JPH0194542A - 光ヘッド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 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、光もしく
は光磁気媒体上に記録される光学情報を記録・再生する
光ヘツド装置に関する。

従来の技術 高密度・大容量の記憶媒体として、ビット状パターンを
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。ミクロンオーダに絞られた光ビームを介して情報の
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、ひとえにその光情報をピックアップする構成
、とりわけその光学系に因っている。光ピツクアップヘ
ッド装置（以下ＯＰＵと略す）の基本的な機能は、（ｉ
）回折限界の微小スポットを形成する集光性、（ｉｉ）
前記光学系の焦点制御とビット信号検出、および（ｉｉ
ｆ）同トラッキング制御の３種類に大別される。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実現されている。第１１図は
、従来のＯＰＨの一例を示す模式図である。通常ＴＫＯ
，モードで発振する半導体レーザ光源１からの発散波面
（電場：水平偏波）をコリメートレンズ２で平行ビーム
とし、偏光ビームスプリッタ１０９で左方の四分の一波
長板（１／４λ板）１１に選択反射する。Ａλ板を通過
しだ円偏光波面は、集光レンズ系３で大略１μｍ程度の
スポットに絞られ、光記憶媒体面４上に到達し、ビット
状パターン４０を照射する。媒体面θで反射・回折され
た光束は、再び集光レンズ系３を逆に進んで四分の一波
長板１１を通過すると垂直偏波の平行ビームとなり、偏
光ビームスプリッタ１０を透過してプリズムハーフミラ
−１２で２方向に分割される。一方の反射光は集光レン
ズ２Ｑ、ならびに非点収差を付与する円柱状レンズ１３
を通って四分割フォトディテクタ１４に入射し、焦点制
御信号に変換される。他方の透過光は、ファーフィール
ドパターンのまま、トラッキング制御信号検出用の二分
割フォトディテクタ７に入る０ ここで、Ａλ板１１は、偏光ビームスプリッタ１ｏと組
合わせることによって、光量の利用効率を高めることと
同時に、半導体レーザへの戻シ方を抑圧して、信号光成
分に不要なノイズが増加しないだめの工夫である。しか
し、再生専用ディスクのＯＰＵでは、光量設計に余裕が
あり、Ａλ板と偏光ビームスプリッタを省くことが可能
であり、とくに小型化、低価格化のためには、部品の省
略。

複合化が計られている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、再生専用ＯＰＨにおいても、ビーム分割
手段、非点収差あるいはナイフェツジ法などによる焦点
制御手段、またトラッキング制御手段を独立、もしくは
結合して構成する必要がある。そのために従来用いられ
てきた光学部品は、ビームスプリッタ、レンズ、プリズ
ム等いずれも大量に製作・組立・調整することは容易で
なく、小型化、低価格化、量産性、高信頼性の面で問題
があった。

これらの問題が生じる共通の理由として、第１に高精度
の平面あるいは非球面を要する光学部品は、多くの工程
を経て初めて所望の加工が実現されるのでプレス手段等
を用いるが如き生産が一般に困難であること、第２に多
数の部品を組み合わせて所定の総合性能を発揮させるた
めには、組立・調整にも多くの時間と複雑な検査・測定
装置を要すること、第３に部品の小型化に限界があると
ころから、全光学系の小型化にも大きな制約があった。

これらの問題を部分的に解決する方法として、たとえば
、第１１図のコリメートレンズ２（あるいは２０）をフ
レネルレンズで構成し、金型を用いてプレス加工成形す
る技術が開発されてきている。しかし、これは部品点数
の削減にはならず、面数がより多い部品であるプリズム
形ビームスプリッタなどは置き換えられないまま残され
る。また、加工精度の限界からもっとも高性能な集光を
要求されるレンズ３も代替され得ない。　、上述の理由
は、複合機能を有する光学素子を導入することにより解
決されるとして、第１０図に示すごときホログラム素子
１６を集光レンズ３に接近させて配置する試みも最近報
告されている。

（（１）木材、小野、須釜、太田；６１年秋季　応用物
理学会予稿集、　３０ｐ　−ＺＥ−１，ｐ、２２７（１
９８６）。■）同；第２２回微小光学研究会講演論文；
ｖｏｌ、４（１９８６）ｐ、３８　）従来、ホログラム
記録に適した波長域（λｊ：４００〜６００ｎｍ）で素
子を作成し、ＯＰＵ光源として適する近赤外あるいは赤
色レーザ（λ２：〜８００ｎｍ、６３３ｎｍ）で再生す
ると、ホログラムのレンズ作用に対して顕著な収差が発
生し、その補正が困難であった。

そこで、ホログラム素子は、同図ａに示すような光学系
を用埴て２点Ｐ１．Ｐ２　　と参照光源Ｒとの干渉縞（
実際にはホログラム面の片側半分には波面２３０と２３
１．残る片面に波面２３０と２３２との干渉縞）をξ−
η面で形成した、いわゆるレンズレスフーリエ変換ホロ
グラム系の考え方で設計されており、同図すのごとくし
て「ウェッジプリズム法」あるいは「ダブルナイフェツ
ジ法」と等価な効果を有するようにホログラム素子１６
は１６１と１６２の部分に２分割した形で、電子ビーム
描画によって実現される。同図Ｃは光検出器１５上での
光スポットを模式的に示している。こうすると、確かに
使用する光源１の設計波長λ２に限っては、無収差のホ
ログラムレンズが作成でき、しかも、光源の若干のスペ
クトル幅の変動に対する収差がビーム検出器（フォトデ
ィテクタ）１６の光電変換面上に現われても、４分割光
電変換面１５１．１５２，１５３，１５４を用いたプッ
シュプル法で変動を実用上支障ない範囲に押えることが
可能となる。

しかし、第１０図の素子１６の微細パターンは電子ビー
ム描画にて形成するのが好都合であるが、電子ビーム描
画が可能な素子１６のパターンは、格子や双曲線形状の
ような単純パターンの場合に限定され、もっと一般のホ
ログラム系を精度よく形成する技術は全く開示されてい
ない。また従来方式の光学系では一般に第１０図Ｃから
もわかる如く、ビームに対する光検出器の位置精度は数
ミクロンのオーダを要求される問題もあった。

本発明は、ＯＰＨの焦点ならびにトラッキング制御を安
定に実現する単純な回折素子を用いた光ヘツド装置を提
供するものであり、従来よく知られているフレネルゾー
ンプレートのパターンを２個合成した形態の回折素子を
用いて簡単化された光学系を構成可能ならしめる。

従来開示されているピックアップ用ホログラム素子と本
発明になる回折素子との相違については、以下の説明で
順次、具体的に明らかにされる通りであるが、ここで、
特に複合機能の面から見た従来素子の制約と本発明の目
的とするところを対比して要約しておこう。

（１）入射・反射光分離手段として両者とも機能するが
、焦点誤差ならびにトラッキング誤差検出に用いられる
光ビームとして従来のホログラム素子は、「ウェッジプ
リズム法」によっており、この光学系をホログラム系で
構成する限りでは、光源から出射する光ビームが往路の
ホログラムで回折され、対物レンズで集光された複数ス
ポットのビームを無視できないパワー密度でディスク上
に結像してしまう。回折光成分を抑圧するために（ｉ）
ホログラムの搬送波周波数を高くして対物レンズ開口で
のケラレを大きくする、（ｉＤホログラム素子と対物レ
ンズとの間隔を大きくして同様の効果を高くする、（ｉ
ｉｉ）ホログラムの回折効率を低く押えるといった方法
が考えられるが、（１）は光源の波長変動の影響を大き
くして光検出系の信頼性を損い、（１１）は装置の小型
化を困難とし、（ｉｉｉ）は信号検出のＳ／Ｎ比を低く
し、また記録再生用の光ヘッドとしての機能達成を難し
くする。本発明ではファーフィールドで焦点誤差検出可
能な構成によって上記問題を解決している。

（２）従来ホログラム素子は、集束パワーとしてのレン
ズ機能を極力抑えた「レンズレス７−リエ変換型ホログ
ラム」として構成されたが、ピックアップ光源の設計波
長λからのわずかな波長ずれ（Δλ＝±２ｏｎｍ）に対
してもフォーカスオフセットを生じ、半導体レーザのロ
ットによる波長ずれを調整するためにフォトディテクタ
を光軸方向に位置調整するめんどうな工程を設ける必要
があった。本発明では回折素子に長焦点のフレネルゾー
ンプレートを用いるが、集束パワーは別の収束レンズに
依るので光源波長の変動に伴う焦点位置変動はわずかで
あシ、しかもファーフィールドでの差動検出方式によっ
て安定な信号検出が可能である。

（３）光検出器の調整に関して、従来方式はホログラム
系の有無を問わず、光電変換面内ならびに光軸方向の位
置精度を厳しく要求された。前者で５〜１０ミクロン程
度、後者は数十ミクロンのオーダが必要とされる場合が
多い。本発明では光検出器の調整精度を緩和可能として
極めて簡単な調整工程もしくは無調整での光ヘツド製作
を実現しようとするものである。

問題点を解決するための手段 本発明は上述の問題点を解決するために、半導体レーザ
の如キコヒーレント光源ト、コヒーレントビームを微小
スポットに収束する光学系と、軸外方向に複数波面を生
成する回折素子を組合わせることによって、所定形状で
比較的大面積の光電変換面上に所望のビーム制御用なら
びに再生情報を得られる構成を備えたものである。前記
回折素子としては、もっとも単純な構成としては第１の
軸はずしフレネルゾーンプレー）　（ｏｆＴ−２Ｌｘｉ
ｓＦｒｅｓｎｅｌ　ｚｏｎｅ　Ｐｌａｔｅ　）およびこ
れと等しい焦点距離を有する第２の７レネルゾ一ンプレ
ートヲ所定光軸間距離を与えて重畳した形態によって実
現される。本発明のポイントはこの回折素子が容易に描
画可能なフレネルゾーンプレートパターンの合成によっ
て設計でき、かつ単一のゾーンプレートパターンをもと
に、これを２個重畳して素子製作が可能な点にある。

作用 本発明では２焦点を生成する回折素子を収束レンズ系と
して用いるので、ビーム制御信号はディスクに集光した
ビームのファーフィールドで差動光検出される。この構
成によって（１）光学系ならびに光検出器の調整精度が
緩和され、（ｉｉ）ディスク上に投写される往路の回折
光はデフォーカス状態となシ、パワー密度は大幅に低下
するので記録再生方式の光ヘッドとしても使用できる。

本発明ではまた、単純な形態の２ビームをファーフィー
ルドで検出する構成であるので、６巾光検出器の領域分
割方向（境界線）が回折素子からの０次回折光収束点を
中心とする放射状方向にほぼ沿う如く設計することによ
って光源の波長変動、もしくはマルチスペクトル成分に
対する信号劣化を容易に回避できる。

実施例 第１図は、本発明の一実施例によるＯＰＵ装置の概略構
成を示す。同図ａにおいて１は赤外領域あるいはこの領
域より短波長域のコヒーレントビームを発する半導体レ
ーザ（たとえば波長λ２＝ｓｏｏｎｍ）、２はコリメー
トレンズ（焦点距離ｆｃ＝２０ｍｍ）、３は集光用ノ対
物しンス、４は光記憶媒体（光ディスク）であって、光
源１から発したビームはコリメートレンズ２で平行ビー
ムとされ、レンズ３でディスク４上に集光される。

このとき回折素子６は軸外２焦点回折素子であってレン
ズ２，３の間に介在して、往路ではその０次透過光がデ
ィスク４に集光されることになる。

４１は保護膜、４２は基板である。ディスク上４で反射
されたビームは復路で再びレンズ３を通過してほぼ平行
光とされた後回折素子６に入射して、０次透過光の他に
軸外に焦点の異なる複数波面６１．６２を生成する。反
射型でなく透過型ディ−スフにおいても以下の構成は釡
＜同様に適用される。前記回折波面はコリメートレンズ
２によって各々収束され、０次透過光の収束点（光源１
の発光点）を含んでレンズ２の光軸に垂直な面１１１と
は前後する片側光軸外位置の２面に各々焦点を結ぶ。６
は光を受けるディテクタで検出器５１゜５２よりなる。

各焦点面と面１１１との間隔は、δ１＝δ２＝δと設計
するが、たとえば非点収差法での非点隔差に比べδ１＋
δ２は１衝程度大きくとれるのでδ１〜δ２となっても
その誤差は従来より大幅に許容される。もう１つの光軸
外位置には共役像が形成されるが省略している。

同図すは面１１１に配置された第１および第２の光検出
器５１．５２と発光点１０の関係を示している。図中、
検出器５１．５２の光電変換面での入射ビームは６１０
，８２０のごとくなり、発光点を通る直線ｘ−ｘ’上に
並ぶ。同図Ｃは回折素子６に含まれるフレネルゾーンプ
レート状パターンを示す。

第２図は本発明の別の実施例を示す概念図である。第１
実施例では透過型回折素子を用いているのに対し、本実
施例では反射型回折素子６θを使って、光軸をα−＝ｓ
ｏ’として折曲げている。この場合フレネルゾーンプレ
ートパターンは円でなく楕円形で構成される。すなわち
長軸と短軸の比がほぼ１，４：１である。またコリメー
トレンズを使用せず対物レンズ系３Ｑだけで結像光学系
を構成して、小型化を計シ、部品点数をよシ少なくして
いる。

第３図は本発明の更に別の実施例を説明したもので、先
の２例と異なる点は、光源１からの往路とは分離された
復路で制御ビームを得られるように偏光ビームスプリッ
タ１０９と波長板９を設けていること、および第３の７
オトデイテクタ７によってトラッキング検出を別途行な
う構成としたことである。ここで波長板９は、偏光ビー
ムスプリッタ１０との性能バランスを容易にする目的で
λ１５１００設計とし、戻シ光量の最適化を計って信号
検出のＳ／Ｎ比を極大にしている。ミラー８は光路折り
曲げ用である。この場合はホログラム６６６をブレーズ
化し、て極大の回折効率をもたせることができる。

さて、以上の実施例における光検出器の構成を詳しく説
明しよう。第４図は第１図すで示した光検出器６１およ
び６２の各分割領域で検出されるビーム６１０，６２０
の関係を模式的に表わしている。第４図すはディスク上
に合焦点のスポットが形成された場合で、両ビーム６１
０．６２０は等しい径２等しい光パワー密度で光電変換
される。

したがって検出領域５１．５２の３分割領域の１つ５１
０および５２０からは等しい出力が検出され、その差動
出力はゼロとなる。すなわち、フォーカス誤差信号Ｆｘ
は各領域ｊからの出力をＳｊと表わせば ７、＝３５１０　　Ｓｓ２．）＝。

第４図Ｃでは、ディスクへの集光スポットがデフォーカ
ス状態となって回折素子θへの入射光は平面波でなく、
例えば発散波となり、このため回折素子に含まれるフレ
ネルゾーンプレートの凸レンズ作用を受ける波面６１の
焦点は光検出器側に接近する。他方フレネルゾーンプレ
ートの凹レンズ作用を受ける波面ｅ２は光検出器からさ
らに遠方の点に焦点を結ぶ。

この結果、 Ｆｘ＝　Ｓｓ＋ｏ　　３５２０　）　０光デイスクがも
し逆相に移動してデフォーカス状態となると第４図乙の
如く状態は対称的に逆転しＦｚ　＝　５ｓ１ｏ　−５５
２０（０ となる。設計例では各領域寸法としてＷＯ＝Ｗ、＝Ｗ２
　：０，０６　ｍｍ、まだ点１ｏとの距離をＪ１＝１ｍ
ｍ。

１２＝ｏ、ｅ　ｓｍｍ　、合焦点時のビーム寸法Ｄ　＝
０．１０ｍｍφ。

δ１＝δ２　＝　０．４　ｍｍ　、ただし、コリメート
レンズの焦点距離をｆ２＝２ｏｍｍ、レンズ開口径をｓ
ｍｍφとした。

実際のディスク装置では、光デイスク面のデフォーカス
量±６μｍ程度に対応する光検出器面での焦点変移量±
１００μ程度を主たる動作域に設計すればよく、第４図
におけるビーム径は最大１２５μｍφ、最小７５μｍφ
程度の範囲で変化することになる。

トラッキング誤差信号Ｔｘは、第１図でトラックが図面
に平行方向に向いているとすれば（第１図の情報記録面
上の凹凸はトラックに沿った信号ピットの断面を示す）
、 ’ｌ’ｘ＝　（Ｓｓｕ　＋　５５２１　）　−（８５１
２＋５５２２　）を演算して得られる。”Ｆ　＃　ＴＫ
　いづれについても本発明の場合は第７図Ｃのような場
合に比べて光検出器調整精度が大幅に緩和されることが
わかる。

光源として半導体レーザを使用する場合、温度変化ある
いは電流変化による波長シフトの問題がある。本発明で
は第４図のごとく分割境界の方向が、ホログラムの空間
搬送波周波数の方向に一致させであるので第４図すに破
線で示したようなビーム変移（６１１のビームがΔｊｈ
、６２１のビームがΔｊ？ｚ）を生じても支障は起らな
い。ビームの倍率変化は中心波長λ２からλ２＋Δλへ
の変動にビーム径変化に伴う差動出力信号の異常はやは
シ生じない。

第６図は本発明の実施例に共通して用いうる別の光検出
器配列構成を説明したものであって、第４図の場合と異
なり、第１．第２の光検出器６１゜６２は発光点１０か
ら等距離ｌにあシ、かつ分割境界線が、点１０から放射
状に伸びる線上に一定角度θをなして形成されている。

この場合光源波長の変動に伴う２個の軸外し７レネルゾ
ーンプレート中心で回折角変動はその絶対値が２つのビ
ームで等しくなる利点があるので、大きな波長変動を伴
う光源の場合は、ｌを極小設計として目的を達すること
ができる。

発光点１０にほぼ一致する回動中心点１０ｏを中心にし
て回折素子又は光検出器を微小角回転（９８又は９９へ
）することによシビーム位置６１１．６１２（互いに角
θだけ離れている）との調整が完了する。

第６図は、本発明の実施例における回折素子として共通
使用可能なレンズフーリエ変換ホログラム記録光学系の
一実施例を示す概念図である。

コヒーレントな平面波９１で照明された屈折率分布型ロ
ッドレンズ９０１，９０２，９００は所定の空間位置１
０１．１０２，１００に焦点を結び、さらにフーリエ変
換レンズ９を介して記録媒体６ｏの上で互いに重畳され
、レンズフーリエ変換型ホログラムを形成する。レンズ
フーリエ変換ホログラムの特質については、文献（（３
）Ｃ−ｈログラフィによる漢字メモリＪ、加藤、藤戸、
佐藤；画像電子学会　研究会予稿７９−０４−１　（１
９７９゜１１、）（４）　”５ｐｅｃｋｌｅ　ｒｅｄｕ
ｃｔｉｏｎ　ｉｎｈｏｘｏｇｒａｐｈｙ−−・＝−・”
、Ｍ、Ｋａｔｏｅｔａｌ；アプライド　オブティクス（
ムｐｐｌ　、　Ｏｐｔ、）　、　１４（１９７６）１０
９３）等に詳しく報告、解析されているように、一般画
像の記録再生光学系に適用された実績（（５）「光学式
漢字編集処理システム」佐藤他；電子通信学会研究会資
料、ＫＯ７Ｂ−５３（１９７８）４７）を有するが、本
発明では、ビーム制御用手段として実用上支障ない限り
、再生光学系光軸近傍波面についてフーリエ変換が成立
すればよく、ホログラム素子からの波面再生に用いるレ
ンズは、コリメートレンズで代用できるし、あるいは単
にホログラム素子を収束球面波で照射するだけで、その
集光面上に所望の再生像を得ることが可能である。

さて、第６図の記録光学系で１０１，１０２のＸ軸との
Ｚ方向での間隔Δ１．Δ２は ＭΔ１＝δ１゜ ＭΔ２＝δ２゜ として設計することができる。ここにＭは倍率。

ｆｌは記録用フーリエ変換レンズ９９の焦点距離。

ｆ２は再生用フーリエ変換レンズの焦点距離に相当する
もので、第１図ではコリメートレンズ２の焦点距離、第
２図ではホログラムに入射する収束波の曲率半径ｆ２で
ある。ロッドレンズ光軸間の距離Ｌ１１　Ｌ２は第４図
の７！１，１２に対してＭＬ１＝１１ｚＭＬ２＝１２の
関係にある。第１〜３図で述べた光ヘツド光学系、光検
出系との寸法的な整合をとるためには、記録用フーリエ
変換レンズの焦点距離ｆ１　を５０〜１００ｍｍ程度と
するとＬｊ　＋　Ｌ２は１〜２ｍｍ程度となる。通常の
レンズ光学系によっては所望のホログラムを得難いが、
ロッドレンズは径が１ｍｍ程度のものは容易に実現でき
る。

以上は本発明に用いられる回折素子としてのフレネルゾ
ーンプレートをレーザ干渉光学系によって実現する場合
のホログラム作成法であるが、フレネルゾーンプレート
は衆知のごとく同心円状の輪帯パターンとして干渉法以
外の方法で描画することも可能であり、光源波長λ、焦
点距離±ｆｚの単一７レネルゾーンを構成する輪帯半径
ｒｊは例えば第８図に模式的に示されるようなフレネル
ゾーン６６０で なる関係式で与えられる。同図人Ａ′断面が段差εの位
相板となるようにして位相型ゾーンプレートを形成すれ
ば、位相型ホログラムと同様に高回折効率の素子が得ら
れる。

第７図は、第６図のようなゾーンパターン６６０および
６６１を所定距離（Ｉ、、＋Ｌ２）だけ離して重畳した
形態を示す。いま第７図のパターンを用いて第８図のご
とく位相型回折素子６を作成すれば、第１図の光学系の
回折素子６として構成でき、またアルミニウム、金等の
金属膜あるいは多層誘電体薄膜を表面にコーティングし
た反射型回折素子として第２図の構成も可能である。こ
の他にも光学系によって様々の設計のフレネルゾーンプ
レートを設計・製作可能であり、必要に応じて電子ビー
ム描画といった手段を組合わせて、極めて精密なフレネ
ルゾーンパターンを得ることができる。

第９図は第７図の２重ゾーンパターンを基に形成した回
折素子６をコリメートレンズ２と組合わせて平行コヒー
レント光照射のもとにおいだとき生じる０次および±１
次回折波を図示している。

各々のゾーンパターンから回折される±１次光（発散お
よび収束光）は、レンズ２の光軸から各々Ｌ１１　Ｌ２
だけ離れた光軸上の虚像に対応する回折波で、レンズ２
で各々集光されて光束６１゜６２．６４．６６となる。

本発明の一実施例（第１図参照）では光束６１．６２を
第１および第２の光検出器で各々受光することにより目
的を達している。ここでＬｌ、Ｌ２は第４図のＩｈ　、
１２に対応するもので、レンズ２の焦点距離ｆｃとゾー
ンプレートの設計波長±ｆｚによシ決定される。ここで
描画等の手段によシ形成されたフレネルゾーンプレート
は、先に述べたレンズフーリエ変換型ホログラムとして
得られるフレネルゾーンプレートに比べると波長変動等
に対して若干の色収差を生じるが、（ｉ）長焦点距離で
あること、（ｉｉ）差動検出系を構成していること、Φ
１）ファーフィールドでの信号検出であることによって
実用上問題のない光ヘツド装置が実現できる。

発明の効果 以上のように本発明になる光ヘツド装置は、光ビーム制
御に回折素子から生成される複数波面を用い、かつ光デ
ィスクに集光されたスポットのファーフィールドパター
ンを光検出器で、差動検出する構成をとることによって
以下の優れた効果をもたらすものである。

（１）回折素子をビームスプリッタとして機能させた従
来方式では往路で生じる±１次をはじめとする高次回折
成分が光ディスクに集光するが、本発明ではデフォーカ
スパターンとなるのでパ　Ａワー密度は従来例に比べ２
桁以上小さくなり、不要記録ならびにサーボ動作不良を
防止できる。

山）回折素子によって制御ビームを生成した場合の弱点
とされる光源の波長変動に対して、本発明では光検出器
分割線をホログラムの空間搬送波周波数方向に一致させ
ること、および差動型の演算出力によって問題を解決し
ている。

（ｉｉｉ）　　従来一般に光検出器の位置調整は、３軸
方向について各軸とも厳しい精度を要求されたが、本発
明ではこれを大幅に緩和することができ、回折素子ある
いは光検出器の回動調整程度の簡単な工程によって高信
頼度の光ヘツド装置を製作可能である。

ｄＶｌ　　本発明になる回折素子は単純なゾーンプレー
ト重畳型素子であって極めて高精度、高回折効率のもの
を容易に大量複製可能である。

以上のごとく、本発明の光ヘツド装置は小型化。

軽量化、高信頼性、量産性および経済性に優れた新規技
術を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す光ヘツド装置の概略構
成図、第２図は本発明の別の実施例を説明する原理説明
図、第３図は本発明の他の実施例を説明する光ヘツド装
置の概略構成図、第４図は光検出器の動作を説明した本
発明の原理図、第６図は本発明の光検出器の更に別の実
施例に関する構成概念図、第６図は本発明の回折素子を
ホログラムとして実現する記録光学系を説明する実施例
の構成図、第７図は第６図のパターンの重畳パターン図
、第８図は位相回折素子の平面および断面構成を示す図
、第９図は０次および±１次回折波を示す図、第１０図
は従来のホログラム素子を用いた光ヘツド光学系の構成
概念図、第１１図は従来の光ヘツド光学系の構成例を示
す構成図である。 １・・・・・・半導体レーザもしくは相当のコヒーレン
ト光源、２・・・・・・コリメートレンズ、３・・・・
・・集光光学系、４・・・・・・光ディスク、５・・・
・・・光検出器、５１・・・・・・第１７オトデイテク
タ、５２・・・・・・第２フォトディテクタ、６・・・
・・・回折素子、６６・・・・・反射型ホログラム素子
、７・・・・・・第３７オトデイテクタ、８・・・・・
・反射ミラー、９・・・・・・児波長板、１０・・・・
・・光源発光点、１１・・・・・・猛波長板、９９・・
・・・・フーリエ変換レンズ、６ｏ・・・・・・記録媒
体、９００．９０１゜９０２・・・・・・屈折率分布型
ロッドレンズ、１６・・・・・・従来の複合機能ホログ
ラム素子、８６０．６６１・・・・・・フレネルゾーン
。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
図　　　　４　　ｃｃ−反歓ダ・・素子／ 一 法Ｑ 第４図 （Ｃ） 第７図 ６’ｒ９°−（ｉａ１１ｆ７１ｚ、ｉｌ／’−：、＋７
−Ｌ−に第９図 第１０図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）コヒーレントビームもしくは準単色のビームを発
   する光源と、前記コヒーレントビームもしくは準単色ビ
   ームを微小スポットに収束する集光光学系と、前記光学
   系を介して前記コヒーレントビームもしくは準単色ビー
   ムが所定の光記憶媒体によって反射されるかあるいは回
   折前記媒体を透過する光路中に配置され、前記光学系光
   軸の軸外方向に同一次数で焦点の異なる複数波面を生成
   する回折素子と、複数の分割領域を有し前記複数波面を
   焦点近傍の略平面で受光する第１および第２の光検出器
   を少なくとも具備し、前記回折素子が前記光源の主波長
   に対する１次回折光の焦点距離±ｆ＿ｚの軸外しフレネ
   ルゾーンプレート状パターンを２個含み、かつ前記回折
   素子を透過もしくは反射して前記光検出器側へ回折する
   ０次回折光の収束半径、あるいは収束レンズ焦点距離ｆ
   ＿ｃならびに２焦点間の距離２δ＜ｆ＿ｃなる定数δに
   対して、 １／ｆ＿ｃ−１／ｆ＿ｚ＝１／｛ｆ＿ｃ＋δ｝および１
   ／ｆ＿ｃ＋１／ｆ＿ｚ＝１／｛ｆ＿ｃ−δ｝なる関係を
   ほぼ満すごとく構成された光ヘッド装置。
2. （２）２焦点間の距離２δがｆ＿ｃ／５０≦２δ≦ｆ＿
   ｃ／５とされた特許請求の範囲第１項記載の光ヘッド装
   置。
3. （３）等しい焦点距離±ｆ＿ｚを有する２個のフレネル
   ゾーンプレートを所定の光軸間距離を与えて重畳した様
   態のもとに位相型回折素子を形成した特許請求の範囲第
   １項記載の光ヘッド装置。