JP3110311B2 - 光学ヘッド装置及び光学部品の製作方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学ヘッド装置及
び光学部品の製作方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、大容量の情報記録媒体として光デ
ィスクが実用化されており、光ディスク駆動装置は、光
ディスクのトラックに光学ヘッド装置により各種情報を
記録再生する。

【０００３】このような光学ヘッド装置１の一従来例を
図５に基づいて以下に説明する。まず、ここで例示する
光学ヘッド装置１は、タンジェンシャル方向に細長い構
造に形成されており、情報記録媒体である光ディスク２
に対して情報の記録再生の少なくとも一方を実行する。
このため、発光素子として半導体レーザ３を有してお
り、この半導体レーザ３は偏光方向がトラッキング方向
となるよう配置されている。この半導体レーザ３のフォ
ーカシング方向の光軸上には、透明基板４が配置されて
おり、この透明基板４は、フォーカシング方向とタンジ
ェンシャル方向とに対して45°に傾斜している。前記透
明基板４は、表面に偏光分離膜５が形成されており、裏
面に四分割ホログラム６が形成されている。前記偏光分
離膜５は、ｓ偏光の光束を略完全に反射し、ｐ偏光の光
束を略完全に透過する。

【０００４】この透明基板４のタンジェンシャル方向の
反射光路には、四分の一波長板７、コリメータレンズ
８、反射ミラー９、が順番に配置されており、この反射
ミラー９の反射面もトラッキング方向とタンジェンシャ
ル方向とに対して45°に傾斜している。この反射ミラー
９のフォーカシング方向の反射方向には、対物レンズ１
０が配置されており、この対物レンズ１０が光ディスク
２に対向している。

【０００５】この光ディスク２は、情報の記録再生が実
行されるトラック１１を有しており、このトラック１１
により反射された光束は、上述した往路の光路と同様な
復路の光路により帰還する。この往復する光束は前記四
分の一波長板７を二回透過するので、復路ではｐ偏光の
状態で前記偏光分離膜５に入射して透過される。この偏
光分離膜５を透過した光束は前記四分割ホログラム６に
より四方向に分離されて反射されるので、この複数の光
束を個々に検出する受光素子として五分割ＰＤ(Photo D
iode）１２が前記半導体レーザ３に並設されている。

【０００６】前記四分割ホログラム６には、四つの領域
“ａ〜ｄ”が形成されており、これは光ディスク２のト
ラック１１に結像されたスポットの前後左右に対応する
四つの部分に光束を分離する。これらの領域“ａ〜ｄ”
は、回折の方向がトラッキング方向で同一で角度が相違
するので、回折して反射する四つの光束はトラッキング
方向に直線状に連続する。

【０００７】前記五分割ＰＤ１２も領域“ａ〜ｄ”に分
割されており、その連続方向が前記四分割ホログラム６
の回折方向に対応してトラッキング方向なので、その領
域“ａ〜ｄ”には四つの光束が個々に入射する。

【０００８】つぎに、上述のような構造の光学ヘッド装
置１の動作を以下に説明する。まず、半導体レーザ３が
出射する光束は偏光方向がトラッキング方向であるの
で、この光束は透明基板４にｓ偏光の状態で入射して偏
光分離膜５により略全反射される。この光束は四分の一
波長板７により直線偏光から円偏光に変換され、コリメ
ータレンズ８により平行化される。この光束は反射ミラ
ー９により反射されて対物レンズ１０に入射し、この対
物レンズ１０により光ディスク２のトラック１１に結像
される。

【０００９】この光ディスク２のトラック１１の反射光
は、上述のような往路の光路を帰還するので、四分の一
波長板７により円偏光から直線偏光に変換される。この
光束はｐ偏光の状態で偏光分離膜５を透過して透明基板
４の内部に入射し、四分割ホログラム６により分離反射
されて五分割ＰＤ１２に入射する。この時、四分割ホロ
グラム６は領域“ａ〜ｄ”の回折により入射する光束を
トラッキング方向に四つに分離して反射するので、これ
ら四つの光束は五分割ＰＤ１２の領域“ａ〜ｄ”により
個々に検出される。

【００１０】五分割ＰＤ１２の領域“ａ”に入射する光
束は、そのタンジェンシャル方向の一端のみが検出され
るので、領域“ａ₁，ａ₂”の二つの検出信号を減算すれ
ば、フォーカシング信号ＦＥが検出される。また、五分
割ＰＤ１２の領域“ｂ，ｃ”の二つの検出信号を減算す
れば、トラッキング信号ＴＥが検出され、領域“ａ，
ｄ”の二つの検出信号を加算すれば、光ディスク２の再
生信号Ｒが生成される。つまり、 ＦＥ＝ａ₁−ａ₂ ＴＥ＝ｂ−ｃ Ｒ ＝ａ＋ｄ となる。

【００１１】上述した光学ヘッド装置１では、半導体レ
ーザ３の出射光の直線偏光の方向がトラッキング方向に
相当するので、光ディスク２のトラック１１に結像され
るスポットはトラッキング方向に細長い楕円形となり、
光ディスク２のトラック１１に情報の記録再生を高分解
能に実行することができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述のような光学ヘッ
ド装置１では、光ディスク２のトラックに横長のスポッ
トを結像することができるので、情報の記録再生を高分
解能に実行することができる。

【００１３】しかし、光ディスク２に反射された光束を
複数に分離する四分割ホログラム６の反射方向と、フォ
ーカシング信号を検出する五分割ＰＤ１２の領域“ａ”
の分割方向とが同一となる。このため、透明基板４の板
厚が製造誤差や環境温度のために変化すると、五分割Ｐ
Ｄ１２に入射する光束も領域“ａ”の分割方向に変位す
るので、フォーカシング信号にオフセットが発生するこ
とになる。

【００１４】このような課題を解決するため、図６に示
すように、光学ヘッド装置１５をトラッキング方向に細
長く形成し、四分割ホログラム６の反射方向と五分割Ｐ
Ｄ１２の領域“ａ”の分割方向とを直交させることが想
定できる。しかし、これでは光ディスク２のトラックに
結像されるスポットが縦長となるので、情報の記録再生
を高分解能に実行することが困難となる。

【００１５】また、上述のような光学ヘッド装置１，１
５において、３ビーム法によりトラッキングエラーを検
出する場合、例えば、一つの光束を回折格子により三つ
に分割することになる。しかし、このような回折格子を
上述した光学ヘッド装置１，１５に簡易に設置すること
は困難であり、回折格子を支持する専用の機構が必要と
なる。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の光学ヘッ
ド装置は、直線偏光の光束を出射する発光素子と、ｐ偏
光の光束を透過してｓ偏光の光束を反射する偏光分離手
段と、光束を反射する反射面と、光束を直線偏光と円偏
光とに相互に変換する四分の一波長板と、光束を光ディ
スクに結像させる対物レンズと、光ディスクに反射され
た光束を複数に分離させる光束分離手段と、複数の光束
を個々に検出する複数の受光素子とを有し、前記発光素
子から出射された光束をｐ偏光の状態で前記偏光分離手
段に透過させ、この光束を前記反射面により反射させて
から前記偏光分離手段に再度透過させ、この光束を前記
四分の一波長板に透過させて直線偏光から円偏光に変換
し、この光束を前記対物レンズにより光ディスクに結像
させて反射させ、この光束を前記四分の一波長板に再度
透過させて円偏光から直線偏光に変換させ、この光束を
ｓ偏光の状態で前記偏光分離手段により反射させてから
前記光束分離手段により複数に分離させ、この複数の光
束を前記偏光分離手段により再度反射させてから複数の
前記受光素子により個々に検出する。従って、発光素子
が出射する光束の直線偏光の方向がトラッキング方向に
相当するので、光ディスクのトラックに結像されるスポ
ットがトラッキング方向に細長い楕円形となる。この光
ディスクに反射されて光学ヘッド装置に帰還した光束
は、光束分離手段により複数に分離されてから偏光分離
手段により反射されて複数の受光素子により個々に検出
される。例えば、光ディスクでタンジェンシャル方向に
位置するスポットの端部の光束からフォーカシング信号
が検出されるが、このフォーカシング信号を検出する光
束の分割の方向は反射の方向と直交する。

【００１７】請求項２記載の光学ヘッド装置は、直線偏
光の光束を出射する発光素子と、ｐ偏光の光束を透過し
てｓ偏光の光束を反射する偏光分離手段と、光束を反射
する反射面と、光束を直線偏光と円偏光とに相互に変換
する四分の一波長板と、光束を光ディスクに結像させる
対物レンズと、光ディスクに反射された光束を複数に分
離させる光束分離手段と、複数の光束を個々に検出する
複数の受光素子とを有し、前記発光素子から出射された
光束をｓ偏光の状態で前記偏光分離手段により反射さ
せ、この光束を前記反射面により反射させてから前記偏
光分離手段により再度反射させ、この光束を前記四分の
一波長板に透過させて直線偏光から円偏光に変換し、こ
の光束を前記対物レンズにより光ディスクに結像させて
反射させ、この光束を前記四分の一波長板に再度透過さ
せて円偏光から直線偏光に変換させ、この光束をｐ偏光
の状態で前記偏光分離手段に透過させてから前記光束分
離手段により複数に分離させ、この複数の光束を前記偏
光分離手段により再度透過させてから複数の前記受光素
子により個々に検出する。従って、光ディスクに反射さ
れて光学ヘッド装置に帰還した光束は、光束分離手段に
より複数に分離されてから偏光分離手段により反射され
て複数の受光素子により個々に検出される。例えば、光
ディスクでタンジェンシャル方向に位置するスポットの
端部の光束からフォーカシング信号が検出されるが、こ
のフォーカシング信号を検出する光束の分割の方向は反
射の方向と直交する。

【００１８】請求項３記載の光学ヘッド装置では、請求
項１又は２記載の光学ヘッド装置において、光束分離手
段は、光ディスクのトラックに結像されたスポットの前
後左右に対応する四つの部分に光束を分離し、左右部分
に対応する二つの光束の検出信号の差分からトラッキン
グ信号を生成するトラッキング手段を設け、前後部分に
対応する二つの光束の検出信号の少なくとも一方からフ
ォーカシング信号を生成するフォーカシング手段を設け
た。従って、光ディスクのトラックに結像されたスポッ
トの左右部分の検出信号の差分からトラッキング信号が
生成され、前後部分の検出信号の少なくとも一方からフ
ォーカシング信号が生成される。なお、ここで云う光デ
ィスクに結像されたスポットの方向は、前後がタンジェ
ンシャル方向に相当し、左右がトラッキング方向に相当
する。

【００１９】請求項４記載の光学ヘッド装置では、請求
項１又は２記載の光学ヘッド装置において、反射面に光
束を複数に分割するスポット分割手段を設けたので、光
学ヘッド装置から光ディスクに出射される光束が複数に
分割される。

【００２０】請求項５記載の光学ヘッド装置では、請求
項１，２，３又は４記載の光学ヘッド装置において、光
束分離手段は、光束を複数に分離する方向が同一で角度
が相違するので、分離された複数の光束は直線状に位置
する。

【００２１】

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の光学ヘッド装置の実施の
第一の形態を図１に基づいて以下に説明する。なお、こ
こで例示する光学ヘッド装置２１に関し、一従来例とし
て前述した光学ヘッド装置１と同一の部分は、同一の名
称及び符号を用いて詳細な説明は省略する。

【００２３】まず、本実施の形態の光学ヘッド装置２１
も、ラジアル方向に細長い構造に形成されており、発光
素子である半導体レーザ３は偏光方向がトラッキング方
向となるよう配置されている。この半導体レーザ３のフ
ォーカシング方向の光軸上には、光学部品２２が配置さ
れており、この光学部品２２は、第一の透明基板２３、
偏光分離膜５、第二の透明基板２４、を順次積層させた
構造からなる。前記透明基板２３，２４と前記偏光分離
膜５とは、フォーカシング方向とラジアル方向とに対し
て45°に傾斜しているので、この偏光分離膜５には半導
体レーザ３が出射した光束がｐ偏光の状態で入射され
る。前記第二の透明基板２４の外面には反射面２５が形
成されており、前記第一の透明基板２３の外面に四分割
ホログラム６が形成されている。

【００２４】この光学部品２２のラジアル方向の反射光
路には、四分の一波長板７、コリメータレンズ８、反射
ミラー９、この反射ミラー９のフォーカシング方向の反
射方向には、対物レンズ１０が配置されている。なお、
ここでは五分割ＰＤ１２が半導体レーザ３と共に一個の
ホルダ２６に内蔵されており、このホルダ２６の下面に
前記光学部品２２が装着され、この光学部品２２の端面
に四分の一波長板７が装着されている。

【００２５】四分割ホログラム６の四つの領域“ａ〜
ｄ”は、光ディスク２のトラック１１に結像されたスポ
ットの前後左右の部分に対応した形状に形成されてお
り、回折の方向がトラッキング方向で同一で角度が相違
するので入射する一つの光束をトラッキング方向に回折
して四つに分離する。これに対応して五分割ＰＤ１２の
領域“ａ〜ｄ”もトラッキング方向に連続されている。

【００２６】この五分割ＰＤ１２には、信号検出回路
（図示せず）が接続されており、この信号検出回路は、
トラッキング手段とフォーカシング手段とデータ再生手
段とを有している。前記トラッキング手段は、スポット
の左右部分に対応する二つの光束が入射する五分割ＰＤ
１２の領域“ｂ，ｃ”の二つの検出信号の差分からトラ
ッキング信号ＴＥを生成し、前記フォーカシング手段
は、スポットの前後部分に対応する二つの光束が入射す
る五分割ＰＤ１２の領域“ａ，ｄ”の少なくとも一方の
検出信号からフォーカシング信号ＦＥを生成する。

【００２７】より詳細には、ここではフォーカシング信
号をナイフエッジ法により検出するため、領域“ａ”の
みタンジェンシャル方向に領域“ａ₁,ａ₂ ”に分割され
ているので、これらの領域“ａ₁,ａ₂ ”の二つの検出信
号の差分からフォーカシング信号ＦＥが生成される。前
記データ作成手段は、スポットの前後部分に対応する二
つの光束が入射する五分割ＰＤ１２の領域“ａ，ｄ”の
二つの検出信号を加算して再生信号Ｒを生成する。

【００２８】対物レンズ１０はトラッキング方向とフォ
ーカシング方向とに変位自在に支持されており、これら
の方向に対物レンズ１０を位置制御するトラッキング機
構とフォーカシング機構（共に図示せず）とが設けられ
ている。つまり、トラッキング機構はトラッキング信号
ＴＥに対応して対物レンズ１０をトラッキング方向に位
置制御し、フォーカシング機構はフォーカシング信号Ｆ
Ｅに対応して対物レンズ１０をフォーカシング方向に位
置制御する。

【００２９】このような構成において、本実施の形態の
光学ヘッド装置２１は、光ディスク２に情報の記録再生
を実行する。その場合、半導体レーザ３から出射された
光束は、偏光方向がトラッキング方向なので、光学部品
２２の偏光分離膜５にｐ偏光の状態で入射して透過され
る。この光束は反射面２５により反射されてからｐ偏光
の状態で偏光分離膜５を再度透過され、四分の一波長板
７により直線偏光から円偏光に変換される。この光束は
コリメータレンズ８により平行化されてから反射ミラー
９により反射されて対物レンズ１０に入射し、この対物
レンズ１０により光ディスク２のトラック１１に結像さ
れる。

【００３０】この光ディスク２のトラック１１の反射光
は、上述のような往路の光路を帰還するので、四分の一
波長板７により円偏光から直線偏光に変換される。この
光束はｓ偏光の状態で偏光分離膜５により反射されてか
ら四分割ホログラム６の回折により四つに分離されて反
射され、この四つの光束はｓ偏光の状態で偏光分離膜５
により再度反射されてから五分割ＰＤ１２の四つの領域
“ａ〜ｄ”に個々に入射する。

【００３１】すると、信号検出回路は、五分割ＰＤ１２
の領域“ｂ，ｃ”の二つの検出信号の差分からトラッキ
ング信号ＴＥを生成し、五分割ＰＤ１２の領域“ａ₁,ａ
₂ ”の二つの検出信号の差分からフォーカシング信号Ｆ
Ｅを生成するので、これらの信号に対応してトラッキン
グ機構とフォーカシング機構とが対物レンズ１０を位置
制御する。また、信号検出回路は、五分割ＰＤ１２の領
域“ａ，ｄ”の二つの検出信号を加算して再生信号Ｒを
生成するので、この光ディスク２の再生信号Ｒが外部出
力される。

【００３２】本実施の形態の光学ヘッド装置２１では、
半導体レーザ３の偏光方向がトラッキング方向に相当す
るので、光ディスク２のトラック１１に結像されるスポ
ットはトラッキング方向に細長い楕円形となり、光ディ
スク２のトラック１１に情報の記録再生を高分解能に実
行することができる。

【００３３】しかも、光ディスク２に反射された光束を
複数に分離する四分割ホログラム６の反射方向と、フォ
ーカシング信号を検出する五分割ＰＤ１２の領域“ａ”
の分割方向とが直交しているので、第一の透明基板２３
の板厚が製造誤差や環境温度のために変化しても、五分
割ＰＤ１２に入射する光束は領域“ａ〜ｄ”の連続方向
に変位するだけで領域“ａ₁,ａ₂ ”の分割方向には変位
しない。このため、フォーカシング信号にオフセットが
発生することがなく、フォーカシング制御を良好に実行
することができる。

【００３４】しかも、光ディスク２に結像されたスポッ
トの左右部分の二つの検出信号の差分からトラッキング
信号ＴＥを生成し、スポットの前後部分の一方の検出信
号からフォーカシング信号ＦＥを生成し、スポットの前
後部分の二つの検出信号の加算結果から再生信号Ｒを生
成するので、これらの信号を簡単な構造で良好なＳ／Ｎ
(Signal-to-Noise ratio）に生成することができる。

【００３５】さらに、四分割ホログラム６は、光束を分
離する方向が同一で角度が相違するので、その分離され
た光束は直線状に連続する。このため、この複数の光束
を個々に検出する五分割ＰＤ１２の領域も直線状に配列
することができ、この五分割ＰＤ１２が小型化されてい
る。

【００３６】なお、本発明は上記方式に限定されるもの
ではなく、各種の変形を許容する。

【００３７】例えば、ここでは光学ヘッド装置２１が光
ディスク２に情報の記録再生の両方を実行することを想
定したが、記録再生の一方のみを実行することも可能で
あり、例えば、情報の記録のみ実行する場合には再生信
号Ｒを生成することはない。

【００３８】また、ここでは再生信号Ｒをスポットの前
後部分の二つの検出信号の加算結果から生成することを
例示したが、これを前後部分の加算結果と左右部分の加
算結果との差分から“Ｒ＝(ａ＋ｄ)−(ｂ＋ｃ)”として
生成することも可能である。さらに、ここでは五分割Ｐ
Ｄ１２の領域“ａ”を二分割してフォーカシング信号Ｆ
Ｅを生成したが、領域“ｄ”を二分割してフォーカシン
グ信号ＦＥを検出することも生成である。

【００３９】つぎに、本発明の光学ヘッド装置の実施の
第二の形態を図２に基づいて以下に説明する。なお、こ
こで例示する光学ヘッド装置３１に関し、実施の第一の
形態として上述した光学ヘッド装置２１と同一の部分
は、同一の名称及び符号を用いて詳細な説明は省略す
る。

【００４０】まず、本実施の形態の光学ヘッド装置３１
は、トラッキングエラーの検出方法が３ビーム法とされ
ている。このため、光学部品２２の反射面２５にスポッ
ト分割手段となる回折格子３２が形成されており、この
回折格子３２は、入射する光束を回折により三つに分割
して反射する。また、受光素子であるマトリクスＰＤ３
３は、その領域“ａ〜ｌ”はトラッキング方向に四分割
されると共にタンジェンシャル方向に三分割されてお
り、この三分割の中央の一列の一端の領域“ａ”がタン
ジェンシャル方向に二分割されている。

【００４１】このマトリクスＰＤ３３に接続された信号
検出回路のトラッキング手段は、前記マトリクスＰＤ３
３の三分割の両側の領域“ｅ〜ｈ，ｉ〜ｌ”の検出信号
から ＴＥ＝ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈ−(ｉ＋ｊ＋ｋ＋ｌ) としてトラッキング信号ＴＥを生成する。また、データ
再生手段は、前記マトリクスＰＤ３３の四分割の両側の
領域“ａ，ｄ”の検出信号から Ｒ＝ａ＋ｄ として再生信号Ｒを生成する。

【００４２】このような構成において、本実施の形態の
光学ヘッド装置３１は、光ディスク２に情報の記録再生
を実行する。その場合、半導体レーザ３から出射された
光束は、偏光分離膜５を透過してから反射面２５により
反射される際に回折格子３２により三つに分割される。
この三つの光束が結像される光ディスク２では、三つの
スポットが目標のトラック１１の中央と両側とに位置さ
れる。この三つの反射光の各々が四分割ホログラム６に
より四つに分離されるので、この光束がマトリクスＰＤ
３３の領域“ａ〜ｌ”に個々に入射する。

【００４３】すると、信号検出回路は、マトリクスＰＤ
３３の領域“ａ₁,ａ₂ ”の二つの検出信号の差分からフ
ォーカシング信号ＦＥを生成し、マトリクスＰＤ３３の
三分割の両側の領域“ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋ，
ｌ”の検出信号から所定の演算処理によりトラッキング
信号ＴＥを生成するので、これらの信号に対応してトラ
ッキング機構とフォーカシング機構とが対物レンズ１０
を位置制御する。また、信号検出回路は、マトリクスＰ
Ｄ３３の四分割の両側の領域“ａ，ｄ”の検出信号から
所定の演算処理により再生信号Ｒを生成するので、この
光ディスク２の再生信号Ｒが外部出力される。

【００４４】本実施の形態の光学ヘッド装置３１では、
光ディスク２のトラック１１に結像されるスポットはト
ラッキング方向に細長い楕円形となるので情報の記録再
生を高分解能に実行することができ、第一の透明基板２
３の板厚が製造誤差や環境温度のために変化しても、フ
ォーカシング信号にオフセットが発生しないので、フォ
ーカシング制御を良好に実行することができる。

【００４５】しかも、回折格子３２により光束を三つに
分割しているので、トラッキング信号ＴＥを３ビーム法
により生成することができ、この信号を簡単な構造で良
好なＳ／Ｎに生成することができる。特に、回折格子３
２は光学部品２２の反射面２５に形成されており、回折
格子３２を適正な位置に配置する専用の機構を要しない
ので、その構造が簡単で生産性が良好である。しかも、
四分割ホログラム６は、光束を分離する方向が同一で角
度が相違するので、極めて多数の光束を個々に検出する
マトリクスＰＤ３３が有効に小型化されている。

【００４６】なお、ここでは３ビーム法によりマトリク
スＰＤ３３の三分割の両側の領域“ｅ〜ｌ”の検出信号
からトラッキング信号ＴＥを生成することを例示した
が、これを差動プッシュプル法により四分割の中央二列
の領域“ｂ，ｃ，ｆ，ｇ，ｊ，ｋ”の検出信号から ＴＥ＝ｂ−ｃ−α(ｆ−ｇ＋ｊ−ｋ) として生成することも可能である。なお、上記数式の
“α”は所定の定数である。また、再生信号Ｒをマトリ
クスＰＤ３３の四分割の両側の領域“ａ，ｄ”の検出信
号から再生信号Ｒを生成することを例示したが、これを
四つの領域“ａ〜ｄ”の検出信号から Ｒ＝ａ＋ｄ−(ｂ＋ｃ) として生成することも可能である。

【００４７】さらに、本発明の光学ヘッド装置の実施の
第三の形態を図３に基づいて以下に説明する。なお、こ
こで例示する光学ヘッド装置４１に関し、実施の第一の
形態として上述した光学ヘッド装置２１と同一の部分
は、同一の名称及び符号を用いて詳細な説明は省略す
る。

【００４８】まず、本実施の形態の光学ヘッド装置４１
では、トラッキング方向に細長く形成されており、発光
素子である半導体レーザ３は偏光方向がタンジェンシャ
ル方向となるよう配置されている。つまり、半導体レー
ザ３が出射した光束は光学部品２２の偏光分離膜５にｓ
偏光の状態で入射して反射されるので、この反射方向に
位置する第一の透明基板２３の外面に反射面２５が形成
されており、四分割ホログラム６は第二の透明基板２４
の外面に形成されている。

【００４９】このような構成において、本実施の形態の
光学ヘッド装置４１では、半導体レーザ３から出射され
た光束は、光学部品２２の偏光分離膜５にｓ偏光の状態
で入射して反射される。この光束は反射面２５により反
射されてからｓ偏光の状態で偏光分離膜５により再度反
射され、四分の一波長板７により直線偏光から円偏光に
変換される。この光束はコリメータレンズ８により平行
化されてから反射ミラー９により反射されて対物レンズ
１０に入射し、この対物レンズ１０により光ディスク２
のトラック１１に結像される。

【００５０】この光ディスク２のトラック１１の反射光
は、上述のような往路の光路を帰還するので、四分の一
波長板７により円偏光から直線偏光に変換される。この
光束はｐ偏光の状態で偏光分離膜５を透過してから四分
割ホログラム６の回折により四つに分離されて反射さ
れ、この四つの光束はｐ偏光の状態で偏光分離膜５を差
動透過してから五分割ＰＤ１２の四つの領域“ａ〜ｄ”
に個々に入射する。

【００５１】すると、信号検出回路は、五分割ＰＤ１２
の領域“ｂ，ｃ”の二つの検出信号の差分からトラッキ
ング信号ＴＥを生成し、五分割ＰＤ１２の領域“ａ₁,ａ
₂ ”の二つの検出信号の差分からフォーカシング信号Ｆ
Ｅを生成するので、これらの信号に対応してトラッキン
グ機構とフォーカシング機構とが対物レンズ１０を位置
制御する。また、信号検出回路は、五分割ＰＤ１２の領
域“ａ，ｄ”の二つの検出信号を加算して再生信号Ｒを
生成するので、この光ディスク２の再生信号Ｒが外部出
力される。

【００５２】本実施の形態の光学ヘッド装置４１では、
光ディスク２から帰還した光束を四分割ホログラム６が
反射する方向と、五分割ＰＤ１２の領域“ａ₁,ａ₂ ”の
分割の方向とが直交しているので、第一の透明基板２３
の板厚が製造誤差や環境温度のために変化しても、五分
割ＰＤ１２に入射する光束は領域“ａ〜ｄ”の連続方向
に変位するだけで領域“ａ₁,ａ₂ ”の分割方向には変位
しない。このため、フォーカシング信号にオフセットが
発生することがなく、フォーカシング制御を良好に実行
することができる。

【００５３】しかも、光ディスク２に結像されたスポッ
トの左右部分の二つの検出信号の差分からトラッキング
信号ＴＥを生成し、スポットの前後部分の一方の検出信
号からフォーカシング信号ＦＥを生成し、スポットの前
後部分の二つの検出信号の加算結果から再生信号Ｒを生
成するので、これらの信号を簡単な構造で良好なＳ／Ｎ
に生成することができる。

【００５４】さらに、四分割ホログラム６は、光束を分
離する方向が同一で角度が相違するので、その分離され
た光束は直線状に連続する。このため、この複数の光束
を個々に検出する五分割ＰＤ１２の領域も直線状に配列
することができ、この五分割ＰＤ１２が小型化されてい
る。

【００５５】なお、本実施の形態の光学ヘッド装置４１
も、光路に回折格子３２を付加すると共に五分割ＰＤ１
２をマトリクスＰＤ３３に換装すれば、前述した光学ヘ
ッド装置３１と同様に３ビーム法によりトラッキングエ
ラーを検出することができる。その場合、回折格子３２
を光学部品２２の反射面２５に形成することができ、回
折格子３２を適正な位置に配置する専用の機構を要しな
いので、その構造が簡単で生産性が良好である。

【００５６】本発明の実施の形態の光学ヘッド装置２
１，３１，４１は、従来の光学ヘッド装置１，１５に比
較して、構造的には光学部品２２の部分が相違する。換
言すると、従来の光学ヘッド装置１，１５の一部を光学
部品２２に換装すれば良いので、この光学部品２２の生
産性が本発明の実施の形態の光学ヘッド装置２１，３
１，４１の生産性の最大要因である。

【００５７】ここで、本発明の実施の一形態として、光
学部品２２の製作方法を図４に基づいて以下に説明す
る。まず、透明基板や光学ガラスからなる第一の透光板
５１と第二の透光板５２とを用意し、第一の透光板５１
の表面に偏光分離膜５を成膜してから、ここに第二の透
光板５２を積層する。このような積層により一個の基材
５３が形成されるので、この一個の基材５３を積層方向
に傾斜した方向に切断する。

【００５８】この切断により多数の光学部品２２を一度
に形成することができ、このように形成された光学部品
２２は両端が傾斜しているので、ここにホルダ２６と四
分の一波長板７とを装着することが可能である。このよ
うに光学部品２２は簡易に大量生産することができるの
で、これは光学ヘッド装置２１，３１，４１の生産性が
良好であることを意味する。

【００５９】

【発明の効果】請求項１記載の光学ヘッド装置は、発光
素子から出射された光束をｐ偏光の状態で偏光分離手段
に透過させ、この光束を反射面により反射させてから偏
光分離手段に再度透過させ、この光束を四分の一波長板
に透過させて直線偏光から円偏光に変換し、この光束を
対物レンズにより光ディスクに結像させて反射させ、こ
の光束を四分の一波長板に再度透過させて円偏光から直
線偏光に変換させ、この光束をｓ偏光の状態で偏光分離
手段により反射させてから光束分離手段により複数に分
離させ、この複数の光束を偏光分離手段により再度反射
させてから複数の受光素子により個々に検出することに
より、発光素子が出射する光束の直線偏光の方向がトラ
ッキング方向に相当するので、光ディスクに結像される
スポットをトラッキング方向に細長い楕円形とすること
ができ、情報の記録再生を高分解能に実行することがで
き、分離された光束をタンジェンシャル方向に分割され
た受光素子で検出してフォーカシング信号を生成する場
合、その受光素子の分割の方向と光束分離手段が光束を
反射する方向とが直交するので、製造誤差や環境変化に
より光束分離手段の位置が変位してもフォーカシング信
号にオフセットが発生しない。

【００６０】請求項２記載の光学ヘッド装置は、発光素
子から出射された光束をｓ偏光の状態で偏光分離手段に
より反射させ、この光束を反射面により反射させてから
偏光分離手段により再度反射させ、この光束を四分の一
波長板に透過させて直線偏光から円偏光に変換し、この
光束を対物レンズにより光ディスクに結像させて反射さ
せ、この光束を四分の一波長板に再度透過させて円偏光
から直線偏光に変換させ、この光束をｐ偏光の状態で偏
光分離手段に透過させてから光束分離手段により複数に
分離させ、この複数の光束を偏光分離手段により再度透
過させてから複数の受光素子により個々に検出すること
により、分離された光束をタンジェンシャル方向に分割
された受光素子で検出してフォーカシング信号を生成す
る場合、その受光素子の分割の方向と光束分離手段が光
束を反射する方向とが直交するので、製造誤差や環境変
化により光束分離手段の位置が変位してもフォーカシン
グ信号にオフセットが発生しない。

【００６１】請求項３記載の光学ヘッド装置では、光束
分離手段は、光ディスクのトラックに結像されたスポッ
トの前後左右に対応する四つの部分に光束を分離し、左
右部分に対応する二つの光束の検出信号の差分からトラ
ッキング信号を生成するトラッキング手段を設け、前後
部分に対応する二つの光束の検出信号の少なくとも一方
からフォーカシング信号を生成するフォーカシング手段
を設けたことにより、簡単な構造でトラッキング信号と
フォーカシング信号とを良好なＳ／Ｎに生成することが
できる。

【００６２】請求項４記載の光学ヘッド装置では、反射
面に光束を複数に分割するスポット分割手段を設けたの
で、３ビーム法でトラッキングエラーを検出するような
ことが可能となる。

【００６３】請求項５記載の光学ヘッド装置では、光束
分離手段は、光束を複数に分離する方向が同一で角度が
相違するので、分離された複数の光束は直線状に位置す
る。

【００６４】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光学ヘッド装置の実施の第一の形態を
示す模式図である。

【図２】本発明の光学ヘッド装置の実施の第二の形態を
示す模式図である。

【図３】本発明の光学ヘッド装置の実施の第三の形態を
示す模式図である。

【図４】本発明の光学部品の製作方法の実施の形態を示
す模式図である。

【図５】第一の従来例の光学ヘッド装置を示す模式図で
ある。

【図６】第二の従来例の光学ヘッド装置を示す模式図で
ある。

【符号の説明】

２ 光ディスク ３ 発光素子 ５ 偏光分離手段（偏光分離膜） ６ 光束分離手段（四分割ホログラム） ７ 四分の一波長板 １０ 対物レンズ １１ トラック １２，３３ 受光素子 ２１，３１，４１ 光学ヘッド装置 ２２ 光学部品 ２５ 反射面 ３２ スポット分割手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−311989（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−148437（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−230235（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−259800（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−31036（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−45102（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−161768（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−81955（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 7/08 - 7/22

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直線偏光の光束を出射する発光素子と、
   ｐ偏光の光束を透過してｓ偏光の光束を反射する偏光分
   離手段と、光束を反射する反射面と、光束を直線偏光と
   円偏光とに相互に変換する四分の一波長板と、光束を光
   ディスクに結像させる対物レンズと、光ディスクに反射
   された光束を複数に分離させる光束分離手段と、複数の
   光束を個々に検出する複数の受光素子とを有し、 前記発光素子から出射された光束をｐ偏光の状態で前記
   偏光分離手段に透過させ、この光束を前記反射面により
   反射させてから前記偏光分離手段に再度透過させ、この
   光束を前記四分の一波長板に透過させて直線偏光から円
   偏光に変換し、この光束を前記対物レンズにより光ディ
   スクに結像させて反射させ、この光束を前記四分の一波
   長板に再度透過させて円偏光から直線偏光に変換させ、
   この光束をｓ偏光の状態で前記偏光分離手段により反射
   させてから前記光束分離手段により複数に分離させ、こ
   の複数の光束を前記偏光分離手段により再度反射させて
   から複数の前記受光素子により個々に検出することを特
   徴とする光学ヘッド装置。
2. 【請求項２】 直線偏光の光束を出射する発光素子と、
   ｐ偏光の光束を透過してｓ偏光の光束を反射する偏光分
   離手段と、光束を反射する反射面と、光束を直線偏光と
   円偏光とに相互に変換する四分の一波長板と、光束を光
   ディスクに結像させる対物レンズと、光ディスクに反射
   された光束を複数に分離させる光束分離手段と、複数の
   光束を個々に検出する複数の受光素子とを有し、 前記発光素子から出射された光束をｓ偏光の状態で前記
   偏光分離手段により反射させ、この光束を前記反射面に
   より反射させてから前記偏光分離手段により再度反射さ
   せ、この光束を前記四分の一波長板に透過させて直線偏
   光から円偏光に変換し、この光束を前記対物レンズによ
   り光ディスクに結像させて反射させ、この光束を前記四
   分の一波長板に再度透過させて円偏光から直線偏光に変
   換させ、この光束をｐ偏光の状態で前記偏光分離手段に
   透過させてから前記光束分離手段により複数に分離さ
   せ、この複数の光束を前記偏光分離手段により再度透過
   させてから複数の前記受光素子により個々に検出するこ
   とを特徴とする光学ヘッド装置。
3. 【請求項３】 光束分離手段は、光ディスクのトラック
   に結像されたスポットの前後左右に対応する四つの部分
   に光束を分離し、左右部分に対応する二つの光束の検出
   信号の差分からトラッキング信号を生成するトラッキン
   グ手段を設け、前後部分に対応する二つの光束の検出信
   号の少なくとも一方からフォーカシング信号を生成する
   フォーカシング手段を設けたことを特徴とする請求項１
   又は２記載の光学ヘッド装置。
4. 【請求項４】 反射面に光束を複数に分割するスポット
   分割手段を設けたことを特徴とする請求項１，２記載の
   光学ヘッド装置。
5. 【請求項５】 光束分離手段は、光束を複数に分離する
   方向が同一で角度が相違することを特徴とする請求項
   １，２，３又は４記載の光学ヘッド装置。