JPH0229942A

JPH0229942A - 光ピックアップヘッド装置及びこれを用いた光情報装置

Info

Publication number: JPH0229942A
Application number: JP63178612A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Kadowaki; 愼一門脇; Yoshiaki Kinba; 慶明金馬; Makoto Kato; 誠加藤; Tetsuo Hosomi; 哲雄細美
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-07-18
Filing date: 1988-07-18
Publication date: 1990-01-31

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、ディジク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穎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０．ＰＵ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、［１的、用途に応じて亀　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、ＴＥｓｓ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１
０７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上に到辻し、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ｌ／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、ｆｆｉ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Ｓ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）特開昭５２−１０８９０８号、天井上、永井２）特
開昭８２−　１８８５０号、天井上、永井３）特開昭８
１−　７９Ｅ３７７号、松下、辰巳４）　Ｙ、に１ｍｕ
ｒａ　ｅｔ　ａｌ、’旧ｇｈ　Ｐｅｒｆｏｒｎ＋ａｎｃ
ｅ　０ｐｔｉｃａｌ　　Ｈｅａｄ　　ｕｓｌｎｇ　Ｏｐ
ｔｌｍｌｚｅｄ　　Ｉｌｏｌｏｇｒａｐｂｌｃ　０ｐｔ
ｉｃａｌＥｌｅｎ＋ｅｎｔ”、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　Ｉｎｔ
ｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｓｙｍｐｏｓｌｕｍ　ｏｎ　０
ｐｔｉｃａｌ　Ｍｅｍｏｒｙ、　）Ｔｏｋｙｏ、５ｅｐ
ｔ、ＩＧ−１８，１９８７（９，１３１）５　）　Ｋ、Ｔａｔｓｕｍｌ　ｅｔ　ａｔ、”Ａ　Ｍｕ
ｌｔｉ−ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ　Ｒｅｆｌｅｃｔｌｏｎ
　Ｔｙｐｅ　Ｇｒａｔｌｎｇ　Ｌｅｎｓ　ｆｏｒ　ｔｂ
ｅ　ＣＤ　０ｐｔｌｃａｌ　Ｈｅａｄ”、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
　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　ＳｙｍｐｏｓｉｕｍＯ
ｎ　０ｐｔｉｃａｌ　Ｍｅｍｏｒｙ、）ＴＱｋｙＯ，５
ｅｐｔ、１Ｇ−１８，１９８７（９゜第２７）上記のうち、４）はＦＥ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１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Ｔ
Ｅ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」二の各ビームは（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４０．ｍＡ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。さらに非点収差方式
もしくはナイフエラ方式のＦＥ検出系では、ＯＰＵを組
み立てる際のフォトディテクタの機械的調整精度が数μ
ｍ程度の厳しさとなる調整上の課題があった。また、従
来よりＯＰＵを小型化、軽１１を化、簡素化。

安定化、低価格化することが望まれていた。

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以下に示す手段
を用いる。

（１）１対もしくは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の一部分に異なる口折格子もし
くは非ホログラム領域を形成したホログラム素子を用い
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。

（２）複数に分割されたフォＩ・ディテクタの半導体基
板上もしくはフォトディテクタを収納したパッケージ内
で結線する。

（３）光源と前記フォト・ディテクタとを同一のパッケ
ージに収納する。

（４）前記フォトディテクタと演算回路とを同一のパッ
ケージに収納する。

（５）前記光源と前記フォトディテクタと前記演算回路
とを同一のパッケージに収納する。

作用本発明では、上述（１）の手段により、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光の回
折角が変化しても、各々のフォトディテクタには常に一
定の回折光が入射し、極めて安定したＦＥ倍信号びＴＥ
倍信号検出が可能となる。さらに、上述（２）及び（３
）の手段により配線は減少し出力インピーダンスも低く
することができるので周囲の影響を受けに＜＜、安定し
た信号検出が可能となる。さらに、」二連（３）及び（
５）の手段により組立は最も良好にＦＥ倍信号得られる
ようにホログラム素子を僅かに回転させるかもしくは全
く無調整な程に調整精度が緩和できるので、組立時の調
整工程は極めて簡素化される。

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頼性が高＜、シかも光ピツ
クアップの構成が簡素化されているので安価で小型の光
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、ｌ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λ２　８００ｎｍ
でＴＥｉｓモードで発振）、２はフリメートレンズ（例
えば焦点圧’ＪＡＷ　ｆ　ｃ　　２０　ｍｍ）、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でさらにこのホログラム素子の一
部分には異なる回折格子が形成してあり、レンズ２゜３
の間に介在して往路ではそのＯ次回舌先がディスク４に
集光されることに、なる。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
θに入射して、０次回舌先の他に、軸外にＦＥ倍信号得
るための一対の共役な焦点を持つ回折光波面７１と７２
及びＴＥ倍信号得るための波面７３，７４．７５及び７
６を生成する。これらの波面７１から７６はコリメート
レンズ２を介して収束される。共役光波面７１と７２は
、ディスク４上に焦点が正しく結ばれているときにはＯ
次回舌先の収束点（光源ｌの発光点１０）を含んでレン
ズ２の光軸に垂直な面１１工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
而１１１との間隔はδ１＝δ２＝δと設計する。回折光
７１から７６はフォトディテクタユニット５で受光する
。

第１図（ｂ）は面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．　７２．　７３．　７４゜７５及び７８
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は複数のフォトディテクタ５１．５２．５３．５４．
５５及び５６から構成されており、さらにフォトディテ
クタ５１はフォトディテクタ５１Ｌ、５Ｌ２及び５１３
、フォトディテクタ５２はフォトディテクタ５２１．５
２２及び５２３で構成されている。各フォトディテクタ
５１から５６は０次回舌先の収束点（光源１の発光点１
０）を中心として放射状に形成している。この図におい
ては、ディスク７１−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６６を使って光軸
をα　９０゛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でディスり４上に集光される。ディスク４１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６に入射し
て、Ｏ次回舌先の他に、軸外に回折光波面７１〜７６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５９で受光する。同図（ｂ）は、フォＩ
・ディテクタユニット５９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５９が先の２例におけるフ
ォトディテクタユニット５とソ４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次回舌先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。ここでは、波長板９は偏光ビームスプリッタ１
０Ｂとの性能バランスを容易にする目的でλ１５１００
設旧とし、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の各フォトディテクタ領域５１〜５６
で検出される回折光７１〜７６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。Ｆ’Ｅ信号は例えばフォトディテクタ５１２と
５２２の差動出力をとることにより得られるが、この検
出方式はスポットサイズデイテクションと呼ばれており
衆知の事実である。また、ここで例えばフォトディテク
タ５１２の出力に５２１．５２３の出力を、５２２の出
力に５１１，５１３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。一方、ＴＥ倍信号例えばフォト
ディテクタ５３と５５の差動出力をとることにより得ら
れ、また、例えばフォトディテクタ５３の出力に５４の
出力を、５５の出力に５６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、ＲＦ倍信号例え
ば各フォトディテクタ５１〜５６の出力を総和すること
により得られる。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７１．７２．７３．７４，
７５．７６はそれぞれ７１０，７２０，７３０，７４０
，７５０．７８０へ移動する。このとき、各フォトディ
テクタ５１〜５６を０次回舌先の収束点（光源１の発光
点１０）を中心として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−・定の回折光が入射するのでＦＥ倍信
号ＴＥ倍信号ＲＦ倍信号いずれにも変化を与えず、極め
て安定した信号検出が可能となる。

第５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６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６７１゜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゜６８２及び非ホログラム領域θ９１．　
６９２．　８９３とからなる。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６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のフォトディテクタ
５上におけるホログラム素子６から再生される波面を示
しており、回折光７１及び７２はホログラム素子６の機
能領域６７１及び６７２から、回折光７３及び７４はホ
ログラム素子６の機能領域６８１から、回折光７５及び
７６はホログラム素子６の機能領域６８２からそれぞれ
得られる。ホログラム素子６において非ホログラム領域
６９１，６９２．６９３を形成することにより、レンズ
３が移動してビームの開口が制限を受ける場合にもＴＥ
信づにはオフセットが生じにくくなり安定したトラッキ
ング制御が可能となる。さらにディスクからの反射ビー
ムに対して本ホログラム素子をどのような位置に対して
挿入してもＦＥ倍信号対してＴ　Ｅ　４Ｎ号成分が混入
するということが生じず、安定したＦＥ倍信号検出可能
である。

第６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６１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６７３．８７４．６７５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６８３，６８４とからなる。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６１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６１を用いた場合に得られるフォトディ
テクタユニット５上におけるホログラム素子６１から再
生される波面を示しており、回折光７１１及び７２１は
ホログラム素子６１の機能領域６７３，８７４，８７５
から、回折光７３１及び７４１はホログラム素子６１の
機能領域６８３から、回折光７５１及び７６１はホログ
ラム素子６１の機能領域６８４からそれぞれ得られる。

ＦＥ倍信号ＴＥ倍信号　　ＲＦ倍信号検出方法は第５実
施例と同様である。本ホログラム素子ではトラックに関
するファーフィールドパターン内の位相ずれの少ない部
分を検出できるため、ビームがディスクに対してデフォ
ーカスにある状態でもＴＥ倍信号安定に検出することが
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６２の機能領域区分を
示している。このホログラム素子６２は、外観上は第５
実施例に示したホログラム素子６と同様であるが、こ、
こてはＦＥ信号検出用として２対の共役な焦点を有する
波面を再生可能な領域８７６．６７７に記録している。

さらに先に示した例の様に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８８
゛５．６８８及び非ホログラム領域６９４．Ｅｉ９５１
８θ６とを有する。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）？：示すように入射
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６１とフォトディテクタユニツｌ−５９
１を用いた場合に得られるフォトディテクタユニット５
９１上におけるホログラム素子６２から再生される波面
を示しており、回折光７１２，７１３，７２２．７２３
はホログラム素子θ２の機能領域６７６及び８７７から
、回折光７３２．７４２はホログラム素子６２の機能領
域６８５から、回折光７５２及び７θ２はホログラム素
子６２の機能領域６８６からそれぞれ得られる。フＡ・
トディテクタユニット５９１は、複数のフォトディテク
タ５１０１．５１０２，５２０１．５２０２．５３２゜
５４２．５５２，５６２により構成されており、さらに
フォトディテクタ５１０１は５１４．５１５．５１８、
フォトディテクタ５１０２は５１７゜５１８．５１９、
フォトディテクタ５２０１は５２７．５２８，５２９、
フォトディテクタ５２０２は５２４，５２５．５２８に
よってそれぞれ構成されている。この場合、ＦＥ倍信号
例えばフォトディテクタ５１５と５１８の差動出力をと
ることにより得られるが、この検出方式もスポットサイ
ズディテクシ日ンと呼ばれており衆知の事実である。ま
た、ここで例えばフォトディテクタ５１５の出力に５１
７．５１９の出力を、５１８の出力に５１４．５１１３
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。ここでは、フ１　）ディテクタユニット５９１の対
称線１１２に対して片側だけのフォトディテクタを用い
てＦＥ倍信号検出する方法について説明したが、もちろ
ん両側のフォトディテクタの出力のいずれを用いてもＦ
Ｅ倍信号検出できるし、両側のフォトディテクタの出力
を用いればそれだけ出力強度は増加する。

一方、ＴＥ倍信号先の第５実施例と同様な演算により検
出できる。なお、ここでフォトディテクタユニット５９
１の対称線１１２に対して片側だけのフォトディテクタ
だけを形成して用いたときには、光源１とフォトディテ
クタユニツｌ−５９１とをハイブリッドで構成すること
が容易となる。なお、第５〜７実施例はいずれもホログ
ラム素子において部分的に異なる回折格子及び非ホログ
ラム領域を形成する実施例を示したが、ホログラム素子
上に重畳して異なる回折格子及び非ホログラム領域を形
成して同様な特性を得ることが容易であることは言うま
でもない。また、非ホログラム領域をホログラム領域と
することももちろん可能であり、特にその形状、大きさ
に制約はない。また、第５〜第７実施例に示した本発明
のホログラム素子は、三光束干渉法、コンピュータによ
るパターン発生等の一般的な方法によって容易に作成で
きる。

第８図は、本発明の更に別の実施例を示す概念図である
。ここではフォトディテクタユニット５９とこのフォト
ディテクタユニット５９を収納するパッケージ１２とで
構成される受光装置を示している。この受光装置は、例
えば第３図（ａ）に示したＯＰＵ装置のフォトディテク
タユニット５９の部分に実施することができる。フォト
ディテクタユニット５９を構成する各フォトディテクタ
５０〜５６を、パッケージ１２の内部においてあらかじ
めＦＥ倍信号ＴＥ倍信号ＲＦ倍信号得られるように配線
３０１，３０２，３０３，３０４゜３０５．３０６，３
０７で結線することにより、外部に設ける演算回路との
接続が簡素化できる。

パッケージ１２に設けた端子２０１，２０２，２０３．
２０４，２０５．２０６は、外部回路との接続端子であ
る。例えば、ＦＥ倍信号接続端子２０５と２０６の差動
演算により、ＴＥ倍信号接続端子２０１と２０２の差動
演算により、ＲＦ倍信号接続ｍｆＪ子２０３からそれぞ
れ得られる。パッケージ１２の内部で各フォトディテク
タの配線を行えば配線の長さを短くすることができ、そ
の結果配線に混入する雑音も減少するのでＳ／Ｎ比の良
好な信号を得ることができる。なお、ここではＦＥ倍信
号ＴＥ倍信号ＲＦ倍信号検出するための一例を示したが
、その目的に応じてパッケージ内部の配線の変更や、外
部との接続端子の変更さらにはパッケージ内部のフォト
ディテクタの形状や個数の変更も全く問題ないことであ
る。また、各フォトディテクタを同一基板上に形成して
さらに基板上に配線を形成すれば、この受光装置を簡単
に構成することができる。もちろん必要に応じて独立し
たフォトディテクタを用いて構成することも何ら問題は
ない。

第９図は、本発明の更に別の実施例を示す概念図である
。ここでは、フォトディテクタユニット５と、光源１と
、このフォトディテクタユニット及び光源を収納するパ
ッケージ１３とで構成される発光受光装置を示している
。この発光受光装置は、例えば第１図（ａ）に示したＯ
ＰＵ装置の光源１及びフォトディテクタユニット５に実
施することができる。先の例と同様にフォＩ・ディテク
タユニット５を構成する各フォトディテクタを、パッケ
ージ１３の内部においてあらかじめＦＥ倍信号ＴＥ倍信
号ＲＦ倍信号得られるように配線３０８゜３０９．３１
０，３１１，３１２，３１３で結線することにより、外
部に設ける演算回路との接続が簡素化できる。パッケー
ジ１３に設けた端子２０７．２０８，２０９，２１０．
．２１１．２１２は、外部回路との接続端子である。例
えば、ＦＥ倍信号接続端子２１１と２１２の差動゛演算
により、ＴＥ倍信号接続端子２０７と２０８の差動演算
により、ＲＦ倍信号接続端子２０７，２０８゜２１１．
２１２の和演算によりそれぞれ得られる。

光源１の発光点１０と放射伏に形成したフォトディテク
タの放射中心とが一致するように機械的に光源とフォト
ディテクタを接着するかもしくは同一基板上に形成する
ことにより、ＯＰＵ装置を構成するときの調整工程はほ
とんど無調整に近いものとなり、さらにＯＰＵ装置を小
型化、軽量化することができる。

第１０図は、本発明の更に別の実施例を示す概念図であ
る。ここではフォトディテクタユニット５９と、ＦＥ倍
信号ＴＥ倍信号　　Ｒ１？’信号をそれぞれ得るための
演算回路３５２，３５１．３５３と、フォトディテクタ
ユニット５９及び演算回路３５１，３５２，３５３を収
納するパッケージ１４とで構成される受光装置を示して
いる。この受光装置は、例えば第３図（ａ）に示したＯ
ＰＵ装置に実施することができる。パッケージ１４に設
けた端子２１３，２１４，２１５，２１８，２１７゜２
１８は、外部回路との接続端子である。例えば、ＦＥ倍
信号接続端子２１７から、ＴＥ倍信号接続端子２１４か
ら、ＲＩｉ’信号は接続端子２１５からそれぞれ得られ
る。パッケージ１４の内部で各フォトディテクタの配線
を行えば配線の長さを短くすることができ、その結果配
線に混入する雑音も減少するのでＳ／Ｎ比の良好な信号
を得ることができるが、演算回路をも収納することによ
りさらに雑音が低減したＳ／Ｈの良好な信号を得ること
ができる。さらに、演算回路の出力を低インピーダンス
とすれば、外部回路との接続の際、雑音の影響を一層受
けにくくなる。また、フォトディテクタと演算回路を、
例えばシリコン等の同一基板上に形成することも容易で
あり、その場合には、製造工数の削減、低コスト化など
が可能となる。

第１１図は、本１発明の更に別の実施例を示す概念図で
ある。ここでは光源１と、フＡ・トディテクタユニット
５と、ＦＥ倍信号ＴＥ倍信号ＲＦ倍信号得るための演算
回路３５２，３５１．３５４と、フォトディテクタユニ
ット５及び演算回路３５１゜３５２．３５４を収納する
パッケージ１５とで構成される発光受光装置を示してい
る。この発光受光装置は、例えば第１図（ａ）に示した
ＯＰＵ装置に実施することができる。パッケージ１５に
設けた端子２１９，２２０，２２１，２２２，２２３．
２２４は、外部回路との接続端子である。例えば、ＦＥ
倍信号接続端子２２４から、ＴＥ倍信号接続端子２２０
から、ＲＦ倍信号接続端子２２２からそれぞれ得られる
。この発光受光装置は先の第９及び第１０実施例を、複
合したものであり、両者の利点を有するものである。さ
らに、この発光受光装置を光ピックアップヘッＩＪ装置
に用いることにより、光ピックアップヘッド装置は非常
に簡素化できる。

第１２図は、以上に述べてきた光ピックアップヘッド装
置を用いて構成した光情報装置の一実施例である。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光源とフォトディテクタと演算回路とを１つ
のパッケージに収納した発光受光装置と、１対もしくは
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
素子の一部分に異なる回折格子もしくは非ホログラム領
域を形成したホログラム素子によりフォーカス誤差（ｒ
’Ｅ）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
（Ｆ　Ｅ）信号、　トラッキング誤差（ＴＥ）信号、高
周波情＋１７　（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無調整
かホログラム素子をわずかに回転させるだけという程度
に簡素化される。

（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倍信号
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、小型化等が実現可能となる。

（■）フォトディテクタを受光装置の内部で結線するこ
とにより、外部回路との接続が簡略化できる。

（Ｖｌ）フォトディテクタを受光装置の内部で結線する
ことによって配線の長さは短くなり、周囲の影響を受け
にくくなるので安定した信号検出が可能となる。

（■）同一基板上もしくは同一パッケージ内にフォトデ
ィテクタと演算回路を形成することにより、周囲の影響
をさらに受けにくくなるので安定した信号検出が可能と
なる。

（■）同一基板上もしくは同一パッケージ内にフォトデ
ィテクタと演算回路を形成することにより、光ピックア
ップヘッド装置は小型化、軽ｆｆｌ化、低コスト化が可
能となる。

（ＩＸ）同一基板上もしくは同一パッケージ内にフォト
ディテクタと演算回路を形成し、なおかつその演算回路
の出力を低インピーダンスとすれば、さらに周囲の影響
を受けにくくなるので安定した信号検出が可能となる。

（Ｘ）同一パッケージ内に光源と７オトデイテクタとを
機械的に制御できる精度で接着もしくは同一基板上に形
成することにより、光ピツクアップ装置を組み立てる際
のフォトディテクタの調整は省略できる。

（ＸＩ）共役光を用いてＦＥ倍信号しくはＴＥ倍信号検
出を行う場合には、回折現象を利用しているにもかかわ
らず光の利、和動率は高く、検出感度が高い。

（Ｘｎ）光源の波長変動及びフォトディテクタの位置調
整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
信頼性の高い動作が可能とな・る。

（ＸＩＩＩ）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。

（ＸＩＶ）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１コに制限を受けたり
、少々のデフォ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■）不完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頼性の扁い光情報装置となる。

（ＸＶＩ）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
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）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（１１）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６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装置における回折光とフォトディテ
クタの関係図、第７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ラド
装置における回折光とフォトディテクタの関係図、第８
図は本発明の別の実施例を説明する受光装置の概念図、
第９図は本発明の別の実施例を説明する発光受光装置の
概念図、第１０図は本発明の別の実施例を説明する受光
装置の概念図、第１１図は本発明の別の実施例を説明す
る発光受光装置の概念図、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（ＩＩ＆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。１ｅ＠Φ半導体レーザもしくは相当のコヒーレント光源
、２・−拳コリメートレンズ、３・、・・レンズ、４争
・・光記憶媒体（光デ・イスク）、５・・・フォトディ
テクタユニット、６・φ・ホログラム素子、　１０・・
・発光点、４１・・拳保護膜、４２・・・基板、５０〜
５６・・・フォトディテクタ、５９・・・フォトディテ
クタユニット、６１・・・ホログラム、６２・・・ホロ
グラム、６６・・・反射型ホログラム、７０・・＠００
次回折光７１・・・１次回折光、７２・φ舎１次回折光
（共役像）、７３〜７６・会・１次回折光、４０１．４
０２・・・フ１−フィールドパターン、６７１〜６７７
・φ・ホログラム領域、６８１〜６８６・・・単純格子
、６９１〜６９６＠・囃非ホログラム領域代理人の氏名　弁理士　栗野重孝　はか１名第図、３０−一νンヌ゛６６−一及剥型六ログラム棄子 δ Ｓラー（ｂ）憾第１２図第１４図

Claims

【特許請求の範囲】

（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
トディテクタとを具備した光ピックアップヘッド装置に
おいて、前記ホログラム素子が１対又は２対の共役な焦
点を有する波面を再生可能であり、前記ホログラム素子
の一部分に異なる回折格子もしくは非ホログラム領域を
空間的に独立もしくは多重形成していることを特徴とす
る光ピックアップヘッド装置。
（２）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受光
装置とを具備した光ピックアップヘッド装置において、
前記受光装置は独立もしくは同一の半導体基板上に形成
した複数のフォトディテクタと、前記フォトディテクタ
を収納し前記フォトディテクタとの入出力の接続が可能
な端子を持つパッケージとで構成され、前記フォトディ
テクタは半導体基板上もしくは前記パッケージ内におい
て結線され、前記パッケージの出力線数が前記フォトデ
ィテクタの個数よりも実質的に少ないことを特徴とする
光ピックアップヘッド装置。
（３）特許請求の範囲第２項記載の光ピックアップヘッ
ド装置において、ホログラム素子が１対もしくは２対の
共役な焦点を有する波面を再生可能であり、さらに前記
ホログラム素子の一部分に異なる回折格子もしくは非ホ
ログラム領域を空間的に独立もしくは多重形成している
ことを特徴とする光ピックアップヘッド装置。
（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
トディテクタとを具備した光ピックアップヘッド装置に
おいて、前記光源と前記フォトディテクタは同一のパッ
ケージに収納され、前記パッケージは内部に収納した前
記光源と前記フォトディテクタとを外部回路と接続可能
にする入出力端子を有し、前記フォトディテクタは独立
もしくは同一の半導体基板上に形成した複数のフォトデ
ィテクタで構成され、前記フォトディテクタは半導体基
板上もしくは前記パッケージ内において結線されていて
前記パッケージのフォトディテクタに関する出力端子数
が前記フォトディテクタの個数よりも実質的に少ないこ
とを特徴とする光ピックアップヘッド装置。
（５）特許請求の範囲第４項記載の光ピックアップヘッ
ド装置において、ホログラム素子が１対もしくは２対の
共役な焦点を有する波面を再生可能であり、さらに前記
ホログラム素子の一部分に異なる回折格子もしくは非ホ
ログラム領域を空間的に独立もしくは多重形成している
ことを特徴とする光ピックアップヘッド装置。
（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受光
装置とを具備した光ピックアップヘッド装置において、
前記受光装置は独立もしくは同一の半導体基板上に形成
した複数のフォトディテクタと、前記フォトディテクタ
からの信号を演算もしくは増幅してフォーカス誤差信号
もしくはトラッキング誤差信号もしくは高周波情報信号
を得る演算回路と、前記フォトディテクタと前記演算回
路を収納し前記フォトディテクタと前記演算回路を外部
回路と接続可能にする入出力端子を有するパッケージと
で構成され、前記フォトディテクタは半導体基板上もし
くは前記パッケージ内において結線され、前記パッケー
ジの出力端子数が前記フォトディテクタの個数よりも実
質的に少ないことを特徴とする光ピックアップヘッド装
置。
（７）特許請求の範囲第６項記載の光ピックアップヘッ
ド装置において、ホログラム素子が１対もしくは２対の
共役な焦点を有する波面を再生可能であり、さらに前記
ホログラム素子の一部分に異なる回折格子もしくは非ホ
ログラム領域を空間的に独立もしくは多重形成している
ことを特徴とする光ピックアップヘッド装置。
（８）特許請求の範囲第６項もしくは第７項記載の光ピ
ックアップヘッド装置において、フォトディテクタと演
算回路とが同一の半導体基板に形成されていることを特
徴とする光ピックアップヘッド装置。
（９）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
トディテクタと、前記フォトディテクタの出力を演算も
しくは増幅してフォーカス誤差信号もしくはトラッキン
グ誤差信号もしくは高周波情報信号を得る演算回路とを
具備した光ピックアップヘッド装置において、前記光源
と前記フォトディテクタと前記演算回路は同一のパッケ
ージに収納され、前記パッケージは内部に収納した前記
光源と前記フォトディテクタと前記演算回路を外部回路
と接続可能にする入出力端子を有し、前記フォトディテ
クタは独立もしくは同一の半導体基板上に形成した複数
のフォトディテクタで構成され、前記フォトディテクタ
は半導体基板上もしくは前記パッケージ内において結線
されていて前記パッケージのフォトディテクタに関する
出力端子数が前記フォトディテクタの個数よりも実質的
に少ないことを特徴とする光ピックアップヘッド装置。
（１０）特許請求の範囲第９項記載の光ピックアップヘ
ッド装置において、ホログラム素子が１対もしくは２対
の共役な焦点を有する波面を再生可能であり、さらに前
記ホログラム素子の一部分に異なる回折格子もしくは非
ホログラム領域を空間的に独立もしくは多重形成してい
ることをを特徴とする光ピックアップヘッド装置。
（１１）特許請求の範囲第９項もしくは第１０項記載の
光ピックアップヘッド装置において、フォトディテクタ
と演算回路とが同一の半導体基板に形成されていること
を特徴とする光ピックアップヘッド装置。
（１２）光ディスクの駆動機構と、特許請求の範囲第１
項〜第１１項記載の光ピックアップヘッド装置のいずれ
かと、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。