JP2645440B2 - ハイブリッド光素子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は光ディスクや光カード等の光学式情報記録
媒体にレーザ光を照射することにより情報の記録／再生
を行う光学式ヘッドに適用するに好適な、光源と光検知
器を一体に構成したハイブリッド光素子に関するもので
ある。

［従来の技術］ 第４図はハイブリッド光素子を用いた周知の光ヘッド
の構成図で、同図（ａ）は断面図、同（ｂ）は光スポッ
トの集光状態の説明図、同（ｃ）はフォーカシング・エ
ラー及びトラッキング・エラーの検出方法の説明図、同
（ｄ）はビーム・スプリッタの回折格子の平面図であ
る。

各図において、（１）は半導体レーザ・チップで構成
されレーザ光源となるレーザ・ダイオード、（２）はレ
ーザ・ダイオード（１）から出射される出射光束、
（４）はレーザ・ダイオード（１）からの出射光束
（２）を第１の反射面（4a）で反射させて集光レンズ
（５）に入射させる平板状のビーム・スプリッタ、
（６）は集光レンズ（５）を透過した光束の集光点付近
に置かれた光学式情報記録媒体である光ディスク、
（７）は光ディスク（６）に記録された情報のピット列
から形成される情報トラックである。集光レンズ（５）
からの光束は光ディスク（６）上に集光スポット（３）
を形成する。

また、（10）は光ディスク（６）によって反射され集
光レンズ（５）を通じてビーム・スプリッタ（４）に導
かれ、ビーム・スプリッタ（４）の第１の反射面（4a）
を透過し、ビーム・スプリッタ（４）の第２の反射面
（4b）で反射され、しかる後に更に第１の反射面（4a）
を透過して戻ってくる反射光束（2A）を受光する光検知
器である。ちなみに、光検知器（10）は複数個の光検知
ブロックを有し、第４図（ｃ）に示すように光検知部
（10a）、（10b）、（10c）、（10d）、（10e）、（10
f）が配置される。そして、光検知部（10e）、（10f）
の出力信号によって集光スポット（３）を情報トラック
（７）上に正確に追従させるためのトラッキング・エラ
ー信号TEが作られる。また、光検知部（10a）、（10
b）、（10c）、（10d）の出力信号によって集光スポッ
ト（３）を情報トラック（７）の上に正確に結像させる
ためのフォーカシング・エラー信号FEが作られる。

ちなみに、ビーム・スプリッタ（４）の第１の反射面
（4a）には第４図（ｄ）に示すように回折格子が形成さ
れており、従って、光ディスク（６）上に集光照射され
る集光スポット（３）は第４図（ｂ）に示すように、情
報トラック（７）に対して３個の集光スポット（3o）、
（3e）、（3f）が形成される。

更に、（８）はハイブリッド光素子本体（14）の基盤
を構成するステム（９）上に配され、レーザ・ダイオー
ド（１）及び光検知器（10）を載置する放熱ブロック、
（13）はハイブリッド光素子本体（14）に信号を入出力
するリードである。

次に動作について説明する。

レーザ・ダイオード（１）を出射した出射光束（２）
はビーム・スプリッタ（４）の第１の反射面（4a）にて
反射された後、集光レンズ（５）によって光ディスク
（６）の情報トラック（７）面上に集光され集光スポッ
ト（３）を形成する。光ディスク（６）上に集光した光
は光ディスク（６）によって反射され集光レンズ（５）
を通じてビーム・スプリッタ（４）に導かれ、ビーム・
スプリッタ（４）の第１の反射面（4a）を透過し、ビー
ム・スプリッタ（４）の第２の反射面（4b）で反射さ
れ、しかる後に更に第１の反射面（4a）を透過して反射
光束（2A）として光検知器（10）に受光される。

従って、ビーム・スプリッタ（４）から反射される反
射光束は、周知のように非点収差、つまり子午光線、球
欠光線に対して別々の焦線を形成する収差が与えられ
る。

ここで、ビーム・スプリッタ（４）の第１の反射面
（4a）と第２の反射面（4d）が平行で、厚みをｔ、屈折
率をｎ、第１の反射面（4a）への入射角をθ（rad）と
すると、非点隔差Δは（１）式で表される。

非点収差が与えられたビーム・スプリッタ（４）から
の反射光束（2A）はレーザ・ダイオード（１）の出射光
束（２）に対して逆方向にかつ平行に進行し、また図中
に一点鎖線で示される主光束は ΔＡ＝２×ｔ×tanθ′×cosθ ……（２） のずれをもって光検知器（10）に入射する。ここで、
θ′は ｎ×sinθ′＝sinθ ……（３） を満足するような値である。

以上のような構成を有する光学式のヘッドにおいて
は、集光スポット（３）は第４図（ｂ）に示すように、
情報トラック（７）に対して３個の集光スポット（3
o）、（3e）、（3f）となり、その中の集光スポット（3
o）が光検知器（10）の中心部に形成される。光検知器
（10）は光ディスク（６）上の集光スポット（3o）が合
焦点状態にある時に光ディスク（６）から反射された光
束が第４図（ｃ）に示されるように最小錯乱円（11）と
なるような光軸方向位置に配置される。そして、この光
検知器（10）は４つの領域に分割された光検知部（10
a）、（10b）、（10c）、（10d）を有しており、これら
の各検知部で入射光束量を検知する。そして、情報トラ
ック（７）上にピット形成された情報によって変調され
た反射光束を光検知器（10）の光検知部（10a）、（10
b）、（10c）、（10d）で検出することによって光ディ
スク（６）上に光学的に書き込まれた情報を読み出すこ
とができる。

周知のように、集光スポット（3o）は焦点ずれが生じ
た時に光検知器（10）で歪んだスポット（12）となるの
で対角線方向において対向する検知部の和を取り対向検
知部対同士の差分出力を演算することにより集光スポッ
ト（3o）の焦点ずれを検出することができる。

すなわち、光検知器（10）の光検知部（10a）、（10
b）、（10c）、（10d）の対向するものの出力の和をと
り、各和の差出力FEは、 FE＝｛（10a）＋10c）｝ −｛（10b）＋｛（10d）｝ ……（４） となり、この演算出力信号はフォーカシング・エラー信
号FEとして導出され、図示しないフォーカス・アクチュ
エータにより光ディスク（６）上の集光スポット（3o）
の焦点ずれが補正される。

この場合の焦点ずれ検出方法は非点収差法であり、第
４図（ｃ）に示されるように、光ディスク（６）上の集
光スポット（３）が合焦点状態の時は最小錯乱円（11）
となって、略々円形の状態となるが、光ヘッドと光ディ
スク（６）の距離の変化により焦点ずれが起ると光検知
器（10）上のスポットが縦長または横長の楕円型のスポ
ット（12）に変形する。従って、この変形した楕円型の
スポット（12）を電気的に検出することにより、焦点の
位置ずれを検出することができる。

一方、先にも述べたようにビーム・スプリッタ（４）
の第１の反射面（4a）には第４図（ｄ）に示すようなパ
ターンの回折格子が形成されており、このような回折格
子に入射するレーザ・ダイオード（１）からの出射光束
（２）は反射時にｚ方向に３つの光束に分かれる。情報
トラック（７）はｚ方向に並列に並んでおり、従って、
第４図（ｂ）に示すように、３つの光束は光ディスク
（６）上で３つの集光スポット（3o）、（3e）、（3f）
になる。この３つの集光スポット（3o）、（3e）、（3
f）は光ディスク（６）上で反射されると、それぞれ第
２図（ｃ）に示すように、光検知器（10）の４つの光検
知部（10a）、（10b）、（10c）、（10d）の中心部及び
光検知部（10e）、（10f）で受光される。そして、集光
スポット（3o）が対応する情報トラック（７）からどれ
だけずれているかを示すトラッキング・エラー信号TEは TE＝｛（10e）−（10f）｝ ……（５） により得られる。これは周知のスイン・スポット法であ
り、信号の読み取り及びフォーカッシング制御用の集光
スポット（3o）が情報トラック（７）の上に正確に照射
された時に、光検知器（10）の光検知部（10e）、（10
f）の反射光受光強度が等しくなることを利用してい
る。

係る光ヘツドに用いられるハイブリッド光素子は以上
のように構成されているので、レーザ・ダイオード
（１）と光検知器（10）が近接して配されるため光ヘッ
ドの小型化に有利である。

光学式ヘッドの構成例としては、集光レンズの横倍率
を1/5とし、光ディスク（６）の面振れをフォーカシン
グ制御するリニア制御範囲を10μｍとすると、必要な非
点隔差ΔＡは500μｍである。この時、（１）式よりθ
＝45゜、ｎ＝1.5とすると、ｔ＝1.1mmの平板形のビーム
・スプリッタ（４）を使用することになる。この時、レ
ーザ・ダイオード（１）からの出射光束（２）と光検知
器（10）への入射光束（2A）の間隔はわずか0.83mmとし
かならず、レーザ・ダイオード（１）と光検知器（10）
を別々のパッケージに収納することはほとんど不可能で
あり、従って、レーザ・ダイオード（１）と光検知器
（10）を一個のパッケージに収容したハイブリッド光素
子本体（14）が用いられる。

第５図は係る観点から構成された従来のハイブリッド
光素子の構成図で、同図（ａ）は縦断面図、同図（ｂ）
は平面図である。

各図において、（30）はレーザ・ダイオード（１）や
光検知器（10）を格納するパッケージでレーザ・ダイオ
ード（１）からの出射光束（２）や光検知器（10）への
入射光束（2A）はパッケージの一部を構成する窓ガラス
（19）を介して入出射する。（８）は銀や銅等の熱伝導
性の高い材料で構成され、サブマウント（18）を介して
レーザ・ダイオード（１）の側面に保持すると共に絶縁
材（17）を介して光検知器（10）を接着保持し、レーザ
・ダイオード（１）から発生する熱を放散する。この放
熱ブロック（８）はステム（９）上に取り付けられるか
または一体に形成されている。（16）はステム（９）に
対して垂直に出射されるレーザ・ダイオード（１）から
の出射光束（２）の出射パワーを検知するモニタ用検知
器である。

一方、光検知器（10）として用いられる素子はピン・
フォト・ダイオード・チップで、絶縁材（17）を介して
放熱ブロック（８）上にマウントされるが、これは反射
光束（2A）を略々垂直に受光するためであり、レーザ・
ダイオード（１）をマウントする面に対して垂直な関係
となる。光検知器（10）はセラミック板等の絶縁材（1
7）を介して放熱ブロック（８）に接着されるが、これ
は放熱ブロック（８）と電気的に遮断するためであり、
これによってレーザ・ダイオード（１）とは独立に光検
知器（10）に逆バイアス電圧を印加して光電流を取り出
すことができる。

ステム（９）は複数本のリード（13）が密封挿入され
ており、光検知器（10）の電極（20）、レーザ・ダイオ
ード（１）及びモニタ用検知器（16）に各々ワイヤー
（15）がボンディングされる。ちなみに、リード（13）
の先頭部のボンディング・パッド部は光検知器（10）の
面と同一方向を向いているので、ワイヤー・ボンディン
グ作業が容易である。

以上のように、レーザ・ダイオード（１）と光検知器
（10）を同一のパッケージに収納し１つのハイブリッド
素子としたため、部品点枢が減少し、光路の構成を簡素
化できるとともに小型化が実現される。

ところが、上述のような構成を有するハイブリッド光
素子はレーザ・ダイオード（１）と光検知器（10）は非
常に近接した位置に配置されるので、光検知器（10）に
対しては光ディスク（６）からの入射光束（2A）だけで
なく、レーザ・ダイオード（１）からの直接光が一部の
光検知部で受光され、例えばトラッキング制御信号や、
フォーカシング制御信号に誤差を与えるという問題点が
ある。

第６図は従来のハイブリッド光素子の部分断面図であ
るが、レーザ・ダイオード（１）からの出射光束（２）
はｚ方向に出射するが、これはあくまでも主光線であ
り、レーザ・ダイオード（１）からは他にも広い発散光
束が出射しているのが一般的であり、このようなレーザ
・ダイオード（１）からの不要光（23）は光検知器（1
0）の光検知器端（24）で散乱されたりまたは光検知器
端（24）を透過して、光検知器（10）の光検知部、例え
ば光検知器部（10e）に受光されてしまう。このような
レーザ・ダイオード（１）からの直接の不要光（23）は
光検知器端（24）に近いほど受光され易い。

このような不要光（23）はトラッキング・エラー信号
TEやフォーカシング・エラー信号に重大な影響を及ぼ
す。

先にも述べたように、トラッキング・エラー信号TEは
光検知部（10e）、（10f）の各受光信号の差によって得
られるが、光ディスク（６）上で集光スポット（3o）が
正しく情報トラック（７）上に照射される時に零となる
べき性質のものである。ところが、光検知器（10）の光
検知部（10e）は光検知部（10f）よりも光検知器端（2
4）に近いところに配されるためレーザ・ダイオード
（１）からの不要光（23）の散乱の影響を受け易く、従
って光検知部（10e）と光検知部（10f）の出力差に基づ
くトラッキング・エラー信号TEは、集光スポット（3o）
が情報トラック（７）上に正確に照射されていても零と
はならず、ずれた位置にあるときに零となってしまう。
つまり、トラッキング制御を誤ってしまう。特に、集光
スポット（3e）、（3f）を受光する光検知部（10e）と
光検知部（10f）は面積が大きく、光検知部（10e）は光
検知器端（24）に特に近いため、レーザ・ダイオード
（１）からの直接光に基づく不要光（23）の影響を一段
と受け易い。

一方、フォーカシング制御信号TEは光検出器（10）の
光検知部（10a）、（10b）、（10c）、（10d）の各出力
を演算して得ているが、光検知部（10c）がレーザ・ダ
イオード（１）からの不要光（23）の影響を最も受け易
い光検知器端（24）に近い位置にあるので、光検知部
（10a）と光検知部（10c）の出力和ならびに光検知部
（10b）と光検知部（10d）の出力和の差信号に基づくフ
ォーカシング・エラー信号FEは、集光スポット（3o）が
情報トラック（７）上に正確に合焦しており、光検知器
（10）上で最小錯乱円（11）となっていても零とはなら
ず、非合焦点位置にあるときに零となってしまう。つま
り、フォーカシング制御を誤ってしまう。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来のハイブリッド光素子は以上のように構成されて
いるので、レーザ・ダイオード等の光源からの直接光の
散乱光がトラッキング制御やフォーカシング制御のため
の光検知器に入射してしまうため、制御のための差動演
算の結果に誤りを生じさせ、正しい情報の記録や再生を
起うことができず、このハイブリッド光素子を用いた光
情報記録再生装置の性能を劣化させてしまうという問題
点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、レーザ・ダイオード等の光源と光検知器を
同一のパッケージ内に収納してハイブリッド化しなが
ら、光源からの直接光が光検知器を構成する複数の光検
知部の機能的に対を成す光検知器に均等に入射するよう
に光源から等しい距離に配置することによって不要散乱
光の影響を無くし、正確なトラッキング信号やフォーカ
シング制御信号を得ることを可能としたハイブリッド光
素子を得ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係るハイブリッド光素子は、レーザダイオ
ードと複数の受光領域を有する光検知器を同一パッケー
ジ内に収納したハイブリッド光素子において、前記レー
ザダイオードと光検知器は同一ヒートシンクブロックに
取り付けられ、前記レーザダイオードからの出射光軸と
略垂直な面に受光領域面を配し、前記受光領域面は前記
レーザダイオードより出射方向前方に配され、かつ、機
能的に対を成す受光領域を前記レーザダイオードより同
じ距離になるように配したことを特徴とする。

また、機能的に対を成す受光領域が等しい受光面積を
有することを特徴とする。

［作用］ この発明におけるハイブリッド光素子は、光源手段か
らの直接光が近接して配される受光手段を構成する複数
の受光領域の中で機能的に対を成す領域に均等に入射す
るようにして、不要光の影響が無視できるようにしてい
る。

［実施例］ 以下、この発明の実施例を図について説明する。

第１図はこの発明の一実施例に係るハイブリッド光素
子の構成図であり、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は
集光スポットの集光状態の説明図、同図（ｃ）はビーム
・スプリッタの回折格子パターンの平面図である。

各図の構成において、レーザ・ダイオード（１）から
の出射光束（２）はビーム・スプリッタ（４）、集光レ
ンズ（５）を介して光ディスク（６）面上に集光し、こ
こで反射され、集光レンズ（５）、ビーム・スプリッタ
（４）を介して戻ってきた入射光束（2A）は光検知器
（10）で受光される。レーザ・ダイオード（１）と光検
知器（10）の相対配置は図示の通りで、光検知部（10
e）、（10f）がｘ方向に並ぶように、つまりいずれの光
検知部（10e）、（10f）もレーザ・ダイオード（１）に
対して等距離になるように配置される。この光検知部
（10e）、（10f）はトラッキング・エラー検出のため
に、それぞれの出力の差動出力が用いられるもので、そ
れぞれの面積が等しく機能的に対を成すものである。

係る構成において、このハイブリッド光素子本体（1
4）を用いて第４図（ａ）に示すような光ヘッドを構成
し、ツイン・スポット法によるトラッキング制御を行お
うとする場合、ビーム・スプリッタ（４）の第１の反射
面（4a）に形成される回折格子は第１図の（ｃ）に示す
ような格子パターンに形成される。その結果、入射光束
（2A）による集光スポットはｘ方向に集光スポット（3
o）、（3e）、（3f）として３個形成される。一方、光
ディスク（６）上の情報トラック（７）はｘ方向に平行
に並ぶように配されるため、３個の集光スポット（3
o）、（3e）、（3f）は情報トラック（７）に対して第
１図（ｂ）に示すように形成される。そして、集光スポ
ット（3e）、（3f）に基づく反射光はトラッキング・エ
ラー検出のために、それぞれ光検知部（10e）、（10f）
に入射する。そして、集光スポット（３）が対応する情
報トラック（７）上に正確に追従しているときに光検知
部（10e）、（10f）に入射する光量が互いに等しくなる
ため、両光検知部（10e）、（10f）の差動出力が例にな
るようにトラッキング制御すればよい。

そして、本実施例の構成によれば、レーザ・ダイオー
ド（１）からの出射光束（２）のうちの不要光（23）が
光検知器（10）の光検知器端（24）で散乱して光検知器
（10）の光検知部（10a）、（10b）、（10c）、（10d）
に入射したとしても、機能的に対を成す光検知部（10
e）、（10f）に入射する不要光（23）は略々等しいた
め、両光検知部（10e）、（10f）の差動出力では不要光
（23）が相殺され、その影響が無視される。その結果、
２つの光検知部（10e）、（10f）からは正確なトラッキ
ング・エラー信号が得られる。

以上のように、この実施例の構成によれば、レーザ・
ダイオード（１）からの出射光束（２）のうち、光検知
器（10）の光検知器端（24）から回り込む不要光（23）
の影響が無視でき、従って、光検知器（10）の光検知部
（10a）、（10b）、（10c）、（10d）、（10e）、（10
f）の各差動出力に基づいてエラー信号を演算しなが
ら、エラーを零とするようなトラッキング制御やフォー
カシング制御を行う光学式の情報記録再生装置におい
て、トラッキング制御系が誤動作するのを防止すること
ができる。

なお、上記実施例ではフォーカシング制御に非点収差
法、トラッキング制御にツインスポット法を用いた場合
を例示したが、複数の光検知領域の差動出力で制御する
方法であれば、この発明のハイブリッド光素子は有効に
適用可能である。

第２図はこの発明のハイブリッド光素子を適用するに
好適な光ヘッドの一例を示すもので、同図（ａ）は側面
図、同図（ｂ）はホログラフィツク・ビーム・スプリッ
タの格子パターン図、同図（ｃ）はこの光ヘッドに適用
される回路構成図である。

各図において、ビーム・スプリッタ（４）はホログラ
フィック・ビーム・スプリッタであり、レーザ・ダイオ
ード（１）からの出射光束（２）に対して、光ディスク
（６）で反射され集光レンズ（５）を介して戻ってくる
入射光束（2A）が微小角θをなすように分離する機能を
有する。また、ビーム・スプリッタ（４）は第２図
（ｂ）に示すようにそれぞれ異なる格子パターンの第１
領域（４−１）と第２領域（４−２）を有し、入射光束
（2A）を半円形の２つの光束に分割する。ビーム・スプ
リッタ（４）で分割された光束は第２図（ｃ）に示すよ
うに、光検知部（10a）、（10b）からなる第１の光検知
領域（10−１）と光検知部（10c）、（10d）からなる第
２の光検知領域（10−２）を有する光検知器（10）上に
集光照射され、集光スポット（11）を形成する。

係る構成において、ビーム・スプリッタ（４）のそれ
ぞれ異なる格子パターンの第１領域（４−１）と第２領
域（４−２）によって回折された入射光束（2A）のう
ち、第１領域（４−１）で回折された入射光束（2a）は
光検知器（10）の第１の光検知領域（10−１）に照射さ
れ、第２領域（４−２）によって回折された入射光束
（2A）は光検知器（10）の第２の光検知領域（10−２）
に照射される。

本例の光ヘッドの構成は、フォーカス制御にフーコー
法を、トラッキング制御にプッシュプル法を採用してい
るが、いずれも良く知られた方法である。以下に各方法
について、第３図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の説明図に従
って説明する。

まずフーコー法によるフォーカス制御を説明する。

レーザ・ダイオード（１）からビーム・スプリッタ
（４）、集光レンズ（５）を通じて光ディスク（６）上
に集光される出射光束（２）が光ディスク（６）上に正
しく集光している場合、光ディスク（６）上で反射され
集光レンズ（５）の通じてビーム・スプリッタ（４）に
導かれ、ここで分割された入射光束（2A）のうち、第１
領域（４−１）で回折された入射光束（2A）は光検知器
（10）の第１の光検知領域（10−１）を構成する光検知
部（10a）、（10b）の分割線上に照射され、第２領域
（４−２）によって回折された入射光束（2A）は光検知
器（10）の第２の光検知領域（10−２）を構成する光検
知部（10c）、（10d）の分割線上に照射され、それぞれ
集光スポット（11）を形成する。このときの集光スポッ
ト（11）の集光状態は第３図（ｂ）に示すように、光検
知部（10a）、（10b）の各入射光は等しく、光検知部
（10c）、（10d）の各入射光も等しい。

これに対して、光ディスク（６）の光軸方向への変位
等によって、光ディスク（６）上の集光スポット（３）
の焦点がずれると、集光スポツト（11）の集光状態は第
３図（ａ）、（ｃ）に示すように、光検知部（10a）、
（10b）の各入射光がアンバランスとなり、光検知部（1
0c）、（10d）の各入射光もアンバランスになる。つま
りフォーカス・エラー信号FEを FE＝｛（10a）＋（10c）｝ −｛（10b）＋（10d）｝ ……（６） の演算を行うことによって得ることができる。従って、
このフォーカス・エラー信号FEを常に零とするように集
光レンズ（５）の位置制御を行うことによって光ディス
ク（６）上には常に良好な集光スポット（３）が得られ
る。

次に、プシュプル法によるトラッキング制御方法を説
明する。

レーザ・ダイオード（１）からの出射光束（２）はビ
ーム・スプリッタ（４）、集光レンズ（５）を介して、
光ディスク（６）の情報トラック（７）上に集光スポッ
ト（３）を形成する。そして、光ディスク（６）上で反
射され、集光レンズ（５）、ビーム・スプリッタ（４）
を通じて戻ってきた入射光束（2A）は、ビーム・スプリ
ッタ（４）で２分割され光検知器（10）上に集光される
が、光ディスク（６）上の集光スポット（３）が情報ト
ラック（７）上に正確に照射されている時に、ビーム・
スプリッタ（４）の第１領域（４−１）で回折された光
検知器（10）の第１の光検知領域（10−１）に入射する
入射光束（2A）とビーム・スプリッタ（４）の第２領域
（４−２）によって回折され光検知器（10）の第２の光
検知領域（10−２）に入射する入射光束（2A）が等しく
なるようにビーム・スプリッタ（４）を予め位置決めし
ておくことによって、光ディスク（６）の情報トラック
（７）上の集光スポット（３）のトラッキングずれを光
検知器（10）の第１の光検知領域（10−１）に入射する
入射光量と第２の光検知領域（10−２）に入射する入射
光量の差でとらえることができる。

つまり、トラッキング・エラー信号TEを TE＝｛（10a）＋（10b）｝ −｛（10c）＋（10d）｝ ……（７） の演算を行うことによって得ることができる。従って、
このトラッキング・エラー信号TEを常に零とするように
集光レンズ（５）の位置制御を行うことによって光ディ
スク（６）の情報トラック（７）上に常に集光スポット
（３）を追従させることができる。

ところで、第２図に示した光ヘッドでは、光検知器
（10）の光検知部（10a）と（10d）、光検知部（10b）
と（10c）のそれぞれの位置はレーザ・ダイオード
（１）に対して略々等しい位置に配置されている。この
ため、レーザ・ダイオード（１）からの出射光束（２）
の内、光検知器端（24）からの光検知器10）に漏れ込む
不要光（23）は光検知部（10a）と（10d）では略々等し
く、光検知部（10b）と（10c）でも略々等しい。

今、光検知部（10a）と（10d）に漏れ込む不要光（2
3）をα、光検知部（10b）と（10c）に漏れ込む不要光
（23）をβとする。一方、光検知部（10a）、（10b）、
（10c）、（10d）で本来受光すべき光量をそれぞれＡ、
Ｂ、Ｃ、Ｄとする。この時、フォーカシング・エラー信
号FEは FE＝｛（Ａ＋α）＋（Ｃ＋β｝ −｛（Ｂ＋β）＋Ｄ＋α）｝ ＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ） ……（８） となり、トラッキング・エラー信号TEは TE＝｛（Ａ＋α）＋（Ｂ＋β｝ −｛（Ｃ＋β）＋Ｄ＋α）｝ ＝（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ） ……（９） となる。つまり、フォーカシング・エラー信号FEやトラ
ッキング・エラー信号TEの演算においては、不要光（2
3）による光量α、βの影響は無視される。

つまり、本発明のハイブリッド光素子を用いることに
よって、第２図に示すような光ヘッドを構成した場合、
レーザ・ダイオード（１）から光検知器（10）に漏れ込
む不要光（23）の影響を無くすことができるため、この
光ヘッドを用いた光情報記録再生装置のトラッキング制
御系やフォーカシング制御系が誤動作するのを防止する
ことができる。

更に、ホログラフィック・レーザ・ビーム・スプリッ
タを第５図の窓ガラス（19）に適用すれば、光ヘッドを
より簡単に構成することができる。またハイブリッド光
素子を用いればレーザ・ダイオード（１）と光検知器
（10）の距離が非常に小さいので、ホログラフィック・
レーザ・ビーム・スプリッタの回折角θを非常に小さく
できるので、格子周期は大きなものでよくホログラフィ
ック・ビーム・レーザ・スプリッタを簡単に作製するこ
とができる。

なお、上記各実施例ではハイブリッド光素子を光学式
情報記録再生装置に適用する場合を例示したが、この発
明に係るハイブリッド光素子の応用はこれに限定される
ものではなく、例えば位置検出器、表面粗さ検出等にも
適用可能である。例えば、第７図の側面図に示すような
構成の表面粗さ検出器によれば、資料（21）の表面にレ
ーザ・ダイオード（１）から集光レンズ（５）を通じて
集光スポット（３）を照射形成しながら、系をＰ方向に
スキャンすることによって、対物レンズを構成する集光
レンズ（５）の焦点からのずれ量、つまりフォーカシン
グ・エラー信号に基づいて資料（21）の表面粗さを検出
することができる。このようにシステムにおいて、レー
ザ・ダイオード（１）の出射光束（２）以外の不要光が
光検知器（10）に漏れ込んだ場合、本発明に係るハイブ
リッド光素子を用いれば、この入射光の影響を防止して
正確な計測を行うことが可能になる。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によればレーザ・ダイオード
等の光源と光検知器を同一パッケージ内に近接して配置
したハイブリッド光素子において、光源から光検知器に
漏れ込む光の影響を無視できるように光検知器を構成す
る機能的に対を成す光検知部を光源に対して略々等距離
に配置したので、光源からの出射光束以外の不要光が光
検知器端で散乱する等して光検知器に入射してもこれを
キャンセルすることが可能となり、この素子を用いたト
ラッキング制御系やフォーカシング制御系の性能を向上
できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）はこの発明の一実施例に係るハイブリッド
光素子の平面図、第１図（ｂ）は集光スポットの集光状
態の説明図、第１図（ｃ）はビーム・スプリッタの回折
格子パターンの平面図、第２図（ａ）はこの発明のハイ
ブリッド光素子を適用するに好適な光ヘッドの一例を示
す側面図、第２図（ｂ）はホログラフィック・ビーム・
スプリッタの格子パターン図、第２図（ｃ）はこの光ヘ
ッドに適用される回路構成図、第３図（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）はフォーカス制御にコーフー法を、トラッキング
制御にプッシュプル法を採用した場合の説明図、第４図
（ａ）はハイブリッド光素子を用いた周知の光ヘッドの
断面図、第４図（ｂ）は情報トラックに対する光スポッ
トの集光状態の説明図、第４図（ｃ）はフォーカシング
・エラー及びトラッキング・エラーの検出方法の説明
図、第４図（ｄ）はビーム・スプリッタの回折格子の説
明図、第５図（ａ）は従来のハイブリッド光素子の縦断
面図、第５図（ｂ）は従来のハイブリッド光素子の平面
図、第６図は従来のハイブリッド光素子の部分断面図、
第７図はこの発明のハイブリッド光素子を適用される表
面粗さ検出器の側面図である。 図において、（１）はレーザ・ダイオード、（４）はビ
ーム・スプリッタ、（８）は放熱ブロック、（９）はス
テム、（10）は光検知器、（18）はサブマウント、（2
4）は光検知器端、（30）はパッケージである。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レーザダイオードと複数の受光領域を有す
   る光検知器を同一パッケージ内に収納したハイブリッド
   光素子において、 前記レーザダイオードと光検知器は同一ヒートシンクブ
   ロックに取り付けられ、前記レーザダイオードからの出
   射光軸と略垂直な面に受光領域面を配し、前記受光領域
   面は前記レーザダイオードより出射方向前方に配され、
   かつ、機能的に対を成す受光領域を前記レーザダイオー
   ドより同じ距離になるように配したことを特徴とするハ
   イブリッド光素子。
2. 【請求項２】機能的に対を成す受光領域が等しい受光面
   積を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載のハイブリッド光素子。