JPH08212566A

JPH08212566A - 合焦検出手段、光ヘッド、および光記憶装置

Info

Publication number: JPH08212566A
Application number: JP7018207A
Authority: JP
Inventors: Takashi Takeda; 高司武田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1995-02-06
Filing date: 1995-02-06
Publication date: 1996-08-20

Abstract

(57)【要約】【目的】溝横断ノイズ、ピット外乱、が無く、しか
も、環境変化によるオフセットの無い合焦検出、及び、
光利用効率の高い光ヘッドを供給する。【構成】半導体レーザから出射した光を往路で回折さ
せ、その回折光の記録媒体からの戻り光により合焦検出
を行う。【効果】溝横断ノイズ、ピット外乱、が少なく、光学
部品が少なく安価で、しかも、環境変化によるオフセッ
トの無い合焦検出、及び、光利用効率の非常に高い光ヘ
ッドが実現できる。また、光記憶装置が小型、薄型にで
き、携帯用のパソコンにも搭載可能となった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、合焦検出手段、光ヘッ
ドおよび光記憶装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の光ヘッドの合焦検出手段を図２５
に示す。２５０１の半導体レーザから出射した光は、２
５０２の光分岐手段を透過し、対物レンズ２５０３によ
り情報記録媒体２５０５に集光する、集光されたスポッ
ト２５０４からの戻り光は２５０２の光分岐手段により
検出系に反射されシリンドリカルレンズ２５０６により
非点収差を発生させられ光検出器２５０７に入射する。
この様に、従来の合焦検出手段は、情報の記録再生を行
うスポット２５０４の戻り光を分離し非点収差法等の手
段により合焦検出を行っていた。この合焦検出部のスポ
ット形状を図２６に示す。４分割センサーが、それぞれ
２６０４、２６０５，２６０６，２６０７であり、４分
割センサー上のスポット形状を、記録媒体と遠い時を２
６０１に、合焦時を２６０２に、記録媒体と近い時を２
６０３に示す。また、２６０８、２６０９部分は溝によ
る変調部分を示す。ここで合焦検出のための演算は、（２６０４＋２６０６）−（２６０５＋２６０７）となる。

【０００３】従来の半導体レーザと光検出器一体型素子
を図２７に示す。２７０３は半導体レーザ２７０１と反
射ミラー２７０２と光検出部２７０４を設けたシリコン
基板である。半導体レーザ２７０１から出射した光は反
射ミラー２７０２で反射し２７０５のホログラム素子を
透過し対物レンズ２７０６で記録媒体上２７０７に集光
する。記録媒体２７０７からの戻り光はホログラム２７
０５で回折し光検出部２７０４に入射する。光検出部２
７０４に入射した光はホログラム素子２７０５によって
合焦検出の為、非点収差等の光束変化受けており、光検
出部で合焦を検出される。

【０００４】一方、従来のサブビームを用いて合焦検出
を行う例、特開平５−３２５２２００に示された合焦検
出は、サブビームでピット情報を読みそれぞれの変調度
の差から合焦ズレ検出信号を得るという方法である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが従来の光ヘッ
ドの合焦検出手段では、情報の記録再生を行う光スポッ
トの戻り光を分離し非点収差法等の手段により合焦検出
を行っているため、合焦検出のスポットに記録媒体に存
在するトラック溝及びピット情報が混在しており、合焦
検出時にトラック及びピット情報が合焦検出信号に漏れ
込み合焦検出手段に合焦検出誤差、サーボの不安定さ等
の悪影響を及ぼす。

【０００６】また、半導体レーザと光検出器一体型素子
においては、記録媒体からの戻り光を分離しなければな
らない為、一体型素子中にホログラム素子を設ける事は
不可能で、一体型素子とは別にホログラム素子を設けな
くてはならない。

【０００７】一方、サブビームを用いて合焦検出を行う
方法では、記録媒体にピットが予め存在している必要が
あり、溝にアドレス情報を持っている記録媒体、光磁気
記録媒体等は合焦検出が出来ず、しかもピット変調度を
検出しなくてはならないため、回路が複雑になると同時
に、合焦の検出だけに用いられる検出部でも、情報信号
検出と同じ高速な検出が必要となる。

【０００８】そこで本発明の目的は、（１）情報の記録
再生に用いる光スポットとは別の、記録媒体上で焦点ズ
レを起こしたスポットを合焦検出に用い、トラック及び
ピットから発生する外乱を無くした合焦検出信号を得る
こと、（２）非常に単純な合焦検出光学系により安価で
あると同時に、合焦検出回路も平凡な回路を用いること
が出来ること、（３）本来、光分岐手段によって捨てて
いる光を積極的に利用することにより、ヘッドの光利用
効率を上げること、（４）半導体レーザと光検出器とを
一体化した素子を用いる場合には、反射ミラーとホログ
ラムを一体とする多機能な光学素子とすることにより、
光学素子数が少なく小型で調整箇所の少ない光学ヘッド
を実現する、ことである。ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の合焦検出手段
は、次のような特徴を有する。

【００１０】（１）半導体レーザからの出射光を、対
物レンズにより光情報記録媒体に集光し、この光情報記
録媒体からの反射光を第１の光分岐手段により分岐し、
分岐された光を光検出部に導き、情報の記録、再生また
は消去を行う光ヘッドにおいて、半導体レーザと第１の
光分岐手段との間に、第２の光分岐手段を有し、前記半
導体レーザから出射し、前記第２の光分岐手段において
回折された回折光の光情報記録媒体からの反射光を、第
１の光分岐手段により合焦検出部に導くことを特徴とす
る。

【００１１】（２）（１）において、前記第２の光分
岐手段は、光量の一部を回折させるホログラム素子であ
り、このホログラム素子で回折された±１次光の光情報
記録媒体からの反射光をそれぞれ短冊状の３分割センサ
ーに導き、短冊状センサーの長辺方向を前記ホログラム
の回折方向と平行にするとともに、前記３分割センサー
の中心のセンサー出力と、両側のセンサー出力の和と
を、差動演算することにより合焦検出を行うことを特徴
とする。

【００１２】（３）（１）において、前記第２の光分
岐手段は、光量の一部を回折させるホログラム素子であ
り、このホログラム素子を概ね同心円上の回折格子パタ
ーンの一部とすることを特徴とする。

【００１３】（４）（１）において、前記第２の光分
岐手段は、光量の一部を回折させるホログラム素子であ
り、このホログラム素子を直線不等間隔回折格子パター
ンとし、直線部の方向を前記情報記録媒体の溝に対し垂
直方向とすることにより、この溝と垂直方向にデフォー
カスさせる非点収差発生ホログラム素子とすることを特
徴とする。

【００１４】（５）（１）において、前記第２の光分
岐手段は、光量の一部を回折させるホログラム素子であ
り、このホログラム素子を概ね双曲線群回折格子パター
ンとし、このホログラムの非回折光の前記光記録媒体上
の集光点に対し、非点収差を有する回折光の光収束位置
が、非回折光に関して互いに反対方向で概ね等距離にあ
ることを特徴とする。

【００１５】（６）（１）において、前記第２の光分
岐手段は、光量の一部を回折させるホログラム素子であ
り、このホログラム素子をブレーズ化したホログラムと
することを特徴とする。

【００１６】（７）前記半導体レーザと前記光検出部
を一体とし、前記光検出部に前記半導体レーザからの出
射光を反射させるミラーを有する光ヘッドにおいて、前
記ミラー上に、直線等間隔回折格子をも形成した（２）
〜（６）いずれかに記載のホログラムを有することを特
徴とする。

【００１７】（８）半導体レーザからの出射光を、対
物レンズにより光情報記録媒体に集光し、光情報記録媒
体からの反射光を第１の光分岐手段により分岐し、分岐
された光を光検出部に導き、情報の記録、再生または消
去を行う光ヘッドにおいて、前記第１の光分岐手段上ま
たは前記第１の光分岐手段と前記光情報記録媒体との間
に、光量の一部を回折させる、ブレーズ化したホログラ
ム素子を有し、前記半導体レーザから出射し、前記ブレ
ーズ化したホログラム素子において回折された回折光の
光情報記録媒体からの反射光を、合焦検出部に導くこと
を特徴とする。

【００１８】（９）（８）において、前記のブレーズ
化したホログラム素子を少なくとも２つの領域に分割
し、前記ホログラム素子で回折された１次光の光情報記
録媒体からの反射光をそれぞれ２分割センサーに導き、
この２分割センサーの分割線方向を前記ホログラムの回
折方向と平行とし、前記２分割センサーの互いの出力を
差動演算することにより合焦検出を行うことを特徴とす
る。

【００１９】（１０）（８）において、前記のブレー
ズ化したホログラム素子で回折された１次光の光情報記
録媒体からの反射光を短冊状の３分割センサーに導き、
この短冊状センサーの長辺方向を前記ホログラム素子の
回折方向と平行とし、前記３分割センサーの中心のセン
サー出力と、両側のセンサー出力の和とを、差動演算す
ることにより合焦検出を行うことを特徴とする。

【００２０】本発明の光ヘッドは、次のような特徴を有
する。

【００２１】（１１）半導体レーザと光検出部を一体
にし、第１の光分岐手段を有する光ヘッドにおいて、前
記半導体レーザと前記第１の光分岐手段との間に光量の
一部を回折させるホログラム素子を有し、前記半導体レ
ーザから出射し、前記ホログラム素子において回折され
た回折光の光情報記録媒体からの反射光を、前記第１の
光分岐手段により合焦検出部に導き、前記ホログラム素
子により回折されず、光記録媒体によって反射され、前
記第１の光分岐手段によって分岐された光を、トラック
エラー検出および情報信号検出部に入射させることを特
徴とする。

【００２２】（１２）半導体レーザと光検出部と半導
体レーザ出射光を反射させるミラーとが一体化され、第
１のホログラム素子によって光分岐を行う光ヘッドにお
いて、前記ミラーの斜面に形成された第２のホログラム
により回折させ、光記録媒体によって反射された光を、
前記第１のホログラム素子で回折させず合焦検出部に入
射させ、前記第２のホログラムにより回折させず、前記
光記録媒体によって反射され、前記ホログラム素子で回
折させた光を、トラックエラー検出および情報信号検出
部に入射させることを特徴とする。

【００２３】本発明の光記憶装置は、次のような特徴を
有する。

【００２４】（１３）（１１）または（１２）の光ヘ
ッドを用いたことを特徴とする。

【００２５】

【実施例】

（実施例１）本発明における第１の実施例を図１に示
す。半導体レーザ１０１より出射した光は、ホログラム
素子１０２によって光束１０９、１１０に回折され光分
岐手段のビームスプリッタ１０３に入射する。ビームス
プリッタ１０３を透過した光は対物レンズ１０４によっ
て記録媒体１０５上にスポット１１３，１１４として集
光される。記録媒体上で反射された光はビームスプリッ
タ１０３によって反射されエラー信号検出部１０８に導
かれる。信号検出部１０８に入射した光はシリンドリカ
ルレンズ１０６によって非点収差を与えられ、光線１１
１，１１２となり、エラー信号検出センサー１０７に入
射する。エラー信号検出センサーの概略図を図２に示
す。ホログラム素子１０２によって回折されなかった光
線はスポット２１５となり２分割センサー２０７，２０
８に入射する。スポット２１５の中の一部２１６がトラ
ックの溝の変調を大きく受ける部分である。また、回折
光の戻り光１１１は３分割センサ２０１，２０２，２０
３上に入射し、回折されない光が記録媒体上で合焦であ
るときにスポット形状２０９の様なほぼ丸い形状を示
す。合焦から遠くなる方向にずれるとスポット形状は２
１０になり、近づく方向にずれるとスポット形状２１１
になる。従って、センサー２０１と２０３の出力和と、
センサー２０２の出力との差動を行う事によりフォーカ
スエラー信号が得られる。同様に、もう一方の回折光１
１２は３分割センサ２０４，２０５，２０６上に入射
し、回折されない光が記録媒体上で合焦であるときにス
ポット形状２１２の様なほぼ丸い形状を示す。合焦から
遠くなる方向にずれるとスポット形状は２１３になり、
近づく方向にずれるとスポット形状２１４になる。これ
も３分割センサー１０１，１０２，１０３の演算と同様
な演算、センサー２０４と２０６の出力和と、センサー
２０５の出力との差動を行う事によりフォーカスエラー
信号が得られる。それぞれの３分割センサーから得られ
るフォーカスエラー信号の極性は同じであるので、２つ
の３分割センサーからのフォーカスエラー信号を加算す
ることにより倍の感度を持ったフォーカスエラー信号が
得られ、しかも、記録媒体の傾きによるフォーカスオフ
セットも無いフォーカスエラー信号が得られる。また、
ホログラム素子１０２によって光束１０９、１１０に回
折された光の記録媒体上でのスポットは、回折されない
光が記録媒体上で合焦であるとき、対物レンズの収差に
よってスポットの直径が３〜６μｍ程度の大きさとな
る。従って、回折された光が結ぶスポットでは記録溝に
よる変調及びピットからの影響が非常に小さくなる。そ
の光を用いたフォーカスエラー検出であるため、溝横断
ノイズ及びピットによる外乱もほとんど無い良好なフォ
ーカスエラー信号を得られる。

【００２６】２１７に示した方向は、ホログラム素子１
０２による回折方向である。３分割センサ２０１，２０
２，２０３、を分割している分割線２１８は回折方向２
１７に一致しており、また、同様に、３分割センサ２０
４，２０５，２０６、を分割している分割線も回折方向
２１７に一致している。この様に分割線とホログラムの
回折方向を一致させているために、半導体レーザの波長
変動等による回折角の変化があっても、センサー上のス
ポットは分割線に平行に移動するのみで、フォーカスエ
ラー信号のオフセットには影響しない。従って、センサ
ーの分割線とホログラムの回折方向を一致させることに
より、温度変化ににおいてもフォーカスオフセットを生
じない、安定した合焦検出手段を得られる。

【００２７】（実施例２）本発明における第２の実施例
におけるホログラム素子のパターンを示す概略図を図３
に示す。ホログラム素子３０２は透明の平面板上にパタ
ーン３０４を有する。パターン３０４は中心３０１を持
つほぼ同心円上のパターンであり、＋１次光は収束光と
なり、−１次光は発散光となる機能を有する。また、ホ
ログラム素子３０２に入射する光束は３０３であり、光
束３０３の中心とホログラムパターンの中心３０１は一
致させていない。従って、＋１次光は収束光、−１次光
は発散光となると同時に、０次光とはお互いに対称の画
角を有する光線となる。この画角の大きさは、光束３０
３の中心とホログラムパターンの中心３０１とのズレ量
を変化させることによって決めることができる。

【００２８】図４に図３で示したホログラム素子を用い
た光ヘッドの概略図を示す。半導体レーザ４０１より出
射した光は図３で示したホログラム素子３０２に入射す
る。ホログラム素子３０２で、＋１次光４１０は０次光
４０９に対し収束光となり、−１次光４０８は０次光４
０９に対し発散光となる。従って、ビームスプリッター
４０３を透過した各回折光は、対物レンズ４０４で記録
媒体４０５上に集光される。ここで、ホログラム素子３
０２による回折時に、＋１次光４１０は０次光４０９に
対し収束光とされ、−１次光４０８は０次光４０９に対
し発散光されているため、記録媒体４０５上では、＋１
次光４１０は０次光４０９に対し対物レンズ４０４に近
い側に焦点を結び、−１次光４０８は０次光４０９に対
し対物レンズ４０４に遠い側に焦点を結ぶ。この実施例
では０次光との焦点位置の差を４μｍ程度としたが、ホ
ログラムのパターンによって０次光との焦点位置の差を
自由に変えることができる。記録媒体上で反射した光は
ビームスプリッター４０３で反射し信号検出部に導かれ
る。信号検出フォトダイオード４０７へは、ホログラム
素子３０２で回折し、記録媒体で反射した光が入射す
る。＋１次光４１３はフォトダイオード４０７の手前に
焦点を結び、−１次光４１１はフォトダイオード４０７
の遠方に焦点を結ぶ。またフォトダイオード４０７上で
の＋１次光４１３の光束の直径と−１次光４１１の光束
の直径とがほぼ等しくなるようにフォトダイオードの位
置を設定してある。

【００２９】図５に図４で示したフォトダイオード４０
７上での、センサー形状とフォーカスエラー検出の概略
を示す。センサー上には、３分割センサー５１４，５１
６と２分割センサー５１５がほぼ等間隔に配置されてお
り、間隔はほぼ５００μｍである。この間隔はホログラ
ム素子３０２で発生させた画角により決まる値で、ヘッ
ド構成、大きさ等により自由に変えられる値である。＋
１次光４１３は３分割センサー５１４に、−１次光４１
１は３分割センサー５１６に入射する。０次光が記録媒
体上で合焦位置にある時、３分割センサー５１４上のス
ポット形状は５１１となり、合焦から遠くなる方向にず
れるとスポット形状は５１７になり、近づく方向にずれ
るとスポット形状５１８になる。従って、センサー出力
の演算（５１４ａ＋５１４ｃ）−（５１４ｂ）を行うことによりフォーカスエラー信号が得られる。

【００３０】一方、３分割センサー５１６上での−１次
光は下記の通りとなる。０次光が記録媒体上で合焦位置
にある時、３分割センサー５１６上のスポット形状は５
１３となり、合焦から遠くなる方向にずれるとスポット
形状は５２０になり、近づく方向にずれるとスポット形
状５１９になる。従って、センサー出力の演算（５１６ａ＋５１６ｃ）−（５１６ｂ）を行うことによりフォーカスエラー信号が得られる。こ
こで、３分割センサー５１６上でのフォーカスエラー信
号の極性は、３分割センサー５１４での極性と逆にな
る。従って、３分割センサー５１４，５１６のセンサー
出力の演算（５１４ａ＋５１４ｃ＋５１６ｂ）−（５１４ｂ＋５１
６ａ＋５１６ｃ）を行うことにより、一つの３分割センサーで得られるフ
ォーカスエラー信号の倍の感度を持つフォーカスエラー
信号が得られる。また、このフォーカスエラー信号検出
では±１次光で逆の極性になり、その差動演算を行うた
め、温度変化等による波長変動でもお互いの波長変動に
よるオフセットを補完し合い、あらゆる環境変化に対し
フォーカスオフセットの無いフォーカスエラー信号が得
られる。一方、記録媒体上で０次光に対し対称位置に±
１次光が配置されているため、記録媒体の傾きによるフ
ォーカスオフセットも除去できる構成となっている。ま
た、光分岐手段から検出センサーの間に特殊な光学部品
を用いなくてもフォーカスエラー検出が可能となる。

【００３１】（実施例３）本発明における第３の実施例
におけるホログラム素子のパターンの概略図を図６に示
す。ホログラム素子６０１は透明の平面板上にパターン
６０３を有する。パターン６０３は直線のパターンであ
り、おおむね徐々に間隔が狭くなるパターンである。ま
たパターン６０３の直線の方向はトラック溝の方向６０
４と平行するように配置してある。ここで、ホログラム
素子上の光束は６０２となる。

【００３２】図７に図６で示したホログラム素子を用い
た光ヘッドの概略図を示す。半導体レーザ７０１より出
射した光はホログラム素子７０２に入射する。ホログラ
ム素子７０２で、＋１次光７１０は０次光７０９に対し
トラック溝と直交方向にのみ収束光となり、トラック溝
と直交方向の焦線は７１４となる。一方トラック溝方向
と平行な方向のでは、収束発散の影響はなく０次光とほ
ぼ同位置の７１５に焦線が存在する。−１次光７０８は
０次光７０９に対しトラック溝と直交方向にのみ発散光
となり、トラック溝と直交方向の焦線は７１６となる。
一方トラック溝方向と平行な方向のでは、収束発散の影
響はなく０次光とほぼ同位置の７１７に焦線が存在す
る。図８に図７で示した光ヘッドの記録媒体上のスポッ
ト形状の概略図を示す。８０１はトラック溝を示し、ホ
ログラム素子７０２で回折されなかった０次光のスポッ
ト形状を８０２に示す。スポット８０３は＋１次光が作
るスポットであり、トラック溝と直交方向の焦線が記録
媒体より手前に存在するため、トラックと直交方向に細
長いスポット形状となる。一方、−１次光が作るスポッ
トはスポット８０４であり、トラック溝と直交方向の焦
線が記録媒体より遠方に存在するため、トラックと直交
方向に細長いスポット形状となる。２つのスポット８０
３及び８０４がフォーカスエラー検出に用いられる。ス
ポット８０３，８０４共にトラックと直交方向には絞ら
れておらず、トラック溝の変調を受けにくい形状となっ
ている。従って、フォーカスエラー信号の劣化を招く溝
横断ノイズをほとんど除去することができるフォーカス
エラー信号検出が得られる。

【００３３】記録媒体７０５で反射した光はビームスプ
リッター７０３で反射し信号検出部に導かれる。信号検
出フォトダイオード７０７は、トラック溝と平行方向に
傾斜しており、＋１次光７１３のトラック溝と平行方向
の焦線７２０と直交方向の焦線７１８の中間位置（中
心）と、−１次光７１１のトラック溝と平行方向の焦線
７２１と直交方向の焦線７１９の中間位置（中心）とを
結んだ角度に設定してある。

【００３４】図９に図７で示したフォトダイオード７０
７上での、センサー形状とフォーカスエラー検出の概略
を示す。センサー上には、３分割センサー９０４，９０
５と２分割センサー９０９がほぼ等間隔に配置されてお
り、間隔はほぼ５００μｍである。この間隔はホログラ
ム素子で発生させた画角により決まる値で、ヘッド構
成、大きさ等により自由に変えられる値である。＋１次
光７１３は３分割センサー９０４に、−１次光７１１は
３分割センサー９０５に入射する。０次光が記録媒体上
で合焦位置にある時、非点収差を持っている為に、３分
割センサー９０４上のスポット形状は９０１となり、合
焦から遠くなる方向にずれるとスポット形状は９０２に
なり、近づく方向にずれるとスポット形状９０３にな
る。従って、センサー出力の演算（９０４ａ＋９０４ｃ）−（９０４ｂ）を行うことによりフォーカスエラー信号が得られる。

【００３５】一方、３分割センサー９０５上での−１次
光は下記の通りとなる。０次光が記録媒体上で合焦位置
にある時、＋１次光と反対の非点収差を持っているた
め、３分割センサー９０５上のスポット形状は９０６と
なり、合焦から遠くなる方向にずれるとスポット形状は
９０８になり、近づく方向にずれるとスポット形状９０
７になる。従って、センサー出力の演算（９０５ａ＋９０５ｃ）−（９０５ｂ）を行うことによりフォーカスエラー信号が得られる。こ
こで、３分割センサー９０５上でのフォーカスエラー信
号の極性は、３分割センサー９０４での極性と逆にな
る。従って、３分割センサー９０４，９０５のセンサー
出力の演算（９０４ａ＋９０４ｃ＋９０５ｂ）−（９０４ｂ＋９０
５ａ＋９０５ｃ）を行うことにより、一つの３分割センサーで得られるフ
ォーカスエラー信号の倍の感度を持つフォーカスエラー
信号が得られる。また、ホログラムによる回折方向と３
分割センサーの分割線を平行にしてあり、しかも、この
フォーカスエラー信号検出では±１次光で逆の極性にな
り、その差動演算を行うため、温度変化等による波長変
動でもお互いの波長変動によるオフセットを補完し合
い、あらゆる環境変化に対しフォーカスオフセットの無
いフォーカスエラー信号が得られる。一方、記録媒体上
で０次光に対し対称位置に±１次光が配置されているた
め、記録媒体の傾きによるフォーカスオフセットも除去
できる構成となっている。また、光分岐手段から検出セ
ンサーの間に光学部品を用いなくてもフォーカスエラー
検出が可能となる。

【００３６】（実施例４）本発明における第４の実施例
におけるホログラム素子のパターンを示す概略図を図１
０に示す。ホログラム素子１００１は透明の平面板上に
パターン１００３を有する。パターン１００３はおおむ
ね双曲線のパターンである。ここで、ホログラム素子上
の光束は１００２であり、トラック溝方向は１００４で
ある。

【００３７】図１１に図１０で示したホログラム素子を
用いた光ヘッドの概略図を示す。半導体レーザ１１０１
より出射した光はホログラム素子１１０２に入射する。
ホログラム素子１１０２で、＋１次光１１１０は０次光
１１０９に対し、トラック溝と直交方向には発散光とな
り、トラック溝と平行方向には収束光となり、ほぼお互
いの焦線の中心が０次光の焦点となる。トラック溝と直
交方向の焦線は１１１４となり、トラック溝方向と平行
な方向では、１１１５に焦線が存在する。−１次光１１
０８は０次光１１０９に対しトラック溝と直交方向に収
束光となり、トラック溝と平行方向には発散光となり、
焦線間のほぼ中心が０次光の焦点となる。トラック溝と
直交方向の焦線は１１１６となり、トラック溝方向と平
行な方向では、１１１７に焦線が存在する。

【００３８】図１２に図１１で示した光ヘッドの記録媒
体上のスポット形状の概略図を示す。１２０１はトラッ
ク溝を示し、ホログラム素子１１０２で回折されなかっ
た０次光のスポット形状を１２０２に示す。スポット１
２０３は＋１次光が作るスポットであり、トラック溝と
直交方向の焦線が記録媒体より遠方にあり、トラック溝
と平行方向の焦線が記録媒体より手前に存在するため、
スポット形状は円形で直径５μｍ程度となる。一方、−
１次光が作るスポットはスポット１２０４であり、トラ
ック溝と直交方向の焦線が記録媒体より手前にあり、ト
ラック溝と平行方向の焦線が記録媒体より遠方に存在す
るため、＋１次光と同様にスポット形状は円形で直径５
μｍ程度となる。２つのスポット１２０３及び１２０４
がフォーカスエラー検出に用いられる。スポット１２０
３，１２０４共に直径５μｍ程度と絞られておらず、ト
ラック溝の変調とピットの影響を受けにくい形状となっ
ている。従って、フォーカスエラー信号の劣化を招く溝
横断ノイズ、及び、ピット信号のもれ込みをほとんど除
去することができるフォーカスエラー信号検出が得られ
る。

【００３９】記録媒体１１０５で反射した光はビームス
プリッター１１０３で反射し信号検出部に導かれる。フ
ォーカスエラー検出フォトダイオードは、＋１次光１１
１３のトラック溝と平行方向の焦線１１２０と直交方向
の焦線１１１８の中心と、−１次光１１１１のトラック
溝と平行方向の焦線１１２１と直交方向の焦線１１１９
の中心とに位置するよう設定してある。

【００４０】図１３に図１１で示したフォトダイオード
１１０７上での、センサー形状とフォーカスエラー検出
の概略を示す。センサー上には、３分割センサー１３０
４，１３０５と２分割センサー０９がほぼ等間隔に配置
されている。＋１次光１１１３は３分割センサー１３０
４に、−１次光１１１１は３分割センサー１３０５に入
射する。０次光が記録媒体上で合焦位置にある時、非点
収差を持っている為に、３分割センサー１３０４上のス
ポット形状は１３０１となり、合焦から遠くなる方向に
ずれるとスポット形状は１３０３になり、近づく方向に
ずれるとスポット形状１３０２になる。従って、センサ
ー出力の演算（１３０４ａ＋１３０４ｃ）−（１３０４ｂ）を行うことによりフォーカスエラー信号が得られる。

【００４１】一方、３分割センサー１３０５上での−１
次光は下記の通りとなる。０次光が記録媒体上で合焦位
置にある時、＋１次光と反対の非点収差を持っているた
め、３分割センサー１３０５上のスポット形状は１３０
６となり、合焦から遠くなる方向にずれるとスポット形
状は１３０７になり、近づく方向にずれるとスポット形
状１３０８になる。従って、センサー出力の演算（１３０５ａ＋１３０５ｃ）−（１３０５ｂ）を行うことによりフォーカスエラー信号が得られる。こ
こで、３分割センサー１３０５上でのフォーカスエラー
信号の極性は、３分割センサー１３０４での極性と逆に
なる。従って、３分割センサー１３０４，１３０５のセ
ンサー出力の演算（１３０４ａ＋１３０４ｃ＋１３０５ｂ）−（１３０４
ｂ＋１３０５ａ＋１３０５ｃ）を行うことにより、一つの３分割センサーで得られるフ
ォーカスエラー信号の倍の感度を持つフォーカスエラー
信号が得られる。また、ホログラムによる回折方向と３
分割センサーの分割線を平行にしてあり、しかも、この
フォーカスエラー信号検出では±１次光で逆の極性にな
り、その差動演算を行うため、温度変化等による波長変
動でもお互いの波長変動によるオフセットを補完し合
い、あらゆる環境変化に対しフォーカスオフセットの無
いフォーカスエラー信号が得られる。一方、記録媒体上
で０次光に対し対称位置に±１次光が配置されているた
め、記録媒体の傾きによるフォーカスオフセットも除去
できる構成となっている。また、光分岐手段から検出セ
ンサーの間に光学部品を用いなくてもフォーカスエラー
検出が可能となった。

【００４２】（実施例５）本発明における第５の実施例
におけるホログラム素子を示す断面図を図１４に示す。
これは、等間隔の回折素子をブレーズ化したものであ
る。回折格子の格子ピッチ１４０３は２２μｍである。
ここでは、回折角を２度としたためにこの格子ピッチに
なったが、これは設計で自由に変更出来るパラメータで
あり、回折角を大きく取るためには格子ピッチを狭くす
れば良い。格子深さは０次光と１次光の光量配分で決ま
る。本実施例では、０次光６０％、１次光２０％とし、
格子深さ１４０４は約１μｍとした。本実施例の格子ピ
ッチは等間隔であるが、実施例１から５の様にフォーカ
スエラー信号検出部の検出手段に合わせブレーズ化ホロ
グラムのパターンを変更しても、回折効率はピッチによ
ってほとんど変化しないために、格子深さを管理して製
造を行えば、所望のブレーズ化ホログラム素子を得るこ
とが出来る。また第６の実施例のブレーズ化ホログラム
素子ではパターンが直線等間隔であるため、図１５に示
す様に、大きな基板上にブレーズ化ホログラムパターン
を設け、１５０１に示す線で切断すれば、大量にしかも
安価にブレーズ化ホログラム素子が得られる。

【００４３】図１６に前記ブレーズ化ホログラム素子を
用いた光ヘッドの概略図を示す。半導体レーザ１６０１
より出射した光は、光分岐手段のビームスプリッタ１６
０３を透過し、ブレーズ化ホログラム素子１６０２に入
射する。ブレーズ化ホログラム素子１６０２によって１
次光１６０９として回折され、対物レンズ１６０４によ
って記録媒体１６０５上にスポット集光される。記録媒
体上で反射された１次光は、ブレーズ化ホログラム素子
１６０２では回折せず、ビームスプリッタ１６０３によ
って反射されエラー信号検出部１６０８にに導かれる。
一方、記録媒体上で反射された０次光は、ブレーズ化ホ
ログラム素子１６０２で回折し、ビームスプリッタ１６
０３によって反射されエラー信号検出部１６０８に導か
れる。信号検出部１６０８に入射した１次光１６１０は
シリンドリカルレンズ１６０６によって非点収差を与え
られ、エラー信号検出センサー１６０７に入射する。エ
ラー信号検出センサーの概略図を図１７に示す。ホログ
ラム素子１６０２によって回折されなかった光線はスポ
ット１７０６となり２分割センサー１７０５，に入射す
る。スポット１７０６の中の一部１７１１がトラックの
溝の変調を大きく受ける部分である。従って、センサー
出力の演算（１７０５ａ）−（１７０５ｂ）を行うことによりトラックエラー信号が得られる。

【００４４】また、０次回折光の戻り光１６１０は３分
割センサ１７０１上に入射し、回折されない光が記録媒
体上で合焦であるときにスポット形状１７０３の様なほ
ぼ丸い形状を示す。合焦から遠くなる方向にずれるとス
ポット形状は１７０２になり、近づく方向にずれるとス
ポット形状１７０４になる。従って、センサー出力の演
算（１７０１ａ＋１７０１ｃ）−（１７０１ｂ）を行うことによりフォーカスエラー信号が得られる。

【００４５】一方、ブレーズ化ホログラム素子１６０２
によって回折されなかった０次光１６１１は記録媒体上
で反射され、ブレーズ化ホログラム素子１６０２で回折
し、ビームスプリッタ１６０３によって光束１６１４と
なり信号検出部１６０８に導かれる。信号検出部には光
束１６１４のみをＳ波とＰ波に偏光分離する小型のマイ
クロ・ビームスプリッター１６１５が配置されており、
光束１６１６，１６１７に偏光分離される。光束１６１
６，１６１７はセンサー１６０７に入射し、スポット１
７０７，１７０８となり、センサー１７０９，１７１０
に入射する。従って、センサー出力の演算（１７０９）−（１７１０）を行うことにより光磁気信号が得られる。

【００４６】この様に、ブレーズ化ホログラムを用いる
ことにより、ブレーズ化ホログラム素子の往路での回折
光及び復路での回折光を無駄無くすべて信号再生に利用
でき、光磁気信号検出用光ヘッドの様な光利用効率に高
効率化を要求される光ヘッドにおいても、無理無く安価
な光ヘッドが得られる。

【００４７】（実施例６）本発明における第６の実施例
を図１８に示す。半導体レーザ１８０１はフォトダイオ
ード基板１８０２上に配置されている。半導体レーザ１
８０１より出射した光はフォトダイオード基板１８０２
上に作られたミラー１８０３によって反射される。ミラ
ー１８０３上には回折格子が、フォトダイオード基板１
８０２をエッチングすることによって形成されており、
回折格子はミラー斜面に対し平行に直線等間隔に作られ
ている。この回折格子で回折された光は、＋１次光１８
０６，−１次光１８０４となると同時に非点収差を与え
られる。非点収差は発散光中に角度を持った面に直線等
間隔回折格子を配置することによって得られるものであ
る。ミラーで反射及び回折された各光束は、ホログラム
素子１８０７を透過し、対物レンズ１８０８によって記
録媒体１８０９上にスポット１８１０，１８１１，１８
１２として集光される。記録媒体上で反射された光はホ
ログラム素子１８０７によって回折され光束１８１３，
１８１４，１８１５となり信号検出部に導かれる。

【００４８】エラー信号検出センサーの概略図を図１９
に示す。１９０２はフォトダイオードを形成しているシ
リコン基板であり、その基板上に半導体レーザ１９０１
が設置され、回折格子付きミラー１９０３が形成されて
いる。光束１８１３は、３分割センサー１９０４に入射
する。光束１８１３は、ミラー回折格子付きミラー１８
０３によって回折された＋１次光１８０４の記録媒体上
で反射された光であることから非点収差を持った光であ
る。従って、回折されない光が記録媒体上で合焦である
ときにスポット形状１９０７の様な楕円状の形状を示
し、合焦から遠くなる方向にずれるとスポット形状は１
９０８になり、近づく方向にずれるとスポット形状１９
０９になる。これにより、センサー出力の演算（１９０４ａ＋１９０４ｃ）−（１９０４ｂ）を行うことによりフォーカスエラー信号が得られる。同
様に、光束１８１５は、３分割センサー１９０５に入射
する。光束１８１５は、回折格子付きミラー１８０３に
よって回折された−１次光１８０６の記録媒体上で反射
された光であることから非点収差を持った光である。従
って、回折されない光が記録媒体上で合焦であるときに
スポット形状１９１２の様な楕円状の形状を示し、合焦
から遠くなる方向にずれるとスポット形状は１９１３に
なり、近づく方向にずれるとスポット形状１９１４にな
る。これにより、センサー出力の演算（１９０５ａ＋１９０５ｃ）−（１９０５ｂ）を行うことによりフォーカスエラー信号が得られる。こ
こで、３分割センサー１９０４で得られるフォーカスエ
ラー信号と、３分割センサー１９０５で得られるフォー
カスエラー信号とが極性が一致しているため、加算によ
り２倍の感度を持ったフォーカスエラー信号を得られ
る。センサー出力の演算は（１９０４ａ＋１９０４ｃ＋１９０５ａ＋１９０５ｃ）
−（１９０４ｂ＋１９０５ｂ）となる。

【００４９】回折格子付きミラー１８０３によって回折
されなかった光束１８１４はスポット１９１０となり２
分割センサー１９０６に入射する。スポット１９１０の
中の一部１９１１がトラックの溝の変調を大きく受ける
部分である。

【００５０】従って、センサー出力の演算（１９０６ａ）−（１９０６ｂ）を行うことによりトラックエラー信号が得られる。

【００５１】この光ヘッドの構成により、第４の実施例
で示した長所をそのまま活かしつつ、半導体レーザフォ
トダイオード一体型として、光ヘッドを非常に小型化で
き、しかも、光学部品点数が、半導体レーザフォトダイ
オード一体型素子以外には、対物レンズとホログラム素
子の２点という非常に安価な光ヘッドを得ることが出来
た。

【００５２】（実施例７）本発明における第７の実施例
における光ヘッドの概略図を図２０に示す。半導体レー
ザ２００１より出射した光は、フォトダイオード基板２
００２上に作られたミラーによって反射され、光束２０
０９となり反射ミラー２００３で反射される。反射ミラ
ー２００３上にはブレーズ化された直線回折格子が形成
されており、１次回折光２００６と０次回折光２００８
に分離される。対物レンズ２００４によって記録媒体２
００５上に、それぞれスポット２０１４、２０１３とし
て集光される。記録媒体２００５で反射した光は、ブレ
ーズ化された回折格子を持つ反射ミラー２００３によっ
て、光束２００６の０次光は２００７に、光束２００８
の１次光は２０１０になり反射する。光束２００７はそ
のままフォトダイオー２００２に入射する。光束２００
６はブレーズ化された回折格子を持つ反射ミラ２００３
で回折した時に非点収差を与えられているため、その戻
り光束２００７も非点収差を持つ。ここで、半導体レー
ザとフォトダイオード一体素子の概略図を図２１に示
す。光束２００７は３分割センサー２１０４に入射す
る。光束２００７は非点収差を持つため、ブレーズ化さ
れた回折格子を持つ反射ミラー２００３で回折されない
光が記録媒体上で合焦であるときに、スポット形状２１
０５の様なほぼ丸い形状を示す。合焦から遠くなる方向
にずれるとスポット形状は２１０６になり、近づく方向
にずれるとスポット形状２１０７になる。これにより、
センサー出力の演算（２１０４ａ＋２１０４ｃ）−（２１０４ｂ）を行うことによりフォーカスエラー信号が得られる。

【００５３】一方、ブレーズ化された回折格子を持つ反
射ミラー２００３で回折されない光束２００８の１次光
は２０１０になる。信号検出部には光束２０１０のみを
Ｓ波とＰ波に偏光分離する小型のマイクロ・ビームスプ
リッター２０１５が配置されており、光束２０１１，２
０１２に偏光分離される。光束２０１１は２分割センサ
ー２１０８に入射しスポット２１１１となり，光束２０
１２はセンサー２１０９に入射しスポット２１１２とな
る。従って、センサー出力の演算（２１０８ａ＋２１０８ｂ）−（２１０９）を行うことにより光磁気信号が得られる。

【００５４】また、スポット２１１１は、トラック溝の
変調部分が２１１０に存在するため、センサー出力の演
算（２１０８ａ＋２１０８ｂ）−（２１０９）を行うことによりトラックエラー信号が得られる。

【００５５】この様に、ブレーズ化ホログラムを反射ミ
ラー上に形成することにより、ブレーズ化ホログラム素
子の往路での回折光及び復路での回折光を無駄無くすべ
て信号再生に利用でき、光磁気信号検出用光ヘッドの様
な光利用効率に高効率化を要求される光ヘッドにおいて
も、無理無く安価な光ヘッドが得られる。また、回折素
子と反射ミラー及び光分岐素子が１部品で出来ているた
め、きわめて部品点数の少ない安価な光ヘッドが得られ
た。一方、小型の光ヘッドにすることによって、不要な
回折光の迷光化が懸念されるが、回折格子のブレーズ化
によって、不要回折光の発生しない光ヘッドが達成でき
る。

【００５６】（実施例８）本発明の光記憶装置の第１の
実施例を以下に示す。演算（２１０４ａ＋２１０４ｃ）−（２１０４ｂ）で得られたフォーカスエラー信号により、対物レンズ２
００４を電磁気アクチュエータで光軸方向に動かしフォ
ーカシング制御を行う。また、演算（２１０８ａ＋２１０８ｂ）−（２１０９）で得られたトラックエラー信号により、対物レンズ２０
０４を電磁気アクチュエータでトラック方向に制御し、
トラッキングサーボを行う。一方、センサー出力の演算（２１０８ａ＋２１０８ｂ）−（２１０９）を行うことにより光磁気信号が得られ、これにより情報
の再生を行う。また、センサ出力加算演算（２１０８ａ＋２１０８ｂ＋２１０９）により、基板上に予め刻まれているプリピットの信号の
再生が出来、アドレス、セクターマーク、及び、ＲＯＭ
信号等の再生ができる。

【００５７】この様にして、光磁気記録媒体の記録再生
ができる光記憶装置が得られた。

【００５８】（実施例９）本発明における第９の実施例
における光ヘッドの概略図を図２２に示す。半導体レー
ザ２２０１より出射した光は、フォトダイオード基板２
２０２上に作られたミラーによって反射され、光束２２
１０となり反射ミラー２２０３で反射される。反射され
た光はブレーズ化された直線回折格子が形成されいるホ
ログラム素子２２０６で回折される。ホログラム素子２
２０６は紙面に垂直な方向に２分割されており、左の領
域は、光束２２０７に回折され、右の領域は、光束２２
０９に回折され、回折方向はお互いに対称な方向であ
る。ここで、トラック溝方向は紙面に垂直である。図２
３にブレーズ化された直線回折格子が形成されいるホロ
グラム素子のパターン図を示す。２３０１はホログラム
素子の領域を分割する分割線である。回折格子パターン
は直線であり、パターン２３０２と２３０３は分割線に
対し対称な角度８２゜に設定されている。この角度はフ
ォトダイオードの形状等で設計し決定すれば良い。２３
０４はホログラム素子に入射するスポット形状を示し、
２３０５にトラック溝で変調される部分を示す。往路で
回折された光束２２０９、２２０７は記録媒体で反射し
ホログラム素子２２０６で回折せず透過し、光束２２１
２、２２１１となり、半導体レーザ・フォトダイオード
一体型素子に入射する。

【００５９】ここで、半導体レーザとフォトダイオード
一体素子の概略図を図２４に示す。光束２２１１は２分
割センサー２４０４に入射する。ホログラム素子２２０
６で回折されない光が記録媒体上で合焦であるときに、
２分割センサー２４０４上のスポット形状は２４０８の
様にほぼ絞られて、分割線上にある。合焦から遠くなる
方向にずれるとスポット形状は２４０９になり、近づく
方向にずれるとスポット形状２４１０になる。これによ
り、センサー出力の演算（２４０４ａ）−（２４０４ｂ）を行うことによりフォーカスエラー信号が得られる。

【００６０】一方、光束２２１２は２分割センサー２４
０５に入射する。ホログラム素子２２０６で回折されな
い光が記録媒体上で合焦であるときに、２分割センサー
２４０４上のスポット形状は２４１１の様にほぼ絞られ
て、分割線上にある。合焦から遠くなる方向にずれると
スポット形状は２４１２になり、近づく方向にずれると
スポット形状２４１３になる。これにより、センサー出
力の演算（２４０５ａ）−（２４０５ｂ）を行うことによりフォーカスエラー信号が得られる。こ
れは２分割センサー２４０４で得られるフォーカスエラ
ー信号と極性が一致しているため、センサー出力の演算（２４０４ａ＋２４０５ａ）−（２４０４ｂ＋２４０５
ｂ）を行うことにより倍の感度のフォーカスエラー信号が得
られる。

【００６１】ブレーズ化された直線回折格子が形成され
ているホログラム素子２２０６で回折され無かった光束
２２０８の記録媒体２２０５からの反射光のホログラム
素子２２０６での回折光は光束２２１２、２２１１と発
光点に対し対称位置に戻り、センサー２２０６、２２０
７上のスポット２２１４、２２１５となる。このスポッ
トはホログラムの２分割で分離されたもので、その各々
がトラック溝の変調成分を有しているため、センサー出
力の演算（２４０６）−（２４０７）を行うことによりトラックエラー信号が得られる。

【００６２】この様に、ブレーズ化ホログラムを反射ミ
ラー上に形成することにより、ブレーズ化ホログラム素
子の往路での回折光及び復路での回折光を無駄無くすべ
て信号再生に利用でき、光利用効率に高効率化を要求さ
れる光ヘッドにおいても、無理無く安価な光ヘッドが得
られる。また、小型の光ヘッドにすることによって、不
要な回折光の迷光化が懸念されるが、回折格子のブレー
ズ化によって、不要回折光の発生しない光ヘッドが達成
できた。一方、半導体レーザ・フォトダイオード一体型
素子を用いたヘッドにおいても記録媒体の傾きによるフ
ォーカスオフセットの発生しない光ヘッドが得られる。

【００６３】（実施例１０）本発明の光記憶装置の第２
の実施例を以下に示す。演算（２４０４ａ＋２４０５ａ）−（２４０４ｂ＋２４０５
ｂ）で得られたフォーカスエラー信号により、対物レンズ２
２０５を電磁気アクチュエータで動かしフォーカシング
制御を行う。また、演算（２４０６）−（２４０７）で得られたトラックエラー信号により、対物レンズ２２
０５を電磁気アクチュエータでトラック方向に制御し、
トラッキングサーボを行う。一方、センサー出力加算演
算（２４０６＋２４０７）により、基板上に予め刻まれているプリピットの信号の
再生が出来、アドレス、セクターマーク、及び、ＲＯＭ
信号等の再生ができ、同時に、相変化記録媒体、等の反
射率変化による情報記録媒体の情報再生ができる。

【００６４】この様にして、相変化記録媒体、及び、Ｃ
Ｄ−Ｒ、等の記録再生、及び、ＲＯＭディスクの再生が
できる光記憶装置が得られる。

【００６５】

【発明の効果】以上、説明した如く、本発明によれば、
回折された光が結ぶスポットでは記録溝による変調及び
ピットからの影響が非常に小さくなり、その光を用いた
フォーカスエラー検出であるため、溝横断ノイズ及びピ
ットによる外乱もほとんど無い良好なフォーカスエラー
信号を得られる。

【００６６】また、本発明によれば、回折方向とセンサ
ーの分割線を平行に設定してあるため温度変化等、あら
ゆる環境変化に対しフォーカスオフセットの無い安定し
たフォーカスエラー信号が得られる。

【００６７】本発明によれば、記録媒体上で０次光に対
し対称位置に±１次光が配置されているため、記録媒体
の傾きによるフォーカスオフセットも除去できる。

【００６８】本発明によれば、光分岐手段から検出セン
サーの間に特殊な光学部品を用いなくてもフォーカスエ
ラー検出が可能となり、小型で部品点数の少ない安価な
光ヘッドが実現できる。

【００６９】本発明のブレーズ化ホログラムを用いるこ
とにより、ブレーズ化ホログラム素子の往路での回折光
及び復路での回折光を無駄無くすべて信号再生に利用で
き、光磁気信号検出用光ヘッドの様な光利用効率に高効
率化を要求される光ヘッドにおいても、無理無く安価な
光ヘッドが得られる。

【００７０】本発明の光ヘッドの構成により、半導体レ
ーザフォトダイオード一体型として、光ヘッドを非常に
小型化でき、しかも、光学部品点数が、半導体レーザフ
ォトダイオード一体型素子以外には、対物レンズとホロ
グラム素子の２点という非常に安価な光ヘッドを得るこ
とが出来る。

【００７１】本発明によれば、ブレーズ化ホログラムを
反射ミラー上に形成することにより、ブレーズ化ホログ
ラム素子の往路での回折光及び復路での回折光を無駄無
くすべて信号再生に利用でき、光磁気信号検出用光ヘッ
ドの様な光利用効率に高効率化を要求される光ヘッドに
おいても、無理無く安価な光ヘッドが得られる。また、
回折素子と反射ミラー及び光分岐素子が１部品で出来て
いるため、きわめて部品点数の少ない安価な光ヘッドが
得られる。一方、小型の光ヘッドにすることによって、
不要な回折光の迷光化が懸念されるが、回折格子のブレ
ーズ化によって、不要回折光の発生しない光ヘッドが達
成できる。

【００７２】本発明によれば、半導体レーザ・フォトダ
イオード一体型素子を用いたヘッドにおいても記録媒体
の傾きによるフォーカスオフセットの発生しない光ヘッ
ドが得られる。

【００７３】本発明の光記憶装置によれば、非常に小型
で、しかも、薄型の光記憶装置が達成でき、携帯用パソ
コンにも搭載可能となる。

【００７４】以上のように本発明は光技術の発展に大き
く貢献するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の光ヘッドの概略図。

【図２】本発明の実施例１におけるセンサー部の概略
図。

【図３】本発明の実施例２におけるホログラム素子の
パターンを示す概略図。

【図４】本発明の実施例２の光ヘッドの概略図。

【図５】本発明の実施例２のセンサー形状を示す概略
図。

【図６】本発明の実施例３におけるホログラム素子の
パターンを示す概略図。

【図７】本発明の実施例３の光ヘッドの概略図。

【図８】本発明の実施例３の記録媒体上のスポット形
状を示す概略図。

【図９】本発明の実施例３のセンサー形状を示す概略
図。

【図１０】本発明の実施例４におけるホログラム素子
のパターンを示す概略図。

【図１１】本発明の実施例４の光ヘッドの概略図。

【図１２】本発明の実施例４の記録媒体上のスポット
形状を示す概略図。

【図１３】本発明の実施例４のセンサー形状を示す概
略図。

【図１４】本発明の実施例５のホログラム素子の断面
を示す概略図。

【図１５】本発明の実施例５のホログラム素子製造方
法を示す概略図。

【図１６】本発明の実施例５の光ヘッドの概略図。

【図１７】本発明の実施例５のセンサー形状を示す概
略図。

【図１８】本発明の実施例６の光ヘッドの概略図。

【図１９】本発明の実施例６のセンサー形状を示す概
略図。

【図２０】本発明の実施例７の光ヘッドの概略図。

【図２１】本発明の実施例７の半導体レーザ・フォト
ダイオード一体型素子の概略図。

【図２２】本発明の実施例８の光ヘッドの概略図。

【図２３】本発明の実施例８におけるホログラム素子
のパターンを示す概略図。

【図２４】本発明の実施例８の半導体レーザ・フォト
ダイオード一体型素子の概略図。

【図２５】従来の光ヘッドの概略図。

【図２６】従来のセンサー形状を示す概略図。

【図２７】従来の半導体レーザ・フォトダイオード一
体型素子の概略図。

【符号の説明】

１０１４０１７０１１１０１１６０１１８０
１１９０１２００１２２０１２４０１２５０１２７０１半導体レー
ザ１０２３０２６０１７０２１００１１１０２
１８０７２７０５ホログラム素子１０３４０３７０３１６０３２５０２ビーム
スプリッタ１０４４０４７０４１６０４１８０８２００
４２２０４２５０３２７０６対物レンズ１０５４０５７０５１６０５１８０９２００
５２２０５２５０５２７０７記録媒体１０６１６０６２５０６シリンドリカルレンズ１０７４０７１６０７２００２２５０７エラ
ー信号検出センサー１０８１６０８信号検出部１０９１１０４０８４１０７０８７１０１
８１３１８１４１８１５回折光１１１１１２非点収差を与えられた回折光２０１２０２２０３２０４２０５２０６３
分割センサー２０７２０８５１５９０９９０９１３０９
１７０５１９０６２１０８２４０４２４０５
２分割センサー２０９２１２５１１５１３９０１９０６１
３０１１３０６１７０３１９０７１９１２２
１０５２４０８２４１１２６０２合焦時センサ
ー上のスポット形状２１０２１３５１７５２０９０２９０８１
３０３１３０７１７０２１９０８１９１３２
１０６２４０９２４１２２６０１合焦から遠く
に外れた場合のセンサー上のスポット形状２１１２１４５１８５１９９０３９０７１
３０２１３０８１７０４１９０９１９１４２
１０７２４１０２４１３２６０３合焦から近く
に外れた場合のセンサー上のスポット形状２１５５１２８０２１２０２１７０６１９１
００次回折光のセンサー上のスポット形状２１６１７１１１９１１２１１０２３０５２
６０８トラック溝の変調を強く受ける部分２１７ホログラムによる回折方向３０１ほぼ同心円上のホログラムパターンの中心３０３６０２１００２２３０４ホログラム素子
に入射する光束形状３０４６０３１００３２３０２２３０３ホロ
グラムパターン４０９７０９１１０９２００８２２１００次
回折光４１１４１３７１１７１３回折光の記録媒体か
らの戻り光４１２７１２１１１２０次回折光の記録媒体から
の戻り光５１４５１６９０４９０５１３０４１３０５
１７０１１９０４１９０５２１０４３分割センサー６０４１００４トラック溝方向７１４７１６１１１４１１１６トラック溝と直
交方向の焦線７１５７１７１１１５１１１７トラック溝と平
行方向の焦線７１８７１９１１１８１１１９記録媒体からの
戻り光のトラック溝と直交方向の焦線７２０７２１１１２０１１２１記録媒体からの
戻り光のトラック溝と平行方向の焦線８０１１２０１トラック溝８０３１２０３１８１０＋１次光記録媒体上のス
ポット形状８０４１２０４１８１２ −１次光記録媒体上のス
ポット形状１８１０２０１３０次光記録媒体上のスポット形状１１１０１６０９１８０６＋１次回折光１１０８１８０４ −１次回折光１１１１ −１次回折光の記録媒体からの戻り光１１１３１６１０＋１次回折光の記録媒体からの戻
り光１４０２１６０２１８０７ブレーズ化ホログラム１４０３格子ピッチ１４０４格子深さ１５０１切断線１６１４０次光の記録媒体からの戻り光のホログラム
による回折光１６１５２０１５マイクロ・ビームスプリッター１６１６１６１７２０１１２０１２偏光分離さ
れた光束１７０９１７１０２４０６２４０７無分割セン
サー１７０７１７０８２１１１２１１２偏光分離さ
れた光束がセンサー上で作るスポット形状１８０２１９０２２００２２２０２２７０３
フォトダイオード基板１８０３２４０２フォトダイオード基板上に形成さ
れたミラー１９０３回折格子付きミラー２００３フォトダイオード基板上に形成されたブレー
ズ化ホログラム付きミラー２０１３０次光記録媒体上のスポット２０１４１次光記録媒体上のスポット２１０３２４０３ＡＰＣセンサー２００７１次回折光の記録媒体からの戻り光で、ホロ
グラム素子の非回折光束２００９０次回折光の記録媒体からの戻り光で、ホロ
グラム素子の非回折光束２０１００次回折光の記録媒体からの戻り光で、ホロ
グラム素子の回折光束２２０３２７０２反射ミラー２２０６２分割ホログラム素子２２０７ホログラム左の領域で回折された光束２２０９ホログラム右の領域で回折された光束２２１１ホログラム左の領域で回折され、記録媒体か
らの戻り光２２１２ホログラム右の領域で回折され、記録媒体か
らの戻り光２３０１２分割ホログラムの分割線２４１４２４１５往路で回折されず、復路で回折さ
れたセンサー上でのスポット形状２７０４検出センサー２６０４２６０５２６０６２６０７４分割セン
サー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体レーザからの出射光を、対物レン
ズにより光情報記録媒体に集光し、この光情報記録媒体
からの反射光を第１の光分岐手段により分岐し、分岐さ
れた光を光検出部に導き、情報の記録、再生または消去
を行う光ヘッドにおいて、半導体レーザと第１の光分岐手段との間に、第２の光分
岐手段を有し、前記半導体レーザから出射し、前記第２
の光分岐手段において回折された回折光の光情報記録媒
体からの反射光を、第１の光分岐手段により合焦検出部
に導くことを特徴とする合焦検出手段。
【請求項２】請求項１において、前記第２の光分岐手段は、光量の一部を回折させるホロ
グラム素子であり、このホログラム素子で回折された±
１次光の光情報記録媒体からの反射光をそれぞれ短冊状
の３分割センサーに導き、短冊状センサーの長辺方向を
前記ホログラムの回折方向と平行にするとともに、前記３分割センサーの中心のセンサー出力と、両側のセ
ンサー出力の和とを、差動演算することにより合焦検出
を行うことを特徴とする合焦検出手段。
【請求項３】請求項１において、前記第２の光分岐手段は、光量の一部を回折させるホロ
グラム素子であり、このホログラム素子を概ね同心円上
の回折格子パターンの一部とすることを特徴とする合焦
検出手段。
【請求項４】請求項１において、前記第２の光分岐手段は、光量の一部を回折させるホロ
グラム素子であり、このホログラム素子を直線不等間隔
回折格子パターンとし、直線部の方向を前記情報記録媒
体の溝に対し垂直方向とすることにより、この溝と垂直
方向にデフォーカスさせる非点収差発生ホログラム素子
とすることを特徴とする合焦検手段。
【請求項５】請求項１において、前記第２の光分岐手段は、光量の一部を回折させるホロ
グラム素子であり、このホログラム素子を概ね双曲線群
回折格子パターンとし、このホログラムの非回折光の前
記光記録媒体上の集光点に対し、非点収差を有する回折
光の光収束位置が、非回折光に関して互いに反対方向で
概ね等距離にあることを特徴とする合焦検出手段。
【請求項６】請求項１において、前記第２の光分岐手段は、光量の一部を回折させるホロ
グラム素子であり、このホログラム素子をブレーズ化し
たホログラムとすることを特徴とする合焦検出手段。
【請求項７】前記半導体レーザと前記光検出部を一体
とし、前記光検出部に前記半導体レーザからの出射光を
反射させるミラーを有する光ヘッドにおいて、前記ミラー上に、直線等間隔回折格子をも形成した請求
項２ないし６いずれかに記載のホログラムを有すること
を特徴とする合焦検出手段。
【請求項８】半導体レーザからの出射光を、対物レン
ズにより光情報記録媒体に集光し、光情報記録媒体から
の反射光を第１の光分岐手段により分岐し、分岐された
光を光検出部に導き、情報の記録、再生または消去を行
う光ヘッドにおいて、前記第１の光分岐手段上または前記第１の光分岐手段と
前記光情報記録媒体との間に、光量の一部を回折させ
る、ブレーズ化したホログラム素子を有し、前記半導体レーザから出射し、前記ブレーズ化したホロ
グラム素子において回折された回折光の光情報記録媒体
からの反射光を、合焦検出部に導くことを特徴とする合
焦検出手段。
【請求項９】請求項８において、前記のブレーズ化したホログラム素子を少なくとも２つ
の領域に分割し、前記ホログラム素子で回折された１次光の光情報記録媒
体からの反射光をそれぞれ２分割センサーに導き、この２分割センサーの分割線方向を前記ホログラムの回
折方向と平行とし、前記２分割センサーの互いの出力を差動演算することに
より合焦検出を行うことを特徴とする合焦検出手段。
【請求項１０】請求項８において、前記のブレーズ化したホログラム素子で回折された１次
光の光情報記録媒体からの反射光を短冊状の３分割セン
サーに導き、この短冊状センサーの長辺方向を前記ホログラム素子の
回折方向と平行とし、前記３分割センサーの中心のセンサー出力と、両側のセ
ンサー出力の和とを、差動演算することにより合焦検出
を行うことを特徴とする合焦検出手段。
【請求項１１】半導体レーザと光検出部を一体にし、
第１の光分岐手段を有する光ヘッドにおいて、前記半導体レーザと前記第１の光分岐手段との間に光量
の一部を回折させるホログラム素子を有し、前記半導体レーザから出射し、前記ホログラム素子にお
いて回折された回折光の光情報記録媒体からの反射光
を、前記第１の光分岐手段により合焦検出部に導き、前記ホログラム素子により回折されず、光記録媒体によ
って反射され、前記第１の光分岐手段によって分岐され
た光を、トラックエラー検出および情報信号検出部に入
射させることを特徴とする光ヘッド。
【請求項１２】半導体レーザと光検出部と半導体レー
ザ出射光を反射させるミラーとが一体化され、第１のホ
ログラム素子によって光分岐を行う光ヘッドにおいて、
前記ミラーの斜面に形成された第２のホログラムにより
回折させ、光記録媒体によって反射された光を、前記第
１のホログラム素子で回折させず合焦検出部に入射さ
せ、前記第２のホログラムにより回折させず、前記光記録媒
体によって反射され、前記ホログラム素子で回折させた
光を、トラックエラー検出および情報信号検出部に入射
させることを特徴とする光ヘッド。
【請求項１３】請求項１１または１２記載の光ヘッド
を用いたことを特徴とする光記憶装置。