JPH04364231A - 光学ヘッド装置 - Google Patents

光学ヘッド装置

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JPH04364231A
JPH04364231A JP91244413A JP24441391A JPH04364231A JP H04364231 A JPH04364231 A JP H04364231A JP 91244413 A JP91244413 A JP 91244413A JP 24441391 A JP24441391 A JP 24441391A JP H04364231 A JPH04364231 A JP H04364231A
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light
holographic element
light beam
dividing line
photodetector
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JP91244413A
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Isao Hoshino
星野　功
Yoshinori Motomiya
佳典 本宮
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Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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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】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば光ディスクや
光カードなどの光メモリを用いて、光ビームの照射によ
り情報の記録および再生の少なくとも一方を行うための
光学ヘッド装置に係り、特に光メモリの記録面に対する
対物レンズの焦点誤差を検出する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光学ヘッドは、例えば光ディスクを用い
て情報の記録・再生を行なう光ディスク装置に使用され
る。このような光学ヘッドでは、光源からの光を光ディ
スクの記録面上に集束照射するために、対物レンズの焦
点位置を記録面に一致させることが重要である。このた
めに記録面に対する対物レンズの焦点誤差を検出し、そ
れに基づいて対物レンズを光軸方向に移動させる制御（
フォ―カシングサ―ボ）が行なわれる。
【０００３】光学ヘッドにおける焦点誤差検出の方法と
しては、多数の方法が知られているが、本発明に最も近
い方法としてダブルナイフエッジ法がある。図４０にダ
ブルナイフエッジ法の焦点誤差検出装置における光学系
の構成を示す。
【０００４】図４０において、図示しない光ディスクか
らの反射光は図示しない対物レンズを光ディスクへの入
射光と逆方向に通った後、ビ―ムスプリッタ１０１によ
り入射光と分離され、ウェッジプリズム１０２，１０３
（または二分割プリズム）によって光束が二分割され、
さらに集光レンズ１０４によって、異なる位置に設けら
れた二つの二分割光検出器１０５，１０６の検出面上に
集光される。
【０００５】二分割光検出器１０５，１０６の検出面１
０５ａ，１０５ｂおよび１０６ａ，１０６ｂ上の光ビ―
ムのスポット形状の変化の様子を図４１に、また焦点誤
差に対する焦点誤差信号及び再生情報信号の変化を図４
２にそれぞれ示す。二分割光検出器１０５，１０６の検
出面１０５ａ，１０５ｂおよび１０６ａ，１０６ｂにそ
れぞれ対応する出力信号をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとすると、演
算回路によって焦点誤差信号は（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）
、再生情報信号は（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）としてそれぞれ得
られる。これらの図から理解されるように、ダブルナイ
フエッジ法では合焦点付近の焦点誤差信号のレベル変化
は大きく、焦点誤差の検出感度が高いという利点がある
。
【０００６】しかしながら、この従来の焦点誤差検出装
置では図４１に示すように合焦時の光検出器１０５，１
０６の検出面上の光ビ―ムスポットが極めて微小なもの
となるため、光検出器１０５，１０６の検出面分割線上
の不感帯の幅がビームスポットサイズに対して無視でき
なくなる。従って、合焦時における光検出器１０５，１
０６への入射光量と、焦点誤差検出範囲は不感帯の幅で
ほぼ決まってしまい、これらの設定の自由度が極めて小
さいという問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のダブルナイフエッジ法による焦点誤差検出装置では、
合焦時の光検出器への入射光量および焦点誤差検出範囲
が光検出器の不感帯の幅に大きく左右されるため、設定
の自由度が小さいという問題があった。
【０００８】本発明は、合焦時の光検出器への入射光量
が大きく、焦点誤差検出範囲の設定に自由度がある光学
ヘッド装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の光学ヘッド装置
においては、記録面から反射され対物レンズを通過した
反射光の光路中に、集光レンズと、該集光レンズの光軸
を通る領域分割線に沿って二分割された領域の少なくと
も一方の領域にホログラムが形成されたホログラフィッ
ク素子が配置され、さらにホログラフィック素子の領域
分割線に沿って分割された、ホログラムによる回折光を
検出する第１および第２の分割検出面を有する光検出器
が配置される。分割検出面は、基本的には二分割検出面
が用いられる。そして、光検出器の出力信号を演算する
ことによって、光メモリの記録面に対する対物レンズの
焦点誤差が求められる。
【００１０】ホログラフィック素子は、光検出器の検出
面上に投影された反射光のスポット形状が対物レンズが
光メモリの記録面に対して合焦状態にある時は領域分割
線に対して線対称形状を呈し、また合焦状態からずれた
時はずれ量に応じて線対称からずれるような特性を持つ
。このような特性を持つホログラフィック素子は、例え
ば領域分割線に沿って集光パワーが連続的に変化する非
等方・非球面レンズに相当し、ホログラフィック素子の
場所によって光ビームに与える位相変化を適正化するこ
とで達成される。
【００１１】ホログラフィック素子は、集光レンズの光
軸を通る領域分割線に沿って分割された二つの領域に、
第１および第２のホログラムをそれぞれ有するものであ
ってもよい。第１および第２のホログラムは、例えば領
域分割線に対して線対称な収差を与える位相伝達特性を
持ち、かつ回折角が同じで回折方位が領域分割線に対し
て対称となるように構成される。その場合、光検出器の
第１および第２の分割検出面はホログラフィック素子に
よる±１次回折光を検出するものとする。
【００１２】また、第１および第２のホログラムは、光
軸を原点とするほぼ点対称な収差を与える位相伝達特性
を持ち、かつ回折角が互いに異なるように構成してもよ
い。その場合、第１および第２の分割検出面は第１およ
び第２のホログラムによる同一次数の回折光（例えば＋
１次回折光）を検出するものとする。
【００１３】ホログラフィック素子は、換言すれば位相
伝達関数の収差対応成分が、主たる回折方向に垂直な軸
に対して反対称の関数であるように構成される。また、
このホログラフィック素子は、より具体的には主たる方
向に垂直な軸に対し、一方の側を通過する光線の回折方
向は主たる回折方向に対して一方向側に偏向し、他方の
側を通過する光線の回折方向は主たる回折方向に対して
逆方向側に偏向するように構成される。
【００１４】本発明においては、上述したホログラフィ
ック素子に代えて二つの光ビームを得る複合光学素子を
用いてもよい。この複合光学素子は、光メモリからの反
射光を入射光とし、集光機能と、光ビーム分離機能と、
光検出器の分割検出面上に投影された反射光のスポット
形状が対物レンズが記録面に対して合焦状態にある時は
分割検出面の分割線に対して線対称の形状を呈し、合焦
状態からずれた時はずれ量に応じて線対称からずれる特
性を持つような混合収差発生機能を有するものとする。
【００１５】
【作用】光メモリの記録面からの反射光は対物レンズを
通過した後、集光レンズによりホログラフィック素子に
入射し、回折を受けて光検出器に入射する。このホログ
ラフィック素子の作用により、光検出器の検出面上に投
影された反射光のスポット形状は、対物レンズが合焦状
態にある時は領域分割線に対して線対称形状を呈し、合
焦状態からずれた時は線対対称からずれ、そのずれ量（
焦点誤差量）に応じて連続的に変化する。
【００１６】焦点誤差検出のための光学素子として、こ
のようなホログラフィック素子を用いると、合焦状態の
時の光検出器の検出面上の光ビームスポット形状が大き
くなるように、ホログラム素子を通過する時に生じる波
面収差を大きくしながら、合焦状態において検出面の分
割線に対して線対称のスポット形状が得られる。従って
、光検出器の入射光量は合焦時でも比較的大きくなるの
で、光検出器の分割検出面の境界に存在する不感帯の影
響を受けることなく、安定した焦点誤差検出が行われる
。
【００１７】また、ホログラフィック素子におけるホロ
グラムの格子形状を操作することにより、焦点誤差によ
る光ビームスポットの形状変化の状態が変わるため、焦
点誤差検出特性の自由度が増し、容易に所望の特性に設
定することができる。
【００１８】さらに、焦点誤差検出にホログラフィック
素子を用いると、ダブルウェッジプリズムを用いる従来
の焦点誤差検出装置と比較して、光学系が小型化される
。
【００１９】一方、ホログラフィック素子で得られた±
１次回折光を第１および第２の二分割検出面で検出し、
これらの二分割検出面のそれぞれの一方の検出面に対応
した出力信号と、それぞれの他方の検出面に対応した出
力信号を差演算すると、ホログラフィック素子に入射す
る光ビームの波長変化で生じる焦点誤差検出出力のオフ
セットが相殺される。
【００２０】また、少くともホログラフィック素子の一
方のホログラムからの＋１次回折光と他方のホログラム
からの−１次回折光をそれぞれ第１および第２の二分割
検出面で検出し、これらの二分割検出面のそれぞれの検
出出力の差分を取った後、それらの出力信号を加算して
焦点誤差信号を求めると、トラッキングによる対物レン
ズの移動や光ディスクの傾きで生じるホログラフィック
素子に入射する光ビームの位置変化および波長変化で生
じる焦点誤差信号出力のオフセットが相殺される。
【００２１】さらに、ホログラフィック素子の２つのホ
ログラムから得られた同一次数の回折光、例えば＋１次
回折光を第１および第２の二分割検出面でそれぞれ検出
し、これらの二分割検出面のそれぞれの検出出力の差分
を取った後、それらの出力信号を加算して焦点誤差信号
を求めるようにしても、同様にホログラフィック素子に
入射する光ビームの位置変化および波長変化で生じる焦
点誤差検出出力のオフセットが相殺される。
【００２２】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は本発明の一実施例に係る光学ヘッド装置の
構成を示したものであり、光源１、コリメ―トレンズ２
、ビ―ム整形プリズム３、ビ―ムスプリッタ４、ミラ―
５、対物レンズ６、光ディスク７、集光レンズ８、ホロ
グラフィック素子９、光検出器１０、電流−電圧変換機
能を持つ増幅器１４、演算回路１５、レンズアクチュエ
ータ駆動回路１６、フォーカス駆動コイル１７およびラ
ジアル駆動コイル１８を備えている。
【００２３】光源１は例えば半導体レ―ザのようなレ―
ザ光源であり、この光源１から出射された光はコリメ―
トレンズ２により平行光束にされる。コリメートレンズ
２を出た光は、ビ―ム整形プリズム３により整形された
後、ビ―ムスプリッタ４に入射する。ビ―ムスプリッタ
４を透過した光は、ミラ―５により対物レンズ６に案内
され、対物レンズ６によって光ディスク７の記録面上に
微小ビームスポットとして集束照射される。
【００２４】光ディスク７の記録面から反射された光は
、対物レンズ６およびミラ―５を光ディスク１への入射
光と逆方向に通り、ビ―ムスプリッタ４に入射する。 ビームスプリッタ４に入射した光ディスク７からの反射
光は、ビームスプリッタ４で反射された後、集光レンズ
８を経てホログラフィック素子９に入射する。
【００２５】ホログラフィック素子９は、例えば図２に
示すように回折格子を構成するホログラム領域９Ａとホ
ログラムが形成されていない領域（以下、これを透光領
域という）９Ｂとからなり、これらの両領域９Ａ，９Ｂ
は集光レンズ８の光軸を通り、且つ光ディスク７上の案
内溝１９に平行な直線を領域分割線９Ｃとして分割され
ている。図の例では、ホログラフィック素子９の上半分
にホログラム領域９Ａ，下半分に透光領域９Ｂがそれぞ
れ形成されている。透光領域９Ｂは、単に入射した光ビ
ームを透過させる作用を有する。このホログラフィック
素子９は、後述するように光ディスク７に対する対物レ
ンズ６の相対的なずれ、すなわち焦点位置からのずれ量
に応じて光検出器１０に入射する光ビームのスポット形
状を変化させるような波面変換機能を持っている。
【００２６】光検出器１０は、ホログラフィック素子９
からの出射光を検出するように配置されている。光検出
器１０は図３に示すように、第１および第２の二分割検
出面１１，１２と、これらの二分割検出面１１，１２の
間に位置している非分割検出面１３を有する。二分割検
出面１１，１２は、ホログラフィック素子９のホログラ
ム領域９Ａで回折を受けた光のうち、±１次回折光をそ
れぞれ検出するように配置され、ホログラフィック素子
９の領域分割線９Ｃの像とほぼ一致する分割線１１ｃ，
１２ｃに沿ってそれぞれ領域１１ａ，１１ｂ、領域１２
ａ，１２ｂに二分割されている。非分割検出面１３は、
ホログラフィック素子９の透光領域９Ｂからの透過光を
検出するように配置されている。
【００２７】二分割光検出器１１，１２の出力信号はそ
れぞれ増幅器１４により電流−電圧変換され、適当なレ
ベルまで増幅された後、演算回路１５に入力される。こ
の演算回路１５は、二分割検出面１１，１２の下半分の
領域１１ｂ，１２ｂに対応する出力信号の合成信号をＡ
、上半分の領域１１ａ，１２ａに対応する出力信号の合
成信号をＣ、非分割検出面１３に対応した出力信号をＢ
とした時、（Ａ−Ｃ）なる演算によって焦点誤差信号Ｓ
ｆを生成し、また（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）なる演算によって再生
情報信号Ｓｉを生成する。さらに、（Ａ＋Ｃ）−Ｂなる
演算によって、光ディスク７上の案内溝１９によって生
じるトラッキング誤差信号Ｓｔを生成する。
【００２８】焦点誤差信号Ｓｆとトラッキング誤差信号
Ｓｔは、レンズアクチュエータ駆動回路１６を介してフ
ォーカス駆動コイル１７とラジアル駆動コイル１８にそ
れぞれ供給され、これらのコイル１７，１８の電流を制
御する。これにより対物レンズ６がフォーカス方向（対
物レンズ６の光軸方向）およびラジアル方向（光ディス
ク７の半径方向）に制御され、光ディスク７に対する光
ビームスポットの位置制御がなされる。
【００２９】次に、ホログラフィック素子９におけるホ
ログラム領域９Ａの形状について説明する。図２に示す
ように、ホログラム領域９Ａの格子ピッチは集光レンズ
８の焦点面でホログラフィック素子９のホログラム領域
９Ａからの回折光と透光領域９Ｂからの透過光とを分離
して検出するに必要な空間周波数を持つと共に、回折光
を集光レンズ８の焦点面で焦点誤差を検出するに必要な
スポット形状に変形するための空間的な変化が与えられ
ている。
【００３０】また、この格子形状は図２に半円で示す集
光レンズ８の開口の直径が４．４ｍｍで、集光レンズ８
の焦点距離が２４ｍｍのときに、光検出器１０の面上で
０次光と１次光の分離距離が０．６ｍｍとなるように設
計した例である。平均の格子ピッチは３２μｍであり、
図３では格子形状を分かり易くするために５ピッチ毎に
格子を太い線で描いている。
【００３１】次に、ホログラフィック素子９の波面変換
機能を図４も参照して更に詳しく説明する。図４は、図
２に示すホログラム領域９Ａに、０次光と１次光の分離
のためにホログラムに付与した空間周波数の格子を重ね
たときに生じるモアレ縞を破線で示すλ／２ピッチの等
位相線（等高線）として立体表示したものであり、＋１
次回折光に付与された空間的な位相変化量を表わしてい
る。これはホログラフィック素子９と同等の機能をガラ
スブロックなどで実現した光学素子の形状に相当するも
のであり、非常に複雑な形状をしていることが分かる。 現実には、このような形状の光学素子をガラス加工で実
現することはほぼ不可能であり、ホログラフィック素子
９の優位性を端的に物語っている。
【００３２】次に、ホログラフィック素子９の断面形状
について説明する。ホログラム領域９Ａで回折を受けず
に透過する透過光の光量がほぼ零で、１次回折光を±に
等しく配分するために、ホログラム領域９Ａの断面形状
は、格子ピッチに対する格子幅の比（以下、デューティ
という）を１／２（５０％）としたときの、格子を通過
するときに受ける光学的位相差をπとするようなステッ
プ状の位相格子とされる。
【００３３】図５に、ホログラム領域９Ａのデューティ
を１／２にしたときの、格子を通過するときに受ける光
学的位相差に対する各回折次数での回折効率を示す。デ
ューティが１／２であることにより、偶数次における回
折効率は零である。同図から分かるように、ホログラム
領域９Ａで回折を受けずに透過する透過光の光量がほぼ
零で、１次回折光を最大にするホログラムの断面形状は
、格子を通過するときに受ける光学的位相差をπとする
ようなステップ状の位相格子となる。
【００３４】図６に、上述したようなホログラム形状を
有するホログラフィック素子９に対物レンズ６と光ディ
スク７との相対位置が変化している光ビームを入射した
ときの、光検出器９の検出面上での光ビームスポットの
形状変化の様子を示す。同図で光ビームスポットはドッ
トの集合で表わされており、ドットの密度は光強度に対
応している。図６の（ａ）は合焦状態を示し、それぞれ
の二分割検出面１１，１２上の光ビームスポットの形状
は、分割線を挟んで対称な形状を呈している。このよう
な形状を呈することは、ホログラフィック素子９の波面
変換機能を説明するために参照した図４の光学素子の形
状からも容易に類推される。
【００３５】ホログラフィック素子９の領域分割線９Ｃ
に対して垂直な線上の光ビームの集光作用を見ると、光
ビームの中心付近では集光作用を持たないので、集光レ
ンズ８の集束に従った集束光ビームとなるが、光ビーム
の中心から離れるに従って凸レンズもしくは凹レンズの
作用を持ち、そのレンズ作用は中心からの距離が長くな
るほど強くなる。このような集光作用により、集光レン
ズ８の焦点位置において集光状態の前後に位置する光ビ
ームが同一面上に形成されるので、図６（ｂ）に示すよ
うな光ビームスポットの形状を呈する。この時、対称性
をより良いものとするために、領域分割線９Ｃに沿って
幾分かのレンズ作用を持たせることが望ましい。
【００３６】図６（ａ）は、光ディスク７に対して対物
レンズ６が近いときの状態を示している。二分割検出面
１１，１２の下半分の領域１１ｂ，１２ｂ側の光ビーム
スポットが上半分の領域１１ａ，１２ａ側に移動すると
共に、領域１１ａ，１２ａ側の光ビームスポットの形状
は大きくなってゆく。図６（ｃ）は、図６（ａ）とは逆
に光ディスク７に対して対物レンズ６が離れているとき
の状態を示している。光ビームスポットの変化も（ａ）
のときとは逆向きになっている。従って、前述のように
演算回路１５において領域１１ｂ，１２ｂに対応する出
力信号の合成信号をＡ、領域１１ａ，１２ａに対応する
出力信号の合成信号をＣとして、（Ａ−Ｃ）なる演算を
行うことにより、図６（ｂ）の合焦状態のとき零で、対
物レンズ６の焦点位置からのずれ量とずれの方向に応じ
て、レベルと極性が変化する焦点誤差信号を得ることが
できる。
【００３７】さらに、図６（ｂ）に示す合焦状態のとき
の二分割検出面１１，１２上の光ビームスポットは大き
な拡がりを持つため、分割線１１ｃ，１２ｃ上の不感帯
に入射して検出されない光量が減少すると共に、この光
ビームスポットの形状は分割線１１ｃ，１２ｃを挟んで
対称となるので、光ディスク７上の案内溝１９の影響を
受け難くなるという効果をもたらす。
【００３８】図７に、本実施例における焦点誤差検出特
性および再生情報信号の検出特性、すなわち焦点誤差に
対する焦点誤差信号Ｓｆ＝（Ａ−Ｃ）の変化と、再生情
報信号Ｓｉ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）の変化を示す。従来のダブ
ルナイフエッジ法に比較して合焦時の焦点誤差検出特性
は緩やかで検出範囲が拡大されており、また合焦時の二
分割光検出面１１，１２の入射光量の増大により、再生
情報信号Ｓｉの振幅も増大していることがわかる。さら
に、従来の非点収差法に比較して焦点誤差信号Ｓｆが最
大値に達した後の低下は緩やかであり、合焦からのずれ
量が大きいときでも、容易に合焦位置に対物レンズ６を
位置させることができる。
【００３９】図８は、集光レンズ８とホログラフィック
素子９の種々の組み合わせ例を示したものである。 （ａ）は図１に示したように集光レンズ８とホログラフ
ィック素子９を一体的に構成した例、（ｂ）は個別に構
成した例、（ｃ）は透明接着剤により接着構成した例で
ある。いずれの例においても、ホログラフィック素子９
の領域分割線が集光レンズ８の光軸を通るように位置合
わせがなされている。
【００４０】本実施例によれば、光検出器９に２組の二
分割検出面１１，１２が設けられ、それぞれの下半分の
領域１１ｂ，１２ｂに対応する出力信号の合成信号Ａ、
上半分の領域１１ａ，１２ａに対応する出力信号の合成
信号Ｃとの差（Ａ−Ｃ）を焦点誤差信号とするため、光
源１の波長変化に起因する焦点誤差信号のオフセットを
相殺できるという利点もある。
【００４１】この効果を明らかにするため、光源１の波
長が変化したときの光検出器１０の検出面上の光ビーム
スポットの形状への影響について説明する。ホログラフ
ィック素子９に入射する光の波長が変化すると、ホログ
ラム領域９Ａでの回折角が変化する。回折角θは、ｓｉ
ｎ−１ｍλ／ｐ（ｍ：次数、λ：波長、ｐ：格子ピッチ
） で表わされる。
【００４２】従って、波長が変化したときの二分割検出
面１１，１２上の光ビームスポットの形状変化は、対角
位置にある領域１１ａと１２ｂ、領域１１ｂと１２ａで
それぞれ同様の振る舞いをする。すなわち、波長変化に
よる領域１１ａ，１１ｂ上の光ビームのスポット形状の
変化が図６（ａ）である時、領域１２ａ，１２ｂ上の光
ビームのスポット形状の変化は図６（ｃ）となる。この
結果、信号（Ａ−Ｃ）を焦点誤差信号Ｓｆとすれば、光
源１の波長が変化して二分割検出面１１，１２上の光ビ
ームのスポット形状が変化しても、その変化による焦点
誤差信号Ｓｆのオフセットはキャンセルされることにな
る。
【００４３】なお、光源１の波長が十分に安定である場
合は、二分割検出面１１，１２のいずれか一方を省き、
領域１１ａ，１１ｂの出力信号の差演算または領域１２
ａ，１２ｂの出力信号の差演算のみで焦点誤差信号Ｓｆ
を生成してもよい。その場合、焦点誤差信号Ｓｆに使用
される方向（＋または−の次数）への回折効率が高くな
るように、ホログラム領域の断面形状を鋸歯状にした、
いわゆるブレーズ化ホログラム形状とすることが効果的
である。
【００４４】本発明において、図１のホログラフィック
素子９は以下述べるように種々の変形が可能であり、そ
れに伴い光検出器１０および演算回路１５も変形される
。
【００４５】図９に示すホログラフィック素子９は、領
域分割線９Ｃにより分割された２つのホログラム９Ｄ，
９Ｅを有する。ホログラム９Ｄ，９Ｅの格子形状は、領
域分割線９Ｃに平行な方向において中央近くでは等間隔
の直線状であり、周辺部にいくに従って糸巻き状に変化
する形状となっている。但し、ホログラム９Ｄ，９Ｅの
直線状部は、回折方位が違うために、互いにある角度を
持っている。また、ホログラム９Ｄと９Ｅの格子形状は
、領域分割線９Ｃを境にして線対称となっている。
【００４６】図１０は、図９のホログラフィック素子９
によって＋１次回折光に与えられる収差成分のみの位相
伝達特性を等高線表示したものである。これはホログラ
フィック素子９と同等の機能をガラスブロックなどで実
現した光学素子の形状に相当するものであり、非常に複
雑な形状をしていることが分かる。現実には、このよう
な形状の光学素子をガラス加工で実現することはほぼ不
可能であり、ホログラフィック素子の優位性を端的に物
語っている。
【００４７】図９のホログラフィック素子９に組み合わ
せる光検出器１０は、図１１に示すように構成される。 この光検出器１０は、ホログラフィック素子９で回折さ
れずに透過した光を検出する検出面２１と、その両側に
配置されたそれぞれ２組の二分割検出面を含む検出面２
２，２３を有する。検出面２２はホログラフィック素子
９の＋１次回折光を検出し、検出面２３は−１次回折光
を検出するように配置される。検出面２２は、ホログラ
フィック素子９の領域分割線９Ｃの像と同じ方位の分割
線に沿って領域２２ａ，２２ｂおよび領域２２ｃ，２２
ｄにそれぞれ分割された２組の二分割検出面を有する。 同様に検出面２３は、ホログラフィック素子９の領域分
割線９Ｃの像と同じ方位の分割線に沿って領域２３ａ，
２３ｂおよび領域２３ｃ，２３ｄにそれぞれ分割された
２組の二分割検出面を有する。
【００４８】検出面２１からの出力信号をＡ、検出面２
２の領域２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄからの出力信
号をそれぞれＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４、検出面２３の領
域２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄからの出力信号をＣ
１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４とすると、図１２に示すように、
これら全ての信号は増幅器１４を介して演算回路１５に
入力される。この演算回路１５では、光ディスク７の案
内溝１９を光ビームが横断したときの反射光量変化や記
録時の光量変化で生じる制御信号のゲイン変化を抑圧し
た信号を得るために、割算器が組み込まれている。
【００４９】図１２中のＤ，Ｅ，Ｆ，Ｇの各種信号と焦
点誤差信号Ｓｆ、トラッキング誤差信号Ｓｔおよび再生
情報信号Ｓｉは次式（１）に示す演算によって得られる
。 　　　　　　Ｄ＝（Ｂ１−Ｂ２）＋（Ｃ２−Ｃ１）　　
　　　　Ｅ＝（Ｂ１＋Ｂ２）＋（Ｃ２＋Ｃ１）　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　Ｆ＝（Ｂ４−Ｂ３）＋（Ｃ３−Ｃ４
）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　Ｇ＝（Ｂ４＋Ｂ３）＋（
Ｃ３＋Ｃ４）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｓｆ＝（Ｄ／
Ｅ）＋（Ｆ／Ｇ）　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　Ｓｔ＝Ｅ−Ｇ　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｓｉ＝Ａ　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　（１）図１２中の演
算回路１５では、焦点誤差信号Ｓｆの演算にのみ割算器
を使ったが、トラッキング誤差信号Ｓｔの演算にも割算
器を使い、Ｅ−ＧをＥ＋Ｇで割ってトラッキング誤差信
号Ｓｔを求めてもよい。これによって、記録時の光量変
化に対してトラッキング制御信号のゲイン変化を抑圧す
ることができる。
【００５０】次に、図９のホログラフィック素子９の断
面形状について説明する。再生情報信号Ｓｉは信号帯域
が広いので受光光量を多くする必要がある。一方、焦点
誤差信号Ｓｆとトラッキング誤差信号Ｓｔは信号帯域が
狭いので受光光量は少なくてもよい。再生情報信号Ｓｉ
は、ホログラフィック素子９で回折されずに透過した光
を検出面２１で受光して生成されるので、ホログラフィ
ック素子９の回折効率はあまり高くない方が望ましい。 ホログラフィック素子９を光学的な位相差で格子を形成
したときは、例えば０．１５波長程度の位相差を与える
ことで、ホログラフィック素子９に入射した光の８０％
近くが検出面２１で受光され、受光光量が多いので信号
対雑音比（Ｓ／Ｎ）が高い信号検出ができる。
【００５１】図１３に、図９に示した２つのホログラム
９Ｄ，９Ｅを有するホログラフィック素子９に対物レン
ズ６と光ディスク７との相対位置が変化している光ビー
ムを入射したときの、光検出器１０の検出面上での光ビ
ームスポットの形状変化の様子を示す。同図で光ビーム
スポットはドットの集合で表されており、ドットの密度
は光強度に対応している。図１３（ｂ）は合焦状態を示
し、それぞれの二分割検出面の領域（２２ａ，２２ｂ）
、領域（２２ｃ，２２ｄ）、領域（２３ａ，２３ｂ）お
よび領域（２３ｃ，２３ｄ）上の光ビームスポットの形
状は、分割線を挟んで対称な形状を呈している。 この様な形状を呈することは、ホログラフィック素子９
の波面変換機能を説明するために参照した図１０の収差
成分のみの位相伝達特性を等高線表示した形状からも容
易に類推される。
【００５２】ホログラフィック素子９の領域分割線９Ｃ
に対して垂直な線上の光ビームの集光作用を見ると、ホ
ログラフィック素子９は各ホログラム９Ｄ，９Ｅの中央
付近では集光作用を持たないので、集光レンズ８の集束
に従った集束光ビームとなるが、ホログラム９Ｄ，９Ｅ
の中央から離れるに従ってホログラフィック素子９は凸
レンズもしくは凹レンズの作用を持ち、そのレンズ作用
は中央からの距離が長くなるほど強くなる。このような
集光作用により、集光レンズ８の焦点位置において集光
状態の前後に位置する光ビームが同一面上に形成される
ので、図１３（ｂ）に示すような光ビームスポットの形
状を呈する。この時、対称性をより良いものとするため
に、ホログラフィック素子９に領域分割線９Ｃに沿って
幾分かのレンズ作用を持たせることが望ましい。
【００５３】図１３（ａ）は、光ディスク７に対して対
物レンズ６が近いときの状態を示している。検出面２２
の領域２２ａ，２２ｄ側の光ビームスポットが領域２２
ｂ，２２ｃ側に移動すると共に、領域２２ｂ，２２ｃ側
の光ビームスポットの形状は大きくなっていく。同様に
検出面２３の領域２３ｂ，２３ｃ側の光ビームスポット
が領域２３ａ，２３ｄ側に移動すると共に、領域１３ａ
，１３ｄ側の光ビームスポットの形状は大きくなってい
く。図１３（ｃ）は、図１３（ａ）とは逆に光ディスク
７に対して対物レンズ６が遠くなるときの状態を示して
いる。光ビームスポットの変化も（ａ）のときとは逆向
きになっている。従って、前述のように演算回路１４に
おいて検出面２２および検出面２３からの出力信号に対
し式（１）で示した演算を行うことにより、図１３（ｂ
）の合焦状態のとき零で、対物レンズ６の焦点位置から
のずれ量とずれの方向に応じてレベルと極性が変化する
焦点誤差信号を得ることができる。さらに、図１３（ｂ
）に示す合焦状態のときの二分割検出面上の光ビームス
ポットは大きな拡がりを持つため、分割線の不感帯に入
射して検出されない光量が減少すると共に、この光ビー
ムスポットの形状は分割線を挟んで対称となるので、光
ディスク７の案内溝１９の影響を受け難くなるという効
果をもたらす。
【００５４】図１４に、本実施例における焦点誤差検出
特性および誤差検出に使われた信号の加算値の特性、す
なわち焦点誤差に対する焦点誤差信号Ｓｆの主成分Ｄ＋
Ｆの変化と、加算値Ｅ＋Ｇの変化を示す。従来のダブル
ナイフエッジ法に比較して、合焦時の焦点誤差検出特性
は緩やかで検出範囲が拡大されており、また合焦時の領
域２２ａ〜２２および２３ａ〜２３ｄの入射光量の増大
により、加算値Ｅ＋Ｇの振幅も増大していることがわか
る。また、従来の非点収差法に比較して焦点誤差信号出
力が最大値に達した後の低下は緩やかであり、合焦から
のずれ量が大きいときでも、容易に合焦位置に対物レン
ズ６を位置させることができる。
【００５５】本実施例によれば、ホログラフィック素子
９を２つのホログラム９Ｄ，９Ｅとし、それぞれのホロ
グラム９Ｄ，９Ｅからの＋１次回折光に対して、図１０
に示したように領域分割線９Ｃを境にして線対称に収差
を与えることにより、トラッキングによる対物レンズ６
の移動や光ディスク７の傾きで生じるホログラフィック
素子９に入射する光ビームの位置ずれに起因する焦点誤
差信号のオフセットを相殺できる。この効果を明らかに
するため、ホログラフィック素子９に入射する光ビーム
に位置ずれが生じたときの光検出器１０の検出面上の光
ビームスポットの形状への影響について説明する。
【００５６】トラッキングによる対物レンズ６の移動に
伴って、ホログラフィック素子９に入射する光ビームの
位置ずれは、ホログラフィック素子９の領域分割線９Ｃ
と直交する方向である。この方向の位置ずれは、２つの
ホログラム９Ｄ，９Ｅに入射する光ビームの割合を変化
させるだけである。焦点誤差信号Ｓｆは、（Ｄ／Ｅ）＋
（Ｆ／Ｇ）なる演算で求められので、この位置ずれによ
ってオフセットを生じることはない。
【００５７】一方、ホログラフィック素子９に入射する
光ビームの位置ずれがホログラフィック素子９の領域分
割線９Ｃに沿った方向に生じたときは、検出面２１，２
２上の光ビームスポットの形状変化は、焦点ずれが生じ
たときと同じような変化を呈する。例えば検出面２２上
の光ビームスポットの形状変化がディスクが近いときに
相当するものであるとき、検出面２３上の光ビームスポ
ットの形状変化はディスクが遠いときに相当したものと
なる。従って、式（１）中に示したＤおよびＦの演算に
よって、その変化は相殺される。
【００５８】図１５は、図９のホログラム素子９に組合
わせる光検出器１０の他の構成を示す。この光検出器１
０は、図１１の検出面２２の領域２２ａ，２２ｂを非分
割領域２２ｅとし、図１１の検出面２３の領域２３ｃ，
２３ｄを非分割領域２３ｅとしている点が図１１と異な
る。なお、図１１の検出面２２の領域２２ｃ，２２ｄお
よび検出面２３の領域２３ａ，２３ｂを非分割領域とし
てもよい。
【００５９】図１５の光検出器１０の出力は、図１６に
示すように増幅器１４を介して演算回路１５に入力され
、演算回路１５によって焦点誤差信号Ｓｆ、トラッキン
グ誤差信号Ｓｔおよび再生情報信号Ｓｉが生成される。 領域２２ｅからの出力信号をＢ５とし、領域１３ｅから
の出力信号をＣ５とすると、信号Ｓｆ，Ｓｔ，Ｓｉは次
式（２）に示す演算によって得られる。
【００６０】 　　　　　　Ｓｆ＝（Ｂ４−Ｂ３）／Ｃ５＋（Ｃ１−Ｃ
２）／Ｂ５　　　　　　Ｓｔ＝Ｃ５−Ｂ５　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
Ｓｉ＝Ａ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（２
）図１６に示される演算回路１５は、図１２の演算回路
１５に比較してより簡略化されている。図１６中の演算
回路１５では、焦点誤差信号Ｓｆの演算にのみ割算器を
使ったが、トラッキング誤差信号Ｓｔの演算にも割算器
を使い、（Ｃ５−Ｂ５）を（Ｃ５＋Ｂ５）で割るように
してもよい。これによって、記録時の光量変化に対して
制御信号のゲイン変化を抑圧することができる。
【００６１】この例では、トラッキング誤差信号Ｓｆの
生成に関して、光ディスク７上の案内溝１９に対してホ
ログラフィック素子９の領域分割線９Ｃが平行な場合に
ついて説明したが、案内溝１９に対して領域分割線９Ｃ
が直交関係にある場合は、トラッキング誤差信号Ｓｔは
次式（３）に示す演算によって求められる。 　　　　　　Ｈ＝（Ｂ１＋Ｂ４）＋（Ｃ１＋Ｃ４）　　
　　　　Ｉ＝（Ｂ２＋Ｂ３）＋（Ｃ２＋Ｃ３）　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　Ｓｔ＝Ｈ−Ｉ　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　（３）なお、（Ｈ−Ｉ）を（Ｈ＋Ｉ）で割っ
てトラッキング誤差信号Ｓｔを求めてもよい。また、図
１１および図１５では再生情報信号Ｓｉを検出するため
に、独立した検出面２１を設けたが、ホログラフィック
素子９の回折効率を高めて、回折せずに透過する光量を
減らすことで、検出面２２，２３からの出力信号の総和
によって再生情報信号Ｓｉを検出することも可能である
。この時は、検出面２１を省略することができる。
【００６２】図１７に示すホログラフィック素子９は、
領域分割線９Ｃにより分割された２つのホログラム９Ｆ
，９Ｇを有する。ホログラム９Ｆ，９Ｇの格子形状は、
領域分割線９Ｃに平行な方向に見て中央近くでは等間隔
の直線状であり、周辺部ではホログラム９Ｆは糸巻き状
に、ホログラム９Ｇは樽状に変化する形状となっている
。ホログラム９Ｆ，９Ｇの格子形状の違いがホログラフ
ィック素子９によって与えられる位相伝達特性の違いを
表わしており、ホログラム９Ｆと９Ｇでは互いに逆向き
の位相伝達特性となっている。ホログラム９Ｆ，９Ｇか
らの回折光は共に領域分割線９Ｃに沿った方位で有るた
め、それぞれの回折光を分離して検出するためにホログ
ラム９Ｆの格子ピッチはホログラム９Ｇの格子ピッチよ
りも密になっている。
【００６３】図１８は、図１７のホログラフィック素子
９によって与えられる位相伝達特性の収差成分のみを等
高線表示したものである。これはホログラフィック素子
９と同等の機能をガラスブロックなどで実現した光学素
子の形状に相当するものであり、非常に複雑な形状をし
ていることが分かる。現実には、このような形状の光学
素子をガラス加工で実現することはほぼ不可能であり、
ホログラフィック素子の優位性を端的に物語っている。
【００６４】次に、図１７に示すホログラフィック素子
９の断面形状について説明する。後述するように、本例
では光検出器１０で＋１次回折光のみを検出し、それに
基づいて各種の信号を演算するので、ホログラフィック
素子９に入射した光ビームの全てが＋１次回折光に集中
することが望ましい。これに最も近い効果を得るために
、ホログラフィック素子９の断面形状は図１９に示すよ
うに鋸歯状（ブレーズドホログラム）にした。
【００６５】ホログラフィック素子９の屈折率をｎ、鋸
歯状の格子の高さをｈ、光源の波長をλとした時、次式
（４）を満足するようにｎ，ｈを定めると、＋１次への
回折効率を最大にでき、光ディスク７からの反射光を最
も効率よく光検出器１０に導くことができる。 　　　　　　ｈ＝λ／（ｎ−１）　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（
４）図１７〜図１９で説明したホログラフィック素子９
に対して組み合わせられる光検出器１０の構成を図２０
に示す。図２０に示す光検出器１０は、２個の二分割検
出面３１，３２を有する。検出面３１はホログラフィッ
ク素子９のホログラム９Ｆで回折を受けた光を検出し、
検出面３２はホログラム９Ｇで回折を受けた光を検出す
るようにそれぞれ配置される。検出面３１，３２は、ホ
ログラフィック素子９の領域分割線９Ｃの像とほぼ一致
する分割線３１ｃ，３２ｃに沿って、それぞれ領域３１
ａと３１ｂ、領域３２ａと３２ｂに二分割されている。
【００６６】二分割光検出面３１，３２の領域３１ａ，
３１ｂ，３２ａ，３２ｂからの出力信号をそれぞれＡ，
Ｂ，Ｃ，Ｄとすると、図２１に示すように信号Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄは増幅器１３を介して演算回路１４に入力される
。この演算回路１４では、光ディスク７の案内溝１９を
光ビームが横断したときの反射光量変化や記録時の光量
変化で生じる制御信号のゲイン変化を抑圧した信号を得
るために、割算器が組み込まれている。焦点誤差信号Ｓ
ｆ、トラッキング誤差信号Ｓｔおよび再生情報信号Ｓｉ
は、次式（５）に示す演算によって得られる。
【００６７】 　　　　　　Ｓｆ＝［（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）］＋［（
Ｃ−Ｄ）／（Ｃ＋Ｄ）］　　　　　　Ｓｉ＝（Ａ＋Ｂ＋
Ｃ＋Ｄ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　Ｓｔ＝（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　（５）図２２に、図１
７に示したような２つのホログラム９Ｆ，９Ｇを有する
ホログラフィック素子９に対物レンズ６と光ディスク７
との相対位置が変化している光ビームを入射したときの
、光検出器１０の検出面上での光ビームスポットの形状
変化の様子を示す。同図で光ビームスポットはドットの
集合で表されており、ドットの密度は光強度に対応して
いる。図２２（ｂ）は合焦状態を示し、それぞれの二分
割検出面３１，３２上の光ビームスポットの形状は、分
割線を挟んで対称な形状を呈している。二分割検出面３
１，３２上の光ビームスポットがこのような形状を呈す
ることは、図１８からも容易に類推される。
【００６８】ホログラフィック素子９の領域分割線９Ｃ
に対して垂直な線上の光ビームの集光状態を見ると、ホ
ログラフィック素子９は光ビームの中心付近は集光作用
を持たないので、集光レンズ８の集束に従った集束光ビ
ームとなるが、光ビームの中心から離れるに従ってホロ
グラフィック素子９は凸レンズもしくは凹レンズの作用
を持ち、そのレンズ作用は中心からの距離が長くなるほ
ど強くなる。このような集光作用により、集光レンズ８
の焦点位置において集光状態の前後に位置する光ビーム
が同一面上に形成されるので、図２２（ｂ）に示すよう
な光ビームスポットの形状を呈する。この時、対称性を
より良いものとするために、ホログラフィック素子９に
領域分割線９Ｃに沿って幾分かのレンズ作用を持たせる
ことが望ましい。
【００６９】図２２（ａ）は、光ディスク７に対して対
物レンズ６が近いときの状態を示している。二分割検出
面３１，３２の領域３１ｂ，３２ｂ側の光ビームスポッ
トが領域３１ａ，３２ａ側に移動すると共に、領域３１
ａ，３２ａ側の光ビームスポットの形状は大きくなって
ゆく。図２２（ｃ）は、図２２（ａ）とは逆に光ディス
ク７に対して対物レンズ６が遠くなるときの状態を示し
ている。光ビームスポットの変化も図２２（ａ）のとき
とは逆向きになっている。
【００７０】従って、演算回路１４において領域３１ａ
，３１ｂ，３２ａ，３２ｂからの出力信号をＡ，Ｂ，Ｃ
，Ｄとして、式（５）に示したようにＳｉ＝［（Ａ−Ｂ
）／（Ａ＋Ｂ）］＋［（Ｃ−Ｄ）／（Ｃ＋Ｄ）］なる演
算を行うことにより、図２２（ｂ）の合焦状態のとき零
で、対物レンズ６の焦点位置からのずれ量とずれの方向
に応じてレベルと極性が変化する焦点誤差信号Ｓｆを得
ることができる。
【００７１】さらに、図２２（ｂ）に示す合焦状態のと
きの検出面３１，３２上の光ビームスポットは大きな拡
がりを持つため、分割線３１ｃ，３２ｃ上の不感帯に入
射して検出されない光量が減少すると共に、この光ビー
ムスポットの形状は分割線３１ｃ，３２ｃを挟んで対称
となるので、光ディスク７の案内溝１８の影響を受け難
くなるという効果をもたらす。
【００７２】図２３に、本実施例における焦点誤差検出
特性と再生情報信号検出特性、すなわち焦点誤差に対す
る焦点誤差信号Ｓｆの主成分（Ａ−Ｂ）＋（Ｃ−Ｄ）の
変化と、再生情報信号Ｓｉ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄの変化を示
す。従来のダブルナイフエッジ法に比較して、合焦時の
焦点誤差検出特性は緩やかで検出範囲が拡大されている
。また、合焦時の二分割光検出面３１，３２の入射光量
の増大により、再生情報信号の振幅も増大していること
がわかる。さらに、従来の非点収差法に比較して、焦点
誤差信号Ｓｆが最大値に達した後の低下は緩やかであり
、合焦からのずれ量が大きいときでも、容易に合焦位置
に対物レンズ６を位置させることができる。
【００７３】この実施例によれば、光ビームがホログラ
フィック素子９の２つのホログラム９Ｆ，９Ｇを通過す
ることによって生じる収差を光軸を原点とする点対称に
与える（図１８参照）ことにより、トラッキングによる
対物レンズ６の移動や光ディスク７の傾きで生じるホロ
グラフィック素子９に入射する光ビームの位置ずれに起
因する焦点誤差信号のオフセットを相殺することができ
る。この効果を明らかにするため、ホログラフィック素
子９に入射する光ビームに位置ずれが生じたときの光検
出器１０の検出面上の光ビームスポットの形状への影響
について説明する。
【００７４】トラッキングによる対物レンズ６の移動に
伴って、ホログラフィック素子９に入射する光ビームの
位置ずれは、ホログラフィック素子９の領域分割線９Ｃ
と直交する方向である。この方向の位置ずれは、２つの
ホログラム９Ｆ，９Ｇに入射する光ビームの割合を変化
させるだけであるため、焦点誤差信号Ｓｆにオフセット
を生じさせることはないが、検出感度の変化をもたらす
。しかし、演算回路１４に設けた割算器で、この検出感
度の変化は除去される。
【００７５】一方、ホログラフィック素子９に入射する
光ビームの位置ずれがホログラフィック素子９の領域分
割線９Ｃに沿った方向に生じたときは、検出面３１，３
２上の光ビームスポットの形状変化は、焦点ずれが生じ
たときと同じような光ビームスポットの形状変化を呈す
る。例えば検出面３１上の形状変化がディスクが近いと
きに相当するものである時、検出面３２上の形状変化は
ディスクが遠いときに相当したものとなる。従って、検
出面３１，３２の領域３１ａと３１ｂおよび領域３２ａ
と３２ｂからの出力信号の差分にはオフセットが生じる
ものの、両者に生じるオフセットは互いに逆極性であり
、演算回路１４から出力される焦点誤差信号Ｓｆはオフ
セットが相殺されたものとなる。
【００７６】この例では、トラッキング誤差信号Ｓｔの
生成に関して、光ディスク７上の案内溝１８に対してホ
ログラフィック素子９の領域分割線９Ｃが平行な場合に
ついて説明したが、案内溝１９に対して領域分割線９Ｃ
が直交関係にある場合は、トラッキング誤差信号Ｓｔは
、Ｓｔ＝（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）なる演算によって得る
ことができる。
【００７７】図２４に示すホログラフィック素子９は、
領域分割線９Ｃにより分割された２つのホログラム９Ｈ
，９Ｉを有する。ホログラム９Ｈ，９Ｉの格子形状は図
１７に示したホログラフィック素子９のホログラム９Ｆ
，９Ｇの格子形状と同様である。従って、このホログラ
フィック素子９によって与えられる位相伝達特性の収差
成分のみを等高線表示すると、図２５に示すように図１
８と同じである。
【００７８】但し、図２４に示すホログラフィック素子
９の断面形状は、図１９のような鋸歯状でなく、位相差
の少ない矩形状である。具体的には、ホログラム９Ｈ，
９Ｉで回折を受けずに透過する透過光の光量がほぼ零で
、１次回折光を±に等しく配分するために、ホログラム
９Ｈ，９Ｉの断面形状は、格子ピッチに対する格子幅の
比デューティを１／２としたときの、格子を通過すると
きに受ける光学的位相差をπとするようなステップ状の
位相格子とされる。
【００７９】図２８に、ホログラム９Ｈ，９Ｉのデュー
ティを１／２にしたときの、格子を通過するときに受け
る光学的位相差に対する各回折次数での回折効率を示す
。デューティが１／２であることにより、偶数次におけ
る回折効率は零である。同図から分かるように、ホログ
ラム９Ｈ，９Ｉで回折を受けずに透過する透過光の光量
がほぼ零で、１次回折光を最大にするホログラムの断面
形状は、格子を通過するときに受ける光学的位相差をπ
とするようなステップ状の位相格子となる。
【００８０】図２４、図２５および図２８で説明したホ
ログラフィック素子９に対して組み合わせられる光検出
器１０の構成を図２６に示す。この光検出器１０は、ホ
ログラフィック素子９で回折されずに透過した光を検出
する検出面４１と、その両側に配置された二分割検出面
４２および四分割検出面４３を有する。二分割検出面４
２はホログラフィック素子９からの＋１次回折光を検出
し、四分割検出面４３は−１次回折光を検出するように
配置される。
【００８１】検出面４２は、ホログラフィック素子９の
領域分割線９Ｃの像と同じ方位の分割線に沿って領域４
２ａ，４２ｂに分割されている。検出面４３は、ホログ
ラフィック素子９の領域分割線９Ｃの像と同じ方位の分
割線およびこれと直交する分割線に沿って領域４３ａ〜
４３ｄに分割されている。
【００８２】検出面４１からの出力信号をＡ、二分割検
出面４２の領域４２ａ，４２ｂからの出力信号をＢ１，
Ｂ２、四分割検出面４３の領域４３ａ，４３ｂ，４３ｃ
，４３ｄからの出力信号をＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４とす
ると、図２７に示すように、これら全ての信号は増幅器
１４を介して演算回路１５に入力される。この演算回路
１５では、光ディスク７の案内溝１９を光ビームが横断
したときの反射光量変化や記録時の光量変化で生じる制
御信号のゲイン変化を抑圧した信号を得るために、割算
器が組み込まれている。
【００８３】この演算回路１５において、焦点誤差信号
Ｓｆ、トラッキング誤差信号Ｓｔおよび再生情報信号Ｓ
ｉは、次式（６）に示す演算によって得られる。 　　　　　　Ｓｆ＝（Ｃ１−Ｃ２）／Ｂ１＋（Ｃ３−Ｃ
４）／Ｂ２　　　　　　Ｓｔ＝Ｂ１−Ｂ２　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
Ｓｉ＝Ａ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（６
）図２７中の演算回路１５では、焦点誤差信号Ｓｆの演
算にのみ割算器を使用したが、トラッキング誤差信号Ｓ
ｔの演算にも割算器を使い、Ｂ１−Ｂ２をＢ１＋Ｂ２で
割ってトラッキング誤差信号Ｓｔを求めてもよい。これ
により、記録時の光量変化に対してトラッキング制御信
号のゲイン変化を抑圧できる。
【００８４】図２９に、図２４に示したような２つのホ
ログラム９Ｈ，９Ｉを有するホログラフィック素子９に
対物レンズ６と光ディスク７との相対位置が変化してい
る光ビームを入射したときの、光検出器１０の検出面上
での光ビームスポットの形状変化の様子を示す。同図で
光ビームスポットはドットの集合で表されており、ドッ
トの密度は光強度に対応している。図２９（ｂ）は合焦
状態を示し、それぞれの検出面４２，４３上の光ビーム
スポットの形状は、分割線を挟んで対称な形状を呈して
いる。検出面４２，４３上の光ビームスポットがこのよ
うな形状を呈することは、図２５からも容易に類推され
る。
【００８５】ホログラフィック素子９の領域分割線９Ｃ
に対して垂直な線上の光ビームの集光作用を見ると、ホ
ログラフィック素子９は光ビームの中心付近では集光作
用を持たないので、集光レンズ８の集束に従った集束光
ビームとなるが、光ビームの中心から離れるに従ってホ
ログラフィック素子９は凸レンズもしくは凹レンズの作
用を持ち、そのレンズ作用は中心からの距離が長くなる
ほど強くなる。このような集光作用により、集光レンズ
８の焦点位置において集光状態の前後に位置する光ビー
ムが同一面上に形成されるので、図２９（ｂ）に示すよ
うな光ビームスポットの形状を呈する。この時、対称性
をより良いものとするために、ホログラフィック素子９
に領域分割線９Ｃに沿って幾分かのレンズ作用を持たせ
ることが望ましい。
【００８６】図２９（ａ）は、光ディスク７に対して対
物レンズ６が近いときの状態を示している。二分割検出
面４２の領域４２ｂ，４２ｂ上の光ビームスポットが互
いに逆方向に移動すると共に、四分割検出面４３の領域
４３においても光ビームスポットが互いに逆方向に移動
し、領域４３ｂ，４３ｄ側の光ビームスポットの形状は
大きくなってゆく。
【００８７】図２９（ｃ）は、図２９（ａ）とは逆に光
ディスク７に対して対物レンズ６が遠くなるときの状態
を示している。光ビームスポットの変化も（ａ）のとき
とは逆向きになっている。
【００８８】従って、図２７中の演算回路１４において
式（６）に示した演算を行うことにより、図２９（ｂ）
の合焦状態のとき零で、対物レンズ６の焦点位置からの
ずれ量とずれの方向に応じてレベルと極性が変化する焦
点誤差信号Ｓｆを得ることができる。さらに、図２９（
ｂ）に示す合焦状態のときの検出面４２，４３上の光ビ
ームスポットは大きな拡がりを持つため、四分割検出面
４３の分割線上の不感帯に入射して検出されない光量が
減少すると共に、この光ビームスポットの形状は分割線
を挟んで対称となるので、光ディスク７の案内溝１８の
影響を受け難くなるという効果をもたらす。
【００８９】図３０に、本実施例における焦点誤差検出
特性、すなわち焦点誤差に対する焦点誤差信号Ｓｆの主
成分（Ｃ１−Ｃ２）＋（Ｃ３−Ｃ４）の変化と、これら
の信号の基になる信号の加算値Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３＋Ｃ４
の変化を示す。従来のダブルナイフエッジ法に比較して
、合焦時の焦点誤差検出特性は緩やかで検出範囲が拡大
されている。また、合焦時の検出面４２，４３の入射光
量の増大により、加算値の振幅も増大していることがわ
かる。さらに、従来の非点収差法に比較して、焦点誤差
信号が最大値に達した後の低下は緩やかであり、合焦か
らのずれ量が大きいときでも、容易に合焦位置に対物レ
ンズ６を位置させることができる。
【００９０】なお、ホログラフィック素子９が図１７〜
図１９の構成の場合、光検出器１０は図３１に示すよう
な検出面を有するものでもよい。図３１に示す光検出器
１０は、図２６に示す光検出器１０からホログラフィッ
ク素子９で回折されずに透過した光を検出する検出面４
１を除去したものと等価であり、二分割検出面５２およ
び四分割検出面５３を有する。二分割検出面５２はホロ
グラフィック素子９からの＋１次回折光を検出し、四分
割検出面５３は−１次回折光を検出するように配置され
る。
【００９１】二分割検出面５２は、ホログラフィック素
子９の領域分割線９Ｃの像と同じ方位の分割線に沿って
、領域５２ａ，５２ｂに分割されている。四分割検出面
５３は、ホログラフィック素子９の領域分割線９Ｃの像
と同じ方位の分割線およびこれと直交する分割線に沿っ
て領域５３ａ〜５３ｄに分割されている。
【００９２】二分割検出面５２の領域５２ａ，５２ｂか
らの出力信号をＢ１，Ｂ２、四分割検出面５３の領域５
３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄからの出力信号をＣ１，
Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４とすると、図３２に示すように、これ
ら全ての信号は増幅器１４を介して演算回路１５に入力
される。この演算回路１５では、光ディスク７の案内溝
１９を光ビームが横断したときの反射光量変化や記録時
の光量変化で生じる制御信号のゲイン変化を抑圧した信
号を得るために、割算器が組み込まれている。この演算
回路１５において、焦点誤差信号Ｓｆ、トラッキング誤
差信号Ｓｔおよび再生情報信号Ｓｉは、式（６）と同様
の演算によって得られる。
【００９３】図３１中の演算回路１５では、焦点誤差信
号Ｓｆの演算にのみ割算器を使用したが、トラッキング
誤差信号Ｓｔの演算にも割算器を使い、Ｂ１−Ｂ２をＢ
１＋Ｂ２で割ってトラッキング誤差信号Ｓｔを求めても
よい。これにより、記録時の光量変化に対してトラッキ
ング制御信号のゲイン変化を抑圧できる。
【００９４】なお、以上の実施例ではトラッキング誤差
信号を生成するために、光ディスク上の案内溝からの回
折光を差分検出したが、これに限られない。例えば、光
ディスクの記録面に凹凸のエンボスピットをトラック中
心から所定量（例えば１／４トラックピッチ）交互に変
位させてウォブルドピットとして形成したサンプルサー
ボ方式の光ディスクでは、差分検出に代えて再生情報信
号をウォブルドピット部でサンプリングし、それぞれの
信号振幅の比較によってトラッキング誤差信号の検出を
行うことができる。
【００９５】次に、上述したホログラム素子９の構成法
について説明する。本発明で用いるホログラフィック素
子９は、換言すれば位相伝達関数の収差対応成分が主た
る回折方向に垂直な軸に対して反対称な関数であるよう
に構成される。具体的には、主たる回折方向に垂直な軸
に対し、その一方の側を通過する光線の回折方向は主た
る回折方向に対して一方向側に偏向し、もう一方の側を
通過する光線の回折方向は主たる回折方向に対し前記と
逆方向側に偏向するよう構成される。このようなホログ
ラフィック素子９を用いると、焦点誤差が＋方向で発生
した場合と−方向に発生した場合の検出特性が対称にな
り、線形性のよい検出特性を有すると共に、合焦点時の
波長変動による回折方向の変化があっても光検出器の分
割検出面分割線を横切らないため、オフセットが発生し
ないという利点がある。
【００９６】図３３は、ホログラフィック素子９の位相
伝達関数の収差対応成分を示す立体透視図である。図３
３において、ｘ，ｙ両軸はホログラフィック素子面面上
の座標軸で、主たる回折方向はｙ軸の正方向あるいは負
の方向である。位相伝達関数の収差対応成分はｘ軸に対
して反対称な関数、すなわち、（ｘ，ｙ）点で位相が進
む量と（ｘ，−ｙ）点で位相が進む量は大きさが同じで
逆符号になっている。ｘ軸上の点においては位相伝達関
数の値は一定となり、ここで回折される光は正しくｙ軸
方向に偏向される。実際のホログラフィック素子９上に
形成される格子パターンは、この位相伝達関数に波長に
対応する間隔毎に付与した等高線のパターンとなる。
【００９７】図３４は、実際のホログラフィック素子の
格子パターンを模式的に示したものである。ｙ軸に対し
て片側半分のみを用いて焦点誤差を検出する。焦点誤差
検出のための光学系では、光検出器の分割検出面の分割
線をｙ軸方向に向け、ｙ軸方向に偏向された光線が分割
線に当たるように設置する。等高線のパターンから容易
にわかるように、ホログラフィック素子の上半分を通過
する光線の回折方向は分割型光検出器の左側へ到達する
ように偏向して回折され、ホログラフィック素子の下半
分を通過する光線の回折方向は光検出器の右側へ到達す
るように偏向して回折される。この偏向方向はホログラ
フィック素子の上部から下部まで連続的に滑らかに変化
しており、良好な特性に寄与している。
【００９８】図３５は、ホログラフィック素子９と光検
出器１０の配置を示した図である。光検出器１０は分割
線の左右それぞれの側に入射する光の信号の差を検出す
る。ホログラフィック素子９においてｘ軸の上下を通過
した光線は、この分割線の右あるいは左に照射されるよ
うになるが、波長変動によって照射される側が変わるこ
とはないので、波長変動の影響を殆ど受けない。
【００９９】また、焦点誤差量がΔであるときに（ｘ，
ｙ）点を通過する光線が分割線に当たっているとすると
、焦点誤差量が−Δであるときには（ｘ，−ｙ）点を通
過する光線が分割線に当たるようになる。この対称性故
に、焦点誤差検出系としてみた時、線形性などの検出特
性は良好である。また、ｘ軸方向のビームシフトなどに
対しても、焦点誤差信号にオフセットが重畳されにくい
などの良好な特性が実現される。
【０１００】このような特性の位相伝達関数の具体的な
設計手法は幾つか考えられるが、対称性の良い格子パタ
ーンで良好な特性の得られる簡便な手法として、最小２
乗法を用いる方法がある。すなわち、位相伝達関数φ（
ｘ，ｙ）として未知のパラメータを含む関数形を仮定し
、その未知パラメータを最小２乗法を用いて決定する方
法である。例えばＣ（ｉ）　（ｉ＝１，…，１４）　を
未知パラメータとして、 　　　　　　　　φ（ｘ，ｙ） 　　　　　　　　＝（２π／λ）｛Ｃ（１）　ｘ＋Ｃ（
２）　ｘ２　＋Ｃ（３）　ｘ３　＋Ｃ（４）　ｘ４　　
　　　　　　　　　　　　　＋Ｃ（５）　ｙ＋Ｃ（６）
　ｘｙ＋Ｃ（７）　ｘ２　ｙ＋Ｃ（８）　ｘ３　ｙ　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　＋Ｃ（９）
　ｙ２　＋Ｃ（１０）ｘｙ２　＋Ｃ（１１）ｘ２　ｙ２
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　＋Ｃ（１２）ｙ３　＋Ｃ（１３）ｘｙ３　
＋Ｃ（１４）ｙ４　｝　　　　　　　　　　（７）　　
　　　　のような多項式の関数形を仮定する。
【０１０１】最小２乗法は、代表的な何本かの光線に対
してそれぞれの目標到達点を設計パラメータとして割り
付ける。
【０１０２】図３６に、位相伝達関数の設計における目
標到達点の設定の仕方の一例を示した。図３６で、ホロ
グラフィック素子を通過する１１本の光線に対して検出
器面上に示された各点を目標到達点として設定した。図
中で各光線に付与されている番号は、ホログラフィック
素子の通過点とそれに対応する到達点の対応を示してい
る。光線追跡の計算から求まる到達点と、目標到達点と
の距離の２乗をそれぞれの光線に対して計算し、それら
の和が最小になるようなパラメータとして未知パラメー
タの値を決定する。光線追跡の計算は通常の幾何光学に
より簡単に行え、最小２乗法についても一般的な計算プ
ログラムを用いて計算機で計算することが可能である。
【０１０３】次に、本発明の他の実施例を説明する。図
３７は、光学ヘッド装置の焦点誤差検出のための光学系
の他の構成を示したものであり、図１における集光レン
ズ８およびホログラフィック素子９と等価な機能を有す
る複合光学素子６１と、光検出器６２が配置される。図
１の光ディスク７からの反射光は、対物レンズ６を経て
ビームスプリッタ４で往路と分離されて、複合光学素子
６１に入射する。複合光学素子６１では、入射光を半円
状に分割してそれぞれ異なる位置に集光すると共に、光
ビームに対して光ディスク７の記録面に光スポットが集
束状態にある合焦時に、光検出器６２の二分割検出面の
分割線を挟んで対称な形状を呈するような混合収差を分
割された二つの集束光ビームに対して付与する。光検出
器６２は２組の二分割検出面を有する。図示しない演算
回路によって、光検出器６２のそれぞれの検出面からの
信号を先と同様に演算処理することによって、焦点誤差
信号が得られる。
【０１０４】図３８は、複合光学素子６１の持つ機能を
明確にするために、機能毎に個別素子で表現したもので
ある。すなわち、複合光学素子６１は凸レンズからなる
集光レンズ７１と、光ビームを半円状に分割して異なる
位置に偏向するウェッジ・プリズムからなる光ビーム分
離素子７２と、分離された２つの光ビームに対して反対
称な混合収差を与える混合収差素子７３の機能とからな
っている。図３８に示すように、これらの機能を持つ素
子７１〜７３を順次近接して配置して用いても良いが、
これらの素子を一体的に構成して使う方が取扱い易く、
信頼性の上からも好ましい。
【０１０５】図３９は、複合光学素子６１の他の構成例
を示す図である。集光レンズ８１を半円状に２分割する
と共に、分割された各部分を分割線に沿って僅かにずら
すことによって、集光機能と光ビーム分離機能が得られ
る。この集光レンズ８１と図３８における素子７３と同
様の混合収差素子８２によって、複合光学素子６１が構
成される。この場合に於いても、これらの機能を持つ素
子８１，８２を順次近接して配置して用いても良いが、
これらを一体的に構成して使う方が取扱い易く信頼性の
上からも好ましい。
【０１０６】
【発明の効果】本発明によれば、合焦時における光検出
器の分割検出面での光検出効率が大きく入射光量が大き
いとともに、焦点誤差検出範囲の設定に自由度があるた
め、光学系の位置調整のずれやトラッキングずれに対し
て安定した焦点誤差検出が可能である。
【０１０７】また、ホログラフィック素子を用いると、
焦点誤差検出系を少ない光学素子で実現できるため、光
学ヘッド部の小型・軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る光学ヘッド装置の要部
の構成を示す図
【図２】本発明によるホログラフィック素子の構成例を
示す平面図
【図３】図２のホログラフィック素子に組合わせる光検
出器の検出面の構成を示す図
【図４】図３のホログラム領域の機能を説明するための
該ホログラム領域で与えられる位相変化量を立体表示し
た様子を示す図
【図５】図２のホログラフィック素子の断面形状に依存
する光学的位相差と回折効率の関係を示す図
【図６】図
３の検出面上の焦点誤差に対する光ビームスポット形状
の変化を示す図
【図７】図１の光検出器から得られる焦点誤差に対する
焦点誤差信号および再生情報信号の変化を示す特性図
【
図８】本発明における集光レンズとホログラフィック素
子の種々の組合わせ法を説明するための斜視図
【図９】
本発明によるホログラフィック素子の他の構成例を示す
図
【図１０】図９のホログラフィック素子で与えられる位
相変化量を立体表示した様子を示す図
【図１１】図９のホログラフィック素子に組合わせる光
検出器の検出面の構成を示す図
【図１２】図１１の光検出器の出力信号を処理するため
の電子回路系のブロック図
【図１３】焦点誤差に対する図１１の検出面上の光ビー
ムスポット形状の変化を示す図
【図１４】図１２中の演算回路から得られる焦点誤差信
号と加算値の変化を示す特性図
【図１５】図９のホログラフィック素子に組合わせる光
検出器の検出面の別の構成を示す図
【図１６】図１５の光検出器の出力信号を処理するため
の電子回路系のブロック図
【図１７】本発明によるホログラフィック素子の他の構
成例を示す図
【図１８】図１７のホログラフィック素子で与えられる
位相変化量を立体表示した様子を示す図
【図１９】図１
７のホログラフィック素子の断面形状を示す図
【図２０】図１７のホログラフィック素子に組合わせる
光検出器の検出面の構成を示す図
【図２１】図２０の光検出器の出力信号を処理するため
の電子回路系のブロック図
【図２２】焦点誤差に対する図２０の検出面上の光ビー
ムスポット形状の変化を示す図
【図２３】図２１中の演算回路から得られる焦点誤差信
号および再生情報信号の変化を示す特性図
【図２４】本
発明によるホログラフィック素子のさらに別の構成例を
示す図
【図２５】図２４のホログラフィック素子で与えられる
位相変化量を立体表示した様子を示す図
【図２６】図２
４のホログラフィック素子に組合わせる光検出器の検出
面の構成を示す図
【図２７】図２６の光検出器の出力信号を処理するため
の電子回路系のブロック図
【図２８】図２４のホログラフィック素子の断面形状に
依存する光学的位相差と回折効率の関係を示す図
【図２
９】焦点誤差に対する図２６の検出面上の光ビームスポ
ット形状の変化を示す図
【図３０】図２７中の演算回路から得られる焦点誤差信
号主成分および加算値の変化を示す特性図
【図３１】図
１７のホログラフィック素子に組合わせる光検出器の検
出面の構成を示す図
【図３２】図３１の光検出器の出力信号を処理するため
の電子回路系のブロック図
【図３３】本発明によるホログラフィック素子の位相伝
達関数の収差対応成分を示す立体透視図
【図３４】本発
明による実際のホログラフィック素子の格子パターンを
模式的に示す図
【図３５】図３４のホログラフィック素子とこれに組合
わせる分割型光検出器の配置を示した図
【図３６】位相
伝達関数の設計における目標到達点の設定法の一例を示
した図
【図３７】本発明の他の実施例の要部を示す斜視図
【図
３８】図３７における複合光学素子の構成を説明するた
めの図
【図３９】図３７における複合光学素子の構成を説明す
るための図
【図４０】従来のダブルナイフエッジ法による焦点誤差
検出装置を説明するための図
【図４１】図４０の焦点誤差検出装置における焦点誤差
に対する二分割光検出器上の光ビ―ムスポット形状の変
化を示す図
【図４２】図４０の焦点誤差検出装置における焦点誤差
に対する焦点誤差信号及び再生情報信号の変化を示す特
性図。
【符号の説明】
１…光源　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　２…コリメ―トレンズ ３…ビ―ム整形プリズム　　　　　　　　　　　　　　
４…ミラ―５…ビ―ムスプリッタ　　　　　　　　　　
　　　　　　６…対物レンズ７…光ディスク　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　８…集光レンズ９
…ホログラフィック素子　　　　　　　　　　　　９Ａ
，９Ｄ〜９Ｉ…ホログラム領域 ９Ｂ…透光領域　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　９Ｃ…領域分割線 １０…光検出器　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　１１，１２…二分割検出面 １１ａ，１１ｂ…検出領域　　　　　　　　　　　　１
２ａ，１２ｂ…検出面 １１ｃ，１２ｃ…分割線　　　　　　　　　　　　　　
１３…非分割検出面 １４…増幅器　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　１５…演算回路１６…レンズアクチュエータ
駆動回路　　１７…フォーカス駆動コイル １８…ラジアル駆動コイル　　　　　　　　　　　　１
９…案内溝２１〜２３…検出面　　　　　　　　　　　
　　　　　　　２２ａ〜２２ｄ…検出領域 ２３ａ〜２３ｄ…検出領域　　　　　　　　　　　　３
１ａ，３１ｂ…検出領域 ３２ａ，３２ｂ…検出領域　　　　　　　　　　　　３
１ｃ，３２ｃ…分割線 ４１〜４３…検出面　　　　　　　　　　　　　　　　
　　４２ａ，４２ｂ…検出領域 ４３ａ〜４３ｄ…検出領域　　　　　　　　　　　　５
１〜５３…検出面 ５２ａ，５２ｂ…検出領域　　　　　　　　　　　　５
３ａ〜５３ｄ…検出領域 ６１…複合光学素子　　　　　　　　　　　　　　　　
　　６２…光検出器７１…集光レンズ　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　７２…光ビーム分離素子 ７３…混合収差素子　　　　　　　　　　　　　　　　
　　８１…集光レンズ ８２…混合収差素子

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】光源と、この光源から出射された光ビーム
    を光メモリの記録面に集束照射するための対物レンズと
    、前記記録面から反射され前記対物レンズを通過した反
    射光を集光する集光レンズと、前記集光レンズにより集
    光された反射光が入射する位置に配置され、前記集光レ
    ンズの光軸を通る領域分割線に沿って分割された二つの
    領域の少なくとも一方の領域にホログラムを有するホロ
    グラフィック素子と、前記ホログラフィック素子の前記
    領域分割線と同方位の分割線に沿って分割され、前記ホ
    ログラムによる回折光を検出するための第１および第２
    の分割検出面を有する光検出器と、前記光検出器の出力
    信号から前記記録面に対する前記対物レンズの焦点誤差
    を演算する演算手段とを具備し、前記ホログラフィック
    素子は前記分割検出面上に投影された反射光のスポット
    形状が前記対物レンズが前記記録面に対して合焦状態に
    ある時は前記領域分割線に対して線対称の形状を呈し、
    合焦状態からずれた時はずれ量に応じて線対称からずれ
    る特性を持つことを特徴とする光学ヘッド装置。
  2. 【請求項２】前記ホログラフィック素子は前記領域分割
    線により分割された二つの領域に、前記領域分割線に対
    して線対称な収差を与える位相伝達特性を持ち、かつ回
    折角が同じで回折方位が前記領域分割線に対して対称で
    ある第１および第２のホログラムをそれぞれ有し、前記
    第１および第２の分割検出面は前記ホログラフィック素
    子による±１次回折光を検出することを特徴とする請求
    項１記載の光学ヘッド装置。
  3. 【請求項３】前記ホログラフィック素子は前記領域分割
    線により分割された二つの領域に、光軸を原点とするほ
    ぼ点対称な収差を与える位相伝達特性を持ち、かつ回折
    角が互いに異なる第１および第２のホログラムをそれぞ
    れ有し、前記第１および第２の分割検出面は前記第１お
    よび第２のホログラムによる同一次数の回折光を検出す
    ることを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド装置。
  4. 【請求項４】光源と、この光源から出射された光ビーム
    を光メモリの記録面に集束照射するための対物レンズと
    、前記記録面から反射され前記対物レンズを通過した反
    射光を集光する集光レンズと、前記集光レンズにより集
    光された反射光が入射する位置に配置され、前記集光レ
    ンズの光軸を通る領域分割線に沿って分割された二つの
    領域の少なくとも一方の領域に、位相伝達関数の収差対
    応成分が主たる回折方向に垂直な軸に対して反対称の関
    数であるように構成されホログラムを有するホログラフ
    ィック素子と、前記ホログラフィック素子の前記領域分
    割線と同方位の分割線に沿って分割され、前記ホログラ
    ムによる回折光を検出するための第１および第２の分割
    検出面を有する光検出器と、前記光検出器の出力信号か
    ら前記記録面に対する前記対物レンズの焦点誤差を演算
    する演算手段とを具備することを特徴とする光学ヘッド
    装置。
  5. 【請求項５】前記ホログラフィック素子は、前記主たる
    方向に垂直な軸に対し、一方の側を通過する光線の回折
    方向は主たる回折方向に対して一方向側に偏向し、他方
    の側を通過する光線の回折方向は主たる回折方向に対し
    て逆方向側に偏向するように構成されていることを特徴
    とする請求項４記載の光学ヘッド装置。
  6. 【請求項６】光源と、この光源から出射された光ビーム
    を光メモリの記録面に集束照射するための対物レンズと
    、前記記録面からで反射された反射光が入射され、二つ
    の光ビームを出射する複合光学素子と、この複合光学素
    子から出射された二つの光ビームをそれぞれ検出する所
    定の分割線に沿って分割された第１および第２の分割検
    出面を有する光検出器と、前記光検出器の出力信号から
    前記記録面に対する前記対物レンズの焦点誤差を演算す
    る演算手段とを具備し、前記複合光学素子は前記反射光
    を集光する集光機能と、集光された光を二つの光ビーム
    に分離する光ビーム分離機能と、前記分割検出面上に投
    影された反射光のスポット形状が前記対物レンズが前記
    記録面に対して合焦状態にある時は前記分割線に対して
    線対称の形状を呈し、合焦状態からずれた時はずれ量に
    応じて線対称からずれる特性を持つような混合収差発生
    機能とを有することを特徴とする光学ヘッド装置。
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