクロック信号を検
出するためのプッシュプル信号を得ることを目的として
分割された、分割受光領域ｆ、ｇ上のスポットが受光領
域ｆまたはｇのいずれかに大きくずれてしまい、良好な
プッシュプル信号が得られなくなってしまう。
【００６６】例えば、ディスク上における３スポットの
メインスポットとサイドスポットとの距離を１５μｍと
し、ディスク側と、光検出素子５４の分割受光領域ｆ、
ｇ側との間の光学系倍率を５倍とすると、受光領域ｆ、
ｇ、ｈ、ｉの位置におけるメインスポットとサイドスポ
ットとの距離は７５μｍとなる。この３スポットが正し
く分離できるためには、それぞれのスポット径は、５０
μｍ程度となる。これに対して、複合プリズムの加工精
度による、偏光ビームスプリッタ膜５３ａと高反射膜５
３d との間の距離の加工誤差が１５μｍ、光源５１と光
検出素子５４とのマウント位置誤差が１０μｍあった場
合には、最悪の場合、受光部ｆまたはｇのいずれかに完
全にスポットがずれて受光されることになってしまう。
その結果、この程度のわずかな加工誤差であっても、良
好なプッシュプル信号が得られなくなってしまう。一方
で、このスポットずれを防ぐことを目的として、スポッ
ト径を拡大していくと、３つのスポットが重なってしま
い、やはり良好な信号検出は困難となる。
【００６７】これに対して、図７に示した受発光素子４
５の場合には、上述した本実施の形態による手法を用い
てスポット形状の補正を行なったことにより、この問題
は解消される。図７に示した受発光素子４５は、図６に
示した受発光素子４２に対して、凹レンズ５２ｄを有す
る複合レンズ５２を、トーリックレンズ（アナモルフィ
ックレンズ）６２ｄを有する複合レンズ６２に置換した
以外は、同様な構成になっている。トーリックレンズ６
２ｄは、紙面横方向と、紙面法線方向とで曲率の異なる
レンズであり、図７（Ｂ）に受光部パターンとスポット
の関係を示すように、受光部ｆ、ｇ、ｈ、ｉ上におい
て、３スポットを分離する方向にはほぼ合焦するよう
に、紙面横方向の曲率を定め、プッシュプル信号を検出
するために受光部ｆ、ｇを分離した方向のスポット径は
充分大きくなるように紙面法線方向の曲率を定められて
いる。これにより、例えばプッシュプル検出方向のスポ
ット径が２００μｍとなるように曲率を定めれば、上述
したような２５μｍ程度のスポット位置ずれがおきて
も、プッシュプル信号検出は良好に行うことができる。
この結果、光磁気ディスク用の受発光素子が実現され、
光磁気ヘッドの大幅な小型化、薄型化、部品点数削減、
低コスト化、高信頼性化が可能となる。
【００６８】次に、上述した第２〜第４実施例と同様
に、特に「ＣＤ−Ｒ／ＲＷ」「ＤＶＤ−Ｒ］「ＤＶＤ−
ＲＡＭ］「ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ」「ＤＶＤ＋ＲＷ」「ＤＶ
Ｒ−ＢＬＵＥ」等の記録再生型の光記録媒体記録再生装
置に対して好適な光ヘッドを受発光素子を用いて実現す
る場合の実施例について説明する。図１５は、本発明の
実施の形態による受発光素子を用いた光ヘッドの一例
（第６実施例）を示す構成図である。図１５において、
光ヘッド５は、光源と光検出素子と光学部品を複合、集
積化した受発光素子１２０または１３０と、この受発光
素子１２０または１３０から出射された光ビームを最適
な状態で光ディスクＤ上に集光するための他の部品とか
らなる。すなわち、図１５の受発光素子は、図１４の破
線部内を複合、集積化したものと考えられる。
【００６９】図１６は、本実施の形態における受発光素
子の一例（第７実施例）を示す構成図である。次に、こ
の受発光素子１２０の光路を簡単に説明する。まず、光
源１２１を出射した光は、ミラープリズム１２２によっ
て光路を折り曲げられ、基板１２３上のアパーチャを通
過し、半波長板１２４によって偏光方向を回転され、複
合レンズ１２５に入射する。そして、複合レンズ１２５
上の光回折素子１２５ａによって、トラッキングエラー
検出、及びランドグルーブ判別に用いられる３ビームに
分離され、複合レンズ上のカップリングレンズ１２５ｂ
によって、複合プリズム１２６、コリメータ８１に入射
するＮＡを小さく変換され、複合レンズ１２６の偏光ビ
ームスプリッタ膜１２６ａ（Ｐ偏光は透過、Ｓ偏光は反
射となされている）をＰ偏光として透過し、コリメータ
８１へと向かう。
【００７０】光ディスクから反射されて戻ってきた光ビ
ームは再びコリメータ８１によって収束光に変換された
後、複合プリズム１２６の偏光ビームスプリッタ膜１２
６ａをＳ偏光として反射し、ハーフミラー１２６b によ
って、一部は反射、一部は透過光に分離される。反射し
た光は、複合レンズ上のシリンドリカルレンズ１２５ｃ
により、ディスク上のトラック方向を横断する方向（Ｒ
ａｄｉａｌ方向）に対応する方向のみ合焦位置を延長さ
れ、さらに複合レンズ１２５上のホログラム素子１２５
ｄにより、フォーカスエラー信号をスポットサイズ法に
よって検出するために、Ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ方向のみ
合焦位置をシフトされた±１次光と、ＲＦ信号検出及び
トラッキングエラー信号、ランドグルーブ判別信号検出
を行うための０次光とに分離され、光検出素子１２７に
よって受光される。ハーフミラー１２６ｂを透過した光
は、斜入射半波長板１２６ｃによって、偏光方向を回転
されたのち、偏光ビームスプリッタ膜１２６ｄ（Ｐ偏光
は透過、Ｓ偏光は反射となされている）によって、反射
光と透過光に分離され、透過光は、さらに全反射面１２
６ｅによって全反射される。そして、反射光と透過光
は、ともに、複合レンズ上の凹レンズ１２５ｅによって
スポット径を調整され、光検出素子１２７によって受光
される。
【００７１】このようにして受光された光信号をもと
に、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号、
ランドグルーブ判別信号等のサーボ信号、及びＲＦ信号
が生成され、情報の再生、及びディスク上の光スポット
の制御が行われる。光検出素子上におけるスポットと受
光部との関係を図１６（Ｂ）（Ｃ）に示している。この
ような構成の光検出素子１２０における各信号は以下の
ようになる。まず、フォーカスエラー信号、トラッキン
グエラー信号、ランドグルーブ判別信号は、図１６
（Ｂ）に示すような受光部１２７Ａ、１２７Ｂ、１２７
Ｃ、１２７Ｄ、１２７Ｅにより、上述した第２〜第４実
施例の場合と同様の式によって検出される。また、図１
６（Ｃ）に示すＲＦ信号の検出用受光部１２７Ｆの出力
をＲＦとすると、ＲＦ信号は、ＲＦ信号＝ＲＦの式で検
出できる。さらに、図１６（Ｃ）に示すＤＰＤ法による
トラッキング信号の検出用受光部１２７Ｇの４分割受光
領域の出力をｕ、ｖ、ｘ、ｗとすると、ＤＰＤ信号は、 ＤＰＤ信号＝（ｕ＋ｗ）と（ｖ＋ｘ）の位相差信号 の式で検出できる。これにより、ＲＦ信号が単独のフォ
トディテクタ（ＰＤ）から生成可能となり、ＲＦ信号の
低ノイズ化、広帯域化が可能となる。また、ＤＰＤ信号
の検出が可能となる。
【００７２】図１７は、本実施の形態における受発光素
子の他の例（第８実施例）を示す構成図である。次に、
この受発光素子１３０の光路を簡単に説明する。まず、
光源１３１を出射した光は、ミラープリズム１３２によ
って光路を折り曲げられ、基板１３３上のアパーチャを
通過し、半波長板１３４によって偏光方向を回転され、
複合レンズ１３５に入射する。そして、この複合レンズ
１３５上の光回折素子１３５ａによって、トラッキング
エラー検出、及びランドグルーブ判別に用いられる３ビ
ームに分離され、複合レンズ上のカップリングレンズ１
３５ｂによって、複合プリズム１３６、コリメータ８１
に入射するＮＡを小さく変換され、複合レンズ１３６の
偏光ビームスプリッタ膜１３６ａ（Ｐ偏光は透過、Ｓ偏
光は反射となされている）をＰ偏光として透過し、コリ
メータ８１へと向かう。
【００７３】光ディスクから反射されて戻ってきた光ビ
ームは再びコリメータ８１によって収束光に変換された
後、複合プリズム１３６の偏光ビームスプリッタ膜１３
６ａをＳ偏光として反射し、ハーフミラー１３６ｂによ
って一部は反射、一部は透過光に分離される。反射した
光は、複合レンズ上のシリンドリカルレンズ１３５ｃに
よってディスク上のトラック方向を横断する方向（Ｒａ
ｄｉａｌ方向）に対応する方向にのみ合焦位置を延長さ
れ、複合レンズ９５上のホログラム素子１３５ｄによっ
てフォーカスエラー信号をスポットサイズ法によって検
出するために、Ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ方向にのみ合焦位
置をシフトされた±１次光と、ＲＦ信号検出、トラッキ
ングエラー信号、及びランドグルーブ判別信号検出を行
うための０次光とに分離され、光検出素子１３７によっ
て受光される。ハーフミラー１３６ｂを透過した光は、
全反射面１３６ｅによって全反射され、複合レンズ上の
凹レンズ９５ｅによって合焦位置を調整され、分割型ホ
ログラム素子１３５ｇによってＲＦ信号を検出するため
の０次光と、ＤＰＤ信号を検出するための±１次光とに
分離され、光検出素子９７によって集光される。
【００７４】図１８は、分割型ホログラム素子１３５ｇ
の構成を示す斜視図である。分割型ホログラム素子１３
５ｇの各分割領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの透過光は、図示のよ
うに組み合わせで、ＲＦ信号の検出用受光部１３７Ｆと
ＤＰＤ信号検出用の各受光部１３７Ｇ、１３７Ｈ、１３
７Ｉ、１３７Ｊに受光する。すなわち、受光部１３７Ｇ
には、分割型ホログラム素子１３５ｇの分割領域Ａ、Ｃ
を透過した−１次光が受光され、受光部１３７Ｈには、
分割型ホログラム素子１３５ｇの分割領域Ｂ、Ｄを透過
した−１次光が受光される。また、受光部１３７Ｉに
は、分割型ホログラム素子１３５ｇの分割領域Ｂ、Ｄを
透過した＋１次光が受光され、受光部１３７Ｊには、分
割型ホログラム素子１３５ｇの分割領域Ａ、Ｃを透過し
た＋１次光が受光される。
【００７５】このような構成の光検出素子１３０におけ
る各信号は以下のようになる。まず、フォーカスエラー
信号、トラッキングエラー信号、ランドグルーブ判別信
号は、図１７（Ｂ）に示すような受光部１３７Ａ、１３
７Ｂ、１３７Ｃ、１３７Ｄ、１３７Ｅにより、上述した
第２〜第４実施例の場合と同様の式によって検出され
る。また、図１７（Ｃ）に示すＲＦ信号の検出用受光部
１３７Ｆの出力をＲＦとすると、ＲＦ信号は、ＲＦ信号
＝ＲＦの式で検出できる。さらに、図１７（Ｃ）に示す
ＤＰＤ法によるトラッキング信号の検出用受光部受光部
１３７Ｇ、１３７Ｊの出力の和をＡＣ、受光部１３７
Ｈ、１３７Ｉの出力の和をＢＣとすると、ＤＰＤ信号
は、 ＤＰＤ信号＝出力ＡＣと出力ＢＤの位相差信号 の式で検出できる。
【００７６】また、図１６の受発光素子とほぼ同等な構
成によって、光磁気記録媒体に対応した受発光素子を実
現することも可能である。図１９は、この場合の光ヘッ
ドの一例（第９実施例）を示す構成図である。この場合
は、ＲＦ、ＤＰＤ検出用の２つのスポットに分割してい
たのを、光磁気差動検出用の２つのスポット（ＲＦ−Ｍ
Ｏ）に分割するような構成となるようにし、また、光磁
気用に複合プリズム１３６’の膜特性を最適化するだけ
で、簡単に実現することが可能である。なお、光検出素
子１４０の受光部は、図１９（Ｂ）（Ｃ）に示すよう
に、サーボ信号検出用の受光部１４０Ａ〜１４０Ｅは図
１６、図１７の例と同様の構成であり、ＲＦ信号につい
ては上述した２つのスポット（ＲＦ−ＭＯ）を検出する
受光部１４０Ｆ、１４０Ｇを有する構成となっている。
【００７７】以上のように、本実施の形態によれば、デ
ィスクリート光学系においてスポットサイズ法をとる場
合でも、部品点数の削減、調整工数の削減、光ヘッドの
小型化、低コスト化が実現可能となる。また、集積光学
系において、部品の製造精度、組立精度のばらつきによ
る、光検出素子上での受光部とスポットとの位置ずれが
あった場合にも、プッシュプル信号に大きなオフセット
を生じることなく、安定的な信号検出が可能となる。そ
の結果、構成部品に対する製造精度や、組立精度を必要
以上に厳しくしなくても、スポットの分離や分割が容易
な光学構成が実現され、それによって、小型、低コスト
で、特性の安定した光ヘッド、光記録媒体記録再生装置
を提供することが可能となる。
【００７８】また、フォーカスエラー検出方向に、そう
でない方向より大きなパワーを持たせるようなホログラ
ム素子を用いることにより、ホログラム素子の横ずれに
強くなり、また、スポットサイズ検出用のスポット形状
の対称性をよくすることで、ホログラム素子の格子ピッ
チを小さくでき、また、ＴＲＫ／ＣＴＳ信号検出方向の
スポット径を大きくできることで、デフォーカスや、受
光部とスポットとの位置ずれに対して特性劣化の少ない
受発光素子や光ヘッドが実現できる。また、往複路とも
にアナモルフィックプリズム等の倍率差発生手段を透過
するようにすることによって、デフォーカスによる、ト
ラッキングエラー／ランドグルーブ判別信号の特性変化
を小さくすることが可能となるとともに、そのための３
つのスポットの光検出素子上での分離をより大きくする
ことができ、設計の自由度が増すことができる。
【００７９】なお、本発明は以上の実施例に限定され
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種種の応用及び変
形が考えられる。例えば、スポット形状補正手段とし
て、シリンドリカルレンズやトーリックレンズを用いて
いるが、これ以外にも、同様の効果を有するホログラム
等を用いても構わない。このような構成においても、上
述した各構成例と同様の効果が実現されるものである。
【００８０】
【発明の効果】以上説明したように本発明の光ヘッドで
は、対物レンズと光検出手段との間に戻り光スポット形
状補正手段を設け、反射光ビームが光検出手段上に形成
するスポット群の一部または全てに対し、光記録媒体上
のトラックに沿った方向に対応する方向よりも、トラッ
クを横切る方向に対応する方向のスポット径が大きくな
るようにした。このため、分岐プリズムが不要で、さら
に光検出手段も１個で済み、部品点数が削減でき、光検
出手段の調整工程も簡略化され、さらに小型化やコスト
削減を達成できる。したがって、例えばディスクリート
光学系においてスポットサイズ法をとる場合でも、部品
点数の削減、調整工数の削減、光ヘッドの小型化、低コ
スト化、特性の安定が実現可能となる。
【００８１】また、本発明の受発光素子では、光分離手
段と光検出手段との間に戻り光スポット形状補正手段を
設け、反射光ビームが光検出手段上に形成するスポット
群の一部または全てに対し、光記録媒体上のトラックに
沿った方向に対応する方向よりも、トラックを横切る方
向に対応する方向のスポット径が大きくなるようにし
た。このため、部品点数が削減でき、光検出手段の調整
工程も簡略化され、さらに小型化やコスト削減を達成で
きる。また、部品の製造精度、組立精度のばらつきによ
る光検出素子上での受光部とスポットとの位置ずれがあ
った場合にも、プッシュプル信号に大きなオフセットを
生じることなく、安定な信号検出が可能となる。このた
め、構成部品に対する製造精度や、組立精度を必要以上
に厳しくしなくても、スポットの分離や分割が容易な光
学構成が実現され、この結果、小型かつ低コストで、特
性の安定した受発光素子を提供することが可能となる。
【００８２】本発明の光記録媒体記録再生装置では、光
ヘッドの対物レンズと光検出手段との間に戻り光スポッ
ト形状補正手段を設け、反射光ビームが光検出手段上に
形成するスポット群の一部または全てに対し、光記録媒
体上のトラックに沿った方向に対応する方向よりも、ト
ラックを横切る方向に対応する方向のスポット径が大き
くなるようにした。このため、分岐プリズムが不要で、
さらに光検出手段も１個で済み、部品点数が削減でき、
光検出手段の調整工程も簡略化され、さらに小型化やコ
スト削減を達成できる。したがって、例えばディスクリ
ート光学系においてスポットサイズ法をとる場合でも、
部品点数の削減、調整工数の削減、光ヘッドの小型化、
低コスト化、特性の安定が実現可能となる。
【００８３】また、本発明の光記録媒体記録再生装置で
は、受発光素子の光分離手段と光検出手段との間に戻り
光スポット形状補正手段を設け、反射光ビームが光検出
手段上に形成するスポット群の一部または全てに対し、
光記録媒体上のトラックに沿った方向に対応する方向よ
りも、トラックを横切る方向に対応する方向のスポット
径が大きくなるようにした。このため、部品点数が削減
でき、光検出手段の調整工程も簡略化され、さらに小型
化やコスト削減を達成できる。また、部品の製造精度、
組立精度のばらつきによる光検出素子上での受光部とス
ポットとの位置ずれがあった場合にも、プッシュプル信
号に大きなオフセットを生じることなく、安定な信号検
出が可能となる。このため、構成部品に対する製造精度
や、組立精度を必要以上に厳しくしなくても、スポット
の分離や分割が容易な光学構成が実現され、この結果、
小型かつ低コストで、特性の安定した光記録媒体記録再
生装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における受発光素子及び光
ヘッドを組み込んだ光記録媒体記録再生装置の構成を示
すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態による光ヘッドの一例（第
１実施例）を示す構成図である。
【図３】図２に示す光ヘッドに設けられる光検出素子の
一例を示す平面図である。
【図４】図２に示す光ヘッドに設けられる光検出素子の
他の例を示す平面図である。
【図５】本発明の実施の形態による受発光素子を組み込
んだ光ヘッドの一例（第５実施例）を示す斜視図であ
る。
【図６】図５に示す光ヘッドに組み込まれた受発光素子
の一例を示す構成図である。
【図７】図５に示す光ヘッドに組み込まれた受発光素子
の他の例を示す構成図である。
【図８】本発明の実施の形態による光ヘッドの他の例
（第２実施例）を示す構成図である。
【図９】図８に示す光ヘッドに設けられる光検出素子の
２つの例を示す平面図である。
【図１０】図９に示す各光検出素子に用いられるホログ
ラム素子による各スポット光の制御例を示す説明図であ
る。
【図１１】図９に示す各光検出素子に用いられるホログ
ラム素子のパターン例を示す説明図である。
【図１２】本発明の実施の形態による光ヘッドのさらに
他の例（第３実施例）を示す構成図である。
【図１３】図１２に示す光ヘッドに設けられる光検出素
子の一例を示す平面図である。
【図１４】本発明の実施の形態による光ヘッドのさらに
他の例（第４実施例）を示す構成図である。
【図１５】本発明の実施の形態による受発光素子を用い
た光ヘッドの一例（第６実施例）を示す構成図である。
【図１６】本発明の実施の形態における受発光素子の一
例（第７実施例）を示す構成図である。
【図１７】本発明の実施の形態における受発光素子の他
の例（第８実施例）を示す構成図である。
【図１８】図１７に示す受発光素子に設けられる分割型
ホログラム素子の構成を示す斜視図である。
【図１９】光磁気記録媒体に対応した受発光素子を有す
る光ヘッドの一例（第９実施例）を示す構成図である。
【図２０】光記録媒体記録再生装置におけるトラッキン
グ干渉現象を表す説明図である。
【符号の説明】
１……光ヘッド、８……ホログラム素子、９……シリン
ドリカルレンズ、１０……光検出素子、２２……半導体
レーザ素子、２３、２７……コリメータレンズ、２４…
…光回折素子、２５……ビームスプリッタ、２６……対
物レンズ、１１０１……光記録媒体記録再生装置、１１
０２……光ディスク、１１０３……スピンドルモータ、
１１０４……光ヘッド、１１０５……送りモータ、１１
０７……システムコントローラ、１１０８……信号変復
調部及びＥＣＣブロック、１１０９……サーボ制御回
路、１１１１……インタフェース、１１１２……Ｄ／
Ａ，Ａ／Ｄ変換器、１１１３……オーディオ・ビジュア
ル処理部、１１１４……オーディオ・ビジュアル信号入
出力部、１１２０……プリアンプ部、１１３０……外部
コンピュータ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5D118 AA01 AA04 AA06 CA23 CC03 CC12 CD02 CF04 CF08 CG04 CG14 CG21 CG24 DA03 DA11 DA20 DA33 DA35 DA40 DB02 DB04 DB08 DB18 DB27 5D119 AA01 AA04 AA38 EA03 EB04 FA30 FA36 JA06 JA08 JA70 KA41 LB05 LB07 LB11 LB13

Claims (50)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 移動可能に支持された対物レンズと、 光ビームを出射する光源と、 上記光源から出射された光ビームと光記録媒体からの反
    射光ビームとを分離する光分離手段と、 上記光分離手段によって分離された上記光記録媒体から
    の反射光ビームを受光する光検出手段とを有し、 上記対物レンズと上記光検出手段との間に、上記反射光
    ビームが上記光検出手段上に形成するスポット群の一部
    または全てに対し、 光記録媒体上のトラックに沿った方向に対応する方向よ
    りも、トラックを横切る方向に対応する方向のスポット
    径が大きくなるようにする戻り光スポット形状補正手段
    を設けた、 ことを特徴とする光ヘッド。
  2. 【請求項２】 上記反射光ビームが上記光検出手段上に
    形成するスポット群の一部または全ては、光記録媒体上
    のトラックに沿った方向に対応する方向のスポット径が
    略最小となるようになされていることを特徴とする請求
    項１記載の光ヘッド。
  3. 【請求項３】 上記戻り光スポット形状補正手段は、シ
    リンドリカルレンズを含むことを特徴とする請求項１記
    載の光ヘッド。
  4. 【請求項４】 上記戻り光スポット形状補正手段は、ト
    ーリックレンズを含むことを特徴とする請求項１記載の
    光ヘッド。
  5. 【請求項５】 上記戻り光スポット形状補正手段は、ホ
    ログラム素子を含むことを特徴とする請求項１記載の光
    ヘッド。
  6. 【請求項６】 上記戻り光スポット形状補正手段は、上
    記光検出手段と一体化されていることを特徴とする請求
    項１記載の光ヘッド。
  7. 【請求項７】 上記光分離手段と上記光検出手段との間
    に、回折光にパワーをもたせるようになされたホログラ
    ム素子を設け、フォーカスエラー検出をスポットサイズ
    検出により得るようになされたことを特徴とする請求項
    １記載の光ヘッド。
  8. 【請求項８】 上記ホログラム素子は、回折光のフォー
    カスエラー検出に用いる方向にもたせるパワーが、そう
    でない方向にもたせるパワーより大きいことを特徴とす
    る請求項７記載の光ヘッド。
  9. 【請求項９】 上記反射光ビームを受光する上記光検出
    手段は、少なくとも１群以上の分割された受光部を有
    し、その受光部を用いてプッシュプル法によってトラッ
    キングエラー信号、アドレス信号、クロック信号の少な
    くともいずれかを得ることを特徴とする請求項１記載の
    光ヘッド。
  10. 【請求項１０】 上記光分離手段と上記対物レンズとの
    間に倍率差発生手段を設け、上記倍率差発生手段によ
    り、フォーカスエラー検出に用いる方向の倍率が、そう
    でない方向の倍率よりも大きくなるようになされている
    ことを特徴とする請求項１記載の光ヘッド。
  11. 【請求項１１】 上記倍率差発生手段は、アナモルフィ
    ックプリズムを含むことを特徴とする請求項１０記載の
    光ヘッド。
  12. 【請求項１２】 上記光源と上記光分離手段との間に、
    光分離手段に対する入射開口数が小さくなるように変換
    する発散角変換手段を設けたことを特徴とする請求項１
    記載の光ヘッド。
  13. 【請求項１３】 上記発散角変換手段は、カップリング
    レンズを含むことを特徴とする請求項１２記載の光ヘッ
    ド。
  14. 【請求項１４】 光ビームを出射する光源と、 上記光源から出射された光ビームと光記録媒体からの反
    射光ビームとを分離する光分離手段と、 上記光分離手段によって分離された上記光記録媒体から
    の反射光ビームを受光する光検出手段とを有し、 上記光分離手段と上記光検出手段との間に、上記反射光
    ビームが上記光検出手段上に形成するスポット群の一部
    または全てに対し、光記録媒体上のトラックに沿った方
    向に対応する方向よりも、トラックを横切る方向に対応
    する方向のスポット径が大きくなるようにする戻り光ス
    ポット形状補正手段を設けた、 ことを特徴とする受発光素子。
  15. 【請求項１５】 上記戻り光スポット形状補正手段は、
    シリンドリカルレンズを含むことを特徴とする請求項１
    ４記載の受発光素子。
  16. 【請求項１６】 上記戻り光スポット形状補正手段は、
    トーリックレンズを含むことを特徴とする請求項１４記
    載の受発光素子。
  17. 【請求項１７】 上記戻り光スポット形状補正手段は、
    ホログラム素子を含むことを特徴とする請求項１４記載
    の受発光素子。
  18. 【請求項１８】 上記光分離手段と上記光検出手段との
    間に、回折光にパワーをもたせるようになされたホログ
    ラム素子を設け、フォーカスエラー検出をスポットサイ
    ズ検出により得るようになされたことを特徴とする請求
    項１４に記載の受発光素子。
  19. 【請求項１９】 上記ホログラム素子は、回折光のフォ
    ーカスエラー検出に用いる方向にもたせるパワーが、そ
    うでない方向にもたせるパワーより大きいことを特徴と
    する請求項１８記載の受発光素子。
  20. 【請求項２０】 上記反射光ビームを受光する上記光検
    出手段は、少なくとも１群以上の分割された受光部を有
    し、その受光部を用いてプッシュプル法によってトラッ
    キングエラー信号、アドレス信号、クロック信号の少な
    くともいずれかを得ることを特徴とする請求項１４記載
    の受発光素子。
  21. 【請求項２１】 光記録媒体に集光して照射する際に、
    対物レンズとの間に倍率差発生手段を設け、上記倍率差
    発生手段により、フォーカスエラー検出に用いる方向の
    倍率が、そうでない方向の倍率よりも大きくなるように
    なされていることを特徴とする請求項１４記載の受発光
    素子。
  22. 【請求項２２】 上記倍率差発生手段は、アナモルフィ
    ックプリズムを含むことを特徴とする請求項２１記載の
    受発光素子。
  23. 【請求項２３】 上記光源と上記光分離手段との間に、
    光分離手段に対する入射開口数が小さくなるように変換
    する発散角変換手段を設けたことを特徴とする請求項１
    ４記載の受発光素子。
  24. 【請求項２４】 上記発散角変換手段は、カップリング
    レンズを含むことを特徴とする請求項２３記載の受発光
    素子。
  25. 【請求項２５】 上記光分離手段から光検出手段に達す
    る光路が少なくとも２群あり、一方の光路でフォーカス
    エラー検出とプッシュプル検出を行い、他方の光路でＤ
    ＰＤ検出を行うことを特徴とする請求項１４記載の受発
    光素子。
  26. 【請求項２６】 光記録媒体を回転駆動する駆動手段
    と、 回転する光記録媒体に対して移動可能に支持された対物
    レンズを介して光を照射し、上記光記録媒体の信号記録
    面からの反射光ビームを上記対物レンズを介して光検出
    手段により検出する光ヘッドと、 光検出手段からの検出信号に基づいて再生信号を生成す
    る信号処理回路と、 光検出手段からの検出信号に基づいて上記対物レンズを
    移動させるサーボ回路とを有する光記録媒体記録再生装
    置において、 上記光ヘッドは、光ビームを出射する光源と、 上記光源から出射された光ビームと光記録媒体からの反
    射光ビームとを分離する光分離手段と、 上記光分離手段によって分離された上記光記録媒体から
    の反射光ビームを受光する光検出手段とを有し、 上記対物レンズと上記光検出手段との間に、上記反射光
    ビームが上記光検出手段上に形成するスポット群の一部
    または全てに対し、 光記録媒体上のトラックに沿った方向に対応する方向よ
    りも、トラックを横切る方向に対応する方向のスポット
    径が大きくなるようにする戻り光スポット形状補正手段
    を設けた、 ことを特徴とする光記録媒体記録再生装置。
  27. 【請求項２７】 上記光ヘッドは、上記反射光ビームが
    上記光検出手段上に形成するスポット群の一部または全
    てが、光記録媒体上のトラックに沿った方向に対応する
    方向のスポット径が略最小となるようになされているこ
    とを特徴とする請求項２６記載の光記録媒体記録再生装
    置。
  28. 【請求項２８】 上記光ヘッドの戻り光スポット形状補
    正手段は、シリンドリカルレンズを含むことを特徴とす
    る請求項２６記載の光記録媒体記録再生装置。
  29. 【請求項２９】 上記光ヘッドの戻り光スポット形状補
    正手段は、トーリックレンズを含むことを特徴とする請
    求項２６記載の光記録媒体記録再生装置。
  30. 【請求項３０】 上記光ヘッドの戻り光スポット形状補
    正手段は、ホログラム素子を含むことを特徴とする請求
    項２６記載の光記録媒体記録再生装置。
  31. 【請求項３１】 上記光ヘッドの戻り光スポット形状補
    正手段は、上記光検出手段と一体化されていることを特
    徴とする請求項２６記載の光記録媒体記録再生装置。
  32. 【請求項３２】 上記光ヘッドの上記光分離手段と上記
    光検出手段との間に、回折光にパワーをもたせるように
    なされたホログラム素子を設け、フォーカスエラー検出
    をスポットサイズ検出により得るようになされたことを
    特徴とする請求項２６記載の光記録媒体記録再生装置。
  33. 【請求項３３】 上記ホログラム素子は、回折光のフォ
    ーカスエラー検出に用いる方向にもたせるパワーが、そ
    うでない方向にもたせるパワーより大きいことを特徴と
    する請求項３２記載の光記録媒体記録再生装置。
  34. 【請求項３４】 上記光ヘッドは、上記反射光ビームを
    受光する上記光検出手段が、少なくとも１群以上の分割
    された受光部を有し、その受光部を用いてプッシュプル
    法によってトラッキングエラー信号、アドレス信号、ク
    ロック信号の少なくともいずれかを得ることを特徴とす
    る請求項２６記載の光記録媒体記録再生装置。
  35. 【請求項３５】 上記光ヘッドの上記光分離手段と上記
    対物レンズとの間に倍率差発生手段を設け、上記倍率差
    発生手段により、フォーカスエラー検出に用いる方向の
    倍率が、そうでない方向の倍率よりも大きくなるように
    なされていることを特徴とする請求項２６記載の光記録
    媒体記録再生装置。
  36. 【請求項３６】 上記倍率差発生手段は、アナモルフィ
    ックプリズムを含むことを特徴とする請求項３５記載の
    光記録媒体記録再生装置。
  37. 【請求項３７】 上記光ヘッドの上記光源と上記光分離
    手段との間に、光分離手段に対する入射開口数が小さく
    なるように変換する発散角変換手段を設けたことを特徴
    とする請求項２６記載の光記録媒体記録再生装置。
  38. 【請求項３８】 上記発散角変換手段は、カップリング
    レンズを含むことを特徴とする請求項３７記載の光記録
    媒体記録再生装置。
  39. 【請求項３９】 光記録媒体を回転駆動する駆動手段
    と、 回転する光記録媒体に対して移動可能に支持された対物
    レンズを介して光を照射し、上記光記録媒体の信号記録
    面からの反射光ビームを上記対物レンズを介して光検出
    手段により検出する光ヘッドと、 光検出手段からの検出信号に基づいて再生信号を生成す
    る信号処理回路と、 光検出手段からの検出信号に基づいて上記対物レンズを
    移動させるサーボ回路とを有する光記録媒体記録再生装
    置において、 上記光ヘッドは、光ビームを出射する光源と、 上記光源から出射された光ビームと光記録媒体からの反
    射光ビームとを分離する光分離手段と、 上記光分離手段によって分離された上記光記録媒体から
    の反射光ビームを受光する光検出手段とを有し、 上記光分離手段と上記光検出手段との間に、上記反射光
    ビームが上記光検出手段上に形成するスポット群の一部
    または全てに対し、光記録媒体上のトラックに沿った方
    向に対応する方向よりも、トラックを横切る方向に対応
    する方向のスポット径が大きくなるようにする戻り光ス
    ポット形状補正手段を設けた受発光素子を具備してい
    る、 ことを特徴とする光記録媒体記録再生装置。
  40. 【請求項４０】 上記光ヘッドの戻り光スポット形状補
    正手段は、シリンドリカルレンズを含むことを特徴とす
    る請求項３９記載の光記録媒体記録再生装置。
  41. 【請求項４１】 上記光ヘッドの戻り光スポット形状補
    正手段は、トーリックレンズを含むことを特徴とする請
    求項３９記載の光記録媒体記録再生装置。
  42. 【請求項４２】 上記光ヘッドの戻り光スポット形状補
    正手段は、ホログラム素子を含むことを特徴とする請求
    項３９記載の光記録媒体記録再生装置。
  43. 【請求項４３】 上記受発光素子は、上記光分離手段と
    上記光検出手段との間に、回折光にパワーをもたせるよ
    うになされたホログラム素子を設け、フォーカスエラー
    検出をスポットサイズ検出により得るようになされたこ
    とを特徴とする請求項３９記載の光記録媒体記録再生装
    置。
  44. 【請求項４４】 上記ホログラム素子は、回折光のフォ
    ーカスエラー検出に用いる方向にもたせるパワーが、そ
    うでない方向にもたせるパワーより大きいことを特徴と
    する請求項４３記載の光記録媒体記録再生装置。
  45. 【請求項４５】 上記受発光素子は、上記反射光ビーム
    を受光する上記光検出手段が、少なくとも１群以上の分
    割された受光部を有し、その受光部を用いてプッシュプ
    ル法によってトラッキングエラー信号、アドレス信号、
    クロック信号の少なくともいずれかを得ることを特徴と
    する請求項３９記載の光記録媒体記録再生装置。
  46. 【請求項４６】 上記受発光素子は、光記録媒体に集光
    して照射する際に、対物レンズとの間に倍率差発生手段
    を設け、上記倍率差発生手段により、フォーカスエラー
    検出に用いる方向の倍率が、そうでない方向の倍率より
    も大きくなるようになされていることを特徴とする請求
    項３９記載の光記録媒体記録再生装置。
  47. 【請求項４７】 上記倍率差発生手段は、アナモルフィ
    ックプリズムを含むことを特徴とする請求項４６記載の
    受発光素子。
  48. 【請求項４８】 上記受発光素子は、上記光源と上記光
    分離手段との間に、光分離手段に対する入射開口数が小
    さくなるように変換する発散角変換手段を設けたことを
    特徴とする請求項３９記載の光記録媒体記録再生装置。
  49. 【請求項４９】 上記発散角変換手段は、カップリング
    レンズを含むことを特徴とする請求項４８記載の受発光
    素子。
  50. 【請求項５０】 上記受発光素子は、上記光分離手段か
    ら光検出手段に達する光路が少なくとも２群あり、一方
    の光路でフォーカスエラー検出とプッシュプル検出を行
    い、他方の光路でＤＰＤ検出を行うことを特徴とする請
    求項３９記載の光記録媒体記録再生装置。
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