JP3161129B2 - 光ピックアップヘッド装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスクあるいは光
カードなど、光記憶媒体上に記憶される光学情報を記録
・再生あるいは消去可能な光ピックアップヘッド装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、光記憶媒体上に情報を記録する光
ディスクシステムが様々な形態で実用化されてきてお
り、光記憶媒体上の情報を正確に読み書きする光ピック
アップヘッド装置も様々な光学系が提案されている。

【０００３】図１０は、従来の光ピックアップヘッド装
置の一例を示す構成図である。半導体レーザ光源１から
出射した発散ビーム７０は、ホログラム素子６に入射し
た後、複数の回折光が生成される。半導体レーザ光源１
から光記憶媒体４へ向かう往路の光路においてはホログ
ラム素子６を素通りする０次回折光７０が信号の読み書
きに用いられる。ホログラム素子６からの０次回折光７
０は、対物レンズ８で光記憶媒体４上に集光される。光
記憶媒体４において、４２は溝が形成された基板、４１
は保護膜である。光記憶媒体４で反射，回折されたビー
ム７０は、再び対物レンズ８を透過した後、ホログラム
素子６に入射して、ホログラム素子６では再び複数の回
折光が生成される。ホログラム素子６の１次回折光７
１，７２は光検出器５で受光され、電気信号に変換され
る。光検出器５から出力される電気信号に所望の演算を
行うことによってフォーカス誤差信号，トラッキング誤
差信号及び光記憶媒体４上に記録されている情報信号を
得ることができる。フォーカス誤差信号及びトラッキン
グ誤差信号はそれぞれ焦点制御用のアクチュエータ９１
及びトラッキング制御用のアクチュエータ９２に加えら
れ、光源１から出射されたビーム７０が光記憶媒体４上
の所望の位置に焦点を結ぶように対物レンズ８の位置を
制御する。ここでは、半導体レーザ光源１と光検出器５
が同一のパッケージ２の中に収納され、半導体レーザ光
源１と光検出器５を銅ブロック３にマウントすることに
より、非常に小型の光ピックアップヘッド装置を実現可
能にしている。パッケージ２において１０１は、内部の
半導体レーザ光源１や光検出器５を外部回路と接続可能
にする接続端子である。ホログラム素子６が生成する１
次回折光７１，７２が有する焦点の位置は異なってお
り、光源１から出射されるビーム７０が光記憶媒体４上
で合焦点にあるとき、１次回折光７１は光検出器５の上
側に焦点を結び、１次回折光７２は光検出器５の下側に
焦点を結ぶようにホログラム素子６に形成されるパター
ンを設計している。このようなホログラム素子を用いて
フォーカス誤差信号を検出する方法はスポットサイズデ
ィテクション法としてよく知られている。

【０００４】光検出器５上の受光部と１次回折光７１，
７２の様子を図１１に示す。光検出器５は受光部５０１
〜５０６を有しており、１次回折光７１は受光部５０１
〜５０３で、１次回折光７２は受光部５０４〜５０６で
それぞれ受光される。このとき、回折光の中心７０１と
受光部５０２の中心線８０１、回折光の中心７０２と受
光部５０５の中心線８０２はそれぞれ一致している。中
心線８０１は分割線６０１，６０２から、中心線８０２
は分割線６０３，６０４からそれぞれ等距離にある。同
図（ｂ）は光源１から出射されたビーム７０が光記憶媒
体４上で合焦点にある場合、同図（ａ）及び（ｃ）はそ
れぞれ逆方向にデフォーカスした場合の様子を示してい
る。フォーカス誤差信号は、受光部５０２から出力され
る信号と受光部５０５から出力される信号を差動演算す
ることにより得られ、さらに受光部５０２から出力され
る信号に受光部５０４，５０６から出力される信号を加
算し、受光部５０５から出力される信号に受光部５０
１，５０３から出力される信号を加算することによりフ
ォーカス誤差信号の振幅を増大させることができる。と
ころが図１０に示す光学系において半導体レーザ光源１
の端面と光検出器５の受光面の距離ｄが設計とずれた場
合にはフォーカス誤差信号にオフセットが発生する。こ
のときのデフォーカス距離とフォーカス誤差信号の関係
を図１２に示す。図１０に示すように光源１と光検出器
５を一度集積化した場合、改めてｄを補正することは困
難であり、このときには、通常ホログラム素子６を回転
もしくは光軸方向に移動させて調整する方法が考えられ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ホログラム素子６を回
転させた場合の、光検出器５と１次回折光７１，７２の
関係を図１３に示す。ホログラム素子６を回転させるこ
とによって例えば１次回折光７１は破線で示す７１０
へ、１次回折光７２は破線で示す７２０へ移動する。ホ
ログラム素子６を回転させてオフセットを補正したとき
のデフォーカスとフォーカス誤差信号の関係を図１４に
示す。ホログラム素子６を回転させてオフセットを調整
した場合、合焦点付近のフォーカス誤差信号の傾きが０
となり満足にフォーカス制御を行うことができなくなる
という課題があった。

【０００６】そこで本発明は、上記の課題に鑑み、ホロ
グラム素子を回転させてオフセットの補正をしても、合
焦点付近のフォーカス誤差信号の傾きは十分大きく保た
れ、安定にフォーカス制御を行うことが可能な光ピック
アップヘッド装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するために、コヒーレントビームもしくは準単色の
ビームを発するレーザ光源と、前記レーザ光源で出射さ
れたビームを受け光記憶媒体上へ微小スポットにビーム
を収束する集光光学系と、前記光記憶媒体で反射、回折
したビームを受けて回折光を発生させるホログラム素子
と、前記ホログラム素子からの回折光を受けて光電流を
出力する光検出器とを具備する光ピックアップヘッド装
置において、前記光源と前記光検出器は一体化されてい
るもしくは同一のパッケージに収納され、前記ホログラ
ム素子は異なる焦点を有する２つの回折光である第１及
び第２の回折光を生成し、さらに、以下の（１）〜
（４）のいずれかの光ピックアップヘッド装置とする。 （１）光検出器は概短冊形状の第１及び第２の受光部を
有し、前記第１の回折光は前記第１の受光部で受光さ
れ、前記第２の回折光は前記第２の受光部で受光され、
集光光学系の中心部を通るビームをビームの中心とし、
前記ビームの中心を受けてホログラム素子から実際に生
成もしくは等価的に位置する回折光の部分を回折光の中
心とし、前記ホログラム素子からの回折光の中心を受光
する前記第１及び第２の受光部はそれぞれ光源から出射
されたビームが光記憶媒体上で合焦点にあるとき光検出
器で受光される回折光の大きさよりも小さい幅Ｗを有し
ており、前記第１の受光部の幅Ｗを定める２つの分割線
を第１及び第２の分割線とし、前記第２の受光部の幅Ｗ
を定める２つの分割線を第３及び第４の分割線とし、前
記第１及び第２の分割線から等距離にある仮想の線分を
第１の受光部の中心線とし、前記第３及び第４の分割線
から等距離にある仮想の線分を第２の受光部の中心線と
し、前記ホログラム素子からの回折光の中心と前記受光
部の中心線とが一致せず、前記ホログラム素子からの回
折光の中心が前記受光部の幅Ｗの中で受光され、ホログ
ラム素子と光検出器を相対的に回転させた場合には第１
の回折光の中心が第１の受光部の中心線に近づくとき、
第２の回折光の中心が第２の受光部の中心線から遠ざか
るような関係に前記２つの回折光の中心と２つの受光部
の中 心線を配置した光ピックアップヘッド装置。 （２）光検出器は４つの概短冊形状の受光部である第１
から第４の受光部を有し、集光光学系の中心部を通るビ
ームをビームの中心とし、前記ビームの中心を受けてホ
ログラム素子から実際に生成もしくは等価的に位置する
回折光の部分を回折光の中心とし、前記第１及び第２の
受光部は光源から出射されたビームが光記憶媒体上で合
焦点にあるとき光検出器で受光される回折光の大きさよ
りも小さい幅を有しており、前記第１の回折光の中心は
前記第１の受光部の中で受光され、前記第２の回折光の
中心は前記第２の受光部の中で受光され、前記第３と第
４の受光部は前記第１と第２の受光部の間に配置してい
る光ピックアップヘッド装置。 （３）光検出器は４つの概短冊形状の受光部である第１
から第４の受光部を有し、集光光学系の中心部を通るビ
ームをビームの中心とし、前記ビームの中心を受けてホ
ログラム素子から実際に生成もしくは等価的に位置する
回折光の部分を回折光の中心とし、前記第１の回折光の
中心は前記第１の受光部の中で受光され、前記第２の回
折光の中心は前記第２の受光部の中で受光され、前記第
１の受光部は前記第２の受光部と第３の受光部の間に配
置し、前記第２の受光部は前記第１の受光部と第４の受
光部の間に配置し、前記光源から出射されたビームが光
記憶媒体上で合焦点にあるとき、前記第１及び第２の受
光部は光検出器で受光される回折光の大きさよりも小さ
い幅を有し、且つ、第２の回折光が第１の受光部で、第
１の回折光が第２の受光部で、それぞれ受光されないよ
うな間隔で第１の受光部と第２の受光部を配置している
光ピックアップヘッド装置。 （４） 光検出器は２つの概短冊形状の受光部を有し、集
光光学系の中心部を通るビームをビームの中心とし、前
記ビームの中心を受けてホログラム素子から実際に生成
もしくは等価的に位置する回折光の部分を回折光の中心
とし、前記ホログラム素子からの回折光の中心を受光す
る前記光検出器の受光部は光源から出射されたビームが
光記憶媒体上で合焦点にあるとき光検出器で受光される
回折光の大きさよりも小さい幅Ｗを有しており、前記ホ
ログラム素子からの回折光の中心が前記受光部の幅Ｗの
中で受光され、前記２つの受光部は大略隣接している光
ピックアップヘッド装置。

【０００８】

【作用】上記手段を用いることにより、ホログラム素子
を回転させてオフセットの補正をしても、合焦点付近の
フォーカス誤差信号の傾きは十分大きく保たれ、安定に
フォーカス制御を行うことが可能となる。

【０００９】

【実施例】以下、図１〜図９を参照しながら、本発明に
よる光ピックアップヘッド装置の実施例について詳細に
述べる。なお、従来の光ピックアップヘッド装置と本発
明の各実施例において、同様の構成要素を用いることが
可能な場合には、同じ番号を付している。

【００１０】（第１の実施例）図１は、本発明の光ピッ
クアップヘッド装置の一例を示す構成図である。半導体
レーザ光源１から出射した発散ビーム７０は、ホログラ
ム素子６０に入射した後、複数の回折光が生成される。
半導体レーザ光源１から光記憶媒体４へ向かう往路の光
路においてはホログラム素子６０を素通りする０次回折
光７０が信号の読み書きに用いられる。ホログラム素子
６０からの０次回折光７０は、対物レンズ８で光記憶媒
体４上に集光される。光記憶媒体４において、４２は溝
が形成された基板、４１は保護膜である。光記憶媒体４
で反射，回折されたビーム７０は、再び対物レンズ８を
透過した後、ホログラム素子６０に入射して、ホログラ
ム素子６０では再び複数の回折光が生成される。ホログ
ラム素子６０の１次回折光７３，７４が光検出器５で受
光され、電気信号に変換される。光検出器５から出力さ
れる電気信号に所望の演算を行うことによってフォーカ
ス誤差信号，トラッキング誤差信号及び光記憶媒体４上
に記録されている情報信号を得ることができる。フォー
カス誤差信号及びトラッキング誤差信号はそれぞれ焦点
制御用のアクチュエータ９１及びトラッキング制御用の
アクチュエータ９２に加えられ、光源１から出射された
ビーム７０が光記憶媒体４上の所望の位置に焦点を結ぶ
ように対物レンズ８の位置を制御する。

【００１１】ホログラム素子６０が生成する１次回折光
７３，７４が有する焦点は異なっており、光源１から出
射されるビーム７０が光記憶媒体４上で合焦点にあると
き、１次回折光７３は光検出器５の上側に焦点を結び、
１次回折光７４は光検出器５の下側に焦点を結ぶように
ホログラム６０に形成されるパターンを設計している。
このようなホログラム素子を用いてフォーカス誤差信号
を検出する方法はスポットサイズディテクション法とし
てよく知られており、例えば、ホログラム素子の設計及
び作製方法については、特開平１−９４５４１号公報に
開示されているので、詳細な説明は略する。

【００１２】光検出器５上の受光部と１次回折光７３，
７４の様子を図２に示す。光検出器５は６つの概短冊形
状の受光部５０１〜５０６を有し、受光部５０１〜５０
６は３つの受光部５０１〜５０３、５０４〜５０６がそ
れぞれ１組となり回折光７３，７４を受光する。７０
３，７０４はそれぞれ回折光７３，７４の中心であり受
光部５０２，５０５で受光される。回折光の中心７０
３，７０４は、図１におけるビームの中心がホログラム
素子６０を透過することによって生成される回折光７
３，７４の部分に相当する。受光部５０２，５０５は、
光源１から出射されたビーム７０が光記憶媒体４上で合
焦点にあるとき、光検出器５で受光される回折光７３，
７４の大きさよりも小さい幅Ｗを有しており、このＷは
受光部５０２では分割線６０５，６０６により、受光部
５０５では分割線６０７，６０８により決められる。８
０３と８０４は、現実には存在しない仮想の線分であ
る。線分８０３は分割線６０５，６０６から、線分８０
４は分割線６０７，６０８からそれぞれ等距離にあり、
それぞれ受光部５０２と５０５の中心線に相当する。回
折光の中心７０３と中心線８０３の距離及び回折光の中
心７０４と中心線８０４の距離はそれぞれある有限の長
さａを持たせて光学系の設計を行っている。ａの実際の
大きさは通常オフセットをどの程度補正しなければなら
ないかによって決められ、通常、回折光７３，７４の直
径の数％から２０％程度にすればよい。フォーカス誤差
信号は、従来と同様に受光部５０２から出力される信号
と受光部５０５から出力される信号を差動演算すること
により得られ、さらに受光部５０２から出力される信号
に受光部５０４，５０６から出力される信号を加算し、
受光部５０５から出力される信号に受光部５０１，５０
３から出力される信号を加算することによりフォーカス
誤差信号の振幅を増大させることができる。図１に示す
光学系において、半導体レーザ光源１の端面と光検出器
５の受光面の距離ｄが設計とずれた場合には、フォーカ
ス誤差信号にオフセットが発生する。レンズ８の横倍率
を５倍、ｄが５０μｍずれたとき、ホログラム素子６０
を回転させてオフセットを補正したときの、デフォーカ
ス距離とフォーカス誤差信号の関係を図３に示す。ここ
で、ホログラム素子６０は、ビームの中心を通る軸７を
回転軸として回転させることで、オフセットの補正を行
う。ホログラム素子６０と光検出器５ の相対的な関係で
あるので、光検出器５を回転させても同様である。その
結果、合焦点時にオフセットは零であり、このときフォ
ーカス誤差信号の傾きは十分に大きくとれている。本実
施例の光ピックアップヘッド装置では、ホログラム素子
を回転調整することによってフォーカス誤差信号に残存
するオフセットが零となるようにしても、合焦点付近で
のフォーカス誤差信号の傾きは十分大きく保たれ、安定
にフォーカス制御を行うことが可能となる。ｄのずれを
許容できるようになるので、半導体レーザ光源と光検出
器を集積化するときに要求される精度が大きく緩和さ
れ、製造装置のコストを低く抑えることができ、また、
半導体レーザ光源と光検出器を集積化した光学系の歩留
まりも向上するので、低コストの光ピックアップヘッド
装置を提供することが可能となる。

【００１３】なお、本実施例では光検出器５が６つの受
光部５０１〜５０６を有している例を示したが、例え
ば、受光部が２つの受光部５０２と５０５だけを有して
いる場合や、受光部５０２〜５０５を有している場合
等、実質的に受光部の中心線と回折光の中心が０でない
距離を有している場合には、本実施例と同様にフォーカ
ス誤差信号に含まれるオフセットを補正することができ
る。

【００１４】（第２の実施例）本発明の別の実施例とし
て、光検出器５０上の受光部と１次回折光７１，７２の
様子を図４に示す。基本的な光学系の構成は第１の実施
例と同様である。第１の実施例と異なる点は、図１に示
す光学系の構成において、ホログラム素子６０の代わり
に図１０に示す従来と同様のホログラム素子６を用いて
いること、及び、光検出器５の代わりに光検出器５０を
用いていることである。

【００１５】光検出器５０は４つの概短冊形状の受光部
５０７〜５１０を有し、受光部５０７〜５１０は２つの
受光部５０７と５０８、５０９と５１０がそれぞれ１組
となり回折光７１，７２を受光する。７０１，７０２は
それぞれ回折光７１，７２の中心であり受光部５０７，
５１０で受光される。受光部５０７，５１０は、光源１
から出射されたビーム７０が光記憶媒体４上で合焦点に
あるとき、光検出器５０で受光される回折光７１，７２
の大きさよりも小さい幅Ｗを有しており、このＷは受光
部５０７では分割線６０９，６１０により、受光部５１
０では分割線６１１，６１２により決められる。８０５
と８０６は、それぞれ受光部５０７と５１０の中心線に
相当する。本実施例においては、第１の実施例と異な
り、回折光の中心７０１と７０２はそれぞれ中心線８０
５と８０６上に位置するように光学系の設計を行ってい
る。ホログラム素子６をホログラム素子が受けるビーム
７０とは直交する方向に回転させたとき、例えば、回折
光７１は分割線６１０側に、回折光７２は分割線６１２
側に移動する。回折光７１の中心７０１を受光する受光
部５０７は、中心線８０５に対して分割線６１０側に受
光部５０８を有し、回折光７２の中心７０２を受光する
受光部５１０は、中心線８０６を挟んで分割線６１２と
は反対側の分割線６１１側に受光部５０９を有するよう
にしている。フォーカス誤差信号は、受光部５０７から
出力される信号と受光部５１０から出力される信号を差
動演算することにより得られ、さらに受光部５０７から
出力される信号に受光部５０９から出力される信号を加
算し、受光部５１０から出力される信号に受光部５０８
から出力される信号を加算することによりフォーカス誤
差信号の振幅を増大させることができる。半導体レーザ
光源１の端面と光検出器５の受光面の距離ｄが設計とず
れたとき、ホログラム素子６を回転させてオフセットを
補正したときの、デフォーカス距離とフォーカス誤差信
号の関係を図５に示す。第１の実施例と同様に、本実施
例の光ピックアップヘッド装置でも、ホログラム素子を
回転調整することによってフォーカス誤差信号に残存す
るオフセットが零となるようにしても、合焦点付近での
フォーカス誤差信号の傾きは十分大きく保たれ、安定に
フォーカス制御を行うことが可能となる。なお、本実施
例に示す光検出器５０において、受光部５０８を分割線
６０９側に、受光部５０９を分割線６１２側に設けた場
合も、同様にオフセットの補正が可能である。

【００１６】（第３の実施例）本発明の更に別の実施例
として、光検出器５１上の受光部と１次回折光７５，７
６の様子を図６に示す。基本的な光学系の構成は第２の
実施例と同様である。第２の実施例と異なる点は、光検
出器５の代わりに光検出器５１を用いていること、及び
回折光７５，７６の中心７０５，７０６がそれぞれ受光
部５１１，５１２の受光部の中心線８０７，８０８上に
位置するようにホログラム素子を設計していることであ
る。

【００１７】光検出器５１は２つの概短冊形状の受光部
５１１，５１２を有し、回折光７５，７６を受光する。
幅Ｗは受光部５１１では分割線６１３，６１４により、
受光部５１２では分割線６１４，６１５により決められ
る。フォーカス誤差信号は、受光部５１１から出力され
る信号と受光部５１２から出力される信号を差動演算す
ることにより得られる。

【００１８】半導体レーザ光源１の端面と光検出器５の
受光面の距離ｄが設計とずれたとき、ホログラム素子６
を回転させてオフセットを補正したときの、デフォーカ
ス距離とフォーカス誤差信号の関係を図７に示す。第
１，２の実施例と同様に、本実施例の光ピックアップヘ
ッド装置でも、ホログラム素子を回転調整することによ
ってフォーカス誤差信号に残存するオフセットが零とな
るようにしても、合焦点付近でのフォーカス誤差信号の
傾きは十分大きく保たれ、安定にフォーカス制御を行う
ことが可能となる。

【００１９】（第４の実施例）本発明の更に別の実施例
として、光ピックアップヘッド装置の光学系の構成の一
例を図８に示す。図１に示す光学系の構成では、光源１
の近傍に光検出器５を配置していたが、本実施例に示す
光学系では光源１と光検出器５２を分離して配置してい
る。光源１から出射した発散ビーム７０は、ビームスプ
リッタ１１を透過後、対物レンズ８で光記憶媒体４上に
集光される。光記憶媒体４で反射，回折されたビーム７
０は再び対物レンズ８を透過した後、ビームスプリッタ
１１で反射され、ホログラム素子６３に導かれる。ホロ
グラム素子６３は共役な１次回折光７７，７８を生成す
る。ホログラム素子６３の１次回折光７７，７８は光検
出器５２で受光され、電気信号に変換される。ホログラ
ム素子６３が生成する１次回折光７７，７８が有する焦
点は異なっており、光源１から出射されるビーム７０が
光記憶媒体４上で合焦点にあるとき、１次回折光７７は
光検出器５２の前側に焦点を結び、１次回折光７８は光
検出器５の後側に焦点を結ぶようにホログラム６３に形
成されるパターンを設計している。このようなホログラ
ム素子の設計方法も第１の実施例のホログラム素子と同
様によく知られている。

【００２０】光検出器５２上の受光部と１次回折光７
７，７８の様子を図９に示す。光検出器５２は６つの概
短冊形状の受光部５１１〜５１６を有し、回折光７７，
７８を受光する。光検出器５２は、第１の実施例で示し
た光検出器５と受光部の配置が異なるだけで、基本的な
原理は第１の実施例と同様である。光検出器５２の受光
部５１３〜５１９，分割線６１６〜６１９、回折光７
７，７８、回折光の中心７０７，７０８、中心線８０９
はそれぞれ光検出器５の受光部５０１〜５０６、分割線
６０５〜６０８、回折光７３，７４、回折光の中心７０
３，７０４、中心線８０３，８０４に対応する。光検出
器５２にはさらに０次回折光７０を受光するための受光
部５１９を設けているが、ホログラム素子６３の０次回
折光を検出する必要がない場合には、受光部５１９がな
くても構わない。本実施例の光ピックアップヘッド装置
でも、ホログラム素子を回転調整することによってフォ
ーカス誤差信号に残存するオフセットが零となるように
しても、合焦点付近でのフォーカス誤差信号の傾きは十
分大きく保たれ、安定にフォーカス制御を行うことが可
能となる。

【００２１】

【発明の効果】本発明は、コヒーレントビームもしくは
準単色のビームを発するレーザ光源と、前記レーザ光源
で出射されたビームを受け光記憶媒体上へ微小スポット
にビームを収束する集光光学系と、前記光記憶媒体で反
射、回折したビームを受けて回折光を発生させるホログ
ラム素子と、前記ホログラム素子からの回折光を受けて
光電流を出力する光検出器とを具備する光ピックアップ
ヘッド装置において、前記光源と前記光検出器は一体化
されているもしくは同一のパッケージに収納され、前記
ホログラム素子は異なる焦点を有する２つの回折光であ
る第１及び第２の回折光を生成し、さらに、 （１）光検出器は概短冊形状の第１及び第２の受光部を
有し、前記第１の回折光は前記第１の受光部で受光さ
れ、前記第２の回折光は前記第２の受光部で受光され、
集光光学系の中心部を通るビームをビームの中心とし、
前記ビームの中心を受けてホログラム素子から実際に生
成もしくは等価的に位置する回折光の部分を回折光の中
心とし、前記ホログラム素子からの回折光の中心を受光
する前記第１及び第２の受光部はそれぞれ光源から出射
されたビームが光記憶媒体上で合焦点にあるとき光検出
器で受光される回折光の大きさよりも小さい幅Ｗを有し
ており、前記第１の受光部の幅Ｗを定める２つの分割線
を第１及び第２の分割線とし、前記第２の受光部の幅Ｗ
を定める２つの分割線を第３及び第４の分割線とし、前
記第１及び第２の分割線から等距離にある仮想の線分を
第１の受光部の中心線とし、前記第３及び第４の分割線
から等距離にある仮想の線分を第２の受光部の中心線と
し、前記ホログラム素子からの回折光の中心と前記受光
部の中心線とが一致せず、前記ホログラム素子からの回
折光の中心が前記受光部の幅Ｗの中で受光され、ホログ
ラム素子と光検出器を相対的に回転させた場合には第１
の回折光の中心が第１の受光部の中心線に近づくとき、
第２の回折光の中心が第２の受光部の中心線から遠ざか
るような関係に前記２つの回折光の中心と２つの受光部
の中心線を配置した光ピックアップヘッド装置。 （２）光検出器は４つの概短冊形状の受光部である第１
から第４の受光部を有し 、集光光学系の中心部を通るビ
ームをビームの中心とし、前記ビームの中心を受けてホ
ログラム素子から実際に生成もしくは等価的に位置する
回折光の部分を回折光の中心とし、前記第１及び第２の
受光部は光源から出射されたビームが光記憶媒体上で合
焦点にあるとき光検出器で受光される回折光の大きさよ
りも小さい幅を有しており、前記第１の回折光の中心は
前記第１の受光部の中で受光され、前記第２の回折光の
中心は前記第２の受光部の中で受光され、前記第３と第
４の受光部は前記第１と第２の受光部の間に配置してい
る光ピックアップヘッド装置。 （３）光検出器は４つの概短冊形状の受光部である第１
から第４の受光部を有し、集光光学系の中心部を通るビ
ームをビームの中心とし、前記ビームの中心を受けてホ
ログラム素子から実際に生成もしくは等価的に位置する
回折光の部分を回折光の中心とし、前記第１の回折光の
中心は前記第１の受光部の中で受光され、前記第２の回
折光の中心は前記第２の受光部の中で受光され、前記第
１の受光部は前記第２の受光部と第３の受光部の間に配
置し、前記第２の受光部は前記第１の受光部と第４の受
光部の間に配置し、前記光源から出射されたビームが光
記憶媒体上で合焦点にあるとき、前記第１及び第２の受
光部は光検出器で受光される回折光の大きさよりも小さ
い幅を有し、且つ、第２の回折光が第１の受光部で、第
１の回折光が第２の受光部で、それぞれ受光されないよ
うな間隔で第１の受光部と第２の受光部を配置している
光ピックアップヘッド装置。 （４） 光検出器は２つの概短冊形状の受光部を有し、集
光光学系の中心部を通るビームをビームの中心とし、前
記ビームの中心を受けてホログラム素子から実際に生成
もしくは等価的に位置する回折光の部分を回折光の中心
とし、前記ホログラム素子からの回折光の中心を受光す
る前記光検出器の受光部は光源から出射されたビームが
光記憶媒体上で合焦点にあるとき光検出器で受光される
回折光の大きさよりも小さい幅Ｗを有しており、前記ホ
ログラム素子からの回折光の中心が前記受光部の幅Ｗの
中で受光され、前記２つの受光部は大略隣接している光
ピックアップヘッド装置。

【００２２】上記の（１）〜（４）のいずれかの光ピッ
クアップヘッド装置とすることにより、ホログラム素子
を回転させてオフセットの補正をしても、合焦点付近の
フォーカス誤差信号の傾きは十分大きく保たれ、安定に
フォーカス制御を行うことが可能となり、信頼性の高い
光ピックアップヘッド装置となる。また、半導体レーザ
光源と光検出器を集積化する際のずれを大きく許容でき
るようになるので、すなわち半導体レーザ光源と光検出
器を集積化するときに要求される精度が大きく緩和さ
れ、製造装置のコストを低く抑えることができ、また、
半導体レーザ光源と光検出器を集積化した光学系の歩留
まりも向上するので、低コストの光ピックアップヘッド
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】本発明の一実施例を示す光ピックアップヘッド
装置の構成図

【図２】本発明の光ピックアップヘッド装置のビームと
光検出器の関係図

【図３】本発明の光ピックアップヘッド装置で得られる
フォーカス誤差信号の特性図

【図４】本発明の別の実施例を示すビームと光検出器の
関係図

【図５】本発明の光ピックアップヘッド装置で得られる
フォーカス誤差信号の特性図

【図６】本発明の更に別の実施例を示すビームと光検出
器の関係図

【図７】本発明の光ピックアップヘッド装置で得られる
フォーカス誤差信号の特性図

【図８】本発明の更に別の実施例を示す光ピックアップ
ヘッド装置の構成図

【図９】本発明の更に別の実施例を示すビームと光検出
器の関係図

【図１０】従来の光ピックアップヘッド装置の構成図

【図１１】従来のビームと光検出器の関係図

【図１２】従来の光ピックアップヘッド装置で得られる
フォーカス誤差信号の特性図

【図１３】従来のビームと光検出器の関係図

【図１４】従来の光ピックアップヘッド装置で得られる
フォーカス誤差信号の特性図

【符号の説明】 １ 半導体レーザ光源 ２ パッケージ ３ ブロック ４ 光記憶媒体 ５ 光検出器 ６ ホログラム素子 ７ ビームの中心 ８ 集光レンズ １１ ビームスプリッタ ４１ 保護膜 ４２ 基板 ５０ 光検出器 ５１ 光検出器 ５２ 光検出器 ６０ ホログラム素子 ６３ ホログラム素子 ７０ ビーム ７１ １次回折光 ７２ １次回折光 ７３ １次回折光 ７４ １次回折光 ７５ １次回折光 ７６ １次回折光 ７７ １次回折光 ７８ １次回折光 ９１ 焦点制御用アクチュエータ ９２ トラッキング制御用アクチュエータ １０１ 接続端子 ５０１ 受光部 ５０２ 受光部 ５０３ 受光部 ５０４ 受光部 ５０５ 受光部 ５０６ 受光部 ５０７ 受光部 ５０８ 受光部 ５０９ 受光部 ５１０ 受光部 ５１１ 受光部 ５１２ 受光部 ５１３ 受光部 ５１４ 受光部 ５１５ 受光部 ５１６ 受光部 ５１７ 受光部 ５１８ 受光部 ５１９ 受光部 ６０１ 分割線 ６０２ 分割線 ６０３ 分割線 ６０４ 分割線 ６０５ 分割線 ６０６ 分割線 ６０７ 分割線 ６０８ 分割線 ６０９ 分割線 ６１０ 分割線 ６１１ 分割線 ６１２ 分割線 ６１３ 分割線 ６１４ 分割線 ６１５ 分割線 ６１６ 分割線 ６１７ 分割線 ６１８ 分割線 ６１９ 分割線 ７０１ 回折光の中心 ７０２ 回折光の中心 ７０３ 回折光の中心 ７０４ 回折光の中心 ７０５ 回折光の中心 ７０６ 回折光の中心 ７０７ 回折光の中心 ７０８ 回折光の中心 ８０１ 中心線 ８０２ 中心線 ８０３ 中心線 ８０４ 中心線 ８０５ 中心線 ８０６ 中心線 ８０７ 中心線 ８０８ 中心線 ８０９ 中心線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 7/09 - 7/095 G11B 7/135

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コヒーレントビームもしくは準単色のビー
   ムを発するレーザ光源と、前記レーザ光源で出射された
   ビームを受け光記憶媒体上へ微小スポットにビームを収
   束する集光光学系と、前記光記憶媒体で反射、回折した
   ビームを受けて回折光を発生させるホログラム素子と、
   前記ホログラム素子からの回折光を受けて光電流を出力
   する光検出器とを具備する光ピックアップヘッド装置に
   おいて、前記光源と前記光検出器は一体化されているも
   しくは同一のパッケージに収納され、前記ホログラム素
   子は異なる焦点を有する第１と第２の回折光を生成し、
   前記光検出器は概短冊形状の第１及び第２の受光部を有
   し、前記第１の回折光は前記第１の受光部で受光され、
   前記第２の回折光は前記第２の受光部で受光され、前記
   集光光学系の中心部を通るビームをビームの中心とし、
   前記ビームの中心を受けてホログラム素子から実際に生
   成もしくは等価的に位置する回折光の部分を回折光の中
   心とし、前記ホログラム素子からの回折光の中心を受光
   する前記第１及び第２の受光部はそれぞれ光源から出射
   されたビームが光記憶媒体上で合焦点にあるとき光検出
   器で受光される回折光の大きさよりも小さい幅Ｗを有し
   ており、前記第１の受光部の幅Ｗを定める２つの分割線
   を第１及び第２の分割線とし、前記第２の受光部の幅Ｗ
   を定める２つの分割線を第３及び第４の分割線とし、前
   記第１及び第２の分割線から等距離にある仮想の線分を
   第１の受光部の中心線とし、前記第３及び第４の分割線
   から等距離にある仮想の線分を第２の受光部の中心線と
   し、前記ホログラム素子からの回折光の中心と前記受光
   部の中心線とが一致せず、前記ホログラム素子からの回
   折光の中心が前記受光部の幅Ｗの中で受光され、ホログ
   ラム素子と光検出器を相対的に回転させた場合には第１
   の回折光の中心が第１の受光部の中心線に近づくとき、
   第２の回折光の中心が第２の受光部の中心線から遠ざか
   るような関係に前記２つの回折光の中心と２つの受光部
   の中心線を配置した光ピックアップヘッド装置。
2. 【請求項２】光検出器が２つの受光部を有し、光源から
   出射されるビームが光記憶媒体上で合焦点にあるとき２
   つの受光部がホログラム素子からの２つの回折光をそれ
   ぞれ個々に受光することを特徴とする請求項１記載の光
   ピックアップヘッド装置。
3. 【請求項３】光検出器が６つの受光部を有し、前記６つ
   の受光部は３つの受光部が１組となり、光源から出射さ
   れるビームが光記憶媒体上で合焦点にあるとき２組の受
   光部がホログラム素子からの２つの回折光をそれぞれ個
   々に受光することを特徴とする請求項１記載の光ピック
   アップヘッド装置。
4. 【請求項４】コヒーレントビームもしくは準単色のビー
   ムを発するレーザ光源と、前記レーザ光源で出射された
   ビームを受け光記憶媒体上へ微小スポットにビームを収
   束する集光光学系と、前記光記憶媒体で反射、回折した
   ビームを受けて回折光を発生させるホログラム素子と、
   前記ホログラム素子からの回折光を受けて光電流を出力
   する光検出器とを具備する光ピックアップヘッド装置に
   おいて、前記光源と前記光検出器は一体化されているも
   しくは同一のパッケージに収納され、前記ホログラム素
   子は異なる焦点を有する２つの回折光である第１及び第
   ２の回折光を生成し、前記光検出器は４つの概短冊形状
   の受光部である第１から第４の受光部を有し、前記集光
   光学系の中心部を通るビームをビームの中心とし、前記
   ビームの中心を受けてホログラム素子から実際に生成も
   しくは等価的に位置する回折光の部分を回折光の中心と
   し、前記第１及び第２の受光部は、光源から出射された
   ビームが光記憶媒体上で合焦点にあるとき光検出器で受
   光される回折光の大きさよりも小さい幅を有しており、
   前記第１の回折光の中心は前記第１の受光部の中で受光
   され、前記第２の回折光の中心は前記第２の受光部の中
   で受光され、前記第３と第４の受光部は前記第１と第２
   の受光部の間に配置している光ピックアップヘッド装
   置。
5. 【請求項５】コヒーレントビームもしくは準単色のビー
   ムを発するレーザ光源と、前記レーザ光源で出射された
   ビームを受け光記憶媒体上へ微小スポットにビームを収
   束する集光光学系と、前記光記憶媒体で反射、回折した
   ビームを受けて回折光を発生させるホログラム素子と、
   前記ホログラム素子からの回折光を受けて光電流を出力
   する光検出器とを具備する光ピックアップヘッド装置に
   おいて、前記光源と前記光検出器は一体化されているも
   しくは同一のパッケージに収納され、前記ホログラム素
   子は異なる焦点を有する２つの回折光である第１及び第
   ２の回折光を生成し、前記光検出器は概短冊形状の４つ
   の受光部である第１から第４の受光部を有し、前記集光
   光学系の中心部を通るビームをビームの中心とし、 前記
   ビームの中心を受けてホログラム素子から実際に生成も
   しくは等価的に位置する回折光の部分を回折光の中心と
   し、前記第１の回折光の中心は前記第１の受光部の中で
   受光され、前記第２の回折光の中心は前記第２の受光部
   の中で受光され、前記第１の受光部は前記第２の受光部
   と第３の受光部の間に配置し、前記第２の受光部は前記
   第１の受光部と第４の受光部の間に配置し、前記光源か
   ら出射されたビームが光記憶媒体上で合焦点にあると
   き、前記第１及び第２の受光部は光検出器で受光される
   回折光の大きさよりも小さい幅を有し、且つ、第２の回
   折光が第１の受光部で、第１の回折光が第２の受光部
   で、それぞれ受光されないような間隔で第１の受光部と
   第２の受光部を配置している光ピックアップヘッド装
   置。
6. 【請求項６】コヒーレントビームもしくは準単色のビー
   ムを発するレーザ光源と、前記レーザ光源で出射された
   ビームを受け光記憶媒体上へ微小スポットにビームを収
   束する集光光学系と、前記光記憶媒体で反射、回折した
   ビームを受けて回折光を発生させるホログラム素子と、
   前記ホログラム素子からの回折光を受けて光電流を出力
   する光検出器とを具備する光ピックアップヘッド装置に
   おいて、前記光源と前記光検出器は一体化されているも
   しくは同一のパッケージに収納され、前記ホログラム素
   子は異なる焦点を有する２つの回折光を生成し、前記光
   検出器は２つの概短冊形状の受光部を有し、前記集光光
   学系の中心部を通るビームをビームの中心とし、前記ビ
   ームの中心を受けてホログラム素子から実際に生成もし
   くは等価的に位置する回折光の部分を回折光の中心と
   し、前記ホログラム素子からの回折光の中心を受光する
   前記光検出器の受光部は光源から出射されたビームが光
   記憶媒体上で合焦点にあるとき光検出器で受光される回
   折光の大きさよりも小さい幅Ｗを有しており、前記ホロ
   グラム素子からの回折光の中心が前記受光部の幅Ｗの中
   で受光され、前記２つの受光部は大略隣接している光ピ
   ックアップヘッド装置。
7. 【請求項７】ホログラム素子からの２つの回折光が共役
   光であることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記
   載の光ピックアップヘッド装置。