JP3484767B2 - 光ヘッド装置、光情報装置及びハイブリッド素子 - Google Patents

光ヘッド装置、光情報装置及びハイブリッド素子

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JP3484767B2
JP3484767B2 JP15215894A JP15215894A JP3484767B2 JP 3484767 B2 JP3484767 B2 JP 3484767B2 JP 15215894 A JP15215894 A JP 15215894A JP 15215894 A JP15215894 A JP 15215894A JP 3484767 B2 JP3484767 B2 JP 3484767B2
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慶明 金馬
研一 笠澄
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば光ディスクある
いは光カードなど、光媒体もしくは光磁気媒体上に記憶
される情報の記録・再生あるいは消去を行う光ヘッド装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】高密度・大容量の記憶媒体として、ピッ
ト状パターンを有する光ディスクを用いる光メモリ技術
は、ディジタルオーディオディスク、ビデオディスク、
文書ファイルディスク、さらにはデータファイルと用途
を拡張しつつ、実用化されてきている。
【0003】微小に絞られた光ビームを介して、例えば
光ディスク等の情報記録媒体への情報の記録再生が、高
い信頼性のもとに首尾よく遂行されるメカニズムは、ひ
とえにその光学系に因っている。
【0004】その光学系の主要部である光ヘッド装置の
基本的な機能は、回折限界の微小スポットを形成する集
光性、前記光学系の焦点制御とトラッキング制御、及び
ピット信号の検出に大別される。
【0005】これらは、目的、用途に応じて、各種の光
学系ならびに光電変換検出方式の組合せによって現わさ
れており、特に近年、光ピックアップヘッド装置を小型
化、薄型化するために、ホログラムを用いた光ピックア
ップヘッド装置が開示されている。特にこの分野の発明
としては本発明者らを中心として行っており、例えば本
発明者らは、ホログラム素子に4箇の回折領域を設け
て、この回折領域から回折する回折光を光検出器で受光
し、光検出器の出力の位相を比較することによって、い
わゆる位相差法によるトラッキングエラー信号を得ると
いう構成の光ヘッド装置を、特開平4−40634号公
報に開示している。
【0006】この公報を従来例として、図24と図25
を用いて説明する。但し、図24と図25とに挿入した
xyz軸は共通である。図24において、104はホロ
グラムであり、2は半導体レーザ等の放射光源である。
この構成における特徴は、ホログラム1の格子パターン
にある。
【0007】以下、その動作について説明する。この光
源2から出射した光ビーム3(レーザ光)は、ホログラ
ム104を透過して対物レンズ4に入射し、情報媒体5
上に集光される。情報媒体5で反射した光ビ−ムは、も
との光路を逆にたどってホログラム104に入射する。
ホログラム104から生じる復路の+1次回折光69
は、光検出器7に入射する。光検出器7の出力を演算す
ることによって、サーボ信号及び、情報信号を得る。
【0008】ここで、ホログラム104及び光検出器7
は、図25のように構成されている。すなわち、図25
(a)はホログラムパターン150cを表している。ホ
ログラムの分割領域151からは、フォーカスサーボ信
号検出用回折光が発生する。
【0009】フォーカスサーボ信号の検出方式として
は、例えばスポットサイズディテクション法(SSD
法)を用いている。このSSD法は、例えば特開平2−
185722号公報にも開示されているように、光ヘッ
ド装置の組み立て許容誤差を著しく緩和できる上に、波
長変動に対しても安定にサーボ信号を得ることのできる
検出方法である。
【0010】SSD法を実現するためには、ホログラム
の復路の+1次回折光が、曲率の異なる2種類の球面波
となるように設計する。それぞれの球面波は、光検出器
面の前側と後ろ側とに焦点を持つように設計し、図25
(b)に示すように、復路の+1回折光69eと69f
とを、6分割光検出器FE81〜FE86によって受光
する。フォーカスエラー信号FEは、各検出領域名をそ
の出力として表記すると、下記(式1)という演算によ
って得られる。 FE=(FE81+FE83−FE82)−(FE84+FE86−FE85) ・・・・(式1) 一方、トラッキングエラー信号TEは、図25(a)に
示すように、回折領域153a〜153dをホログラム
104上に設けて、情報媒体5の上の集光スポットとト
ラック上に並んだピット列との相対位置変化によるホロ
グラム上での光量分布変化を取り出している。この回折
領域153a〜153dから、それぞれ回折するトラッ
キングエラー信号検出用回折光69a〜69dを、トラ
ッキングエラー信号検出用光検出器TE81及びTE8
2によって受光し、その出力の位相を比較することによ
って、トラッキングエラー信号TEを得ることができ
る。
【0011】このような構成によって以下のような効果
を得ている。 (1)ホログラム素子の仮想のX−Y軸(図25(a)
では情報媒体のラジアル軸−タンジェンシャル軸)の各
象限に回折格子を形成して、位相差法でTE信号を検出
することにより、ホログラム素子の設定位置が正規の位
置とは異なる場合でも、オフセットの生じない安定なT
E信号を得ることができる。
【0012】(2)位相差法でTE信号を検出する事に
より、いわゆる3ビーム法では必要な、情報媒体上での
スポットを所望の位置関係となるように合わせる調整は
不要となるので、光ヘッド装置の生産性が向上する。
【0013】(3)フォーカスサーボ信号の検出方式と
してSSD法を用いることにより、組み立て許容誤差の
さらに大きな光ヘッド装置を構成できる。
【0014】(4)ホログラム104から発生する+1
次回折光のみを用いて、フォーカスサーボ信号及びトラ
ッキング信号を得ている。従って、図24に示したよう
に、光源2に対して、ある一方向にのみ光検出器7を配
置する場合は、上記従来例が適している。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の構成は、ホログラム104から発生する+1次回
折光を分割して、フォーカスサーボ信号とトラッキング
信号とを得ている。すなわち、−1次回折光を利用して
いないため、光の利用効率が低い。
【0016】特に、例えば光源出力が小さい場合や、情
報媒体の反射率が低い場合、また、光学系の光の伝送効
率が低い場合、さらには、情報を消去可能な情報媒体か
らの信号読み出しを行うため、情報媒体上の光出力を低
く抑えなければならない場合等には、光の利用効率が低
いと、雑音と信号の比(S/N比)が低くなる課題、ま
たは、回路系のオフセットが温度変化や掲示変化などに
よって変化したときの、サーボ信号に大きなオフセット
が発生する可能性があるという課題がある。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明では上述の課題を
解決するため、以下の構成を提案するものである。
【0018】
【0019】第1の構成として、放射光源と、前記放射
光源からの光ビームを受け情報媒体上へ微小スポットに
収束する集光光学系と、前記情報媒体で反射した光ビー
ムを受け光電流を出力する複数の光検出部を含む光検出
器と、前記情報媒体で反射した光ビームを回折光として
回折させ、前記光検出器へ光ビームを導くためのホログ
ラムとを具備し、前記ホログラムは、情報媒体で反射さ
れた光ビームを受けるほぼ中心を原点として、Y軸を前
記情報媒体のピット列または溝方向とほぼ一致する方向
(すなわちタンジェンシャル方向)、X軸をY軸とほぼ
垂直な方向とした仮想のX−Y座標系を定義したとき
に、前記X−Y座標系の各象限に、それぞれ少なくとも
1つずつの回折領域を有し、各回折領域を時計回りに領
域A、領域B、領域C、領域Dとし、前記領域Aからは
N次の回折光として、前記光検出器面のそれぞれ前側と
後ろ側とに焦線あるいは焦点を持つA1PとA2Pとが
回折し、前記N次回折光A1PとA2Pとのそれぞれの
共役波である−N次回折光A1MとA2Mとを、前記光
検出器の第1の検出領域AMで受光して出力amを取り
出し、前記領域BからはN次の回折光として、前記光検
出器面のそれぞれ前側と後ろ側とに焦線あるいは焦点を
持つB1PとB2Pとが回折し、前記N次回折光B1P
とB2Pとのそれぞれの共役波である−N次回折光B1
MとB2Mとを、前記光検出器の第2の検出領域BMで
受光して出力bmを取り出し、前記領域CからはN次の
回折光として、前記光検出器面のそれぞれ前側と後ろ側
とに焦線あるいは焦点を持つC1PとC2Pとが回折
し、前記N次回折光C1PとC2Pとのそれぞれの共役
波である−N次回折光C1MとC2Mとを、前記光検出
器の第3の検出領域CMで受光して出力cmを取り出
し、前記領域DからはN次の回折光として、前記光検出
器面のそれぞれ前側と後ろ側とに焦線あるいは焦点を持
つD1PとD2Pとが回折し、前記N次回折光D1Pと
D2Pとのそれぞれの共役波である−N次回折光D1M
とD2Mとを、前記光検出器の第4の検出領域DMで受
光して出力dmを取り出し、前記出力am、bm、c
m、dmを用いてトラッキングエラー信号を得ることを
特徴とする、光ヘッド装置の構成。
【0020】または、第の構成として、出力信号の位
相を比較する位相比較回路を具備し、前記位相比較回路
によって得られる位相差を用いてトラッキングエラー信
号を得ることを特徴とする、請求項記載の光ヘッド装
置の構成。
【0021】あるいは、第の構成として、領域A及び
領域Bに対して領域C及び領域Dは、ほぼY方向に延び
る直線によって分割され、am+bmとcm+dmとを
用いてトラッキングエラー信号を得ることを特徴とする
光ヘッド装置の構成。
【0022】
【0023】
【0024】
【0025】
【0026】
【0027】
【0028】または、第の構成として、放射光源と、
前記放射光源からの光ビームを受け情報媒体上へ微小ス
ポットに収束する集光光学系と、前記情報媒体で反射し
た光ビームを受け光電流を出力する複数の光検出部を含
む光検出器と、前記情報媒体で反射した光ビームを回折
光として回折させて、前記光検出器へ光ビームを導くた
めのホログラムとを具備し、前記回折光を前記光検出器
で受光して得られる出力からフォーカスエラー信号とト
ラッキングエラー信号を取り出す請求項1からのいず
れかに記載光ヘッド装置を具備することを特徴とする
光情報装置という構成にするさらに、ホログラムは、
情報媒体で反射された光ビームを受けるほぼ中心を原点
として、Y軸を前記情報媒体のピット列または溝方向と
ほぼ一致する方向(すなわちタンジェンシャル方向)、
X軸をY軸とほぼ垂直な方向とした仮想のX−Y座標系
を定義したときに、前記X−Y座標系の各象限に、それ
ぞれ少なくとも1つずつの回折領域を有し、各回折領域
を時計回りに領域A、領域B、領域C、領域Dとし、前
記領域AからはN次の回折光として光検出器面のそれ
ぞれ前側と後ろ側とに焦線あるいは焦点を持つA1Pと
A2Pとが回折し、前記N次回折光A1PとA2Pとの
それぞれの共役波である−N次回折光A1MとA2Mと
を、前記光検出器の第1の検出領域AMで受光して出力
amを取り出し、前記領域BからはN次の回折光とし
て、前記光検出器面のそれぞれ前側と後ろ側とに焦線あ
るいは焦点を持つB1PとB2Pとが回折し、前記N次
回折光B1PとB2Pとのそれぞれの共役波である−N
次回折光B1MとB2Mとを、前記光検出器の第2の検
出領域BMで受光して出力bmを取り出し、前記領域C
からはN次の回折光として、前記光検出器面のそれぞれ
前側と後ろ側とに焦線あるいは焦点を持つC1PとC2
Pとが回折し、前記N次回折光C1PとC2Pとのそれ
ぞれの共役波である−N次回折光C1MとC2Mとを、
前記光検出器の第3の検出領域CMで受光して出力cm
を取り出し、前記領域DからはN次の回折光として、前
記光検出器面のそれぞれ前側と後ろ側とに焦線あるいは
焦点を持つD1PとD2Pとが回折し、前記N次回折光
D1PとD2Pとのそれぞれの共役波である−N次回折
光D1MとD2Mとを、前記光検出器の第4の検出領域
DMで受光して出力dmを取り出し、さらに、前記出力
am、bm、cm、dmがトラッキングエラー信号検出
用信号であって、前記ホログラムが前記光検出器及び前
記放射光源と一体集積化されていることを特徴とする半
導体レーザーと光検出器のハイブリッド素子という構成
にする。
【0029】
【作用】上記手段を用いることにより、以下に示すよう
な作用がある。
【0030】(1)+1次回折光の光量をすべて用いて
フォーカスエラー信号を得ることができるので、信号強
度が大きく信号対雑音比(S/N)の高いフォーカスエ
ラー信号を得ることができる。
【0031】また、同様の理由で、フォーカスエラー信
号検出用回折光にY方向(光検出器の分割線に垂直な方
向)の光量むらがなく、感度の高いフォーカスエラー信
号を得ることができる。
【0032】また、本発明では、−1次回折光の光量を
すべて用いてトラッキングエラー信号を得ることができ
るので、信号強度が大きく信号対信号比(S/N)の高
いトラッキングエラー信号を得ることができる。
【0033】また、上記と同様な理由で、ディスク上に
仮に傷等が存在した場合にも、安定に信号検出ができ
る。
【0034】(2)発光点を光検出器に対して大きな許
容誤差を持って組み立てれば良く、組立コストの低減を
実現できる。
【0035】(3)本発明の構成では、例えば光検出器
の領域数が少ない場合等でも、光検出器と演算回路との
接続経路が少なくてよく、結線の工程が減って、コスト
が安くなる上に、光検出器と外部の接続部が少なくなる
ため光検出器を小型化でき、従って光ヘッド装置も小型
化できる。
【0036】(4)偏光異方性ホログラムとλ/4波長
板とを組み合わせて用いる場合、往路においては不要な
回折が起こらず、復路においてはサーボ信号等を得るた
めの回折光を発生する。従って、不要な回折光によるノ
イズがなく、非常にS/N比の高い信号を得ることがで
きる。
【0037】(5)また、偏光異方性ホログラムとλ/
4波長板とを組み合わせて用いる場合、往路においては
不要な回折が起こらず、復路においてはサーボ信号等を
得るための回折光を発生する。従って、光の利用効率が
高くて信号振幅が大きいので、非常にS/N比の高い信
号を得ることができる。
【0038】(6)偏光異方性ホログラムとλ/4波長
板と対物レンズを、例えば保持手段によって一定の相対
位置を保持して設ける構成にする場合は、トラッキング
制御のために例えば対物レンズが移動しても、偏光異方
性ホログラムが一体になって動き、情報媒体から反射し
た光ビ−ムは偏光異方性ホログラム上でほとんど移動し
ない。従って、対物レンズの移動にもかかわらず、光検
出器上の回折光も移動せず、光検出器から得られる信号
は劣化しない。よって、フォーカスエラー信号を安定に
得ることができる。
【0039】(7)フォーカスサーボ信号の検出方式と
してSSD法を用いることにより、組み立て許容誤差の
さらに大きな光ヘッド装置を構成できる。
【0040】(8)偏光異方性ホログラムとλ/4波長
板と対物レンズとを、例えば保持手段によって一定の相
対位置を保持して設ける構成にする場合は、トラッキン
グ制御のために仮に対物レンズが移動しても、偏光異方
性ホログラムが一体になって動き、情報媒体から反射し
た光ビ−ムは偏光異方性ホログラム上でほとんど移動し
ない。従って、光ビームのファーフィールドパターン上
の一定の位置からトラッキングエラー信号検出用回折光
を得ることができ、オフセットがなく、かつ、安定なト
ラッキングエラー信号を得ることができる。
【0041】
【実施例】以下図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図1は本発明の光ヘッド装置の一実施例による構成
図である。なお、図1、3、5、6、8、10〜19に
挿入したxyz軸はすべて共通である。
【0042】図1において、175は後述するような偏
光特性を持った偏光異方性ホログラムであり、2は半導
体レーザ等の放射光源である。本発明の特徴は後述する
ホログラムパターン及び光検出器の構成にあるが、その
特徴を説明するに先立ち、ここではまず、光ヘッド装置
の光学系構成の一例を説明する。
【0043】以下、その動作について説明する。この放
射光源2から出射した直線偏光の光ビーム3(レーザ
光)は、偏光異方性ホログラム175とλ/4波長板1
5とを透過して円偏光となり対物レンズ4に入射し、情
報媒体5上に集光される(往路)。
【0044】この時、光ビーム3の偏光方向は、偏光異
方性ホログラム175において、ほぼ回折の起こらない
方向に設定する。情報媒体5で反射した光ビ−ムは、も
との光路を逆にたどってλ/4波長板15を再び透過し
て、始めとは直角方向の直線偏光になり、偏光異方性ホ
ログラム175に入射する。
【0045】この偏光異方性ホログラム175から生じ
る復路の+1次回折光6と−1次回折光67とは、光検
出器74a及び光検出器74bにそれぞれ入射する。光
検出器74a,bの出力を演算することによって、サー
ボ信号及び、情報信号を得ることができる。
【0046】本実施例では、偏光異方性ホログラム17
5とλ/4波長板15とを組み合わせて用いるため、往
路においては不要な回折が起こらず、復路においてはサ
ーボ信号等を得るための回折光を発生する。従って、光
の利用効率が高くて信号振幅が大きい上に、不要な回折
光によるノイズもなく、非常にS/N比の高い信号を得
ることができる。
【0047】特に、例えば現在商品化されているコンパ
クトディスクなどに比べより高密度の光ディスクなどの
光ヘッド装置においては、不要な回折効率をより減らし
て0に近づけることにより、一層高品質のサーボ信号や
情報信号を得ることできるという顕著な効果がある。
【0048】さらに、復路の+1次と−1次との回折効
率を高くし、0次の回折効率(透過率)を低くすること
ができるため、放射光源2への戻り光量を低くする事が
できる。従って放射光源2として半導体レーザーを用い
る場合、戻り光によるノイズの発生を回避することがで
きるという効果がある。
【0049】図2は本発明に適用できる偏光異方性ホロ
グラム素子の一構造断面図である。図2中のXL、YL、
ZL座標軸は、他の図面の座標軸とは無関係である。4
0はx面の基板で、例えばニオブ酸リチウム基板、41
はニオブ酸リチウム基板40表面に周期的に形成された
深さdpのプロトン交換層であり、ニオブ酸リチウム基
板40の表面は、プロトン交換層41の領域のみをエッ
チングされ、深さdaの溝42が形成されている。
【0050】noはニオブ酸リチウム基板40の常光の
屈折率、neはニオブ酸リチウム基板40の異常光の屈
折率、nopはプロトン交換層41の常光の屈折率、nep
はプロトン交換層41の異常光の屈折率である。また、
Δno,Δneは、常光および異常光のプロトン交換層4
1とニオブ酸リチウム基板40との屈折率差であり、次
の(式2)及び(式3)で与えられる。 Δno=nop−no (式2) Δne=nep−ne (式3) プロトン交換層41の波長0.78μmの光に対する屈
折率は、ニオブ酸リチウム基板40の屈折率と比較し
て、異常光の屈折率neが0.145増加し、逆に常光
の屈折率noは0.04減少する。本偏光異方性ホログ
ラムの例は、この常光と異常光の屈折率差の違いを利用
するものであり、プロトン交換層41の表面に形成され
た溝42により異常光の屈折率変化を相殺する。以下そ
の動作について説明する。
【0051】まず、この偏光分離素子に常光(結晶のy
軸方向に電界ベクトルを持つ光)が入射した場合を考え
る。プロトン交換層41を通過しない、つまりニオブ酸
リチウム基板40のみを通過する光の位相を基準とする
と、プロトン交換層41および溝42の屈折率は、ニオ
ブ酸リチウム基板40の屈折率より小さいため、この領
域を通過する光は位相の進みが生じる。この位相の変化
量Δφoは、位相の進みを負、遅れを正で表すと次の
(式4)で与えられる。 Δφo=(2π/λ)(Δno・dp+Δnoa・da) (式4) ここでλは入射光の波長、またΔnoaは基板の常光屈折
率noと空気の屈折率1との差で、次の(式5)で与え
られる。 Δnoa=1−no (式5) 一方、偏光分離素子に異常光(結晶のz軸方向に電界ベ
クトルを持つ光)が入射した場合を考え、プロトン交換
層41を通過しない、つまりニオブ酸リチウム基板40
のみを通過する光を基準として光の位相を考える。
【0052】溝42の屈折率はニオブ酸リチウム基板4
0の屈折率より小さいため、この領域を通過する光は位
相の進みが生じる。これに対し、プロトン交換層41の
屈折率はニオブ酸リチウム基板40の屈折率より大きい
ため、この領域を通過する光は位相の遅れが生じ溝42
による位相の進みを打ち消す方向に作用する。位相の変
化量Δφeは位相の進みを負、遅れを正で表すと次の
(式6)で与えられる。 Δφe=(2π/λ)(Δne・dp+Δnea・da) (式6) ここでλは入射光の波長、また、Δneaは基板の異常光
屈折率neと空気の屈折率1との差で、次の(式7)で
与えられる。 Δnea=1−ne (式7) 本偏光異方性ホログラムは常光を回折し、異常光を回折
しない機能を有するもので、以下の様にしてこれを実現
できる。つまり(式7)で与えられる異常光の位相差Δ
φeを2πの整数倍とし、常光のみ位相差Δφoを2πの
整数倍としない様に、プロトン交換層41の深さdpと
溝42の深さdaとを適当に選択するものである。特
に、Δφoがπの奇数倍の場合その消光比は最大とな
る。この条件を式で表すと、次の(式8)及び(式9)
となる。なお、式中のn,mは任意の整数である。 (2π/λ)(Δno・dp+Δnoa・da)=−(2n+1)π (式8) (2π/λ)(Δne・dp+Δnea・da)=2mπ (式9) 特にn=0,m=0の場合、上式からda及びdbは次の
(式10)及び(式11)になる。 da=(λ/2){Δne/(ΔnoΔnea−ΔneΔnoa)} (式10) dp=(λ/2){Δnea/(ΔneΔnoa−ΔnoΔnea)} (式11) 例えば、波長0.78μmの光の偏光分離素子を実現す
るには、(式10)および(式11)より溝42の深さ
daを0.25μmとし、プロトン交換層41の深さdp
を2.00μmとすれば良いということになる。
【0053】以上の説明より明らかなように、本実施例
の放射光源2より出射する光ビーム3の偏光方向は、偏
光異方性ホログラム175に対して異常光の方向となる
ように設定すると、往路では回折が起こらず、復路では
偏光方向が90°回転して常光となるため回折が起こ
る。すなわち、本実施例では、往路においては不要な回
折が起こらず、復路においてはサーボ信号等を得るため
の回折光を発生する。
【0054】従って、光の利用効率が高くて信号振幅が
大きい上に、不要な回折光によるノイズもなく、非常に
S/N比の高い信号を得ることができる。
【0055】さらに、復路の+1次と−1次の回折効率
を高くし、0次の回折効率(透過率)をほぼ0にするこ
とができるなど、放射光源2への戻り光量をほぼ0にす
ることも可能であるなど、戻り光量を自由にコントロー
ルできる。
【0056】従って、放射光源2として半導体レーザー
を用いる場合、戻り光によるノイズの発生を回避するこ
とができるという効果がある。
【0057】なお、偏光異方性ホログラムには、例えば
液晶セルを用いて構成することもできる。
【0058】特に、例えば現在商品化されているコンパ
クトディスクなどに比べて、より高密度の光ディスクな
どの光ヘッド装置においては、不要な回折効率をより減
らして0に近づけることにより、一層高品質のサーボ信
号や情報信号を得ることできるという顕著な効果があ
る。
【0059】また、本実施例では偏光異方性ホログラム
175を図1に示した如く対物レンズの近傍、すなわち
光検出器74a、bから離れた位置に配置するため、有
限光学系においても偏光異方性ホログラム175の有効
径R1を大きくできるので、光ヘッド装置の組み立て時
における偏光異方性ホログラム175の位置の許容誤差
を緩和することができ、光ヘッド装置の組立コストを低
減できるという効果がある。
【0060】さらに、図1に示したように偏光異方性ホ
ログラム175とλ/4波長板15と対物レンズ4と
を、例えば保持手段13によって一定の相対位置を保持
して設ける。このような構成にすることにより、トラッ
キング制御のために仮に対物レンズ4が移動しても、偏
光異方性ホログラム175が一体になって動き、情報媒
体5から反射した光ビ−ムは、偏光異方性ホログラム1
75上でほとんど移動しない。従って、対物レンズ4の
移動にもかかわらず、光検出器7から得られる信号は全
く劣化しない。
【0061】さらに、図1における光検出器と放射光源
との構成の一例を図3に示す。但し、図3において2は
放射光源、3は光ビーム、74は光検出器基板である。
【0062】本実施例においては、光検出器74aと光
検出器74bとを、1個の光検出器基板74上に形成す
る。そして、光検出器74aと光検出器74bとの間
に、凹部(切り欠き部)を設け、図3に示したようにミ
ラー7aを設け、放射光源2をハイブリッドに設置す
る。
【0063】本実施例では、光検出器74aと光検出器
74bとを1個の光検出器基板上に形成するので、光検
出器74aと光検出器74bとの相対位置を、集積回路
の作製工程によって容易に例えばμmオーダーの高精度
に設定できるという効果がある。
【0064】さらに、図3のハイブリッド素子と外部と
の電気的な接続のため結線が必要であるが、この結線を
接続する面が、本実施例ではすべて図3のxy平面にな
るので、結線用のワイヤを近づけてくる方向が共通にな
り、自動組立が容易になるという効果がある。
【0065】さらに、組立時の基準線もxy平面上に設
けるだけでよいので、光検出器74aと光検出器74b
と放射光源2との相対位置を、容易に高精度に設定でき
るという効果がある。
【0066】次に、本発明のホログラムの格子パターン
の一例を、図4を用いて説明する。図4中のラジアル
(R)、タンジェンシャル(T)の方向は、それぞれ情
報媒体の半径方向(ピット列と垂直な方向)とピット列
の並び(または溝)方向とに対応している。ただし、後
述の実施例のように、ホログラムと対物レンズ4との間
に距離があって、その間にミラー面が介在する場合に
は、それらのミラーによる写像を考慮した座標軸を表し
ている。
【0067】ホログラムパターン150aは図4に示す
ように、R方向とT方向にそれぞれほぼ平行な2直線に
よって分割される4つの領域内に、それぞれ少なくとも
1つの回折領域(領域A〜領域D)を持つ。
【0068】それぞれの領域からは、N次の回折光例え
ば+1次回折光として、光検出器面の前側と後ろ側とに
焦点を持つ少なくとも2つの回折光が回折するように設
計されている。なお、ホログラムの格子は、所望の回折
光と入射光の干渉縞を計算するなどの方法によって、容
易に設計できる。
【0069】このようなホログラムパターン150bを
用いると、光検出器の前側に焦点を持つ回折光も後ろ側
に焦点を持つ回折光も、ホログラムのほぼ全面から発生
するため、これらの回折光からフォーカスエラー信号を
得ると、トラッキングエラー信号の漏れ込みなどのノイ
ズの少ない安定なフォーカスエラー信号を得ることがで
きるという効果を得られる。
【0070】ここで、「光検出器面の前側または、後ろ
側に焦点を持つ回折光」の意味するところを、図5と図
6とを用いて詳しく説明する。
【0071】図5は、光検出器面の前側に焦点を持つ回
折光を示している。光検出器74に対して入射側に焦点
がある。但し、この焦点は、後で説明するように、フォ
ーカスエラー信号検出用光検出器の分割線方向と平行な
方向(図5ではX方向)に延びる焦線でもよい。
【0072】図6は、光検出器面の後ろ側に焦点を持つ
回折光を示している。光検出器74に対して入射側と反
対側に焦点がある。但し、この焦点は、同様に後で説明
するように、フォーカスエラー信号検出用光検出器の分
割線方向と平行な方向(図6ではX方向)に延びる焦線
でもよい。
【0073】次に、本発明のホログラムの格子パターン
の他の例を、図7を用いて説明する。図7中のラジアル
(R)、タンジェンシャル(T)の方向は、それぞれ情
報媒体の半径方向とピット列の並び方向とに対応してい
る。また、図1などのX、Y方向ともそれぞれ対応して
いる。ただし、後述の実施例のように、ホログラムと対
物レンズ4との間に距離があって、その間にミラー面が
介在する場合には、それらのミラーによる写像を考慮し
た座標軸を表している。
【0074】ホログラムパターン150bは図4に示す
ように、R方向とT方向にそれぞれほぼ平行な2直線に
よって分割される4つの領域内に、それぞれ少なくとも
1つの領域(領域A〜領域D)を具備する。それぞれの
領域は、さらに2種の領域に分割されている。例えば、
領域Aは領域A1と領域A2とに分割されている。
【0075】領域A1と領域A2とからは+1次回折光
として、それぞれ光検出器面の前側と後ろ側に焦点を持
つ2つの回折光が回折するように設計されている。この
ようなホログラムパターン150bを用いると、1箇所
に1種の格子しか存在しないので、格子間の干渉から不
要な回折光が発生することがなく迷光が少なくなり、雑
音が少なくなる上、光の利用効率が高いという効果があ
る。
【0076】次に、本発明で用いる光検出器とその光検
出器上の回折光の例を、図8を用いて説明する。図8に
おいて、FE01〜FE06はフォーカスエラー信号検
出用光検出器であり、これらは図1などの光検出器74
aに相当する。また、TE01〜TE08はトラッキン
グエラー信号検出用光検出器で、これらは図1などの光
検出器74bに相当する。
【0077】+1次回折光6A01〜6D01は、それ
ぞれホログラムパターンの分割領域A〜Dより回折し、
光検出器の後ろ側に焦点を持つ。+1次回折光6A02
〜6D02は、それぞれホログラムパターンの分割領域
A〜Dより回折し、光検出器の前側に焦点を持つ。
【0078】本実施例では、ホログラムパターン150
aまたは150bの分割領域A〜Dは連続しており、実
質的には分割されていない。従って、+1次回折光6A
01〜6D01をまとめて+1次回折光601、+1次
回折光6A02〜6D02をまとめて+1次回折光60
2と呼ぶ。
【0079】ここで、図8に挿入した座標軸について説
明する。この座表軸は図1などの座標軸と共通であり、
Z軸は光源の出射光の光軸とほぼ一致し、X軸、Y軸は
Z軸にほぼ垂直な光検出器面上にある。そして、X方向
は、+1次回折光601と+1次回折光602の光検出
器面上での形状(情報媒体上の光スポットがジャストフ
ォーカス状態の時)の重心から、光源の発光点の光検出
器面上への写影点を結ぶ方向とほぼ一致し、Y方向はZ
軸とX軸に垂直である。
【0080】−1次回折光67A01〜67D01は、
それぞれ+1次回折光6A01〜6D01の共役波であ
り(+1次回折光をN次の回折光とすれば、−1次回折
光は−N次回折光の1例である)、光検出器の前側に焦
点を持つ。−1次回折光67A02〜67D02は、そ
れぞれ+1次回折光6A02〜6D02の共役波であ
り、光検出器の後ろ側に焦点を持つ。−1次回折光67
A01〜67D01をまとめて−1次回折光6701、
−1次回折光67A02〜67D02をまとめて−1次
回折光6702と呼ぶ。
【0081】光検出器と放射光源とを図3のように構成
した場合、光検出器面よりも光源の発光点20が後ろ側
(図8の−Z側)にあるため、情報媒体5上で集光スポ
ットが合焦状態(ジャストフォーカス)にある時は、+
1次回折光601と602が同程度の大きさになるのに
対して、−1次回折光6701は小さく、−1次回折光
6702は大きくなる。
【0082】ここで、+1次回折光を用いたフォーカス
サーボ信号の検出方法を説明する。本実施例では、フォ
ーカスサーボ信号の検出方式の一方式として、スポット
サイズディテクション法(SSD法)を用いる。SSD
法は特開平2−185722号公報にも開示されている
ように、光ヘッド装置の組み立て許容誤差を著しく緩和
できる上に、波長変動に対しても安定にサーボ信号を得
ることのできる検出方法である。
【0083】SSD法では、参照面の前や後ろに焦点を
持つ回折光を用いる。フォーカスエラー信号検出用回折
光発生領域は、軸はずれのフレネルゾーンプレートまた
は焦点位置の異なる2つの球面波の干渉縞などを用い
て、参照面の前や後ろに焦点を持つ回折光を得ることが
できる。光検出器74a上での回折光の様子は、例えば
図9のようになる。図9において、(b)がジャストフ
ォーカスの時で、(a)や(c)がデフォーカスの状態
である。このときフォーカスエラー信号FEは、各光検
出器領域名をその出力として用いて、次の(式12)と
して得ることができる。 FE=(FE01+FE03−FE02)−(FE04+FE06−FE05) (式12) ここで、先に実施例として示したように、偏光異方性ホ
ログラム175とλ/4波長板15と対物レンズ4と
を、例えば保持手段13によって一定の相対位置を保持
して設ける構成にすることにより、対物レンズ4が移動
しても偏光異方性ホログラム175が一体になって動
き、情報媒体5から反射した光ビ−ムは偏光異方性ホロ
グラム175上でほとんど移動しない。従って、対物レ
ンズ4の移動にもかかわらず、光検出器74上の回折光
も移動せず、光検出器74から得られる信号は全く劣化
しない。よって、フォーカスエラー信号を安定に得るこ
とができる。
【0084】また、図8に戻ってトラッキングエラー信
号の検出方法について説明する。図8において、Y方向
を、情報媒体5のトラック方向いわゆるタンジェンシャ
ル方向に一致させる。各光検出器領域名をその出力とし
て用いて、まず、次の演算(式13)及び(式14)に
よって、2つの時間的に変化する信号を得る。 TE1=TE01+TE04+TE05+TE08 (式13) TE2=TE02+TE03+TE06+TE07 (式14) そして、TE1とTE2の位相を比較することによっ
て、トラッキングエラー信号を得ることができる。この
ように、位相を比較することによってトラッキングエラ
ー信号を得ることは、前述の特開平4−40634と同
様であり、位相差法と呼ばれている。位相差を検出する
ためには、TE1とTE2の和信号の位相を90°ずら
して差信号と乗算したり(ヘテロダイン法)、TE1と
TE2をデジタル化してから位相比較したり、サンプル
ホールドするなど、様々な手法が提案されているが、本
発明においてはTE1とTE2の位相を比較することに
よって、トラッキングエラー信号を得ることが特徴であ
るので、個々の手法については限定されるものではな
い。
【0085】また、本実施例ではいわゆるプッシュプル
信号でも、トラッキングエラー信号を得ることができ
る。すなわち、トラッキングエラー信号TEを、各光検
出器領域名をその出力として用いて、次の(式15)と
いう演算によって得る。 TE=(TE01+TE02−TE03−TE04)−(TE05+TE06−TE07+TE08) (式15) 特に、録再型情報媒体のように、ピット列が存在せず、
あらかじめトラック溝のみが存在するような場合には、
対象とする情報媒体に応じてトラッキングエラー信号の
検出回路の切り替え手段を備える構成にすることによっ
て、このプッシュプル法によってトラッキングエラー信
号を得て、トラッキングサーボ動作を可能にできる。
【0086】本発明では、上記のように+1次回折光の
光量をすべて用いてフォーカスエラー信号を得ることが
できるので、信号強度が大きく信号対雑音比(S/N)
の高いフォーカスエラー信号を得ることができるという
効果がある。また、+1次回折光の光量をすべて用いて
フォーカスエラー信号を得ることができるので、フォー
カスエラー信号検出用回折光にY方向の光量むらがな
く、感度の高いフォーカスエラー信号を得ることができ
るという効果もある。
【0087】また、本発明では、上記のように−1次回
折光の光量をすべて用いてトラッキングエラー信号を得
ることができるので、信号強度が大きく信号対雑音比
(S/N)の高いトラッキングエラー信号を得ることが
できるという効果がある。
【0088】また、−1次回折光の光量をすべて用いて
トラッキングエラー信号を得ることができるので、ディ
スク上に傷が存在した場合にも安定に信号検出ができる
という効果もある。
【0089】また、情報信号RFは例えば、次の(式1
6)または(式17)あるいは(式16)と(式17)
との和等の演算によって、容易に得ることができる。 RF=TE01+TE02+TE03+TE04+TE05+TE06+TE07+TE08 (式16) RF=FE01+FE02+FE03+FE04+FE05+FE06 (式17) 本発明で用いる光検出器とその光検出器上の回折光との
次の例を、図10を用いて説明する。図10において、
FE11〜FE16はフォーカスエラー信号検出用光検
出器であり、これらは図1などの光検出器74aに相当
する。また、TE11〜TE18はトラッキングエラー
信号検出用光検出器で、これらは図1などの光検出器7
4bに相当する。
【0090】+1次回折光6A11〜6D11は、それ
ぞれホログラムパターンの分割領域A〜Dより回折し、
光検出器の後ろ側に焦点を持つ。+1次回折光6A12
〜6D12は、それぞれホログラムパターンの分割領域
A〜Dより回折し、光検出器の前側に焦点を持つ。本実
施例では、ホログラムパターン150aまたは150b
の分割領域Aと領域D、領域Bと領域Cはそれぞれ連続
しており、実質的には少なくとも2分割である。
【0091】−1次回折光67A11〜67D11は、
それぞれ+1次回折光6A11〜6D11の共役波であ
り、光検出器の前側に焦点を持つ。−1次回折光67A
12〜67D12は、それぞれ+1次回折光6A12〜
6D12の共役波であり、光検出器の後ろ側に焦点を持
つ。
【0092】本実施例では、ジャストフォーカス時にお
いて、+1次回折光6A11及び6D11が、+1次回
折光6B11及び6C11に対して、+Y方向に離れて
いること、また、ジャストフォーカス時において、+1
次回折光6A12及び6D12が、+1次回折光6B1
2及び6C12に対して、−Y方向に離れていることが
特徴である。
【0093】従って、これらの共役波である−1次回折
光も、ジャストフォーカス時において、−1次回折光6
7A11及び67D11が、−1次回折光67B11及
び67C11に対して、−Y方向に離れている。また、
ジャストフォーカス時において、−1次回折光67A1
2及び67D12が、−1次回折光6B12及び6C1
2に対して、+Y方向に離れている。このため、以下の
ような効果がある。
【0094】本発明の光ヘッド装置の組立時において、
光検出器74bに対して発光点20の位置がY方向にず
れても、−1次回折光が所望の光検出器領域内にあるた
め、組立精度の緩和が実現され、組立コストが安くでき
る。
【0095】特に、光検出器と光源を例えば図3で示し
たように構成するなどして、光検出器74aと74bと
が一体になっている場合に、本発明の光ヘッド装置の組
立時において、発光点20が光検出器74a、74bに
対してY方向にずれた場合、良好なフォーカスエラー信
号を得るためには、ホログラム175と光検出器のZ軸
回りの回転調整によって+1次回折光と光検出器74a
との位置を調整する必要がある。
【0096】この調整によって、−1次回折光の光検出
器74bに対するY方向のずれは逆に大きくなるが、本
実施例では、−1次回折光67A12及び67D12
が、−1次回折光6B12及び6C12に対して、+Y
方向に離れているため、−1次回折光は所望の光検出器
領域内にある。従って、発光点20を光検出器74a、
74bに対して大きな許容誤差を持って組み立てれば良
く、組立コストの低減を実現できるという効果がある。
【0097】また、本実施例でもフォーカスエラー信号
やトラッキングエラー信号及び情報信号を、先に説明し
た実施例と同様にして得ることができる。フォーカスエ
ラー信号FEは、各光検出器領域名をその出力として用
いて、次の(式18)として得ることができる。 FE=(FE11+FE13−FE12)−(FE14+FE16−FE15) (式18) また、トラッキングエラー信号は、次の2つの演算(式
19)及び(式20)によって、2つの時間的に変化す
る信号を得る。そして、TE1とTE2の位相を比較す
ることによって、位相差法によるトラッキングエラー信
号を得ることができる。 TE1=TE11+TE14+TE15+TE18 (式19) TE2=TE12+TE13+TE16+TE17 (式20) また、いわゆるプッシュプル信号でもトラッキングエラ
ー信号は、各光検出器領域名をその出力として用いて、
次の(式21)という演算によって得る。 TE=(TE11+TE12−TE13−TE14)−(TE15+TE16−TE17+TE18) (式21) 特に、例えば録再型情報媒体のように、ピット列が存在
せず、あらかじめトラック溝のみが存在するような場合
には、このプッシュプル法によってトラッキングエラー
信号を得ることによって、トラッキングサーボ動作を可
能にできる。
【0098】本実施例でも、上記のように+1次回折光
の光量をすべて用いてフォーカスエラー信号を得ること
ができるので、信号強度が大きく信号対雑音比(S/
N)の高いフォーカスエラー信号を得ることができると
いう効果がある。また、+1次回折光の光量をすべて用
いてフォーカスエラー信号を得ることができるので、フ
ォーカスエラー信号検出用回折光にY方向の光量むらが
なく、感度の高いフォーカスエラー信号を得ることがで
きるという効果もある。
【0099】また、上記のように−1次回折光の光量を
すべて用いてトラッキングエラー信号を得ることができ
るので、信号強度が大きく信号対雑音比(S/N)の高
いトラッキングエラー信号を得ることができるという効
果がある。また、−1次回折光の光量をすべて用いてト
ラッキングエラー信号を得ることができるので、ディス
ク上に傷が存在した場合にも安定に信号検出ができると
いう効果もある。
【0100】また、情報信号RFは例えば、次の(式2
2)または(式23)もしくは(式22)と(式23)
との和等の演算によって、容易に得ることができる。 RF=TE11+TE12+TE13+TE14+TE15+TE16+TE17+TE18 (式22) RF=FE11+FE12+FE13+FE14+FE15+FE16 (式23) 本発明で用いる光検出器とその光検出器上の回折光との
次の例を、図11を用いて説明する。図11において、
FE21〜FE26はフォーカスエラー信号検出用光検
出器であり、これらは図1などの光検出器74aに相当
する。また、TE21〜TE28はトラッキングエラー
信号検出用光検出器で、これらは図1などの光検出器7
4bに相当する。
【0101】+1次回折光6A21〜6D21は、それ
ぞれホログラムパターンの分割領域A〜Dより回折し、
光検出器の後ろ側に焦点を持つ。+1次回折光6A22
〜6D22は、それぞれホログラムパターンの分割領域
A〜Dより回折し、光検出器の前側に焦点を持つ。但
し、本実施例では、ホログラムパターン150aまたは
150bの分割領域Aと領域B、領域Cと領域Dはそれ
ぞれ連続しており、実質的には少なくとも2分割であ
る。
【0102】−1次回折光67A21〜67D21は、
それぞれ+1次回折光6A21〜6D21の共役波であ
り、光検出器の前側に焦点を持つ。−1次回折光67A
22〜67D22は、それぞれ+1次回折光6A22〜
6D22の共役波であり、光検出器の後ろ側に焦点を持
つ。
【0103】本実施例では、ジャストフォーカス時にお
いて、+1次回折光6A21及び6B21が、+1次回
折光6C21及び6D21に対して、+X方向に離れて
いること、また、ジャストフォーカス時において、+1
次回折光6A22及び6B22が、+1次回折光6C2
2及び6D22に対して、−X方向に離れていることが
特徴である。
【0104】従って、これらの共役波である−1次回折
光も、ジャストフォーカス時において、−1次回折光6
7A21及び67B21が、−1次回折光67C21及
び67D21に対して、−X方向に離れている。また、
ジャストフォーカス時において、−1次回折光67A2
2及び67B22が、−1次回折光6C22及び6D2
2に対して、+X方向に離れている。このため、以下の
ような効果がある。
【0105】本発明の光ヘッド装置の組立時において、
光検出器74bに対して発光点20の位置がX方向にず
れても、−1次回折光が所望の光検出器領域内にあるた
め、組立精度の緩和が実現され、組立コストが安くでき
る。
【0106】さらに、光源の波長が設計値と異なったと
きは、回折光がX方向に移動するが、−1次回折光が所
望の光検出器領域内にあり、安定なトラッキングエラー
信号を得ることができるという効果がある。
【0107】特に、光検出器と光源とを例えば図3で示
したように構成するなどして、光検出器74aと74b
とが一体になっている場合でも、本発明の光ヘッド装置
の組立時において、発光点20が光検出器74a、74
bに対してX方向にずれても、良好なフォーカスエラー
信号、トラッキングエラー信号を得ることができる。従
って、発光点20を光検出器74a、74bに対して大
きな許容誤差を持って組み立てれば良く、組立コストの
低減を実現できるという効果がある。
【0108】なお、本実施例でもフォーカスエラー信号
やトラッキングエラー信号及び情報信号を、先に説明し
た実施例と同様にして得ることができる。フォーカスエ
ラー信号FEは、各光検出器領域名をその出力として用
いて、次の(式24)として得ることができる。 FE=(FE21+FE23−FE22)−(FE24+FE26−FE25) (式24) また、トラッキングエラー信号は、次の演算(式25)
及び(式26)によって、2つの時間的に変化する信号
を得、そして、TE1とTE2の位相を比較することに
よって、位相差法によるトラッキングエラー信号を得る
ことができる。 TE1=TE21+TE24+TE25+TE28 (式25) TE2=TE22+TE23+TE26+TE27 (式26) また、いわゆるプッシュプル信号でもトラッキングエラ
ー信号は、各光検出器領域名をその出力として用いて、
次の(式27)という演算によって得る。 TE=(TE21+TE22−TE23−TE24)−(TE25+TE26−TE27+TE28) (式27) 特に、録再型情報媒体のように、ピット列が存在せず、
あらかじめトラック溝のみが存在するような場合には、
このプッシュプル法によってトラッキングエラー信号を
得ることによって、トラッキングサーボ動作を可能にで
きる。
【0109】本実施例でも、上記のように+1次回折光
の光量をすべて用いてフォーカスエラー信号を得ること
ができるので、信号強度が大きく信号対雑音比(S/
N)の高いフォーカスエラー信号を得ることができると
いう効果がある。また、+1次回折光の光量をすべて用
いてフォーカスエラー信号を得ることができるので、フ
ォーカスエラー信号検出用回折光にY方向の光量むらが
なく、感度の高いフォーカスエラー信号を得ることがで
きるという効果もある。
【0110】また、上記のように−1次回折光の光量を
すべて用いてトラッキングエラー信号を得ることができ
るので、信号強度が大きく信号対雑音比(S/N)の高
いトラッキングエラー信号を得ることができるという効
果がある。また、−1次回折光の光量をすべて用いてト
ラッキングエラー信号を得ることができるので、ディス
ク上に例えば傷等が存在した場合にも、安定に信号検出
ができるという効果もある。
【0111】また、情報信号RFは例えば、次の(式2
8)または(式29)もしくは(式28)と(式29)
との和等によって、容易に得ることができる。 RF=TE21+TE22+TE23+TE24+TE25+TE26+TE27+TE28 (式28) RF=FE21+FE22+FE23+FE24+FE25+FE26 (式29) 本発明で用いる光検出器とその光検出器上の回折光との
次の例を、図12を用いて説明する。図12において、
FE31〜FE36はフォーカスエラー信号検出用光検
出器であり、これらは図1などの光検出器74aに相当
する。また、TE31〜TE38はトラッキングエラー
信号検出用光検出器で、これらは図1などの光検出器7
4bに相当する。
【0112】+1次回折光6A31〜6D31は、それ
ぞれホログラムパターンの分割領域A〜Dより回折し、
光検出器の後ろ側に焦点を持つ。+1次回折光6A32
〜6D32は、それぞれホログラムパターンの分割領域
A〜Dより回折し、光検出器の前側に焦点を持つ。本実
施例では、ホログラムパターンは、分割領域A〜領域D
を有し、少なくとも4分割されている。
【0113】−1次回折光67A31〜67D31は、
それぞれ+1次回折光6A31〜6D31の共役波であ
り、光検出器の前側に焦点を持つ。−1次回折光67A
32〜67D32は、それぞれ+1次回折光6A32〜
6D32の共役波であり、光検出器の後ろ側に焦点を持
つ。
【0114】本実施例では、ジャストフォーカス時にお
いて、+1次回折光6A31及び6B31が、+1次回
折光6C31及び6D31に対して、+X方向に離れて
いること、また、ジャストフォーカス時において、+1
次回折光6A32及び6B32が、+1次回折光6C3
2及び6D32に対して、−X方向に離れていること、
さらに、+1次回折光6A31及び6D31が、+1次
回折光6B31及び6C31に対して、+Y方向に離れ
ていること、また、+1次回折光6A32及び6D32
が、+1次回折光6B32及び6C32に対して、−Y
方向に離れていることが特徴である。
【0115】従って、これらの共役波である−1次回折
光も、ジャストフォーカス時において、−1次回折光6
7A31及び67B31が、−1次回折光67C31及
び67D31に対して、−X方向に離れている、また、
ジャストフォーカス時において、−1次回折光67A3
2及び67B32が、−1次回折光6C32及び6D3
2に対して、+X方向に離れている。さらにまた、ジャ
ストフォーカス時において、−1次回折光67A31及
び67D31が、−1次回折光67B31及び67C3
1に対して、−Y方向に離れている、また、ジャストフ
ォーカス時において、−1次回折光67A32及び67
D32が、−1次回折光6B32及び6C32に対し
て、+Y方向に離れている。このため、以下のような効
果がある。
【0116】本実施例の光ヘッド装置の組立時におい
て、光検出器74bに対して発光点20の位置がX方向
にずれても、−1次回折光が所望の光検出器領域内にあ
るため、組立精度の緩和が実現され、組立コストが安く
できる。
【0117】さらに、光源の波長が設計値と異なったと
きは、回折光がX方向に移動するが、−1次回折光が所
望の光検出器領域内にあり、安定なトラッキングエラー
信号を得ることができるという効果がある。
【0118】特に、光検出器と光源とを例えば図3で示
したように構成するなどして、光検出器74aと74b
とが一体になっている場合でも、本光ヘッド装置の組立
時において、発光点20が光検出器74a、74bに対
してX方向にずれても、良好なフォーカスエラー信号、
トラッキングエラー信号を得ることができる。従って、
発光点20を光検出器74a、74bに対して大きな許
容誤差を持って組み立てれば良く、組立コストの低減を
実現できるという効果がある。
【0119】さらに、本光ヘッドの組立時において、光
検出器74bに対して発光点20の位置がY方向にずれ
ても、−1次回折光が所望の光検出器領域内にあるた
め、組立精度の緩和が実現され、組立コストが安くでき
る。
【0120】特に、光検出器と光源とを例えば図3で示
したように構成するなどして、光検出器74aと74b
とが一体になっている場合に、本光ヘッド装置の組立時
において、発光点20が光検出器74a、74bに対し
てY方向にずれた場合、良好なフォーカスエラー信号を
得るためには、ホログラム175と光検出器のZ軸回り
の回転調整によって、+1次回折光と光検出器74aの
位置を調整する必要がある。
【0121】この調整によって、−1次回折光の光検出
器74bに対するY方向のずれは逆に大きくなるが、本
実施例では、−1次回折光67A12及び67D12
が、−1次回折光6B12及び6C12に対して、+Y
方向に離れているため、−1次回折光は所望の光検出器
領域内にある。従って、発光点20を光検出器74a、
74bに対して大きな許容誤差を持って組み立てれば良
く、組立コストの低減を実現できるという効果がある。
【0122】本実施例でも、フォーカスエラー信号やト
ラッキングエラー信号及び情報信号を、先に説明した実
施例と同様にして得ることができる。フォーカスエラー
信号FEは、各光検出器領域名をその出力として用い
て、次の(式30)として得ることができる。 FE=(FE31+FE33−FE32)−(FE34+FE36−FE35) (式30) また、トラッキングエラー信号は、次の演算(式31)
及び(式32)によって、2つの時間的に変化する信号
を得、そして、TE1とTE2の位相を比較することに
よって、位相差法によるトラッキングエラー信号を得る
ことができる。 TE1=TE31+TE34+TE35+TE38 (式31) TE2=TE32+TE33+TE36+TE37 (式32) また、いわゆるプッシュプル信号でもトラッキングエラ
ー信号は、各光検出器領域名をその出力として用いて、
次の(式33)という演算によって得る。 TE=(TE31+TE32−TE33−TE34)−(TE35+TE36−TE37+TE38) (式33) 特に、例えば録再型情報媒体のように、ピット列が存在
せず、あらかじめトラック溝のみが存在するような場合
には、このプッシュプル法によってトラッキングエラー
信号を得ることによって、トラッキングサーボ動作を可
能にできる。
【0123】本実施例でも、上記のように+1次回折光
の光量をすべて用いてフォーカスエラー信号を得ること
ができるので、信号強度が大きく信号対雑音比(S/
N)の高いフォーカスエラー信号を得ることができると
いう効果がある。また、+1次回折光の光量をすべて用
いてフォーカスエラー信号を得ることができるので、フ
ォーカスエラー信号検出用回折光にY方向の光量むらが
なく、感度の高いフォーカスエラー信号を得ることがで
きるという効果もある。
【0124】また、上記のように−1次回折光の光量を
すべて用いてトラッキングエラー信号を得ることができ
るので、信号強度が大きく信号対雑音比(S/N)の高
いトラッキングエラー信号を得ることができるという効
果がある。また、−1次回折光の光量をすべて用いてト
ラッキングエラー信号を得ることができるので、ディス
ク上に傷が存在した場合にも安定に信号検出ができると
いう効果もある。
【0125】また、情報信号RFは例えば、次の(式3
4)または(式35)もしくは(式34)と(式35)
との和等の演算によって、容易に得ることができる。 RF=TE31+TE32+TE33+TE34+TE35+TE36+TE37+TE38 (式34) RF=FE31+FE32+FE33+FE34+FE35+FE36 (式35) 本発明で用いる光検出器とその光検出器上の回折光との
次の例を、図13を用いて説明する。図13において、
FE41〜FE43はフォーカスエラー信号検出用光検
出器であり、これらは図1などの光検出器74aに相当
する。また、TE41〜TE44はトラッキングエラー
信号検出用光検出器で、これらは図1などの光検出器7
4bに相当する。
【0126】+1次回折光6A41〜6D41は、それ
ぞれホログラムパターンの分割領域A〜領域Dより回折
し、光検出器の後ろ側に焦点を持つ。+1次回折光6A
42〜6D42は、それぞれホログラムパターンの分割
領域A〜領域Dより回折し、光検出器の前側に焦点を持
つ。
【0127】−1次回折光67A41〜67D41は、
それぞれ+1次回折光6A41〜6D41の共役波であ
り、光検出器の前側に焦点を持つ。−1次回折光67A
42〜67D42は、それぞれ+1次回折光6A42〜
6D42の共役波であり、光検出器の後ろ側に焦点を持
つ。
【0128】本実施例では、ジャストフォーカス時にお
いて、ある領域から回折した前側に焦点を持つ+1次回
折光に一番近い後ろ側に焦点を持つ+1次回折光は、同
一の領域から回折する後ろ側に焦点をもつ+1次回折光
である。
【0129】例えば、後ろ側に焦点を持つ+1次回折光
6A41に対して、ジャストフォーカス時において、も
っとも近い前側に焦点を持つ+1次回折光は6A42で
ある。
【0130】また、これらの共役波である−1次回折光
でも同様の配置になっている。例えば、前側に焦点を持
つ−1次回折光67A41に対して、ジャストフォーカ
ス時において、もっとも近い後ろ側に焦点を持つ−1次
回折光は67A42である。このため、以下のような効
果がある。
【0131】本実施例でも、フォーカスエラー信号やト
ラッキングエラー信号及び情報信号を、先に説明した実
施例と同様にして得ることができる。フォーカスエラー
信号FEは、各光検出器領域名をその出力として用い
て、次の(式36)として得ることができる。 FE=FE41+FE43−FE42 (式36) また、トラッキングエラー信号は、次の演算(式37)
及び(式38)によって、2つの時間的に変化する信号
を得る。そして、TE1とTE2の位相を比較すること
によって、位相差法によるトラッキングエラー信号を得
ることができる。 TE1=TE41+TE43 (式37) TE2=TE42+TE44 (式38) また、いわゆるプッシュプル信号でもトラッキングエラ
ー信号は、各光検出器領域名をその出力として用いて、
次の(式39)という演算によって得る。 TE=(TE41+TE42)−(TE43+TE44) (式39) 特に、例えば録再型情報媒体のように、ピット列が存在
せず、あらかじめトラック溝のみが存在するような場合
には、このプッシュプル法によってトラッキングエラー
信号を得ることによって、トラッキングサーボ動作を可
能にできる。
【0132】このように本実施例では光検出器の領域数
が少ないため、光検出器と演算回路との接続経路が少な
くてよく、結線の工程が減って、コストが安くなる上
に、光検出器と外部の接続部が少なくなるために小型化
でき、従って光ヘッド装置も光検出器を小型化できると
いう効果がある。
【0133】本実施例でも、+1次回折光の光量をすべ
て用いてフォーカスエラー信号を得ることができるの
で、フォーカスエラー信号検出用回折光にY方向の光量
むらがなく、感度の高いフォーカスエラー信号を得るこ
とができるという効果もある。
【0134】また、上記のように−1次回折光の光量を
すべて用いてトラッキングエラー信号を得ることができ
るので、信号強度が大きく信号対雑音比(S/N)の高
いトラッキングエラー信号を得ることができるという効
果がある。また、−1次回折光の光量をすべて用いてト
ラッキングエラー信号を得ることができるので、ディス
ク上に傷が存在した場合にも安定に信号検出ができると
いう効果もある。
【0135】また、光源の波長が設計値と異なったとき
は、回折光がX方向に移動するが、−1次回折光が所望
の光検出器領域内にあり、安定なトラッキングエラー信
号を得ることができるという効果がある。
【0136】また、情報信号RFは、例えば次の(式4
0)などの演算によって容易に得ることができる。 RF=TE41+TE42+TE43+TE44 (式40) 本発明で用いる光検出器とその光検出器上の回折光との
次の例を、図14を用いて説明する。図14において、
FE51〜FE53はフォーカスエラー信号検出用光検
出器であり、これらは図1などの光検出器74aに相当
する。また、TE51〜TE54はトラッキングエラー
信号検出用光検出器で、これらは図1などの光検出器7
4bに相当する。
【0137】+1次回折光6A51〜6D51は、それ
ぞれホログラムパターンの分割領域A〜領域Dより回折
し、光検出器の後ろ側に焦点を持つ。+1次回折光6A
52〜6D52は、それぞれホログラムパターンの分割
領域A〜領域Dより回折し、光検出器の前側に焦点を持
つ。
【0138】−1次回折光67A51〜67D51は、
それぞれ+1次回折光6A51〜6D51の共役波であ
り、光検出器の前側に焦点を持つ。−1次回折光67A
52〜67D52は、それぞれ+1次回折光6A52〜
6D52の共役波であり、光検出器の後ろ側に焦点を持
つ。
【0139】本実施例では、ジャストフォーカス時にお
いて、ある領域から回折した前側に焦点を持つ+1次回
折光に、一番近い後ろ側に焦点を持つ+1次回折光は同
一の領域から回折する後ろ側に焦点をもつ+1次回折光
であり、かつ、それらはX方向にほぼ平行な1本の直線
上にある。
【0140】例えば、後ろ側に焦点を持つ+1次回折光
6A51に対して、ジャストフォーカス時において、も
っとも近い前側に焦点を持つ+1次回折光は6A52で
ある。そして、6A51と6A52とはともに、光検出
器の領域FE52とFE53との境界線上にある。
【0141】また、これらの共役波である−1次回折光
でも、同様の配置になっている。例えば、前側に焦点を
持つ−1次回折光67A51に対して、ジャストフォー
カス時において、もっとも近い後ろ側に焦点を持つ−1
次回折光は67A52である。このため、以下のような
効果がある。
【0142】本実施例でも、フォーカスエラー信号やト
ラッキングエラー信号及び情報信号を、先に説明した実
施例と同様にして得ることができる。フォーカスエラー
信号FEは、各光検出器領域名をその出力として用い
て、次の(式41)として得ることができる。 FE=FE51+FE53−FE52 (式41) また、トラッキングエラー信号は、次の演算(式42)
及び(式43)によって、2つの時間的に変化する信号
を得、そして、TE1とTE2の位相を比較することに
よって、位相差法によるトラッキングエラー信号を得る
ことができる。 TE1=TE51+TE53 (式42) TE2=TE52+TE54 (式43) また、いわゆるプッシュプル信号でもトラッキングエラ
ー信号は、各光検出器領域名をその出力として用いて、
次の(式44)という演算によって得る。 TE=(TE51+TE52)−(TE53+TE54) (式44) 特に、例えば録再型情報媒体のように、ピット列が存在
せず、あらかじめトラック溝のみが存在するような場合
には、このプッシュプル法によってトラッキングエラー
信号を得ることによって、トラッキングサーボ動作を可
能にできる。
【0143】このように本実施例では、光検出器の領域
数が少ないため、光検出器と演算回路との接続経路が少
なくてよく、結線の工程が減って、コストが安くなる上
に、光検出器と外部の接続部が少なくなるために光検出
器を小型化でき、従って光ヘッド装置も小型化できると
いう効果がある。
【0144】本実施例でも、上記のように+1次回折光
の光量をすべて用いてフォーカスエラー信号を得ること
ができるので、信号強度が大きく信号対雑音比(S/
N)の高いフォーカスエラー信号を得ることができると
いう効果がある。また、+1次回折光の光量をすべて用
いてフォーカスエラー信号を得ることができるので、フ
ォーカスエラー信号検出用回折光にY方向の光量むらが
なく、感度の高いフォーカスエラー信号を得ることがで
きるという効果もある。
【0145】また、上記のように−1次回折光の光量を
すべて用いてトラッキングエラー信号を得ることができ
るので、信号強度が大きく信号対雑音比(S/N)の高
いトラッキングエラー信号を得ることができるという効
果がある。また、−1次回折光の光量をすべて用いてト
ラッキングエラー信号を得ることができるので、ディス
ク上に傷が存在した場合にも安定に信号検出ができると
いう効果もある。
【0146】また、光源の波長が設計値と異なったとき
は、回折光がX方向に移動するが、−1次回折光が所望
の光検出器領域内にあり、安定なトラッキングエラー信
号を得ることができるという効果がある。
【0147】また、情報信号RFは例えば、次の(式4
5)または(式46)もしくは(式45)と(式46)
との和等の演算によって、容易に得ることができる。 RF=TE51+TE52+TE53+TE54 (式45) RF=FE51+FE52+FE53 (式46) 本発明で用いる光検出器とその光検出器上の回折光との
次の例を、図15を用いて説明する。図15において、
FE61〜FE63はフォーカスエラー信号検出用光検
出器であり、これらは図1などの光検出器74aに相当
する。また、TE61〜TE64はトラッキングエラー
信号検出用光検出器で、これらは図1などの光検出器7
4bに相当する。
【0148】+1次回折光6A61〜6D61は、それ
ぞれホログラムパターンの分割領域A〜領域Dより回折
し、光検出器の後ろ側に焦点を持つ。+1次回折光6A
62〜6D62は、それぞれホログラムパターンの分割
領域A〜領域Dより回折し、光検出器の前側に焦点を持
つ。
【0149】−1次回折光67A61〜67D61は、
それぞれ+1次回折光6A61〜6D61の共役波であ
り、光検出器の前側に焦点を持つ。−1次回折光67A
62〜67D62は、それぞれ+1次回折光6A62〜
6D62の共役波であり、光検出器の後ろ側に焦点を持
つ。
【0150】本実施例では、ジャストフォーカス時にお
いて、ある領域から回折した前側に焦点を持つ+1次回
折光に、一番近い後ろ側に焦点を持つ+1次回折光は、
同一の領域から回折する後ろ側に焦点をもつ+1次回折
光であり、かつ、それらはX方向にほぼ平行な1本の直
線上にある。
【0151】例えば、後ろ側に焦点を持つ+1次回折光
6A61に対して、ジャストフォーカス時において、も
っとも近い前側に焦点を持つ+1次回折光は6A62で
ある。そして、6A61と6A62はともに光検出器の
領域FE62とFE63の境界線上にある。
【0152】また、これらの共役波である−1次回折光
でも同様の配置になっている。例えば、前側に焦点を持
つ−1次回折光67A51に対して、ジャストフォーカ
ス時において、もっとも近い後ろ側に焦点を持つ−1次
回折光は67A52である。
【0153】さらに、+1次回折光6A61及び6D6
1が、+1次回折光6B61及び6C61に対して、+
Y方向に離れている。また、+1次回折光6A62及び
6D62が、+1次回折光6B62及び6C62に対し
て、−Y方向に離れている。
【0154】従って、これらの共役波である−1次回折
光も、ジャストフォーカス時において、−1次回折光6
7A61及び67D61が、−1次回折光67B61及
び67C61に対して、−Y方向に離れている、また、
ジャストフォーカス時において、−1次回折光67A6
2及び67D62が、−1次回折光6B62及び6C6
2に対して、+Y方向に離れている。このため、以下の
ような効果がある。
【0155】本発明の光ヘッド装置の組立時において、
光検出器74bに対して発光点20の位置がY方向にず
れても、−1次回折光が所望の光検出器領域内にあるた
め、組立精度の緩和が実現され、組立コストが安くでき
る。
【0156】特に、光検出器と光源とを例えば図3で示
したように構成するなどして、光検出器74aと74b
とが一体になっている場合に、本発明の光ヘッド装置の
組立時において、発光点20が光検出器74a、74b
に対してY方向にずれた場合、良好なフォーカスエラー
信号を得るためには、ホログラム175と光検出器のZ
軸回りの回転調整によって、+1次回折光と光検出器7
4aの位置を調整する必要がある。この調整によって、
−1次回折光の光検出器74bに対するY方向のずれは
逆に大きくなるが、本実施例では、−1次回折光67A
62及び67D62が、−1次回折光6B62及び6C
62に対して、+Y方向に離れているため、−1次回折
光は所望の光検出器領域内にある。従って、発光点20
を光検出器74a、74bに対して大きな許容誤差を持
って組み立てれば良く、組立コストの低減を実現できる
という効果がある。
【0157】さらに、光源の波長が設計値と異なったと
きは、回折光がX方向に移動するが、−1次回折光が所
望の光検出器領域内にあり、安定なトラッキングエラー
信号を得ることができるという効果がある。
【0158】また、本実施例でもフォーカスエラー信号
やトラッキングエラー信号及び情報信号を、先に説明し
た実施例と同様にして得ることができる。フォーカスエ
ラー信号FEは、各光検出器領域名をその出力として用
いて、下記(式47)として得ることができる。 FE=FE61+FE63−FE62 (式47) また、トラッキングエラー信号は、次の(式48)及び
(式49)の演算によって、2つの時間的に変化する信
号を得る。そして、TE1とTE2の位相を比較するこ
とによって、位相差法によるトラッキングエラー信号を
得ることができる。 TE1=TE61+TE63 (式48) TE2=TE62+TE64 (式49) また、いわゆるプッシュプル信号でもトラッキングエラ
ー信号は、各光検出器領域名をその出力として用いて、
下記(式50)という演算によって得る。 TE=(TE61+TE62)−(TE63+TE64) (式50) 特に、例えば録再型情報媒体のように、ピット列が存在
せず、あらかじめトラック溝のみが存在するような場合
には、このプッシュプル法によってトラッキングエラー
信号を得ることによって、トラッキングサーボ動作を可
能にできる。
【0159】このように本実施例では光検出器の領域数
が少ないため、光検出器と演算回路との接続経路が少な
くてよく、結線の工程が減って、コストが安くなる上
に、光検出器と外部の接続部が少なくなるため、光検出
器を小型化でき、従って光ヘッド装置も小型化できると
いう効果がある。
【0160】本実施例でも、上記のように+1次回折光
の光量をすべて用いてフォーカスエラー信号を得ること
ができるので、信号強度が大きく信号対雑音比(S/
N)の高いフォーカスエラー信号を得ることができると
いう効果がある。また、+1次回折光の光量をすべて用
いてフォーカスエラー信号を得ることができるので、フ
ォーカスエラー信号検出用回折光にY方向の光量むらが
なく、感度の高いフォーカスエラー信号を得ることがで
きるという効果もある。
【0161】また、上記のように−1次回折光の光量を
すべて用いてトラッキングエラー信号を得ることができ
るので、信号強度が大きく信号対雑音比(S/N)の高
いトラッキングエラー信号を得ることができるという効
果がある。また、−1次回折光の光量をすべて用いてト
ラッキングエラー信号を得ることができるので、ディス
ク上に傷が存在した場合にも安定に信号検出ができると
いう効果もある。
【0162】また、情報信号RFは例えば、下記(式5
1)または(式52)もしくは(式51)と(式52)
との和等によって、容易に得ることができる。 RF=TE61+TE62+TE63+TE64 (式51) RF=FE61+FE62+FE63 (式52) 本発明で用いる光検出器とその光検出器上の回折光との
次の例を、図16を用いて説明する。図16において、
FE71〜FE73はフォーカスエラー信号検出用光検
出器であり、これらは図1などの光検出器74aに相当
する。また、TE71〜TE74はトラッキングエラー
信号検出用光検出器で、これらは図1などの光検出器7
4bに相当する。
【0163】+1次回折光6A71〜6D71は、それ
ぞれホログラムパターンの分割領域A〜領域Dより回折
し、光検出器の後ろ側に焦点を持つ。+1次回折光6A
72〜6D72は、それぞれホログラムパターンの分割
領域A〜領域Dより回折し、光検出器の前側に焦点を持
つ。
【0164】−1次回折光67A71〜67D71は、
それぞれ+1次回折光6A71〜6D71の共役波であ
り、光検出器の前側に焦点を持つ。−1次回折光67A
72〜67D72は、それぞれ+1次回折光6A72〜
6D72の共役波であり、光検出器の後ろ側に焦点を持
つ。
【0165】本実施例では、ジャストフォーカス時にお
いて、ある領域から回折した前側に焦点を持つ+1次回
折光に、一番近い後ろ側に焦点を持つ+1次回折光は、
同一の領域から回折する後ろ側に焦点をもつ+1次回折
光であり、かつ、それらはX方向にほぼ平行な1本の直
線上にある。
【0166】例えば、後ろ側に焦点を持つ+1次回折光
6A71に対して、ジャストフォーカス時において、も
っとも近い前側に焦点を持つ+1次回折光は6A72で
ある。そして、6A71と6A72はともに光検出器の
領域FE72とFE73の境界線上にある。
【0167】また、これらの共役波である−1次回折光
でも同様の配置になっている。例えば、前側に焦点を持
つ−1次回折光67A71に対して、ジャストフォーカ
ス時において、もっとも近い後ろ側に焦点を持つ−1次
回折光は67A72である。
【0168】さらに、+1次回折光6A61及び6D6
1が、+1次回折光6B61及び6C61に対して、+
Y方向に離れている。また、+1次回折光6A62及び
6D62が、+1次回折光6B62及び6C62に対し
て、−Y方向に離れている。
【0169】従って、これらの共役波である−1次回折
光も、ジャストフォーカス時において、−1次回折光6
7A61及び67D61が、−1次回折光67B61及
び67C61に対して、−Y方向に離れている、また、
ジャストフォーカス時において、−1次回折光67A6
2及び67D62が、−1次回折光6B62及び6C6
2に対して、+Y方向に離れている。
【0170】さらに、−1次回折光は、ホログラムの領
域Aおよび領域Cから回折したものと、ホログラムの領
域Bと領域Dから回折したものが、1本の領域線L1に
よって分離可能であることも本実施例の特徴である。こ
のため、以下のような効果がある。
【0171】光源の波長が設計値と異なったときは、回
折光がX方向に移動するが、−1次回折光が所望の光検
出器領域内にあり、安定なトラッキングエラー信号を得
ることができるという効果がある。
【0172】また、本光ヘッドの組立時において光検出
器74bに対して発光点20の位置がY方向にずれて
も、−1次回折光が所望の光検出器領域内にあるため、
組立精度の緩和が実現され、組立コストが安くできる。
【0173】特に、光検出器と光源とを例えば図3で示
したように構成するなどして、光検出器74aと74b
とが一体になっている場合に、本光ヘッド装置の組立時
において、発光点20が光検出器74a、74bに対し
てY方向にずれた場合、良好なフォーカスエラー信号を
得るためには、ホログラム175と光検出器のZ軸回り
の回転調整によって、+1次回折光と光検出器74aの
位置を調整する必要がある。この調整によって、−1次
回折光の光検出器74bに対するY方向のずれは逆に大
きくなるが、本実施例では、−1次回折光67A62及
び67D62が、−1次回折光6B62及び6C62に
対して、+Y方向に離れているため、−1次回折光は所
望の光検出器領域内にある。従って、発光点20を光検
出器74a、74bに対して大きな許容誤差を持って組
み立てれば良く、組立コストの低減を実現できるという
効果がある。
【0174】本実施例でも、フォーカスエラー信号やト
ラッキングエラー信号及び情報信号を、先に説明した実
施例と同様にして得ることができる。フォーカスエラー
信号FEは、各光検出器領域名をその出力として用い
て、下記(式53)として得ることができる。 FE=FE71+FE73−FE72 (式53) また、トラッキングエラー信号は、TE71とTE72
の位相を比較することによって、位相差法によるトラッ
キングエラー信号を得ることができる。
【0175】このように本実施例では、光検出器の領域
数が特に少ないため、光検出器と演算回路との接続経路
が少なくてよく、結線の工程が減って、コストが安くな
る上に、光検出器と外部の接続部が少なくなるために光
検出器を小型化でき、従って光ヘッド装置も小型化でき
るという顕著な効果がある。
【0176】特に、トラッキングエラー信号検出用光検
出器の数が少なく、位相を比較するだけで位相差法によ
るTE信号を得ることができ、演算回路が少ない分低コ
スト化できるという効果がある。
【0177】本実施例でも、上記のように+1次回折光
の光量をすべて用いてフォーカスエラー信号を得ること
ができるので、信号強度が大きく信号対雑音比(S/
N)の高いフォーカスエラー信号を得ることができると
いう効果がある。また、+1次回折光の光量をすべて用
いてフォーカスエラー信号を得ることができるので、フ
ォーカスエラー信号検出用回折光にY方向の光量むらが
なく、感度の高いフォーカスエラー信号を得ることがで
きるという効果もある。
【0178】また、上記のように−1次回折光の光量を
すべて用いてトラッキングエラー信号を得ることができ
るので、信号強度が大きく信号対雑音比(S/N)の高
いトラッキングエラー信号を得ることができるという効
果がある。また、−1次回折光の光量をすべて用いてト
ラッキングエラー信号を得ることができるので、ディス
ク上に傷が存在した場合にも安定に信号検出ができると
いう効果もある。
【0179】また、情報信号RFは例えば、下記(式5
4)または(式55)もしくは(式54)と(式54)
との和等にとって、容易に得ることができる。 RF=TE71+TE72 (式54) RF=FE71+FE72+FE73 (式55) なお、上記実施例はいわゆる無限光学系を用いて説明し
てきたが、例えば図17に示すようにコリメートレンズ
を省くて有限光学系としてもよい。コリメートレンズを
省くことにより部品点数を削減し、低コスト化と光ヘッ
ドの小型化を図ることができるという効果を得ることが
できる。
【0180】また、本発明の光ヘッド装置の他の実施例
を、図18に示す。図1に示した、実施例との違いは、
1/4波長板15及び偏光異方性ホログラム173が、
対物レンズ4とは一体化されていない点である。本実施
例は、以下の効果を有する。
【0181】駆動手段110によって微動する部品が少
ないため、軽量であり、フォーカス追従やトラッキング
追従の性能が向上する。また、駆動に要する消費電力が
少なくて済む。さらに、駆動装置の小型化が可能にな
る。
【0182】また、放射光源2の経時的な特性変化防止
のため、パッケージ421に入れることが望ましいが、
偏光異方性ホログラム173をこのパッケージ421の
出射窓としても用いることにより、部品点数の削減と低
コスト化軽量化を図ることができる。
【0183】さらに、本発明の光ヘッド装置の他の実施
例を、図19に示す。図18に示した、実施例との違い
は、1/4波長板15が不要で、ホログラム103が透
明なガラス等で作製されていることである。
【0184】ホログラム103は例えば、図20に示す
ように透明な基板上に凹凸を形成するなどして容易に作
製可能である。本実施例は、以下の効果を有する。
【0185】駆動手段110によって微動する部品が少
ないため、軽量であり、フォーカス追従やトラッキング
追従の性能が向上する。また、駆動に要する消費電力が
少なくて済む。さらに、駆動装置の小型化が可能にな
る。
【0186】また、図18の実施例と同様に、放射光源
2の経時的な特性変化防止のため、パッケージに入れる
ことが望ましいが、ホログラム103をこのパッケージ
の出射窓としても用いることにより、部品点数の削減と
低コスト化軽量化を図ることができる。
【0187】また、1/4波長板15が不要であるの
で、部品点数の削減と低コスト化軽量化を図ることがで
きる。
【0188】さらに、ホログラム103がガラス等で作
製されているため、プレス法などにより複製を量産する
事も容易であり、非常に安価である。
【0189】さらに、本発明の光ヘッド装置の他の実施
例を、図21に示す。2は半導体レーザ光源である。こ
の半導体レーザー2から出射した光ビーム3(レーザ
光)はコリメートレンズ122によって略平行光にな
り、ビームスプリッター36を透過して対物レンズ4に
入射し、情報媒体5上に集光される。情報媒体5で反射
した光ビ−ムは、ビームスプリッター36で反射され、
集束レンズ121によって集光され、ホログラム103
によって回折された−1次回折光67及び+1次回折光
6と、0次回折光64とが光検出器74に入射する。光
検出器74の出力を演算することによって、サーボ信号
(フォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号)及
び、情報信号を得ることができる。
【0190】本実施例では、コリメートレンズ122の
開口数(NA)を大きくすることによって、光ビーム3
のより多くの光量を対物レンズ4の有効開口内に導き光
の利用効率をより高くすることができ、かつ、集束レン
ズ121の開口数(NA)を小さくし、対物レンズ4に
対する縦倍率を大きくすることによって、フォーカスエ
ラー信号の感度を大きくすることができるという効果が
ある。
【0191】さらに、放射光源2とコリメートレンズ1
22との間に、例えばくさび型プリズムやアナモルフィ
ックレンズなどの波形整形手段を挿入することによっ
て、情報媒体5上での集光スポットをより小さく集光す
ることができるという効果も得ることができる。
【0192】また、ビームスプリッター36のかわり
に、偏光ビームスプリッターと1/4波長板とを用いる
ことによって、光の利用効率を高くし、放射光源2への
戻り光量を減らすことによって、放射光源2に半導体レ
ーザーを用いた場合でも戻り光ノイズの発生を避けるこ
とができるという効果がより顕著になる。
【0193】また、光検出器74は光軸方向(Z1方
向)の位置を任意に変えることができるので、ジャスト
フォーカス次における−1次回折光の形状を例えば図2
2に示すように、+1次回折光と同じように設計するこ
とも可能であるので、光検出器74bの組立位置許容度
をより大きくすることができ、組立コストを削減するこ
とができるという効果がある。
【0194】さらに、本発明の光ヘッド装置を用いて構
成した光情報装置の実施例を、図23に示す。図23に
おいて情報媒体5は、情報媒体駆動機構405によって
回転される。光ヘッド装置311は、前記情報媒体5の
所望の情報の存在するトラックのところまで、光ヘッド
装置駆動装置312によって粗動される。
【0195】前記光ヘッド装置312は、また、前記情
報媒体5との位置関係に対応して、フォーカスエラー信
号やトラッキングエラー信号を電気回路403へ送る。
前記電気回路403はこの信号に対応して、前記光ヘッ
ド装置311へ、対物レンズを微動させるための信号を
送る。この信号によって、前記光ヘッド装置は、前記光
ディスクに対してフォーカスサーボと、トラッキングサ
ーボを行い、前記情報媒体5に対して、情報の読みだ
し、または書き込みや消去を行う。
【0196】本実施例の光情報装置は、光ヘッド装置3
11として、本発明で上述したS/N比が非常によい情
報信号を得ることのできる光ヘッド装置を用いるので、
情報の再生を正確かつ、安定に実行することができると
いう効果を有する。
【0197】また、本発明の光ヘッド装置は、小型かつ
軽量であるため、これを用いた本実施例の光情報装置
も、小型かつ軽量で、アクセス時間も短い、という効果
を有する。
【0198】また、本発明の光ヘッド装置は、位相差法
でTE信号を検出することにより、ホログラム素子の設
定位置が正規の位置とは異なる場合でも、オフセットの
生じない安定なTE信号を得ることができるので、情報
の再生を正確かつ、安定に実行することができるという
効果を有する。
【0199】
【発明の効果】以上に述べたことから明らかなように、
本発明では以下のような効果が得られる。
【0200】(1)+1次回折光の光量をすべて用いて
フォーカスエラー信号を得ることができるので、信号強
度が大きく信号対雑音比(S/N)の高いフォーカスエ
ラー信号を得ることができるという効果がある。また、
同上と同じ理由で、フォーカスエラー信号検出用回折光
にY方向(光検出器の分割線に垂直な方向)の光量むら
がなく、感度の高いフォーカスエラー信号を得ることが
できるという効果がある。
【0201】また、本発明では、−1次回折光の光量を
すべて用いてトラッキングエラー信号を得ることができ
るので、信号強度が大きく信号対信号比(S/N)の高
いトラッキングエラー信号を得ることができるという効
果がある。また、同上と同じ理由で、ディスク上に傷が
存在した場合にも安定に信号検出ができるという効果も
ある。
【0202】
【0203】
【0204】
【0205】
【0206】
【0207】
【0208】()フォーカスサーボ信号の検出方式と
してSSD法を用いることにより、組み立て許容誤差の
さらに大きな光ヘッド装置を構成できる。
【0209】(3)また、出力信号の位相を比較する位
相比較回路を具備し、前記位相比較回路によって得られ
る位相差を用いてトラッキングエラー信号を得るように
すれば、位相差法よってトラッキングサーボ信号を得
て、トラッキングサーボ動作を可能にできる。 (4)また、領域A及び領域Bに対して領域C及び領域
Dは、ほぼY方向に延びる直線によって分割され、am
+bmとcm+dmとを用いてトラッキングエラー信号
を得るようにすれば、ピット列が存在せず、あらかじめ
トラック溝のみが存在する情報媒体に対し、プッシュプ
ル法よってトラッキングサーボ信号を得て、トラッキン
グサーボ動作を可能にできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の光ヘッド装置の概略断面図
【図2】本発明の実施例の偏光異方性ホログラムの構造
断面図
【図3】本発明の実施例の光検出器と放射光源のハイブ
リッド素子の斜視図
【図4】本発明の要件であるホログラムパターンの一例
を表す平面図
【図5】本発明の実施例で用いる光検出器の前側に焦点
を持つ回折光の説明のための線図的断面図
【図6】本発明の実施例で用いる光検出器の後ろ側に焦
点を持つ回折光の説明のための線図的断面図
【図7】本発明の要件であるホログラムパターンの一例
を表す平面図
【図8】本発明の要件である光検出器上での回折光の一
例の様子を表す平面図
【図9】(a)は、本発明の実施例の光検出器上での+
1次回折光の一例を表し、デフォーカスの状態を示す平
面図 (b)は、本発明の実施例の光検出器上での+1次回折
光の一例を表し、ジャストフォーカスの状態を示す平面
図 (c)は、本発明の実施例の光検出器上での+1次回折
光の一例を表し、(a)とは異なるデフォーカスの状態
を示す平面図
【図10】本発明の要件である光検出器上での回折光の
一例の様子を表す平面図
【図11】本発明の要件である光検出器上での回折光の
一例の様子を表す平面図
【図12】本発明の要件である光検出器上での回折光の
一例の様子を表す平面図
【図13】本発明の要件である光検出器上での回折光の
一例の様子を表す平面図
【図14】本発明の要件である光検出器上での回折光の
一例の様子を表す平面図
【図15】本発明の要件である光検出器上での回折光の
一例の様子を表す平面図
【図16】本発明の要件である光検出器上での回折光の
一例の様子を表す平面図
【図17】本発明の光ヘッド装置の一実施例の概略断面
【図18】本発明の光ヘッド装置の一実施例の概略断面
【図19】本発明の光ヘッド装置の一実施例の概略断面
【図20】本発明のホログラムの一実施態様の断面図
【図21】本発明の光ヘッド装置の一実施例の概略断面
【図22】本発明の要件である光検出器上での回折光の
様子の一例を表す平面図
【図23】本発明の光情報装置の一実施例の概略断面図
【図24】従来の光ヘッド装置の概略断面図
【図25】(a)は、従来の光ヘッド装置におけるホロ
グラムパターンを説明する図 (b)は、従来の光ヘッド装置における光検出器上での
回折光の様子を表す平面図
【符号の説明】
2 放射光源 3 光ビーム 4 対物レンズ 5 情報媒体 6、6A01〜6D72 復路の+1次回折光 67、67A01〜67D72 復路の−1次回折光 7、74a,b 光検出器 13 保持手段 15 λ/4波長板 110 駆動手段 103 ホログラム 173、175 偏光異方性ホログラム
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−73953(JP,A) 特開 平4−355221(JP,A) 特開 平5−109111(JP,A) 特開 平5−307759(JP,A) 特開 平2−270139(JP,A) 国際公開93/09535(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 7/09 - 7/22 G11B 11/00 - 11/26

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】放射光源と、前記放射光源からの光ビーム
    を受け情報媒体上へ微小スポットに収束する集光光学系
    と、前記情報媒体で反射した光ビームを受け光電流を出
    力する複数の光検出部を含む光検出器と、前記情報媒体
    で反射した光ビームを回折光として回折させ、前記光検
    出器へ光ビームを導くためのホログラムとを具備し、 前記ホログラムは、情報媒体で反射された光ビームを受
    けるほぼ中心を原点として、Y軸を前記情報媒体のピッ
    ト列または溝方向とほぼ一致する方向(すなわちタンジ
    ェンシャル方向)、X軸をY軸とほぼ垂直な方向とした
    仮想のX−Y座標系を定義したときに、前記X−Y座標
    系の各象限に、それぞれ少なくとも1つずつの回折領域
    を有し、各回折領域を時計回りに領域A、領域B、領域
    C、領域Dとし、前記領域AからはN次の回折光とし
    て、前記光検出器面のそれぞれ前側と後ろ側とに焦線あ
    るいは焦点を持つA1PとA2Pとが回折し、前記N次
    回折光A1PとA2Pとのそれぞれの共役波である−N
    次回折光A1MとA2Mとを、前記光検出器の第1の検
    出領域AMで受光して出力amを取り出し、前記領域B
    からはN次の回折光として、前記光検出器面のそれぞれ
    前側と後ろ側とに焦線あるいは焦点を持つB1PとB2
    Pとが回折し、前記N次回折光B1PとB2Pとのそれ
    ぞれの共役波である−N次回折光B1MとB2Mとを、
    前記光検出器の第2の検出領域BMで受光して出力bm
    を取り出し、前記領域CからはN次の回折光として、前
    記光検出器面のそれぞれ前側と後ろ側とに焦線あるいは
    焦点を持つC1PとC2Pとが回折し、前記N次回折光
    C1PとC2Pとのそれぞれの共役波である−N次回折
    光C1MとC2Mとを、前記光検出器の第3の検出領域
    CMで受光して出力cmを取り出し、前記領域Dからは
    N次の回折光として、前記光検出器面のそれぞれ前側と
    後ろ側とに焦線あるいは焦点を持つD1PとD2Pとが
    回折し、前記N次回折光D1PとD2Pとのそれぞれの
    共役波である−N次回折光D1MとD2Mとを、前記光
    検出器の第4の検出領域DMで受光して出力dmを取り
    出し、前記出力am、bm、cm、dmを用いてトラッ
    キングエラー信号を得ることを特徴とする光ヘッド装
    置。
  2. 【請求項2】出力信号の位相を比較する位相比較回路を
    具備し、前記位相比較回路によって得られる位相差を用
    いてトラッキングエラー信号を得ることを特徴とする請
    求項記載の光ヘッド装置。
  3. 【請求項3】領域A及び領域Bに対して領域C及び領域
    Dは、ほぼY方向に延びる直線によって分割され、am
    +bmとcm+dmとを用いてトラッキングエラー信号
    を得ることを特徴とする請求項1または2のいずれかに
    記載の光ヘッド装置。
  4. 【請求項4】放射光源と、前記放射光源からの光ビーム
    を受け情報媒体上へ微小スポットに収束する集光光学系
    と、前記情報媒体で反射した光ビームを受け光電流を出
    力する複数の光検出部を含む光検出器と、前記情報媒体
    で反射した光ビームを回折光として回折させて、前記光
    検出器へ光ビームを導くためのホログラムとを具備し、
    前記回折光を前記光検出器で受光して得られる出力から
    フォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号を取り
    出す請求項1からのいずれかに記載光ヘッド装置を具
    備することを特徴とする光情報装置。
  5. 【請求項5】ホログラムは、情報媒体で反射された光ビ
    ームを受けるほぼ中心を原点として、Y軸を前記情報媒
    体のピット列または溝方向とほぼ一致する方向(すなわ
    ちタンジェンシャル方向)、X軸をY軸とほぼ垂直な方
    向とした仮想のX−Y座標系を定義したときに、前記X
    −Y座標系の各象限に、それぞれ少なくとも1つずつの
    回折領域を有し、各回折領域を時計回りに領域A、領域
    B、領域C、領域Dとし、前記領域AからはN次の回折
    光として光検出器面のそれぞれ前側と後ろ側とに焦線
    あるいは焦点を持つA1PとA2Pとが回折し、前記N
    次回折光A1PとA2Pとのそれぞれの共役波である−
    N次回折光A1MとA2Mとを、前記光検出器の第1の
    検出領域AMで受光して出力amを取り出し、前記領域
    BからはN次の回折光として、前記光検出器面のそれぞ
    れ前側と後ろ側とに焦線あるいは焦点を持つB1PとB
    2Pとが回折し、前記N次回折光B1PとB2Pとのそ
    れぞれの共役波である−N次回折光B1MとB2Mと
    を、前記光検出器の第2の検出領域BMで受光して出力
    bmを取り出し、前記領域CからはN次の回折光とし
    て、前記光検出器面のそれぞれ前側と後ろ側とに焦線あ
    るいは焦点を持つC1PとC2Pとが回折し、前記N次
    回折光C1PとC2Pとのそれぞれの共役波である−N
    次回折光C1MとC2Mとを、前記光検出器の第3の検
    出領域CMで受光して出力cmを取り出し、前記領域D
    からはN次の回折光として、前記光検出器面のそれぞれ
    前側と後ろ側とに焦線あるいは焦点を持つD1PとD2
    Pとが回折し、前記N次回折光D1PとD2Pとのそれ
    ぞれの共役波である−N次回折光D1MとD2Mとを、
    前記光検出器の第4の検出領域DMで受光して出力dm
    を取り出し、 さらに、前記出力am、bm、cm、dmがトラッキン
    グエラー信号検出用信号であって、 前記ホログラムが前記光検出器及び前記放射光源と一体
    集積化されていることを特徴とする半導体レーザーと光
    検出器のハイブリッド素子。
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