JPH02126431A - 光ビックアップヘッド装置及びこれを用いた光情報装置 - 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、元媒体も
しくは光磁気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及び前記
光ピックアップヘッド装置を用いた光情報装置に関する
ものである。

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
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、ひとえにその光学系に因っている。光ピック
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
、　（■）前記光学系の焦点制御とピット信号検出、お
よび（ＩＩＩ）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１４図は、従来のＯＰＵの一例を示す模式図である
。通常、ＴＥｅａ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１０７で左
方の四分の一波長板（１／４λ板）１８に選択反射する
。１／４λ板１８を通過した円偏光波面は、レンズ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、ピット状パターン４０を照射する。媒体面で
反射・回折された光束は、再びレンズ３を逆に進んで１
／４λ板１８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−１０７を透過してビームスプ
リッタ１９で２方向に分割される。一方の反射光は集光
レンズ２０、ならびに非点収差を付与する円柱状レンズ
２１を通って四分割フォトディテクタ５５９に入射し、
フォーカス（焦点）誤差（以下ＦＥと略す）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、　トラッキング誤差（以下ＴＥと略す）信号検出
用の二分割フォトディテクタ２２に入る。

ここで、１／４λ板１８は、偏光ビームスプリッタ１０
７と組み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り光を抑圧して、
信号光成分に不要なノイズが増加しないための工夫であ
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、１／４λ板と偏光ビームスプリッタを省
くことが可能であり、特に小型化、低価格化のためには
、部品の省略、複合化が図られている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、再生専用ＯＰＵ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
はなく、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。

上記課題の解決方法として、１枚のホログラム素子にフ
ォーカスおよびトラッキング制御用の所定波面を記録し
ておき、光ピックアップヘッド装置の読み取りビームで
再生される各波面を光検出器に導く技術が最近開示され
ている。１）〜５）１）特開昭６２−３３６ｔ５９号　
　天井上、永井２）特開昭６２−１８８０３２号、天井
上、永井３）特開昭６２−２３６１４５号、松下、辰巳
４　）　Ｙ、Ｋｌｍｕｒａ　ｅｔ　ａｌ、’旧ｇｈ　Ｐ
ｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　０ｐｔｉｃａｌＨｅａｄ　ｕｓ
ｉｎｇ　Ｏｐｔｌｍｉｚｅｄ　Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ
　０ｐｔｉｃａｌ　Ｅｌｅｍｅｎｔ”、プロシーディン
グ　オン　ザ　インターナショナルシンポジウムオンオ
プティカル　メモリ（Ｐｒｏｃ、　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｉｎ
ｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ　ｏｎ　
０ｐｔｉｃａｌ　Ｍｅｍｏｒｙ、Ｔｏｋｙｏ）、５ｅｐ
ｔ、ＩＧ−１８，１９８７（ｐ、１３１）５　）　Ｋ、
Ｔａｔｓｕｍｌ　ｅｔ　ａｌ、”Ａ　Ｍｕｌｔｉ−ｆｕ
ｎｃｔｉｏｎａｌ　Ｒｅｆｌｅｃｔｌｏｎ　Ｔｙｐｅ　
Ｇｒａｔｉｎｇ　Ｌｅｎｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ＣＤ　０
ｐｔｉｃａ１１（ｅａｄ”、プロシーディングオブザ　
インターナショナル　シンポジウム　オン　オプティカ
ル　メモリ（Ｐｒｏｃ、　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｉｎｔｅｒｎ
ａｔｉｏｎａｌ　Ｓｙｍｐｏｓｌｕｍ　ｏｎ　０ｐｔｌ
ｃａｌ　Ｍｅｍｏｒｙ）＋Ｔｏｋｙｏ、５ｅｐｔ、ｔ８
−１８．１９８７（ｐ、１２７）上記のうち、４）はＦ
Ｅ倍信号ダブルナイフェツジ法で、ＴＥ倍信号ファーフ
ィールド（ホログラム素子面）上に設けたスリット格子
からの回折光強度によって検出する方法であり、他はす
べて第１３図に示すように非点収差波面１４０．１４１
．１４２を四分割フォトディテクタ５５９で受光した信
号から演算してＦＥ倍信号びＴＥ倍信号検出するもので
ある。例えばＦＥ倍信号四分割ディテクタの各ディテク
タの出力を加算回路３１゜３２で加算した後、差動回路
３３°で差をとり、信号処理回路３４で信号処理するこ
とにより得られる。ところが、各方式とも重大な課題と
して、光源の波長が設計基準波長λからδλだけずれを
生じたときには、フォトディテクタ上の各ビームは（例
えば１４０→１４０１など）移動し、その結果、ＦＥ倍
信号トラッキング信号の成分が混入する。ＦＥ倍信号オ
フセットが発生する１等が生じて正確なフォーカス制御
を行うことが困難となる。

通常の半導体レーザでは、使用環境温度が例えば６０℃
変化するとレーザ発振波長は１２ｎｍ程度、また駆動電
流が４０ｍＡ変化すると８ｎｍ程度の波長変動が各々生
じる。このような波長変動に対して生じるホログラム素
子からの回折角度の変化に対応できる安定した誤差信号
検出という課題が残されていた。さらに、フォトディテ
クタの調整精度の緩和もしくは無調整化を実現するとい
う課題があった。

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、アレイ状の複
数のフォトディテクタのいずれかの部分を選択的に用い
ることによってホログラム素子からの回折光を受光して
、そのフォトディテクタの出力を用いて信号検出を行う
。

すなわち、本発明の光ピックアップヘッド装置は、放射
光源と、前記光源からのビームを受け光記憶媒体上へ微
小スポットに収束する集光光学系と、光記憶媒体で反射
したビームを受け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光するフォトデ
ィテクタアレイとを具備し、前記フォトディテクタアレ
イの一部分を選択的に用いて信号及び誤差信号を検出す
るもので、また放射光源と、前記光源からのビームを受
け光記憶媒体上へ微小スポットに収束する集光光学系と
、光記憶媒体で反射したビームを受け回折光を発生させ
るホログラム素子と、前記ホログラム素子からの回折光
を受光するフォトディテクタアレイとを具備し、前記ホ
ログラム素子からの±１次回折光を各々独立に少なくと
も３個以上の短冊状もしくは放射状のフォトディテクタ
アレイで受光し、＋１次及び−１次の回折光の照射する
前記フォトディテクタアレイの一部分を選択的に２系統
に加算し、前記２系統の出力を減算することでフォーカ
ス誤差信号を得る光ピックアップヘッド装置を提供する
。

また、本発明は、光記憶媒体の駆動機構と、前記光ピッ
クアップヘッド装置と、前記光ピックアップヘッド装置
より得られるフォーカス誤差信号とトラッキング誤差信
号のそれぞれを用いたフォーカスサーボ機構とトラッキ
ングサーボ機構と、前記サーボ機構を実現するための電
気回路と、電源または外部電源との接続部とを少なくと
も有する光情報装置を提供するものである。

作用 本発明では、上述の手段により、組立工程時もしくは経
時変化によって回折光とフォトディテクタの位置にずれ
が生じた場合でも、ホログラムからの回折光が必ず受光
できるので、はとんど無調整で安定したＦＥ及びＴＥ倍
信号検出することができる。さらにこの光ピックアップ
ヘッド装置を用いて構成された光情報装置は、安定した
フォーカスサーボ及びトラッキングサーボが可能なので
信顆性が高＜、シかも光ピツクアップの組立工程が簡素
化されているので安価な光情報装置となる。

実施例 第１図（ａ）は、本発明の一実施例によるＯＰＵ装置の
概略構成を示す。同図において、１はコヒーレントビー
ムを発する半導体レーザ（例えば波長λａ　　８００ｎ
ｍでＴＥ＠ｓモードで発振）、２はコリメートレンズ（
例えば焦点距１１１ｆｃ　　２０ｍｍ）、３は集光用の
対物レンズ、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６は１対の共役な焦点を有する波面を再生可能な
ホログラム素子（近似的にはｏｆｆ−ａｘｉｓ　Ｆｒｅ
ｓｎｅｌ　Ｚｏｎｅ　Ｐｌａｔｅに相当−ｍ−以下ＦＺ
Ｐと称する）でレンズ２．３の間に介在して往路ではそ
の０次回折光がディスク４に集光されることになる。デ
ィスク４において４２は基板、４１は保護膜である。デ
ィスク４上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ホログラム素子６に入射
して、０次回折光の他に、軸外にＦＥ倍信号得るための
１対の共役な焦点を持つ回折光７１及び７２を生成する
。これらの回折光７１゜７２はコリメートレンズ２を介
して収束される。

回折光７１．７２は、ディスク４上に焦点、／＋！正し
く結ばれているときにはＯ次回折光の収束点（光源１の
発光点１０）を含んでレンズ２の光軸に垂直な面１１１
とは前後する位置の２面に各々直交する方向に焦点を結
ぶが、このとき各焦点面と面１１１との間隔は適当なＦ
ＺＰの焦点距離を与えてδ、δ２δと設計できる。回折
光７１．７２はフォトディテクタユニット５で受光する
。第１図（ｂ）は而１１１に配置されたフォトディテク
タユニット５とこのフォトディテクタユニット面上にお
ける回折光７１及び７２の様子を示したものである。フ
ォトディテクタユニット５はフォトディテクタ５１及び
５２から構成されており、さらにフォトディテクタ５１
及び５２はそれぞれ短冊状の複数のフォトディテクタで
、この場合には５１０１〜５１１１．５２０１〜５２１
１のそれぞれ１１領域で構成されている。この図におい
ては、ディスク上に焦点が正しく結ばれている状態に対
応した再生像を示している。ＦＥ倍信号ＴＥ倍信号ＲＦ
倍信号検出方法及びホログラム素子６の詳細については
後述する。

第２図は本発明の別の実施例を示す概念図である。第１
実施例では透過型ホログラム素子を用いているのに対し
、本実施例では反射型ホログラム素子６６０を使って光
軸をα９０゛として折り曲げている。またコリメートレ
ンズを使用せず対物レンズ系３０だけで結像光学系を構
成して、小型化を図り、部品点数をより少なくしている
。

第３図は本発明のさらに別の実施例を説明したものであ
る。同図（ａ）はＯＰＵ装置の概略構成であり、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、偏光ビームスプリッタ１０６で反射したのち波長
板９で円偏波となり、ミラー８で光路を折り曲げた後レ
ンズ３でディスク４上に集光される。ディスク４上で反
射されたビームは復路で再びレンズ３を透過してほぼ平
行光とされた後、波長板９を透過して垂直偏波となり、
偏光ビームスプリッタ１０６を透過する。偏光ビームス
プリッタ１０６からの透過光はホログラム６６６に入射
して、０次回折光の他に、軸外に回折光波面７１〜７４
を生成し、レンズ２０でこの回折光を集光し、フォトデ
ィテクタユニット５５で受光する。同図（ｂ）は、フォ
トディテクタユニット５５とこのフォトディテクタユニ
ット面上における回折光の様子を示したものである。

このフォトディテクタユニット５５が先の２例における
フォトディテクタユニット５と異なる点は、光源からの
往路とフォトディテクタユニットへの復路を分離してい
るために０次回折光７０を受光することが可能であり、
そのためのフォトディテクタ５０が形成されていること
である。Ｏ次回折光を検出することにより、容易に且つ
良好なＲＦ倍信号検出できる。また、ここでは、波長板
９は偏光ビームスプリッタ１０Ｂとの性能バランスを容
易にする目的でλ１５１００設計とし、戻り光量の最適
化を図って信号検出のＳ／Ｎ比を極大にしている。

さて以上の実施例における信号検出方法を詳しく説明す
る。第４図は、例えば第１図（ｂ）で示したフォトディ
テクタユニット５のフォトディテクタ領域５１及び５２
で検出される回折光７１゜７２と発光点１０の関係を模
式的にかつ一般的に表している。第４図（ｂ）はディス
ク上に合焦点のスポットが形成された場合であり、第４
図（ａ）及び（Ｃ）は各々逆位相でのデフォーカス状態
を示す。ＦＥ倍信号例えばフォトディテクタ５１０５．
５１０Ｅ３．５１０７の出力と５２０５．５２０６．５
２０７の出力を差動演算することにより得られる。この
演算のように２つのスポットの大きさを検出してＦＥ倍
信号得る方法はスポットサイズデイテクション法と呼ば
れており、衆知の技術である。また、ここで例えばフォ
トディテクタ５１０５〜５１０７の出力に５２０３．５
２０４゜５２０８．５２０９の出力を、５２０５〜５２
０７の出力に５１０３．５１０４．５１０８．８１０９
の出力をそれぞれ加算することにより差動出力は増大す
る。また、ここでフォトディテクタの分割数１１は一例
であり、さらに分割数が多い場合もしくは少ない場合で
も同様な演算により検出できる。また、今、光源の波長
λ２が長波長側・にδλだけ変化したときには、同図（
ｂ）に示すように、フォトディテクタ５上の回折光７１
及び７２はそれぞれ７１０及び７２０へ移動する。この
とき、各フォトディテクタ５１．５２を短冊状もしくは
Ｏ次回折光の収束点（光源１の発光点１０）を中心とす
る放射状に形成しておけば、光源の波長変動によって回
折光が移動しても各々のフォトディテクタには常に一定
の回折光が入射するので極めて安定したＦＥ信号検出が
可能となる。

フォトディテクタの光軸方向への調整が不十分であると
きに、光記憶媒体（ディスク）上に合焦点のスポットが
形成されているにも関わらず第４図（ａ）もしくは（Ｃ
）のようになる場合がある。

実際上、機構的な制限からフォトディテクタの光軸方向
への調整が困難な場合がある。第５図は、かかる場合の
解決策を示したものである。通常の調整では、同図（ｂ
）のように±１次の回折光が等しい調整となるが、　（
ａ）または（Ｃ）のような状態となったときには、図中
に斜線で示したようにフォトディテクタの出力を適当に
加算して左右のフォトディテクタの出力をほぼ等しくす
ることが可能である。この出力の差動をとれば、フォト
ディテクタ上の回折光の大きさが異なっている場合でも
、差動出力としてほぼ同じ出力を得ることが可能である
。例えば第５図（ａ）の場合には、フォトディテクタ５
１からは５１０６の１素子の出力をとり、フォトディテ
クタ５２からは５２０４〜５２０８の５素子の出力をと
って差動演算を行えばよい。

第６図は、本発明を説明するさらに別の実施例である。

同図（ａ）は組立時に光源１がフォトディテクタユニッ
ト５の中心Ｏ（本来光源があるべき位置）に対してＸ方
向にずれた場合を示している。このとき、回折光を検出
するフォトディテクタ５１及び５２の領域は全くかわら
ず光源の位置がずれていない場合と全く同様に信号を検
出することができる。同図（ｂ）は光源１がフォトディ
テクタユニット５の中心０（本来光源があるべき位置）
に対してＸ方向にずれた場合を示している。

このとき光源の移動と共に回折光を検出するフォトディ
テクタ６１及び５２の領域も移動する。したがってこの
ときには、演算を行うフォトディテクタの領域を変える
ことにより、フォトディテクタ出力信号線数は一定のま
まで安定したＦＥ倍信号得ることができる。同図（Ｃ）
はホログラムからの回折光とフォトディテクタの位置関
係が角度θだけずれた場合を示している。このときにも
、ホログラムの回転θと共に回折光を検出するフォトデ
ィテクタ５１及び５２の領域も移動するので、演算を行
うフォトディテクタの領域を変えることにより、安定し
たＦＥ倍信号得ることができる。

第７図は、本発明の更に別の実施例を示す概念図である
。同図（ａ）は、ホログラム素子６６７の機能領域区分
を示し、ＦＥ信号検出用として１対の共役な焦点を有す
る波面を再生可能な領域θ７１．６７２とＴＥ信号検出
用として単純な格子パターンを各々他と異なる方向に記
録した領域６８１．８８２及び非ホログラム領域６９１
，６９２．６９３とからなる。これは、例えば第１から
第５実施例で示した回折光が得られるホログラム素子（
領域）の一部分にＴＥ検出用の回折格子及び非ホログラ
ム領域を形成したものである。ディスクで反射されたビ
ームに含まれるディスクのトラックに関するファーフィ
ールドパターン４０１及び４０２を同図（ａ）に示すよ
うに、ホログラム素子６８７に対して入射させることに
より、良好なＴＥ倍信号検出できる。同図（ｂ）は、例
えば第１図（ａ）に示したようなＯＰＵにホログラム素
子６６７とフォトディテクタユニット５０１を用いた場
合に得られるフォトディテクタユニット５０１上におけ
るホログラム素子６６７から再生される波面を示してお
り、回折光７１１．７２１はホログラム素子６６７の機
能領域８７１．６７２から、回折光７３１．７５１はホ
ログラム素子６６７の機能領域６８１から、回折光７４
１゜７６１はホログラム素子６６７の機能領域８８２か
らそれぞれ得られる。フォトディテクタユニット５０１
は、複数のフォトディテクタ５１，５２゜５３．５４，
５５．５６により構成されている。

この場合、ＦＥ倍信号第４実施例と全く同様にフォトデ
ィテクタ５１．５２の出力から得られる。

一方、ＴＥ倍信号例えばフォトディテクタ５３と５６の
差動出力により得られ、フォトディテクタ５４．６５の
出力も用いることにより、ＴＥ倍信号出力強度は増加す
る。この実施例に示すＴＥ信号検出方式では、集光用レ
ンズがずれることによって開口が制限を受ける場合でも
安定してＴＥ倍信号検出できる。なお、ＴＥ検出用の回
折格子及び非ホログラム領域の形状、大きさには特に制
約はない。また、このＴＥ検出用の回折格子は他の実施
例にも全く問題な〈実施できる。ＲＦ倍信号、フォトデ
ィテクタ５１〜５６の出力の総和により得られる。

第８図は、本発明の更に別の実施例を示す概念図である
。同図（ａ）は、ＦＥ倍信号検出するための、２対の共
役な焦点を有する波面を再生可能なホログラム素子であ
る。同図（ｂ）は、例えば第１図（ａ）に示したような
ＯＰＵにホログラム素子６６８とフォトディテクタユニ
ット５０２を用いた場合に得られるフォトディテクタユ
ニット５０２上におけるホログラム素子６６８から再生
される波面を示しており、回折光７１２，７１３゜７２
２．７２３はホログラム素子６６８から得られる。ＦＥ
倍信号第４実施例と全く同様にフォトディテクタ５１．
５２の出力から得られる。また、光源１が本来あるべき
位置に対してずれた場合には、第５実施例と同様にフォ
トディテクタの検出領域を変えることにより良好なＦＥ
倍信号検出可能である。

第９図は、本発明の更に別の実施例を示す概念図である
。同図（ａ）は、ホログラム素子６６９の機能領域区分
を示し、６７３．８７４はＦ’Ｅ信号検出用として各々
が１対の共役な焦点を有する波面を再生可能な領域であ
る。同図（ｂ）は、例えば第１図（ａ）に示したような
ＯＰＵにホログラム素子６６９とフォトディテクタユニ
ット５０２を用いた場合に得られるフォトディテクタユ
ニット５０２上におけるホログラム素子６６９から再生
される波面を示しており、回折光７１４．７１５はホロ
グラム素子６６９の機能領域６７３から、回折光７２４
，７２５はホログラム素子６８９の機能領域６７４から
それぞれ得られる。この場合にも、ＦＥ倍信号第４実施
例と全く同様にフォトディテクタ５１．５２の出力から
得られる。

また、光源１が本来あるべき位置に対してずれた場合に
も、第５実施例と同様にフォトディテクタの検出領域を
変えることにより良好なＦＥ倍信号検出可能である。

第１０図は、本発明の更に別の実施例を示す概念図であ
る。同図（ａ）は、ホログラム素子６６４の機能領域区
分を示し、８７５，６７８はＦＥ信号検出用として各々
が同一焦点を有するが回折方向の異なる波面を再生可能
な領域である。同図（ｂ）は、例えば第１図（ａ）に示
したようなＯＰＵにホログラム素子６６４とフォトディ
テクタユニット５０２を用いた場合に得られるフォトデ
ィテクタユニット５０２上におけるホログラム素子６６
４から再生される波面を示しており、回折光７１８，７
１７はホログラム素子６６４の機能領域６７５から、回
折光７２６，７２７はホログラム素子θ６４の機能領域
６７６からそれぞれ得られる。この場合、ＦＥ倍信号フ
ォトディテクタ５１０１〜５１０５．５２０６〜６２１
１の出力の和とフォトディテクタ５１０８〜５１１１．
５２０１〜５２０５の出力の和の差動演算を行うことに
より得られ、この演算によってＦＥ倍信号得る方式はナ
イフェツジ法と呼ばれ、衆知の技術である。この場合に
も、光源１が本来あるべき位置に対してずれたときには
、第６実施例と同様にフォトディテクタの検出領域を変
えることにより良好なＦＥ倍信号検出可能である。なお
、第８〜第１０実施例においてはホログラムからの共役
光の検出は示さなかったが、勿論全く問題なく用いるこ
とができる。また、ホログラムをブレーズ化すれば共役
光は弱められ、その場合には共役光を受光しなくても光
の利用効率が上昇する。なお、本実施例に示したホログ
ラム素子は、いずれも二光束干渉法、コンピュータによ
るパターン発生（ＣＧＨ）等の一般的な方法によって容
易に作成可能である。また、本実施例に示したいずれの
フォトディテクタユニットにも、増幅もしくは演算回路
部を同一基板上もしくはフォトディテクタユニットの近
傍に形成することによってさらにＳ／Ｎ比の良好な信号
を検出することが可能となる。

第１１図は、フォトディテクタアレイと光源の一構成例
である。光源１とフォトディテクタユニット５は、パッ
ケージ４５内に配置されている。

ディテクタユニット５において、４９１は配線パターン
、４９２はボンディングを行うためのランドである。光
ａｌを発光させて、例えば第１図に示すように光源１か
らのビームの前方にホログラム及び反射担体を配置する
と、ホログラムからの回折光７１．７２はフォトディテ
クタアレイ５１゜５２の一部分で受光される。このとき
フォトディテクタ５に電源４９でバイアス電圧を加える
と、回折光７１．７２を受光したフォトディテクタには
電圧が出力される。したがって、ランド４９２なプロー
ブ４７を逐次当てて、その出力電圧を電圧計４８でモニ
タすることにより、回折光を受光しているフォトディテ
クタを容易に選択することができる。このとき選択した
フォトディテクタのランド４９２とパッケージ４５の所
定の出力端子４６とをボンディングワイヤ４９３で配線
することにより、フォトディテクタの部分的選択使用が
可能となる。ここでは説明を分かりやすくするためにプ
ローブは一本としたが、ディテクタの選択を行うとき複
数本のプローブを同時に用いることによって選択時間を
短縮することが可能である。

第１２図は、以上に述べてきた光ピックアップヘッド装
置を用いて措成した光情報装置の−実施例である。光記
憶媒体（光ディスク４）は駆動機構８１によって回転さ
れる。光ピックアップヘッド装置８０はまた光ディスク
４との位置関係に対応する信号を電気回路８３へ送る。

電気回路８３はこの信号を増幅もしくは演算して、光ピ
ックアップヘッド装置８０もしくは光ピックアップヘッ
ド装置内の対物レンズを微動させるための信号を出力す
る。８２は光ピックアップヘッド装置の駆動装置、８５
は光ピックアップヘッド装置内の対物レンズの駆動装置
である。前記信号と駆動装置８２もしくは８５によって
、光ディスク４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、光ディスク４に対して、情報の読み
出し、または書き込みもしくは消去を行う。８４は電源
または外部電源との接続部であり、ここから電気回路８
３．光ピックアップヘッド装置の駆動装置８２、光ディ
スクの駆動機構８１及び対物レンズ駆動装置８５へ電気
を供給する。なお、電源もしくは外部電源との接続端子
は各駆動回路にそれぞれ設けられていても何ら問題ない
。

発明の効果 本発明では複数の短冊状もしくは放射状のフォトディテ
クタアレイのいずれかの部分を選択的に用いてホログラ
ム素子からの回折光を受光してフォーカス誤差（ＦＥ）
信号およびトラッキング誤差（ＴＥ）信号の検出を行う
ことにより以下に示す効果を有する。

（Ｉ）光源に波長変動が生じることによってホログラム
素子からの回折角が変化しても各々のフォトディテクタ
には常に一定の回折光が入射するので、フォーカス誤差
（ＦＥ）信号、　トラッキング誤差（ＴＥ）信号、高周
波情報（ＲＦ）信号のいずれも極めて安定に検出するこ
とができる。

（ＩＩ）フォトディテクタの位置調整はほとんどもしく
は全く無調整となる。

（ＩＩＩ）フォトディテクタの位置精度が緩和されるた
め、ＦＥ倍信号及びＴＥ倍信号安定して検出することが
可能である。

（ＩＶ）ＦＥ倍信号ＴＥ倍信号しくはさらにＲＦ’信号
を１つの基板上に形成したフォトディテクタで検出でき
るため光学系の構成が容易となり部品点数の減少、低価
格化、小型化等が可能となる。

（Ｖ）光源の波長変動及びフォトディテクタと光源の位
置に対する許容範囲が拡大することにより、本発明の光
ピックアップヘッド装置は半導体レーザを光源に用いな
がら、温度変化の極端に激しい環境下においても安定で
信順性の高い動作が可能となる。

（ｌ光源の波長変動及びフォトディテクタと光源の位置
に対する許容範囲が拡大することにより、組立工程は簡
略化され、さらに歩留まりも向上するので、本発明の光
ピックアップヘッド装置は低価格なものとなる。

（■）光学系の調整がずれてディスク上に合焦点のスポ
ットが形成された場合に、ホログラムからの回折光が本
来ならばデフォーカスを示す状態となった場合でも、フ
ォトディテクタを選択して演算を行うことにより、安定
なフォーカスサーボを行うことができる。

（■）本ホログラム素子では、ＦＥ倍信号ＴＥ倍信号独
立して検出できるので、安定な信号が得られる。

（ＩＸ）本ホログラム素子を用いてＴＥ倍信号検出する
場合には、集光用のレンズの開口に制限を受けたり、少
々のデフオーカスが生じている場合でも安定した信号を
検出することができる。

（Ｘ）フォトディテクタユニットと同一の基板上もしく
はフォトディテクタユニットの近傍に増幅もしくは演算
回路を形成することによって、本光ピックアップヘッド
装置はさらに良好な信号を検出することができる。

（ＸＩ）本光ピックアップヘッド装置を用いて構成され
た光情報装置は、安定にＦＥ倍信号　　ＴＥ倍信号検出
することができるので信願性の高い光情報装置となる。

（ＸＩＩ）本光ピックアップヘッド装置は部品点数が少
なく安価なので、本光ピックアップヘッド装置を用いて
構成された光情報装置は、安価で小型の光情報装置とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の一実施例を示す光ピックアップ
ヘッド装置の概略構成図、同図（ｂ）は同図（ａ）に示
す光ピックアップヘッド装置におけるフォトディテクタ
と回折光の関係図、第２図は本発明の別の実施例を示す
光ピックアップヘッド装置の概念図、第３図（ａ）は本
発明の別の実施例を示す光ピックアップヘッド装置の概
念図、同図（ｂ）は同図（ａ）に示す光ピックアップヘ
ッド装置におけるフォトディテクタと回折光の関係図、
第４図（ａ　）＋（ｂ　）、（ｃ　）は本発明を説明す
る一般的原理図、第５図（ａ　Ｌ（ｂ　）、（ｃ　）は
本発明をさらに説明する一般的原理図、第６図（ａ）。 （ｂ　）、（ｃ　）は本発明をさらに説明する一般的原
理図、第７図（ａ）は本発明の詳細な説明するホログラ
ム素子の構成図、同図（、ｂ）は同図（ａ）に示すホロ
グラム素子を用いた光ピックアップヘッド装置における
回折光とフォトディテクタの関係図、第８図（ａ）は本
発明の他の実施例を説明するホログラム素子の構成図、
同図（ｂ）は同図（ａ）に示すホログラム素子を用いた
光ピックアップヘッド装置における回折光とフォトディ
テクタの関係図、第９図（ａ）は本発明の他の実施例を
説明するホログラム素子の構成図、同図（ｂ）は同図（
ａ）に示すホログラム素子を用いた光ピックアップヘッ
ド装置における回折光とフォトディテクタの関係図、第
１０図（ａ）は本発明の他の実施例を説明するホログラ
ム素子の構成図、同図（ｂ）は同図（ａ）に示すホログ
ラム素子を用いた光ピックアップヘッド装置における回
折光とフォトディテクタの関係図、第１１図はフォトデ
ィテクタアレイと光源の一実施例を示す構成図、第１２
図は本発明の実施例の光情報装置の概略断面図、第１３
図（ａ　）、（ｂ　）、（ｃ　）は従来の光ピックアッ
プヘッド装置の光学系のフォーカス誤差信号検出方法の
概念図、第１４図は従来の光ピックアップヘッド装置の
光学系の非点収差波面検出系の一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［
，２−−−コリメートレンズ、３・・・レンズ、４・−
・光記憶媒体（光ディスク）、５・・・フォトディテク
タユニット、６・・働ホログラム素子、１０・・・発光
点、”４１−・・保護膜、４２・・争基板、５０〜５４
−−・フォトディテクタ、５５・・・フォトディテクタ
ユニット、６０・・・ホログラム素子、６１φ・・ホロ
グラム素子、６５・・番回折格子、８６・拳・回折格子
、６７・・・非ホログラム領域、７０・・・Ｏ次回折光
、７１〜７４・・・１次回折光、４０１゜４０２＠・番
ファーフィールドパターン、６７１〜６７６拳φ拳ホロ
グラム領域、 代理人の氏名　弁理士　栗野重孝　ほか１８第 図 ３０−　　レリズ ６６−・−反射型不ロウラム素子 ８　・− −ｍ＝ 刃　−− η　−−− α　−−− ミラー １／Ｓ　　ｉｊ　　＠　　畳 レンズ フォトチイテクタ Ｏ次口酊光 溝光ピーＬスプリ９り 第 図 第 図 Ｉ 第 図 ５３〜ｓ＆５ｍ１−−− タ 第 図 αノ 第 図 （α） ７／４ 第１０図 Ｃα」 第１１図 ４５　−・・ 妬　−・ ｑ　・・・ ４’？　　−一 臂ｒ−・− ４９２−・− Ｊでツサージ 出１堝子 プローブ 電圧計 電　慄 Ｅ　ＪＩ　Ｋ　９−ン ラ　　”ソ　　ド ボン手１プラワイヤ 窮１２図 σ１　尤ティスフｊＨ警慎 第１３図 ３１．３２　・１０１　　ｆｉｌ　　ｍｎ−・追動Ｉｉ
］路 ３４−ｆｆｉ　　号　幻　遭回路 ７４０、＋４１．炭−・−件白呵ス表り生オｊ５５９・
・−４分？１フォト９イテヮタ（ｂＪ （Ｃ） ！　−・− ２・・ Ｉ８　−・− ｒｑ　　−−− ２１・− ｆ　　− −−一 荀　°゛ 光　　　源 フ　　リ　　メ　　−　　ト　　し　ン　ズレンズ 光ｒ２惰媒体（九ティスゲ） Ｉ／ｌ　蓋長版 ビームスプリｉり ＰＩ社しンズ ２９１フオトウイテ７り Ｉ先しソズ ピ咋ト

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）放射光源と、前記光源からのビームを受け光記憶
   媒体上へ微小スポットに収束する集光光学系と、光記憶
   媒体で反射したビームを受け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光す
   るフォトディテクタアレイとを具備し、前記フォトディ
   テクタアレイの一部分を選択的に用いて信号及び誤差信
   号を検出することを特徴とする光ピックアップヘッド装
   置。
2. （２）放射光源と、前記光源からのビームを受け光記憶
   媒体上へ微小スポットに収束する集光光学系と、光記憶
   媒体で反射したビームを受け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光す
   るフォトディテクタアレイとを具備し、前記ホログラム
   素子からの±１次回折光を各々独立に少なくとも３個以
   上の短冊状もしくは放射状のフォトディテクタアレイで
   受光し、＋１次及び−１次の回折光の照射する前記フォ
   トディテクタアレイの一部分を選択的に２系統に加算し
   、前記２系統の出力を減算することでフォーカス誤差信
   号を得ることを特徴とする光ピックアップヘッド装置。
3. （３）複数個の短冊状もしくは放射状に形成されている
   フォトディテクタで構成されているフォトディテクタア
   レイを具備した特許請求の範囲第１項に記載の光ピック
   アップヘッド装置。
4. （４）放射光源をはさんで対称な位置に複数個の短冊状
   もしくは放射状に形成されているフォトディテクタで構
   成されているフォトディテクタアレイを具備しているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項もしくは第２項に
   記載の光ピックアップヘッド装置。
5. （５）複数個の短冊状もしくは放射状に形成されている
   フォトディテクタで構成されているフォトディテクタア
   レイの端部に放射光源を具備していることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の光ピックアップヘッド装
   置。
6. （６）ホログラムからの０次回折光を受光するフォトデ
   ィテクタをはさんで対称な位置に複数個の短冊状もしく
   は放射状に形成されているフォトディテクタで構成され
   ているフォトディテクタアレイを具備していることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項もしくは第２項に記載の
   光ピックアップヘッド装置。
7. （７）フォトディテクタの各々に対応した増幅回路部も
   しくは演算回路部をフォトディテクタアレイと同一の基
   板上もしくはその近傍に具備していることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項から第６項に記載したいずれかの
   光ピックアップヘッド装置。
8. （８）光記憶媒体の駆動機構と、特許請求の範囲第１項
   から第７項に記載したいずれかの光ピックアップヘッド
   装置と、前記光ピックアップヘッド装置より得られるフ
   ォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号のそれぞれを
   用いたフォーカスサーボ機構とトラッキングサーボ機構
   と、前記サーボ機構を実現するための電気回路と、電源
   または外部電源との接続部とを少なくとも有する光情報
   装置。