JPH08124189A - 光学ピックアップ及び光学素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単且つ小型の構成により、正確なトラッキ
ングエラー検出が行われるようにした、光学ピックアッ
プ及び光学素子を提供すること。 【構成】 光ビームを出射するレーザ光源１１と、この
光源から出射された光ビームを光ディスクの記録面上に
合焦するように照射する対物レンズ１３と、この光源か
ら出射された光ビームと前記対物レンズを介した光ディ
スクの記録面からの戻り光ビームを半径方向に分離する
ように二つの領域に分割された第一の回折格子１４と、
この光源からの光ビームを接線方向に３つのビームに分
割するために光源と第一の回折格子の間に配設された第
二の回折格子１２と、前記第一及び第二の回折格子によ
って分離された複数の回折光による各スポットを受光す
るための複数個の光検出器１５とを含み、第二の回折格
子による主ビームの戻り光ビームの回折光を受光する光
検出器１５ａ，１５ｂが、それぞれ３分割され、上記レ
ーザ光源１１及び光検出器１５が、一つの基板１７上に
形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、偏光性ホログラムを使
用してトラッキングエラー検出を行なうようにした光学
素子及び光学ピックアップ及びに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、光磁気ディスクＭＯやＣＤマイナ
スＲディスク等の記録可能な光ディスクのトラッキング
エラー検出を行なう場合、所謂ＤＰＰ（ディファレンシ
ャル・プッシュプル）法が知られている。このＤＰＰ法
によれば、より正確なトラッキングエラー検出が行われ
る。

【０００３】特に、ＣＤマイナスＲディスクは、３ビー
ム法によるトラッキングエラー検出を行なおうとして
も、先行するビームが、ディスクの記録されていないト
ラックに照射されることから、反射率が異なるので、サ
イドビームによるＤＣ分のキャンセルを正確に行なうこ
とが不可能である。

【０００４】従って、ＣＤマイナスＲの場合には、ＤＰ
Ｐ法によるトラッキングエラー検出は、非常に有力な方
式である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、半導
体素子の製造技術の発達により、レーザ光源と光検出器
と、さらには光分岐素子とを一つのパッケージとして構
成した、集積型光学素子が開発されるようになってき
た。このような集積型光学素子を使用して光学ピックア
ップを構成すると、光学ピックアップ全体が小型に構成
されることになり、また部品点数が低減されると共に、
レーザ光源及び光検出器そして光分岐素子の相互の位置
調整が不要である。従って、組立が容易に行なわれるこ
とになり、部品コスト及び組立コストが低減される。

【０００６】しかしながら、このような構成の集積型光
学素子は、上述した所謂ＤＰＰ法によるトラッキングエ
ラー検出方式に対応した光検出器を備えたものは、未だ
開発されていない。従って、ＤＰＰ法を採用する限り
は、光学ピックアップの小型化は困難であり、部品コス
ト及び組立コストが高くなってしまうという問題があっ
た。

【０００７】本発明は、以上の点に鑑み、簡単且つ小型
の構成により、正確なトラッキングエラー検出が行われ
るようにした、光学ピックアップ及び光学素子を提供す
ることを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、光ディスクの記録面に光ビームを照射するレーザ
光源と、この光ディスクからの戻り光が入射する複数個
の光検出器とを有し、前記光検出器が、平行な分割線に
より少なくとも３分割された主ビームを受光するための
二つの主光検出器と、前記主光検出器に隣接して配設さ
れたサブビームを受光するための少なくとも二つの副光
検出器とを含んでおり、前記レーザ光源及び各光検出器
が、一つの基板上に形成されている光学素子により、達
成される。

【０００９】また、上記目的は、本発明にあっては、光
ビームを出射するレーザ光源と、前記光源から出射され
た光ビームを光ディスクの記録面上に合焦するように照
射する対物レンズと、前記光源から出射された光ビーム
と前記対物レンズを介した光ディスクの記録面からの戻
り光ビームを略半径方向に分離するように二つの領域に
分割された第一の回折格子と、この光源からの光ビーム
を略接線方向に少なくとも３つのビームに分割するため
に光源と第一の回折格子の間に配設された第二の回折格
子と、前記第一及び第二の回折格子によって分離された
複数の回折光による各スポットを受光するための複数個
の光検出器とを含んでおり、第二の回折格子による主ビ
ームの戻り光ビームの回折光を受光する光検出器が、そ
れぞれ少なくとも３分割されており、前記レーザ光源及
び光検出器が、一つの基板上に形成されている光学ピッ
クアップにより、達成される。

【００１０】本発明による光学ピックアップは、好まし
くは、第一の回折格子が、基板の一面に形成されたホロ
グラム面から成る偏向性ホログラムであって、第二の回
折格子が、この基板の他面に形成されたグレーティング
である。

【００１１】本発明による光学ピックアップは、好まし
くは、第一の回折格子により分離されたプラス側または
マイナス側の一次回折光を受光するために、６個の光検
出器が設けられている。

【００１２】本発明による光学ピックアップは、好まし
くは、第一の回折格子により分離されたプラス側及びマ
イナス側の一次回折光を受光するために、１２個の光検
出器が設けられている。

【００１３】本発明による光学ピックアップは、好まし
くは、第一の回折格子の一方の領域に入射した戻り光ビ
ームは、その回折光が、接線方向に導かれ、他方の領域
に入射した戻り光ビームは、その回折光が、接線方向か
らわずかにずれた方向に導かれる。

【００１４】

【作用】上記構成によれば、平行な分割線により３分割
された主ビームを受光するための二つの主光検出器と、
この主光検出器に隣接して配設されたサイドビームを受
光するための少なくとも二つの副光検出器から成るＤＰ
Ｐ法に対応した光検出器が、レーザ光源と共に、一つの
基板上に形成されているので、光学ピックアップを構成
する場合に、全体が小型に構成されると共に、各光検出
器間及びレーザ光源の相互の位置調整が不要である。

【００１５】第一の回折格子が、基板の一面に形成され
たホログラム面から成る偏向性ホログラムであって、第
二の回折格子が、この基板の他面に形成されたグレーテ
ィングである場合には、第一の回折格子及び第二の回折
格子が一体に構成されることになり、部品点数が少なく
なる。

【００１６】第一の回折格子により分離されたプラス側
またはマイナス側の一次回折光を受光するために、６個
の光検出器が設けられている場合には、第二の回折格子
により分離された主ビーム及び二つのサイドビームを第
一の回折格子の各領域により分離して得られる、６つの
回折光ビームのスポットに対して、それぞれ一つの光検
出器が備えられることになり、各回折光ビームが検出さ
れる。

【００１７】第一の回折格子により分離されたプラス側
及びマイナス側の一次回折光を受光するために、１２個
の光検出器が設けられている場合には、第二の回折格子
により分離された主ビーム及び二つのサイドビームを第
一の回折格子の各領域により分離して得られる、１２の
回折光ビームのスポットに対して、それぞれ一つの光検
出器が備えられることになり、各回折光ビームが検出さ
れると共に、第一の回折格子により回折されたプラスマ
イナス１次回折光をそれぞれ光検出器で検出することに
より、第一の回折格子に入射する光を有効に利用し得る
ことになる。

【００１８】第一の回折格子の一方の領域に入射した戻
り光ビームは、その回折光が、接線方向に導かれ、他方
の領域に入射した戻り光ビームは、その回折光が、接線
方向からわずかにずれた方向に導かれる場合には、接線
方向の回折光は、回折方向のずれが比較的小さいので、
正確なトラッキングエラー検出が行われることになる。

【００１９】

【実施例】以下、この発明の好適な実施例を図１乃至図
６を参照しながら、詳細に説明する。尚、以下に述べる
実施例は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に
好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲
は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載
がない限り、これらの態様に限られるものではない。

【００２０】図１は、本発明による光学ピックアップの
一実施例を示しており、光学ピックアップ１０は、半導
体レーザ素子１１，グレーティング１２，対物レンズ１
３，偏光性ホログラム１４，光検出器１５を備えてい
る。

【００２１】上記半導体レーザ素子１１は、半導体の再
結合発光を利用した発光素子であり、光源として使用さ
れる。半導体レーザ素子１１から出射した光ビームは、
グレーティング１２に導かれる。ここで、図２に示すよ
うに、半導体レーザ素子１１は、光ディスクに対して水
平きに出射した光ビームが、隣接して設けられたミラー
部１１ａにより、上方に向かって反射されるようになっ
ている。

【００２２】上記グレーティング１２は、入射光を回折
させるものであり、半導体レーザ素子１１から出射した
光ビームを、接線方向に０次回折光から成る主ビーム及
びプラスマイナス１次回折光から成るサイドビームの少
なくとも３本の光ビームに分離するために使用される。

【００２３】対物レンズ１３は、半導体レーザ素子１１
からグレーティング１２により分割された光ビームを、
回転駆動される光ディスク１６の記録面の所望のトラッ
ク上に収束させると共に、この光ディスク１６の記録面
からの戻り光ビームを、偏光性ホログラム１４に導く。

【００２４】偏光性ホログラム１４は、例えばニオブ酸
リチウムから成る基板と、この基板の入射側にプロトン
交換法により形成された格子とから構成されており、こ
の格子の領域にて、常光及び異常光に対して異なる屈折
率を有するようになっている。また、偏光性ホログラム
１４は、さらに光軸に沿った紙面に垂直な分割線１４ａ
に沿って、対物レンズ３４の半径方向に垂直な方向に２
分割した二つの領域Ｈ１，Ｈ２を有している。これによ
り、戻り光ビームは、偏光性ホログラム１４の各領域Ｈ
１，Ｈ２により回折されることにより分離され、そのプ
ラス１次回折光Ｌ１，Ｌ２が、それぞれ異なる光検出器
１５ａ，１５ｂに導かれる。尚、半導体レーザ素子１１
からの光ビームは、この偏光性ホログラム１４を通過す
る際、その０次回折光が、上方に向かって通過し、対物
レンズ１３に入射するようになっている。

【００２５】さらに、上記偏光性ホログラム１４は、図
１にて上面がホログラム面として構成されていると共
に、その下面に、グレーティング１２が形成されてい
る。その際、この偏光性ホログラム１４の分離方向は、
半径方向、従ってグレーティング１２による分離方向と
垂直な方向に設定される。

【００２６】光検出器１５は、図２に示すように、グレ
ーティング１２により接線方向に３分割され、偏光性ホ
ログラム１４により半径方向に２分割された６本のビー
ムに対して、それぞれ一つの光検出器Ｓ１Ｒ，Ｓ２Ｒ，
１５ａとＳ１Ｌ，Ｓ２Ｌ，１５ｂが備えられている。こ
のうち、グレーティング１２による主ビームの偏光性ホ
ログラム１４の領域Ｈ１，Ｈ２によるプラス１次回折光
Ｌ１，Ｌ２が入射する光検出器１５ａ，１５ｂは、それ
ぞれ半径方向に平行に延びる分割線によって、それぞれ
センサ部Ｍ１Ｒ，Ｍ２Ｒ，Ｍ３ＲとＭ１Ｌ，Ｍ２Ｌ，Ｍ
３Ｌに、３分割されている。さらに、上記光検出器１５
の各光検出器は、半導体レーザ素子１１が形成された基
板１７上に、一体に形成されている。

【００２７】本実施例による光学ピックアップ１０は以
上のように構成されており、半導体レーザ素子１１から
出射された光ビームは、グレーティング１２により接線
方向に関して０次回折光及びプラスマイナス１次回折光
に分離された後、偏光性ホログラム１４及び対物レンズ
１３を介して、光ディスク１６の記録面にて収束され
る。正確には、０次回折光が、記録面上の所定トラック
上に、またプラスマイナス１次回折光は、この所定トラ
ックを挟んで前後に略半トラック分離間した位置にそれ
ぞれ照射されることになる。

【００２８】光ディスク１６からの戻り光ビームは、再
び対物レンズ１３を介して、偏光性ホログラム１４に入
射する。ここで、戻り光ビームは、偏光性ホログラム１
４の領域Ｈ１，Ｈ２によって、それぞれプラス１次回折
光の光ビームＬ１，Ｌ２に分離され、各光ビームがそれ
ぞれ光検出器１５の各光検出器に入射する。

【００２９】ここで、各光検出器においては、戻り光ビ
ームの偏向性ホログラム１４の各領域Ｈ１，Ｈ２により
分割され回折されたプラス１次回折光Ｌ１，Ｌ２による
スポットが、デフォーカス時には半円状で入射されるよ
うになっている。この場合、図１に示すように、偏向性
ホログラム１４の領域Ｈ２から光検出器１５ｂ，Ｓ１
Ｌ，Ｓ２Ｌまでの距離が比較的長いことから、一旦収束
することにより、スポットが反転することになる。

【００３０】ここで、光検出器１５の各光検出器は、そ
れぞれ偏光性ホログラム１４の領域Ｈ１，Ｈ２からのプ
ラス１次回折光を受光することによって、フォーカスエ
ラー信号及びトラッキングエラー信号を検出するように
なっている。この場合、センサ部Ｓ１Ｒ，Ｓ２Ｒ，Ｓ１
Ｌ，Ｓ２Ｌ，Ｍ１Ｒ，Ｍ２Ｒ，Ｍ３Ｒ，Ｍ１Ｌ，Ｍ２
Ｌ，Ｍ３Ｌの検出信号を、それぞれＳ１Ｒ，Ｓ２Ｒ，Ｓ
１Ｌ，Ｓ２Ｌ，Ｍ１Ｒ，Ｍ２Ｒ，Ｍ３Ｒ，Ｍ１Ｌ，Ｍ２
Ｌ，Ｍ３Ｌとすれば、先づ、フォーカスエラー信号ＦＥ
は、差動３分割法に基づいて、

【数１】 により与えられ、またトラッキングエラー信号ＴＥは、
ＤＰＰ法に基づいて、

【数２】 により与えられることになる。この場合、トラッキング
エラー信号としては、光検出器Ｓ１Ｒ，Ｓ１ＬまたはＳ
２Ｒ，Ｓ２Ｌの何れかの組のみの検出信号を採用するよ
うにしてもよい。

【００３１】また、光ディスクがＣＤマイナスＲディス
クの場合には、トラッキングエラー信号のうち、主ビー
ムからのプッシュプル信号である

【数３】 に基づいて、ＡＤＩＰ（アドレス・イン・プリグルー
ブ）信号を検出することも可能である。

【００３２】さらに、光ディスクがＭＤのＭＯディスク
である場合には、同様にしてＡＤＩＰ信号を得ることが
可能であると共に、トラッキングエラー信号ＴＥは、同
様に３スポット法を使用することが多いが、例えば

【数４】 によっても与えられる。かくして、使用する光ディスク
に対応して、トラッキングエラー信号を選択することが
可能である。

【００３３】図３は、本発明による光学ピックアップの
第二の実施例を示している。この第二の実施例は第一の
実施例と比較すると、主として偏光性ホログラム及び光
検出器の構成が異なっている。図３において、光学ピッ
クアップ２０は、半導体レーザ素子２１，グレーティン
グ２２，対物レンズ２３，偏光性ホログラム２４，光検
出器２５を備えている。

【００３４】上記半導体レーザ素子２１は、半導体の再
結合発光を利用した発光素子であり、光源として使用さ
れる。半導体レーザ素子２１から出射した光ビームは、
グレーティング２２に導かれる。尚、図示の場合、半導
体レーザ素子２１は、水平に出射した光ビームが、隣接
して設けられたミラー部２１ａにより、上方に向かって
反射されるようになっている。

【００３５】上記グレーティング２２は、入射光を回折
させるものであり、半導体レーザ素子１１から出射した
光ビームを、接線方向に０次回折光から成る主ビーム及
びプラスマイナス１次回折光から成るサイドビームの少
なくとも３本の光ビームに分離するために使用される。

【００３６】対物レンズ２３は、半導体レーザ素子２１
からグレーティング２２により分割された光ビームを、
回転駆動される光ディスク２６の記録面の所望のトラッ
ク上に収束させると共に、この光ディスク２６の記録面
からの戻り光ビームを、偏光性ホログラム２４に導く。

【００３７】偏光性ホログラム２４は、例えばニオブ酸
リチウムから成る基板と、この基板の入射側にプロトン
交換法により形成された格子とから構成されており、こ
の格子の領域にて、常光及び異常光に対して異なる屈折
率を有するようになっている。また、偏光性ホログラム
２４は、さらに光軸に沿った紙面に垂直な分割線２４ａ
に沿って、対物レンズ３４の半径方向に垂直な方向に２
分割した二つの領域Ｈ１，Ｈ２を有している。これによ
り、戻り光ビームは、偏光性ホログラム２４の各領域Ｈ
１，Ｈ２により回折されることにより分離され、そのプ
ラスマイナス１次回折光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４が、そ
れぞれ異なる光検出器２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ
に導かれる。尚、半導体レーザ素子２１からの光ビーム
は、この偏光性ホログラム２４を通過する際、その０次
回折光が、上方に向かって通過し、対物レンズ２３に入
射するようになっている。

【００３８】さらに、上記偏光性ホログラム２４は、図
３にて上面がホログラム面として構成されていると共
に、その下面に、グレーティング２２が形成されてい
る。その際、この偏光性ホログラム２４の分離方向は、
半径方向、従ってグレーティング２２による分離方向と
垂直な方向に設定される。

【００３９】光検出器２５は、図４に示すように、グレ
ーティング２２により接線方向に３分割され、さらに偏
光性ホログラム２４により半径方向に２分割された１２
本の光ビームに対して、それぞれ一つの光検出器Ｓ１
Ｒ，Ｓ２Ｒ，２５ａとＳ１Ｌ，Ｓ２Ｌ，２５ｂ、そして
光検出器Ｓ３Ｒ，Ｓ３Ｒ，２５ｃとＳ４Ｌ，Ｓ４Ｌ，２
５ｄとが備えられている。このうち、グレーティング２
２による主ビームの偏光性ホログラム２４の領域Ｈ１，
Ｈ２によるプラス１次回折光が入射する光検出器２５
ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄは、それぞれ半径方向に平
行に延びる分割線によって、それぞれセンサ部Ｍ１Ｒ，
Ｍ２Ｒ，Ｍ３ＲとＭ１Ｌ，Ｍ２Ｌ，Ｍ３Ｌに、またセン
サ部Ｍ４Ｒ，Ｍ５Ｒ，Ｍ６ＲとＭ４Ｌ，Ｍ５Ｌ，Ｍ６Ｌ
に、３分割されている。

【００４０】このように構成された光学ピックアップ２
０によれば、半導体レーザ素子２１から出射された光ビ
ームは、グレーティング２２により接線方向に関して０
次回折光及びプラスマイナス１次回折光に分離された
後、偏光性ホログラム２４及び対物レンズ２３を介し
て、光ディスク２６の記録面にて収束される。正確に
は、０次回折光が、記録面上の所定トラック上に、また
プラスマイナス１次回折光は、この所定トラックを挟ん
で前後に略半トラック分離間した位置にそれぞれ照射さ
れることになる。

【００４１】光ディスク２６からの戻り光ビームは、再
び対物レンズ２３を介して、偏光性ホログラム２４に入
射する。ここで、戻り光ビームは、偏光性ホログラム２
４の領域Ｈ１，Ｈ２によって、それぞれプラス１次回折
光の光ビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４に分離され、各光
ビームがそれぞれ光検出器２５の各光検出器に入射す
る。

【００４２】ここで、各検出器においては、戻り光ビー
ムの偏向性ホログラム２４の各領域Ｈ１，Ｈ２により分
割され回折されたプラス１次回折光によるスポットが、
デフォーカス時には半円状で入射されるようになってい
る。この場合、図３に示すように、偏向性ホログラム１
４の領域Ｈ１から光検出器２５ａ，Ｓ１Ｒ，Ｓ２Ｒまで
の距離が比較的長いことから、一旦収束することによ
り、スポットが反転することになる。

【００４３】光検出器２５の各光検出器は、それぞれ偏
光性ホログラム２４の領域Ｈ１，Ｈ２からのプラス１次
回折光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を受光することによっ
て、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号
を検出するようになっている。この場合、センサ部Ｓ１
Ｒ，Ｓ２Ｒ，Ｓ３Ｒ，Ｓ４Ｒ，Ｓ１Ｌ，Ｓ２Ｌ，Ｓ３
Ｌ，Ｓ４Ｌ，Ｍ１Ｒ，Ｍ２Ｒ，Ｍ３Ｒ，Ｍ４Ｒ，Ｍ５
Ｒ，Ｍ６Ｒ，Ｍ１Ｌ，Ｍ２Ｌ，Ｍ３Ｌ，Ｍ４Ｌ，Ｍ５
Ｌ，Ｍ６Ｌの検出信号を、それぞれＳ１Ｒ，Ｓ２Ｒ，Ｓ
３Ｒ，Ｓ４Ｒ，Ｓ１Ｌ，Ｓ２Ｌ，Ｓ３Ｌ，Ｓ４Ｌ，Ｍ１
Ｒ，Ｍ２Ｒ，Ｍ３Ｒ，Ｍ４Ｒ，Ｍ５Ｒ，Ｍ６Ｒ，Ｍ１
Ｌ，Ｍ２Ｌ，Ｍ３Ｌ，Ｍ４Ｌ，Ｍ５Ｌ，Ｍ６Ｌとすれ
ば、先づ、フォーカスエラー信号ＦＥは、差動３分割法
に基づいて、

【数５】 により与えられ、またトラッキングエラー信号ＴＥは、
ＤＰＰ法に基づいて、

【数６】 により与えられることになる。ここで、プッシュプル信
号ＭＰＰは、主ビームからのプッシュプル信号であり、

【数７】 により与えられる。

【００４４】また、光ディスクがＣＤマイナスＲディス
クの場合には、トラッキングエラー信号ＴＥのうち、プ
ッシュプル信号ＭＰＰに基づいて、ＡＤＩＰ（アドレス
・イン・プリグルーブ）信号を検出することも可能であ
る。

【００４５】さらに、光ディスクがＭＤのＭＯディスク
である場合には、同様にしてＡＤＩＰ信号を得ることが
可能であると共に、トラッキングエラー信号ＴＥは、同
様に３スポット法を使用することが多いが、例えば

【数８】 によっても与えられ得る。かくして、使用する光ディス
クに対応して、トラッキングエラー信号を選択すること
が可能である。

【００４６】この実施例においては、偏光性ホログラム
２４の領域Ｈ１，Ｈ２におけるプラスマイナス１次回折
光を光検出器で受光するようになっているので、偏光性
ホログラム２４からの回折光がより効率よく受光される
ことになる。

【００４７】図５は、本発明による光学ピックアップの
第三の実施例を示している。この第三の実施例は主とし
て偏光性ホログラムと光検出器の構成が第一及び第二の
実施例と異なっている。図５において、光学ピックアッ
プ３０は、半導体レーザ素子３１，グレーティング３
２，対物レンズ３３，偏光性ホログラム３４，光検出器
３５を備えている。

【００４８】上記半導体レーザ素子３１は、半導体の再
結合発光を利用した発光素子であり、光源として使用さ
れる。半導体レーザ素子３１から出射した光ビームは、
グレーティング３２に導かれる。尚、図示の場合、半導
体レーザ素子３１は、水平に出射した光ビームが、隣接
して設けられたミラー部３１ａにより、上方に向かって
反射されるようになっている。

【００４９】上記グレーティング３２は、入射光を回折
させるものであり、半導体レーザ素子３１から出射した
光ビームを、接線方向に０次回折光から成る主ビーム及
びプラスマイナス１次回折光から成るサイドビームの少
なくとも３本の光ビームに分離するために使用される。

【００５０】対物レンズ３３は、半導体レーザ素子３１
からグレーティング３２により分割された光ビームを、
回転駆動される光ディスク３６の記録面の所望のトラッ
ク上に収束させると共に、この光ディスク３６の記録面
からの戻り光ビームを、偏光性ホログラム３４に導く。

【００５１】偏光性ホログラム３４は、例えばニオブ酸
リチウムから成る基板と、この基板の入射側にプロトン
交換法により形成された格子とから構成されており、こ
の格子の領域にて、常光及び異常光に対して異なる屈折
率を有するようになっている。また、偏光性ホログラム
３４は、さらに光軸に沿った紙面に垂直な分割線３４ａ
に沿って、対物レンズ３４の半径方向に垂直な方向に２
分割した二つの領域Ｈ１，Ｈ２を有している。ここで、
この領域Ｈ１は、図６に示すように、ほぼ接線方向で且
つ半径方向にわずかにずれた方向に向かって回折光Ｌ１
を出射させ、また領域Ｈ２は、接線方向に向かって真っ
直に回折光Ｌ２を出射させるようになっている。これに
より、戻り光ビームは、偏光性ホログラム３４の各領域
Ｈ１，Ｈ２により回折されることにより分離され、その
プラス１次回折光Ｌ１，Ｌ２が、それぞれ異なる光検出
器３５ａ，３５ｂに導かれる。尚、半導体レーザ素子３
１からの光ビームは、この偏光性ホログラム３４を通過
する際、その０次回折光が、上方に向かって通過し、対
物レンズ３３に入射するようになっている。

【００５２】さらに、上記偏光性ホログラム３４は、図
５にて上面がホログラム面として構成されていると共
に、その下面に、グレーティング３２が形成されてい
る。その際、この偏光性ホログラム３４の分離方向は、
半径方向、従ってグレーティング３２による分離方向と
垂直な方向に設定される。

【００５３】光検出器３５は、図６に示すように、グレ
ーティング３２により接線方向に３分割され、偏光性ホ
ログラム３４によりほぼ接線方向に２分割された６本の
ビームに対して、それぞれ一つの光検出器Ｓ１Ｒ，Ｓ２
Ｒ，３５ａとＳ１Ｌ，Ｓ２Ｌ，３５ｂが備えられてい
る。このうち、グレーティング３２による主ビームの偏
光性ホログラム３４の領域Ｈ２によるプラス１次回折光
Ｌ２が入射する光検出器３５ｂは、接線方向に延びる分
割線によって、センサ部Ｍ１Ｒ，Ｍ１Ｌに、２分割され
ている。さらに、上記光検出器３５の各光検出器は、半
導体レーザ素子３１が形成された基板３７上に、一体に
形成されている。ここで、光ビームＬ１が入射する光検
出器Ｓ１Ｒ，３５ａ，Ｓ２Ｒは、光ビームＬ２が入射す
る光検出器Ｓ１Ｌ，３５ｂ，Ｓ２Ｌに比較して、図６に
て矢印Ａ，Ｂ，Ｃで示す方向に、スポットずれが生じ易
いことから、大きめに形成されている。

【００５４】本実施例による光学ピックアップ３０は以
上のように構成されており、半導体レーザ素子３１から
出射された光ビームは、グレーティング３２により接線
方向に関して０次回折光及びプラスマイナス１次回折光
に分離された後、偏光性ホログラム３４及び対物レンズ
３３を介して、光ディスク３６の記録面にて収束され
る。正確には、０次回折光が、記録面上の所定トラック
上に、またプラスマイナス１次回折光は、この所定トラ
ックを挟んで前後に略半トラック分離間した位置にそれ
ぞれ照射されることになる。

【００５５】光ディスク３６からの戻り光ビームは、再
び対物レンズ３３を介して、偏光性ホログラム３４に入
射する。ここで、戻り光ビームは、偏光性ホログラム３
４の領域Ｈ１，Ｈ２によって、それぞれプラス１次回折
光の光ビームＬ１，Ｌ２に分離され、光ビームＬ１は、
ほぼ接線方向で且つ半径方向にわずかにずれて進み、光
検出器３５の各光検出器Ｓ１Ｒ，３５ａ，Ｓ２Ｒに入射
する。他方、光ビームＬ２は、接線方向に真っ直に進
み、光検出器３５の各光検出器Ｓ１Ｌ，３５ｂ，Ｓ２Ｌ
に入射する。

【００５６】ここで、各光検出器においては、戻り光ビ
ームの偏向性ホログラム３４の各領域Ｈ１，Ｈ２により
分割され回折されたプラス１次回折光Ｌ１，Ｌ２による
スポットが、デフォーカス時には半円状で入射されるよ
うになっている。

【００５７】光検出器３５の各光検出器は、それぞれ偏
光性ホログラム３４の領域Ｈ１，Ｈ２からのプラス１次
回折光を受光することによって、フォーカスエラー信号
及びトラッキングエラー信号を検出するようになってい
る。この場合、センサ部Ｓ１Ｒ，Ｓ２Ｒ，Ｓ１Ｌ，Ｓ２
Ｌ，Ｍ１Ｒ，Ｍ１Ｌの検出信号を、それぞれＳ１Ｒ，Ｓ
２Ｒ，Ｓ１Ｌ，Ｓ２Ｌ，Ｍ１Ｒ，Ｍ１Ｌとすれば、先
づ、フォーカスエラー信号ＦＥは、フーコー法に基づい
て、

【数９】 により与えられ、またトラッキングエラー信号ＴＥは、
ＤＰＰ法に基づいて、

【数１０】 により与えられることになる。

【００５８】また、光ディスクがＣＤマイナスＲディス
クの場合には、トラッキングエラー信号のうち、主ビー
ムからのプッシュプル信号である

【数１１】 に基づいて、ＡＤＩＰ（アドレス・イン・プリグルー
ブ）信号を検出することも可能である。

【００５９】さらに、光ディスクがＭＤのＭＯディスク
である場合には、同様にしてＡＤＩＰ信号を得ることが
可能であると共に、トラッキングエラー信号ＴＥは、同
様に３スポット法を使用することが多いが、例えば

【数１２】 によっても与えられ得る。かくして、使用する光ディス
クに対応して、トラッキングエラー信号を選択すること
が可能である。

【００６０】このように、上述の各実施例では、各光検
出器が、レーザ光源と共に、一つの基板上に形成されて
いるので、光学ピックアップを構成する場合に、全体が
小型に構成されると共に、各光検出器間及びレーザ光源
の相互の位置調整が不要となり、信頼性が向上される。

【００６１】また、各光検出器の検出信号の処理の際
に、演算方法を適宜に変更することによって、トラッキ
ングエラー検出方式として、３スポット法またはＤＰＰ
法を選択することが可能であるので、現行の全ての光デ
ィスクのトラッキングエラー検出に使用することが可能
となり、汎用性の高い光学ピックアップが得られること
になる。

【００６２】さらに、各光検出器の検出信号の処理の際
に、演算方法を適宜に変更することによって、プッシュ
プル信号を得ることも可能であることから、ＭＤのＭＯ
ディスクやＣＤマイナスＲディスクにおけるＡＤＩＰ信
号の読取も可能になる。第一の回折格子が、基板の一面
に形成されたホログラム面から成る偏向性ホログラムで
あって、第二の回折格子が、この基板の他面に形成され
たグレーティングである場合には、第一の回折格子及び
第二の回折格子が一体に構成されることになり、部品点
数が少なくなる。従って、組立コストがさらに低減され
ることになる。

【００６３】第一の回折格子により分離されたプラス側
またはマイナス側の一次回折光を受光するために、６個
の光検出器が設けられている場合には、第二の回折格子
により分離された主ビーム及び二つのサイドビームを第
一の回折格子の各領域により分離して得られる、６つの
回折光ビームのスポットに対して、それぞれ一つの光検
出器が備えられることになり、各回折光ビームが検出さ
れる。

【００６４】第一の回折格子により分離されたプラス側
及びマイナス側の一次回折光を受光するために、１２個
の光検出器が設けられている場合には、第二の回折格子
により分離された主ビーム及び二つのサイドビームを第
一の回折格子の各領域により分離して得られる、１２の
回折光ビームのスポットに対して、それぞれ一つの光検
出器が備えられる。このため、各回折光ビームが検出さ
れると共に、第一の回折格子により回折されたプラスマ
イナス１次回折光をそれぞれ光検出器で検出することに
より、第一の回折格子に入射する光を有効に利用し得る
ことになる。

【００６５】第一の回折格子の一方の領域に入射した戻
り光ビームは、その回折光が、接線方向に導かれ、他方
の領域に入射した戻り光ビームは、その回折光が、接線
方向からわずかにずれた方向に導かれる場合には、接線
方向の回折光は、回折方向のずれが比較的小さいので、
正確なトラッキングエラー検出が行われることになる。

【００６６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、簡
単且つ小型の構成により、正確なトラッキングエラー検
出が行われるようにした、光学ピックアップ及び光学素
子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光学ピックアップの第一の実施例
の構成を示す概略図である。

【図２】図１の光学ピックアップにおける光源及び光検
出器の平面図である。

【図３】本発明による光学ピックアップの第二の実施例
の構成を示す概略図である。

【図４】図３の光学ピックアップにおける光源及び光検
出器の平面図である。

【図５】本発明による光学ピックアップの第二の実施例
の構成を示す概略図である。

【図６】図５の光学ピックアップにおける光源及び光検
出器の平面図である。

【符号の説明】

１０ 光学ピックアップ １１ 半導体レーザ素子 １２ グレーティング １３ 対物レンズ １４ 偏光性ホログラム １５ 光検出器 １６ 光ディスク １７ 基板 ２０ 光学ピックアップ ２１ 半導体レーザ素子 ２２ グレーティング ２３ 対物レンズ ２４ 偏光性ホログラム ２５ 光検出器 ２６ 光ディスク ２７ 基板 ３０ 光学ピックアップ ３１ 半導体レーザ素子 ３２ グレーティング ３３ 対物レンズ ３４ 偏光性ホログラム ３５ 光検出器 ３６ 光ディスク ３７ 基板

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ディスクの記録面に光ビームを照射す
   るレーザ光源と、 この光ディスクからの戻り光が入射する複数個の光検出
   器とを有し、 前記光検出器が、平行な分割線により少なくとも３分割
   された主ビームを受光するための二つの主光検出器と、 前記主光検出器に隣接して配設されたサブビームを受光
   するための少なくとも二つの副光検出器とを含んでお
   り、 前記レーザ光源及び各光検出器が、一つの基板上に形成
   されていることを特徴とする光学素子。
2. 【請求項２】 光ビームを出射するレーザ光源と、 前記光源から出射された光ビームを光ディスクの記録面
   上に合焦するように照射する対物レンズと、 前記光源から出射された光ビームと前記対物レンズを介
   した光ディスクの記録面からの戻り光ビームを略半径方
   向に分離するように二つの領域に分割された第一の回折
   格子と、 この光源からの光ビームを略接線方向に少なくとも３つ
   のビームに分割するために光源と第一の回折格子の間に
   配設された第二の回折格子と、 前記第一及び第二の回折格子によって分離された複数の
   回折光による各スポットを受光するための複数個の光検
   出器とを含んでおり、 第二の回折格子による主ビームの戻り光ビームの回折光
   を受光する光検出器が、それぞれ少なくとも３分割され
   ており、 前記レーザ光源及び光検出器が、一つの基板上に形成さ
   れていることを特徴とする光学ピックアップ。
3. 【請求項３】 前記第一の回折格子が、基板の一面に形
   成されたホログラム面から成る偏向性ホログラムであっ
   て、第二の回折格子が、この基板の他面に形成されたグ
   レーティングであることを特徴とする請求項２に記載の
   光学ピックアップ。
4. 【請求項４】 前記第一の回折格子により分離されたプ
   ラス側またはマイナス側の一次回折光を受光するため
   に、６個の光検出器が設けられていることを特徴とする
   請求項２または３に記載の光学ピックアップ。
5. 【請求項５】 前記第一の回折格子により分離されたプ
   ラス側及びマイナス側の一次回折光を受光するために、
   １２個の光検出器が設けられていることを特徴とする請
   求項２または３に記載の光学ピックアップ。
6. 【請求項６】 前記第一の回折格子の一方の領域に入射
   した戻り光ビームは、その回折光が、略接線方向に導か
   れ、他方の領域に入射した戻り光ビームは、その回折光
   が、接線方向からわずかにずれた方向に導かれることを
   特徴とする請求項２から５の何れかに記載の光学ピック
   アップ。