JPH08249710A

JPH08249710A - 光ヘッド

Info

Publication number: JPH08249710A
Application number: JP7231010A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Ouchida; 茂大内田; Hiroyoshi Funato; 広義船戸
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1995-01-12
Filing date: 1995-09-08
Publication date: 1996-09-27
Anticipated expiration: 2015-09-08
Also published as: US5684779A; JP3047314B2

Abstract

(57)【要約】【課題】光利用効率が高く、安定した信号検出が行
え、小型で低コストな光ヘッドを提供すること。【解決手段】入射した光の偏光方向により出射する光
の出射角（又は光軸）が異なる光学素子１１をレーザ光
源１と対物レンズ１４との間の光路上に配設し、光情報
記録媒体６からの反射光Ｑが光学素子１１を通過した光
路上に回折格子１５を配設し、この回折格子１５を通過
した光を受光素子７に導くようにすることで、レーザ光
源１からの出射光Ｐは、回折格子１５を介さずに光情報
記録媒体６に導かれ、この光情報記録媒体６からの反射
光Ｑは光学素子１１の光分離機能により出射光Ｐと分離
されて回折格子１５を通過し、受光素子７に導かれ、光
利用効率の高い状態で信号検出が行われるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光情報記録媒体の
面上に対物レンズにより集光させた光スポットを照射し
て情報の記録、再生又は消去を行う光ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の光ヘッドの構成の一例として、特
開昭６４−５５７４５号公報に記載された光ヘッドを例
に採り、図２４に基づいて説明する。レーザ光源１から
出射された光は、回折素子２の格子回折面３に入射し、
その格子回折面３の中心の回折格子部３ａと周辺の非回
折格子部３ｂとを通過することによって０次光４ａと±
１次光４ｂ，４ｃとの３つの光束に分離される。これら
３光束４ａ，４ｂ，４ｃは、格子回折面３とは反対側の
ホログラフィックグレーティング面５を通過し、対物レ
ンズ（図示せず）により集光され、光情報記録媒体とし
ての光ディスク６の面上に光スポットの状態で照射され
る。そのディスク面上では、０次光４ａを用いて情報を
読取り、±１次光４ｂ，４ｃはトラック状態を検知し
て、反射光となって再び回折素子２のホログラフィック
グレーティング面５に入射する。このホログラフィック
グレーティング面５により、レーザ光源１に向かう透過
光と、受光素子７に向かう回折光とに分離される。この
場合、回折光は、１次回折光８ａ，８ｂ，８ｃと１次回
折光９ａ，９ｂ，９ｃとの２組の光に分離され、受光素
子７上の６つの受光面Ａ〜Ｆに導かれる。

【０００３】図２５（ａ）〜（ｃ）は、受光素子７の面
上での光スポット形状を示すものであり、（ｂ）はディ
スク面が合焦時にある時、（ａ）、（ｃ）はディスク面
が合焦時から近い時、遠い時の様子を示すものである。
ここでは、ウェッジプリズム法を用いてフォーカスエラ
ー信号Ｆｅが検出され、また、トラックエラー信号Ｔｅ
や再生信号Ｒｆは３ビーム法を用いて検出される。その
算出式は、Ｆｅ＝（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ） …（１）Ｔｅ＝Ｅ−Ｆ …（２）Ｒｆ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ …（３）となる。このようにして得られた信号を用いて光ディス
ク６に記録された情報の再生や、フォーカス制御、トラ
ッキング制御等のサーボ制御が行われる。

【０００４】一方、特開平３−２２５６３５号公報或い
は特開平３−２２５６３６号公報に記載された光ヘッド
の例を図２６に示す。この光ヘッドは複屈折回折格子型
構造を利用することにより光学系の１軸系化、及び、光
利用効率の向上を図ったもので、半導体レーザ４１から
出射された光は、複屈折回折格子型構造の回折格子４２
により３ビーム化された後、コリメートレンズ４３によ
り各々平行光とされる。次いで、１／４波長板４４によ
り円偏光に変換され、対物レンズ４５により光ディスク
４６の面上に光スポットの状態で照射される。光ディス
ク４６で反射された反射光は、再び対物レンズ４５及び
１／４波長板４４を通って円偏光から出射光の偏光面と
垂直な直線偏光に変換される。この結果、反射光は回折
格子４２を透過し、今度はホログラム素子４７で回折さ
れる。回折された光は６分割受光素子４８や受光素子４
９により受光され、サーボ信号や再生信号の検出に供さ
れる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図２４の従来例では、
格子回折面３とホログラフィックグレーティング面５と
を備えた回折素子２は単に光を分岐させるだけの機能し
かないため、レーザ光源１からの出射光のうち光ディス
ク６に照射されない回折光などが発生したり、ディスク
面からの反射光のうち受光素子７に導かれない透過光な
どが発生したりするため、光利用効率が悪いものとな
る。このような光利用効率の低下の現象は再生専用の光
ヘッド（ＣＤ、ＬＤ等）ではあまり問題にはならない
が、追記型や書換え型の光ヘッドでは、そのように光利
用効率が低いとディスク面上で記録時に十分な光パワー
が得られず、しかも、受光素子７に検出される信号のＣ
Ｎ比も低下する。従って、十分な光パワーを得るため
に、高出力なレーザ光源を用いなければならずコスト高
となる。

【０００６】この点、図２６の従来例によれば、光利用
効率の向上が意図されているが、高価な結晶（複屈折回
折格子型構造の回折格子４２、ホログラム素子４７）を
２つも必要とするため、コスト高になる。さらには、複
屈折回折格子型構造の場合には、結晶の常光と異常光と
の屈折率差が小さく、屈折率の経時安定性もよくないた
め、回折効率が十分大きくならない。この結果、光ディ
スク４６からの反射光を十分に受光素子４８，４９に導
くことができず、効率のよい信号検出を行えない。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、レーザ光源からの出射光を対物レンズにより集光し
て光情報記録媒体の面上に光スポットを照射して情報の
記録を行うと共に、前記光情報記録媒体からの反射光を
受光素子に導いて情報の再生を行う光ヘッドにおいて、
入射した光の偏光方向により出射する光の出射角又は光
軸が異なる光学素子をレーザ光源と対物レンズとの間の
光路上に配設し、光情報記録媒体からの反射光が光学素
子を通過した光路上に回折格子を配設し、この回折格子
を通過した光を前記受光素子に導くようにした。

【０００８】従って、レーザ光源からの出射光が光情報
記録媒体に向かう光路では、その出射光は回折格子を通
らずに進んでいき、一方、光情報記録媒体からの反射光
が受光素子に向かう光路では、その反射光は光学素子に
より出射光とは分離され回折格子を通って進んでいく。
これによって、レーザ光源からの出射光はその光量がほ
とんど減少することなく光情報記録媒体面上に到達し、
さらに、その反射光もその光量がほとんど減少すること
なく受光素子に到達する。

【０００９】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
光ヘッドにおいて、受光素子を複数に分割された受光面
により形成し、回折格子により分離された０次光を受光
面のうちの一つの受光面に導きかつ０次光以外の光を０
次光検出用の受光面以外の受光面に導き、０次光検出用
の受光面に接続されるアンプを０次光以外の光検出用の
受光面に接続されるアンプよりも高速用アンプとした。

【００１０】従って、光情報記録媒体からの反射光が回
折格子を通過した光のうち、回折しなかった０次光は受
光素子の一つの受光面に導かれ、回折した０次光以外の
光（主に、１次光）は他の受光面に導かれ、０次光を検
出した受光面からの信号のみが高速用アンプを介して再
生信号として用いられる。

【００１１】請求項３記載の発明では、レーザ光源と前
記対物レンズとの間の光路上に、偏光方向により回折効
率が異なる回折格子を基板両面に有し、少なくとも一方
の面の回折格子が格子形状（格子ベクトルや格子ピッチ
等）の異なる２つの回折格子の重ね合わせにより形成さ
れた両面回折素子を配設し、この両面回折素子を通過し
た前記反射光を前記受光素子に導くようにした。

【００１２】従って、例えば、ピッチが波長よりも短い
高密度の回折格子によればその回折効率が偏光依存性を
有することから、偏光方向の異なる出射光と反射光とは
両面回折素子によって分離される。加えて、光情報記録
媒体からの反射光が、基板の少なくとも一方の面に格子
形状（格子ベクトルや格子ピッチ等）が異なる回折格子
が２つ重ね合わせて形成された両面回折素子を通過する
ことによって、１次光が２つ発生し、それら２つの１次
光の光路差からビームサイズ法を用いてフォーカス信号
検出を行うことが可能となる。

【００１３】請求項４記載の発明では、レーザ光源と対
物レンズとの間の光路上に、両面に偏光方向により回折
効率が異なる回折格子を有する格子基板と、この格子基
板を両側から挾んだ２つのプリズムとが一体に形成され
たプリズム回折素子を配設し、このプリズム回折素子を
通過した前記反射光を前記受光素子に導くようにした。

【００１４】従って、例えば、ピッチが波長よりも短い
高密度の回折格子によればその回折効率が偏光依存性を
有することから、偏光方向の異なる出射光と反射光とは
格子基板によって分離される。このような格子基板に２
つのプリズムを組み合わせたキューブ形状のプリズム回
折素子を用いるだけで、光情報記録媒体へ向かう出射光
や受光素子へ向かう反射光の非点収差の発生が抑えられ
る。ここに、キューブ形状のプリズム回折素子は、基板
の両面に多数の回折格子を予め形成し、その多数の回折
格子をもつ基板を一定間隔で切断することによって格子
基板を作製でき、その個々の格子基板の両側から単にプ
リズムを貼り合わせることによって簡単に作製できる。

【００１５】請求項５記載の発明では、請求項４記載の
光ヘッドにおいて、両面に回折格子が形成された格子基
板の面は、回折格子が形成された回折格子部と、プリズ
ムと接する平面部とからなり、回折格子部と平面部との
間に回折格子の先端が平面部よりも低くなるような段差
を形成した。

【００１６】従って、回折格子部と平面部との間に回折
格子の先端が平面部よりも低くなるように形成された段
差を有することにより、格子基板の両側から貼り合わさ
れるプリズムの間隔は一段と狭くなる。

【００１７】請求項６記載の発明では、請求項４記載の
光ヘッドにおいて、両面に回折格子を有する格子基板の
面は、回折格子が形成された回折格子部と、この回折格
子部の周辺領域に形成された溝部と、プリズムに接する
平面部とからなり、回折格子部と平面部との間に回折格
子の先端が平面部よりも低くなるような段差を形成し
た。

【００１８】従って、回折格子部の周辺領域に形成され
た溝部を有するので、格子基板の平面部とプリズムの面
とを接着する接着剤が回折格子側に流入するのを防止さ
れる。また、回折格子部と平面部との間に回折格子の先
端が平面部よりも低くなるように形成された段差を有す
ることにより、格子基板の両側から貼り合わされるプリ
ズムの間隔は一段と狭くなる。

【００１９】請求項７記載の発明では、請求項４，５又
は６記載の光ヘッドにおいて、格子基板の両面に形成さ
れた２つの回折格子のうちの少なくとも一方に、チャー
ピング処理を施した。

【００２０】従って、格子基板の回折格子により回折さ
れた光はプリズムを通過する際に収差が発生するが、そ
の回折格子にはチャーピング処理が施されているため収
差が補正される。

【００２１】請求項８記載の発明では、請求項４記載の
光ヘッドにおいて、格子基板が、出射光と反射光とを光
軸分離させる板厚を有している。

【００２２】従って、出射光と反射光との分離は、格子
基板の両面に形成された２つの回折格子のピッチ差によ
っても可能であるが、格子基板の板厚による光軸分離機
能を併せることにより、ピッチ差による分離角を大きく
とることなく、出射光と反射光とが大きく分離される。
よって、一方の回折格子のピッチが回折効率の偏光依存
性を示す最適な条件から外れるようなことなく、レーザ
光源と受光素子との適正な配置関係を採れる。

【００２３】請求項９記載の発明では、請求項４，５，
６，７又は８記載の光ヘッドにおいて、格子基板の少な
くとも一方の面の回折格子が、格子形状の異なる複数の
回折格子の重ね合わせにより形成されている。

【００２４】従って、光情報記録媒体からの反射光が、
格子形状（格子ベクトルや格子ピッチ等）が異なる回折
格子を重ね合わせて形成された格子基板を通過すること
によって、１次光が２つ発生し、これらの２つの１次光
の光路差からビームサイズ法を用いてフォーカス信号検
出を行うことが可能となり、領域分割された回折格子に
よる場合に比して、光軸合わせも容易となる。

【００２５】請求項１０記載の発明では、請求項４，
５，６，７，８又は９記載の光ヘッドにおいて、２つの
プリズムの何れか一方が、プリズムに入射する光を３つ
の光束に分割する回折素子を有している。

【００２６】従って、光情報記録媒体のチルトに対して
信号検出が安定している３ビーム法や差動プッシュプル
法によるトラッキング信号検出が可能となる。

【００２７】請求項１１記載の発明では、請求項４，
５，６，７，８，９又は１０記載の光ヘッドにおいて、
格子基板の一方の面の回折格子は、対物レンズから受光
素子に向かう反射光のみが通過する領域に形成されてい
る。

【００２８】従って、レーザ光源から出射されて光情報
記録媒体に向かう出射光は、格子基板の他方の面の回折
格子のみを通過することになり、無駄な回折光が発生せ
ず、光利用効率がより高くなる。

【００２９】請求項１２記載の発明では、請求項４，
５，６，７，８，９，１０又は１１記載の光ヘッドにお
いて、格子基板の各回折格子と各プリズムとの間の空気
層の厚さが１５μｍ以下とされている。

【００３０】従って、回折効率に偏光依存性を持たせる
ために必須な空気層が薄いため、レーザ光源から対物レ
ンズへ向かう出射光の波面収差の発生が抑えられ、光情
報記録媒体の面上の光スポットを回折限界まで集光させ
る支障とならない。

【００３１】請求項１３記載の発明では、請求項４，
５，６，７，８，９，１０，１１又は１２記載の光ヘッ
ドにおいて、格子基板の屈折率を、２つのプリズムの屈
折率よりも大きくした。

【００３２】従って、プリズム回折素子としては、薄い
平行平板が傾いて存在していると等価的な効果が得ら
れ、レーザ光源が有する非点格差が補正されるので、非
点格差の大きなレーザ光源であっても使用可能となる。

【００３３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の第１の形態を図１
及び図２に基づいて説明する（請求項１記載の発明に対
応する）。本実施の形態における光ヘッドでは、レーザ
光源としての半導体レーザ１（以下、ＬＤという）と、
受光素子７（以下、ＰＤという）とが、ステム１０上に
近接配置されている。ＬＤ１と光情報記録媒体としての
光ディスク６との間の出射光路上には、光学素子として
のウォラストンプリズム１１、コリメートレンズ１２、
１／４波長板１３、対物レンズ１４が順次配置されてい
る。また、ウォラストンプリズム１１とＰＤ７との間の
反射光路上には、基板１５ａの一面に形成された回折格
子１５が配置されている。

【００３４】このような構成において、今、ＬＤ１から
出射された直線偏光の出射光Ｐは、ウォラストンプリズ
ム１１を透過し、コリメートレンズ１２により平行光と
される。そして、その平行光とされた出射光Ｐは、１／
４波長板１３により円偏光となり、対物レンズ１４によ
り集光され、光ディスク６の面上に光スポットの状態で
照射される。このディスク面の情報を読取って反射され
た反射光Ｑは、１／４波長板１３で出射光Ｐと９０度方
向を変えた直線偏光となり、ウォラストンプリズム１１
に入射する。これにより、その直線偏光とされた反射光
Ｑは光路を曲げられ出射光Ｐとは分離され、回折格子１
５へと導かれる。

【００３５】即ち、ウォラストンプリズム１１は入射し
た光の偏光方向により出射する光の出射角を異ならせる
光学素子として作用する。図２により原理を説明すれ
ば、入射光の偏光方向がＺ方向の時には出射角θ＝０°
となり、入射光の偏光方向がＸ方向の時には出射角θ＝
１°となる。これによって、入射した光の偏光方向によ
りウォラストンプリズム１１から出射する光の出射角θ
を変えることができる。

【００３６】このようにして回折格子１５に入射した反
射光Ｑは、複数の光束（０次光、±１次光等）に分離さ
れ、ＰＤ７により受光されて検出される。このＰＤ７は
複数の受光面に分割されており、情報再生用の再生信号
Ｒｆ、フォーカスエラー信号Ｆｅ、トラックエラー信号
Ｔｅの信号検出が行われる。なお、回折格子１５、ＰＤ
７は、信号検出方式によって色々な形状が考えられる
が、ここでの説明は省略する。

【００３７】上述したように、ＬＤ１から光ディスク６
に向かう出射光Ｐは回折格子１５を通らず、光ディスク
６からＰＤ７に向かう反射光Ｑのみが回折格子１５を通
過するため、従来のように光ディスク６に照射されない
回折光が発生したり、ＰＤ７に導かれない透過光が発生
したりする割合を極端に少なくさせることができる。ま
た、ウォラストンプリズム１１は、出射光Ｐと反射光Ｑ
とを分離する光アイソレータ機能を有している。このよ
うなことから、ＰＤ７の面上に導かれる光の損失をなく
し、効率良く検出することができる。また、従来のよう
に、ＰＤ７へ導かれる信号光量を大きくしようとして回
折効率を高め光ディスク６への照射光量が減るといった
不具合をなくすことができる。従って、光利用効率の高
い光ヘッドを得ることができると共に、低出力なＬＤ１
でよいため低コスト化を図ることができる。また、ＬＤ
１とＰＤ７とは、近接配置され一体化されているため、
経時変化に対して安定しており、小型化も図ることがで
きる。

【００３８】なお、光学素子としては、入射した光の偏
光方向により出射する光の出射角又は光軸が異なる特性
を有する素子であればよく、ウォラストンプリズム１１
に限るものではない。また、ここでの光学素子は、ＰＤ
７とコリメートレンズ１２との間に配置されているが、
ＰＤ７と対物レンズ１４との間であればどこでもよい。

【００３９】次に、本発明の実施の第２の形態を図３な
いし図５に基づいて説明する（請求項２記載の発明に対
応する）。なお、図１及び図２で示した部分と同一部分
は同一符号を用いて示し、その説明も省略する。

【００４０】本実施の形態の光ヘッドにおいては、ＰＤ
７には、図３に示すように３分割された受光面７ａ，７
ｂ，７ｃが形成されている。回折格子１５により分離し
て得られた０次光Ｑ₁ の光路上には受光面７ａが配置さ
れ、この受光面７ａには再生専用アンプとして用いられ
る高速用アンプ１６が接続されている。また、回折格子
１５により分離して得られた±１次光Ｑ₂ ，Ｑ₃ の光路
上には受光面７ｂ，７ｃが配置され、これらの受光面７
ｂ，７ｃには低速用アンプ１７が接続されている。

【００４１】図４は、図３に示したＰＤ７を有する光ヘ
ッドの全体構成を示す。ここでは、光学素子としては、
ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）プリズム１８が用いら
れている。即ち、このＰＢＳプリズム１８は、入射した
光の偏光方向により出射する光の光軸を異ならせる光学
素子として作用する。図５により原理を説明すれば、入
射光の偏光方向がＺ方向の時には反射面１８ａで反射さ
れるのに対して、入射光の偏光方向がＸ方向の時には手
前のＰＢＳ膜１８ｂで反射される。これにより、入射し
た光の偏光方向によりＰＢＳプリズム１８から出射する
光の光軸を変えることができる。

【００４２】一般に、再生信号Ｒｆはサーボ信号（フォ
ーカスエラー信号Ｆｅ、トラックエラー信号Ｔｅ）に比
べて高速処理が必要であるため、ＣＮ比の確保のために
より多くの光量が必要となる。そこで、従来の光ヘッド
においては、サーボ信号の和、即ち、前述した（３）式
で示したような各受光面Ａ〜Ｄ（図２５参照）による受
光量の総和を、再生信号Ｒｆとして用いているのが一般
的である。しかし、このような信号検出方式では、サー
ボ信号を出力する受光面Ａ〜Ｄの全てに再生信号Ｒｆの
検出用の高速用のアンプを取付ける必要が生じ、コスト
高となる。

【００４３】この点、本実施の形態では、従来例（図２
５参照）では信号検出に用いていなかったホログラフィ
ックグレーティング面５で回折しなかった光である０次
光を用いて信号検出を行うように構成されている。図３
に示す０次光Ｑ₁ は、光ディスク６へ向かう出射光Ｐが
回折格子１５を通らず、光ディスク６からの反射光Ｑだ
けが回折格子１５を通ることによって発生した光であ
る。このようにして発生した０次光Ｑ₁ は、±１次光Ｑ
₂ ，Ｑ₃ に比べて光強度が強く、ＣＮ比を十分確保する
ことができる。従って、０次光Ｑ₁ を用いて再生信号Ｒ
ｆを検出し、±１次光Ｑ₂ ，Ｑ₃ を用いてサーボ信号を
検出することによって、高価な高速用アンプ１６は１個
で済み、低コスト化を図ることができる。また、これに
より回折格子１５の回折効率は低くてもよいため、格子
の作製が容易となり、歩留りを向上させ生産性を高める
ことができる。

【００４４】なお、ＰＤ７は、各種の信号検出ができる
ように複数に分割されていればよく、３分割に限るもの
ではない。

【００４５】次に、本発明の実施の第３の形態を図６及
び図７に基づいて説明する（請求項３記載の発明に対応
する）。なお、図１ないし図５で示した部分と同一部分
は同一符号を用いて示し、その説明も省略する。

【００４６】本実施の形態の光ヘッドにおいては、図６
に示すように、ＬＤ１と対物レンズ１４との間の光路上
に、両面回折素子としてのデュアルグレーティング１９
が配置されている。このデュアルグレーティング１９に
は、偏光方向により回折効率が異なる回折格子２０ａ，
２０ｂが基板２０の両面に形成されている。この場合、
一方の面に設けられた図７（ａ）の回折格子２０ａは、
格子形状、即ち、格子ベクトルや格子ピッチが異なる図
７（ｂ）の回折格子２０ａ₁ と図７（ｃ）の回折格子２
０ａ₂ とが重ね合わされた構成とされている。これによ
り、偏光分離機能と光分割機能とを兼ね備えた高密度深
溝格子からなるデュアルグレーティング１９を作ること
ができる。

【００４７】このような構成において、ピッチが波長よ
りも短い高密度な回折格子２０ａ，２０ｂによればその
回折効率が偏光依存性を有することから、偏光方向の異
なる出射光Ｐと反射光Ｑとはデュアルグレーティング１
９によって分離される。特に、デュアルグレーティング
１９の一方の面の回折格子２０ａを、格子ベクトルや格
子ピッチが異なる２つの回折格子２０ａ₁ ，２０ａ₂ が
重ね合わされた構成とすることによって、２つの±１次
光Ｑ₂ ，Ｑ₃ を発生させることができ、これら２つの光
束の光路差からビームサイズ法を用いて、フォーカスエ
ラー信号Ｆｅを検出することが可能となる。このビーム
サイズ法による信号検出は経時変化に対して安定してお
り、他のフォーカスエラー信号検出方式に比べて調整許
容値が大きいため、組付けが容易となる。また、このよ
うに回折格子２０ａ₁ ，２０ａ₂を重ね合わせて形成す
ることは、格子領域を分割して作るような素子に比べ
て、その格子領域の境界線の精度や位置と、ビームの照
射位置の精度などの点で、組付け精度が大幅に緩和され
るため、回折格子自体の作製、組付け性が容易となり、
歩留りを向上させ生産コストを削減することができる。

【００４８】なお、本実施の形態では、デュアルグレー
ティング１９の片面のみに格子ベクトルや格子ピッチが
異なる回折格子２０ａ₁ ，２０ａ₂ を重ね合わせたが、
これに限るものではなく、このような形状を両面に形成
するようにしてもよい。

【００４９】次に、本発明の実施の第４の形態を図８及
び図９に基づいて説明する（請求項４記載の発明に対応
する）。なお、図１ないし図７で示した部分と同一部分
は同一符号を用いて示し、その説明も省略する。

【００５０】本実施の形態の光ヘッドにおいては、ＬＤ
１と対物レンズ１４との間の光路上に、図８（ａ）に示
すような、プリズム回折素子２１が配置されている。こ
のプリズム回折素子２１は、基板２２の両面に偏光方向
により回折効率が異なる回折格子２２ａ，２２ｂを有す
る格子基板２３と、この格子基板２３を両側から挾んだ
２つのプリズム２４ａ，２４ｂとを一体にしてキューブ
形状に構成されている。このようなプリズム回折素子２
１は、例えば図８に示したような光ヘッドの光学系内で
デュアルグレーティング１９に代えて配置される。

【００５１】このような構成において、ピッチが波長よ
りも短い高密度な回折格子２２ａ，２２ｂによればその
回折効率が偏光依存性を有することから、偏光方向の異
なる出射光と反射光とは格子基板２３によって分離され
る。即ち、光ディスク６からの反射光の偏光方向は格子
方向と同じ方向であるため、高密度な回折格子２２ａ，
２２ｂによりほぼ１００％回折されるため、ＰＤ７へ導
かれずにロス光となる光は殆どない。逆に、ＬＤ１から
光ディスク６へ照射される時には、出射光の偏光方向が
格子方向と９０度異なる方向であるので、高密度な回折
格子２２ａ，２２ｂをほぼ１００％透過し、殆どロス光
を生ずることなく光ディスク６へ導かれる。

【００５２】ところで、一般に、基板の両面に回折格子
を有する素子（例えば、デュアルグレーティング１９）
の場合、組付けの際にその格子面に接触しないような注
意が必要となることに加えて、ブラッグ角入射条件を満
たすように発散光路中に傾けて配置すると非点収差が発
生するため、キューブ形状にすることが望まれる。図８
（ｂ）は、従来のキューブ形状をなす素子を示すもので
あり、２つのプリズム２５，２６の回折格子２５ａ，２
６ａが形成された面を対向するように貼り合わされてい
る。しかし、このような構成では、生産性が必ずしも良
いとは言えない。

【００５３】この点、本実施の形態では、格子基板２３
と、２つのプリズム２４ａ，２４ｂとからなるキューブ
形状のプリズム回折素子２１が用いられている。この場
合、格子基板２３は、図９に示すように、予め、基板２
２の両面に多数の回折格子２２ａ，２２ｂを形成し、そ
の多数の回折格子２２ａ，２２ｂが形成された基板２２
を一定幅で切断することによって所望とする格子基板２
３を作成できる。さらに、それら個々の格子基板２３の
両側から単にプリズム２４ａ，２４ｂを貼り合わせるこ
とによって、キューブ形状のプリズム回折素子２１を簡
単な製造工程で作製することができる。このことは、従
来の素子のように両面の回折格子２５ａ，２６ａのアラ
イメントと、プリズム２５，２６間の接着を同時にしな
くてもよいことを意味するものであり、生産性を高める
ことができる。そして、このようにして作製されたキュ
ーブ形状のプリズム回折素子２１を光路中に配置するこ
とによって、光ディスク６へ向かう出射光Ｐの収差の発
生を抑えることが可能となる。また、このようなキュー
ブ形状のプリズム回折素子２１は、ＬＤ１とコリメート
レンズ１２との狭い光路間にも配置でき、小型化をさら
に図ることができる。

【００５４】次に、本発明の実施の第５の形態を図１０
に基づいて説明する（請求項５記載の発明に対応す
る）。なお、図１ないし図９で示した部分と同一部分は
同一符号を用いて示し、その説明も省略する。

【００５５】本実施の形態は、前述した第４の形態をベ
ースとするもので、キューブ形状とされたプリズム回折
素子２１の格子基板２３は、回折格子２２ａ，２２ｂが
両面に形成された回折格子部Ｒと、その周囲に位置して
プリズム２４ａ，２４ｂの面と接する平面部Ｓとからな
っている。これらの回折格子部Ｒと平面部Ｓとの間には
段差２７が形成されている。この段差２７は、回折格子
２２ａ，２２ｂの先端が平面部よりもΔ（数μｍ）だけ
低くなるような形状とされている。このような段差２７
は、回折格子２２ａ，２２ｂを形成する前にエッチング
したり、原盤露光時に回折格子２２ａ，２２ｂを露光す
る前に周辺部を予め露光しておくことによって形成する
ことができ、エッチング速度や露光量を管理することに
より精度良く作ることができる。

【００５６】前述した実施の第４の形態で述べたよう
に、格子基板２３を発散光路中に配置したときに生じる
非点収差を抑制するために、全体をキューブ形状とした
プリズム回折素子２１を用いるが、２つのプリズム２４
ａ，２４ｂの間隔をできるだけ小さくしなければ非点収
差は生じてしまう。しかし、プリズム２４ａ，２４ｂに
より挾まれた格子基板２３を圧着すれば格子が破壊され
てしまう。

【００５７】この点、本実施の形態では、回折格子２２
ａ，２２ｂの先端が平面部Ｓよりも低くなるような段差
２７を形成することによって、プリズム２４ａ，２４ｂ
の間隔をさらに狭くすることができ、これにより光ディ
スク６へ向かう出射光Ｐの収差の発生を極力抑えること
ができる。しかも、このような段差２７によって、回折
格子２２ａ，２２ｂが保護されるため、組付時の取扱い
が容易となり、生産性を向上させることができる。

【００５８】次に、本発明の実施の第６の形態を図１１
に基づいて説明する（請求項６記載の発明に対応す
る）。なお、図１ないし図１０で示した部分と同一部分
は同一符号を用いて示し、その説明も省略する。

【００５９】本実施の形態も、前述した第４の形態をベ
ースとするもので、キューブ形状とされたプリズム回折
素子２１の格子基板２３において、段差２７を有する回
折格子部Ｒの周辺領域には、溝部としての溝２８が形成
されている。なお、溝２８の形成方法としては、前述し
た段差２７の場合と同様な方法によって行うことができ
る。

【００６０】今、格子基板２３とプリズム２４ａ，２４
ｂとを一体化する際に、その格子基板２３の平面部Ｓ
と、プリズム２４ａ，２４ｂの面とを接着剤２９を用い
て接着するが、このとき、回折格子部Ｒ内に接着剤２９
が流れ込むと、回折格子２２ａ，２２ｂの微小な溝の谷
間が埋まってしまい、回折性能が劣化する。

【００６１】この点、本実施の形態によれば、回折格子
部Ｒの周りに溝２８を設けることによって、接着剤２９
の流れを防ぐことができ、接着作業時の歩留りを向上さ
せ、生産性を高めることができる。

【００６２】次に、本発明の実施の第７の形態を図１２
及び図１３に基づいて説明する（請求項７記載の発明に
対応する）。なお、図１ないし図１１で示した部分と同
一部分は同一符号を用いて示し、その説明も省略する。

【００６３】本実施の形態も、前述した第４の形態をベ
ースとするもので、図１２に示すように、キューブ形状
とされたプリズム回折素子２１の格子基板２３におい
て、基板２０の一方の面に形成された回折格子２２ｂに
は、チャーピング処理が施されている。

【００６４】今、光ディスク６からの反射光Ｑがプリズ
ム回折素子２１に入射すると、その回折格子２２ａ，２
２ｂにより回折された光はプリズム２４ｂを斜めに横切
って収差が発生する。このようにプリズム特性によって
発生した収差は、ナイフエッジ法を用いてフォーカスエ
ラー信号Ｆｅを検出する場合、図１３に示すように、デ
フォーカス量に対するフォーカスエラー信号ＦｅのＳ字
曲線にアンバランスが生じてしまい、これにより正確な
信号検出ができなくなる。

【００６５】この点、本実施の形態によれば、プリズム
回折素子２１のチャーピング処理がなされた回折格子２
２ｂに反射光Ｑを導くことにより、そのような収差を補
正することができる。これにより、ＰＤ７の面上に照射
される光スポットの収差を補正することができるため、
フォーカスエラー信号ＦｅのＳ字曲線のアンバランスを
解消して、一段と正確な信号検出を行うことができる。

【００６６】なお、本実施の形態では、チャーピング処
理を基板２０の片面の回折格子２２ｂのみに施したが、
これに限るものではなく、反対側の回折格子２２ａに施
したり、両方の面に施すようにしてもよい。

【００６７】次に、本発明の実施の第８の形態を図１４
ないし図１７に基づいて説明する（請求項８記載の発明
に対応する）。なお、図１ないし図１３で示した部分と
同一部分は同一符号を用いて示し、その説明も省略す
る。

【００６８】本実施の形態も、前述した第４の形態をベ
ースとするもので、キューブ形状とされたプリズム回折
素子２１において、板厚の厚めの格子基板２９が用いら
れている。また、この格子基板２９の両面の回折格子３
０ａ，３０ｂは何れも回折効率が偏光依存性を持つ高密
度回折格子として形成されてブラッグ角に傾けて設けら
れている。また、格子基板２９において、例えば、ＬＤ
１側に位置する回折格子３０ｂ側は、図７に示すよう
に、出射光透過領域３１ａと格子方向を異ならせた２つ
の回折領域３１ｂ，３１ｃとの３つの領域に領域分割さ
れている。これらの領域３１ａ，３１ｂ，３１ｃは再生
信号Ｒｆ、サーボ信号を検出するのに適するように形成
されている。

【００６９】なお、本実施の形態に示す光ヘッドでは、
ＬＤ１及びＰＤ７を搭載したステム１０と対物レンズ１
４との間の光路上に、プリズム回折素子２１、１／４波
長板１３、コリメートレンズ１２の順に配設されてい
る。

【００７０】このような構成において、ＬＤ１から出射
された出射光Ｐは、プリズム回折素子２１、１／４波長
板１３を透過し、コリメートレンズ１２により平行光と
なる。この平行光は対物レンズ１４によって光ディスク
６の面上に集光される。この光ディスク６からの反射光
Ｑは再び対物レンズ１４、コリメートレンズ１２を通
り、プリズム回折素子２１にも再度入射し、ＰＤ７側に
導かれる。

【００７１】この場合の動作を拡大して示す図１５を参
照して説明する。プリズム回折素子２１に反射光Ｑが入
射すると、プリズム２４ａを透過し、格子基板２９の第
１面の回折格子３０ａで回折され、格子基板２９中を進
み、領域分割された第２面の回折格子３０ｂによって再
生信号、サーボ信号を検出するのに適したように分割か
つ回折され、プリズム２４ｂを通過してＰＤ７に導かれ
る。この時、光ディスク６からの反射光Ｑの偏光方向
は、格子方向と同じ方向（紙面表裏方向）であるため、
高密度な回折格子３０ａ，３０ｂによりほぼ１００％回
折されるため、ＰＤ７に導かれずにロスになってしまう
光は殆どない。また、逆に、ＬＤ１から光ディスク６に
照射される出射光は、その偏光方向が格子方向と９０度
異なる方向（紙面平行方向）であるため、回折格子３０
ｂ，３０ａをほぼ１００％透過し、ロスを殆ど生ずるこ
となく光ディスク６側に導くことができる。

【００７２】この場合、格子基板２９はブラッグ角に傾
けて配置されているため、非点収差を生ずるが、両側に
プリズム２４ａ，２４ｂが一体化されてキューブ形状と
されており、通過する光に非点収差を生じない。また、
格子基板２９の格子面がプリズム２４ａ，２４ｂにより
覆われるため、手で触っても傷つくことがなく、取扱い
が容易となる。

【００７３】また、ステム１０上のＬＤ１とＰＤ７と
は、ＬＤ１が発熱するため、ある程度離して配置させる
ことが望ましい。プリズム回折素子２１側としては、Ｌ
Ｄ１とＰＤ７との間隔に対応する出射光Ｐと反射光Ｑと
の分離機能が要求される。ここに、単に回折効率が偏光
依存性を持つ２つの高密度回折格子３２ａ，３２ｂを用
い、これらの回折格子３２ａ，３２ｂのピッチの差によ
り必要とする分離角θを得ようとする場合（図１６
（ｂ）参照）、大きな分離角θを確保するためには回折
格子３２ａ，３２ｂ間のピッチの差も大きくしなければ
ならない。この結果、少なくとも一方の回折格子３２ａ
又は３２ｂのピッチが、回折効率が偏光依存性を示す最
適なピッチ条件から外れてしまい、光利用効率が低下し
てしまう。

【００７４】この点、本実施の形態においては、両面に
高密度な回折格子３０ａ，３０ｂが形成された格子基板
２９が用いられ、かつ、格子基板２９が厚めの板厚を有
するので、図１６（ａ）に示すように、反射光Ｑは格子
基板２９の板厚によって出射光Ｐとは異なる光軸を持つ
ように光軸分離され、さらに、回折格子３０ａ，３０ｂ
のピッチ差に基づく分離角θ′の分離を受けることにな
る。よって、反射光Ｑを出射光Ｐから大きく分離させる
ことが必要であっても、基本的な分離は格子基板２９の
板厚により確保されるので、ピッチ差による分離角θ′
は大きくとる必要がない。よって、一方の回折格子３０
ａ又は３０ｂのピッチが回折効率の偏光依存性を示す最
適な条件から外れるようなことなく、ＬＤ１とＰＤ７と
の配置関係の適正化を図れる。

【００７５】なお、本実施の形態では、第１面に位置す
る回折格子３０ｂ側を領域分割して再生信号やサーボ信
号の検出に利用するようにしたが、第２面に位置する回
折格子３０ａ側に関して領域分割するようにしてもよ
い。

【００７６】次に、本発明の実施の第９の形態を図１８
に基づいて説明する（請求項９記載の発明に対応す
る）。なお、図１ないし図１７で示した部分と同一部分
は同一符号を用いて示し、その説明も省略する。

【００７７】本実施の形態に示す光ヘッドは、前述した
第８の形態に準じたものであるが、プリズム回折素子２
１中の格子基板２９において、領域分割された回折格子
３０ｂに代えて、格子形状の異なる複数、例えば、２つ
の回折格子の重ね合わせよりなる回折格子３０ｃが形成
されている。即ち、図７により説明した場合と同様に、
格子ベクトルや格子ピッチといった格子形状の異なる２
つの回折格子の組合せにより１領域よりなる高密度な回
折格子３０ｃとされている。つまり、回折格子３０ａ，
３０ｃが形成された格子基板２９は、偏光分離機能と光
分割機能とを兼ね備えたデュアルグレーティングとして
作用する。

【００７８】このような構成によれば、格子基板２９の
一方の面の回折格子３０ｃを、格子ベクトルや格子ピッ
チが異なる２つの回折格子を重ねた組合せにより形成し
たので、２つの回折光を発生させることができ、これら
の２つの光束の光路差からビームサイズ法を用いて、フ
ォーカスエラー信号Ｆｅを検出することが可能となる。
このビームサイズ法による信号検出は経時変化に対して
安定しており、他のフォーカスエラー信号検出方式に比
べて調整許容値が大きいため、組付けが容易となる。ま
た、このように２つの回折格子を重ね合わせて形成する
ことは、格子領域を分割して作るような素子に比べて、
その格子領域の境界線の精度や位置と、ビームの照射位
置の精度などの点で、組付け精度が大幅に緩和されるた
め、回折格子自体の作製、組付け性が容易となり、歩留
りを向上させ生産コストを削減することができる。ちな
みに、図１７に示した領域分割による回折格子３０ｂの
場合において、例えば、フォーカス信号をナイフエッジ
法により検出するためには、所望の遮光率（図示例で
は、５０％）となるように回折格子３０ｂの分割領域の
位置を光軸に位置合わせする必要があるが、回折格子３
０ｃの場合には遮光率調整が不要であり、光軸合わせの
調整が簡単となる。

【００７９】なお、本実施の形態では、格子基板２９の
片面のみに格子ベクトルや格子ピッチが異なる回折格子
を重ね合わせて回折格子３０ｃを形成するようにした
が、これに限るものではなく、このような形状を両面に
形成するようにしてもよい。

【００８０】本発明の実施の第１０の形態を図１９に基
づいて説明する（請求項１０記載の発明に対応する）。
なお、図１ないし図１８で示した部分と同一部分は同一
符号を用いて示し、その説明も省略する。

【００８１】本実施の形態に示す光ヘッドは、前述した
第８の形態をベースとするもので、プリズム回折素子２
１においてＬＤ１側のプリズム２４ｂの入射面に、ＬＤ
１からの出射光を３つの光束に分割するための回折素子
となる回折格子３３が一体で形成されている。

【００８２】このような構成によれば、ＬＤ１から出射
された出射光は回折格子３３により３つの光束に分割さ
れつつ、プリズム回折素子２１を透過して光ディスク６
側に３ビーム状態で照射される。よって、トラッキング
検出に３ビーム法や差動プッシュプル法を用いることが
できる。これらのトラッキング検出法は、単一ビームに
よりトラッキング検出を行う方法に比べて、光ディスク
６の傾き（チルト）に対して安定して信号検出を行える
という利点を有するので、安定したトラッキング制御を
行える。また、トラックピッチの大きいメディア（光デ
ィスク６）に対しては３ビーム法によるトラッキング検
出、トラックピッチの小さいメディア（光ディスク６）
に対しては差動プッシュプル法によるトラッキング検出
を適用することができるので、トラックピッチの異なる
メディアに対するサーボ制御の互換性を確保することも
できる。

【００８３】なお、本実施の形態では、プリズム回折格
子２１においてＬＤ１側に位置するプリズム２４ｂの入
射面に回折格子３３を形成したが、対物レンズ１４側に
位置するプリズム２４ａの出射面に形成するようにして
もよい。

【００８４】本発明の実施の第１１の形態を図２０に基
づいて説明する（請求項１１記載の発明に対応する）。
なお、図１ないし図１９で示した部分と同一部分は同一
符号を用いて示し、その説明も省略する。

【００８５】本実施の形態に示す光ヘッドも、前述した
第８の形態をベースとするもので、プリズム回折素子２
１中の格子基板２９に関し、ＰＤ７側に位置する回折格
子３０ｂが回折格子３０ａにより回折されてＰＤ７に向
かう反射光の通過領域にのみ部分的に形成され、ＬＤ１
に対応する領域は、単なる平面による非回折領域３０ｄ
とされている。即ち、回折格子３０ｂはＬＤ１からの出
射光が入射する光軸位置からずれた箇所に形成されてい
る。

【００８６】このような構成によれば、ＬＤ１から出射
された出射光は、回折格子３０ｂを通らず回折格子３０
ａだけを通って対物レンズ１４側に向かうので、高密度
な回折格子を通過する際に生ずる波面収差の乱れ現象が
軽減され、僅かに生ずる回折光による光利用効率の低下
もなくなる。この結果、プリズム回折素子２１自体で生
ずる波面収差も小さくなるため、組付け精度の公差配分
が楽となり、また、回折光が生じないため、フレア光の
ない高精度な信号検出が可能となる。

【００８７】なお、本実施の形態では、回折格子３０ａ
に適用したが、図１８に示した回折格子３０ｃに適用し
てもよい。

【００８８】本発明の実施の第１２の形態を図２１及び
図２２に基づいて説明する（請求項１２記載の発明に対
応する）。なお、図１ないし図２０で示した部分と同一
部分は同一符号を用いて示し、その説明も省略する。

【００８９】本実施の形態に示す光ヘッドも、前述した
第８の形態をベースとするもので、プリズム回折素子２
１に関して、回折格子３０ａとプリズム２４ａとの間、
及び、回折格子３０ｂとプリズム２４ｂとの間に存在す
る空気層３４ａ，３４ｂの厚さΔｔ₁ ，Δｔ₂ が何れも
１５μｍ以下となるように設定されている。

【００９０】高密度な回折格子３０ａ，３０ｂが、回折
効率に偏光依存性を持つためには空気層３４ａ，３４ｂ
の存在が必要である。これは、光ディスク６から戻って
くる反射光をより効率よくＰＤ７に導くためには、より
高い回折効率が要求されるため、格子材料の屈折率に対
してできるだけ差の大きい空気層が存在していることが
望ましいからである。反面、このような空気層３４ａ，
３４ｂはＬＤ１から対物レンズ１４に向かう出射光に対
しては、波面収差を生じさせるため、光ディスク６上の
スポットを回折限界まで十分小さく集光させることを妨
げる原因となる。このため、空気層３４ａ，３４ｂは必
要ではあるができるだけ薄いことが望ましいといえる。
一般的に、回折限界まで十分小さく集光できるようにす
るためにはｒｍｓ≦０．０７である必要がある。よっ
て、本実施の形態では、図２２に示す空気層の厚さと波
面収差との関係から、この条件を満足するように空気層
３４ａ，３４ｂの厚さΔｔ₁ ，Δｔ₂ が何れも１５μｍ
以下とされている。もっとも、実際には他の光学部品と
の公差割り振りにより、空気層３４ａ，３４ｂの厚さΔ
ｔ₁ ，Δｔ₂ はより薄くする必要がある。

【００９１】本実施の形態によれば、必須の空気層３４
ａ，３４ｂが存在していても、波面収差が小さくなるた
め、他の光学部品の作製精度を緩くしたり、各部品の組
付け精度を緩くしたりすることができ、全体として低コ
スト化を図ることができる。

【００９２】本発明の実施の第１３の形態を図２３に基
づいて説明する（請求項１３記載の発明に対応する）。
なお、図１ないし図２０で示した部分と同一部分は同一
符号を用いて示し、その説明も省略する。

【００９３】本実施の形態に示す光ヘッドも、前述した
第８の形態をベースとするもので、プリズム回折素子２
１に関して、格子基板２９の屈折率をｎ_K、プリズム２
４ａ，２４ｂの屈折率をｎ_Pとしたとき、ｎ_K＞ｎ_Pな
る関係に設定されている。なお、図２３では回折格子３
０ａ，３０ｂの図示が省略されている。

【００９４】このような構成によれば、薄い平行平板が
傾いて存在していると等価的となり、ＬＤ１の持つ非点
格差が補正される。特に、これらの屈折率ｎ_K，ｎ_Pを
適切に設定すれば、より高品位なディスク照明光が得ら
れるとともに、非点格差の大きなＬＤであっても使用可
能となるので歩留まりも向上する。

【００９５】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、光学素子
の持つ光分離機能によりレーザ光源からの出射光と光情
報記録媒体からの反射光とを分離し、その分離された一
方の反射光のみを回折格子に通過させ受光素子に導くよ
うにしたので、光情報記録媒体の面上での照射光量が減
少するといった不具合がなくなり、光利用効率の高い光
ヘッドを実現することができる。また、これによりレー
ザ光源は低出力のものを用いることができるため、光ヘ
ッドの低コスト化を図ることができる。

【００９６】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の光ヘッドにおいて、回折格子から得られた０次光を
受光素子の複数の受光面のうちの一つの受光面に導き、
高速用アンプを介して、信号検出を行うようにしたの
で、光強度の強い０次光を再生信号として用い、高ＣＮ
比を確保することができる。また、これにより高価な高
速アンプの使用は１個だけで済むため、低コスト化を図
ることができる。さらに、回折格子の回折効率は低くて
もよいため、回折格子の作製が容易となり歩留りを向上
させ、生産性を高めることができる。

【００９７】請求項３記載の発明によれば、偏光方向に
より回折効率が異なる回折格子を基板両面に有し、少な
くとも一方の面の回折格子が格子形状の異なる２つの回
折格子の重ね合わせにより形成された両面回折素子を設
けたので、ビームサイズ法を用いて経時的安定性を確保
した状態でフォーカス信号の検出を行うことができる。
また、このような両面回折素子は偏光分離機能と光分割
機能とを兼ね備えているため、部品点数を削減して高い
光利用効率を得ることができ、しかも、これにより組付
けが簡素化され、低コストな光ヘッドを提供できる。

【００９８】請求項４記載の発明によれば、両面に偏光
方向により回折効率が異なる回折格子を有する格子基板
と、この格子基板を両側から挾んだ２つのプリズムとが
一体に形成されたプリズム回折素子を設けたので、レー
ザ光源からの出射光の非点収差の発生を抑えることがで
き、正確な信号検出を行うことができる。また、このよ
うなキューブ形状のプリズム回折素子は、簡単に作製で
きるので、光ヘッドとしても生産性を一段と高め、その
生産コストを削減することができる。

【００９９】請求項５記載の発明によれば、請求項４記
載の光ヘッドにおいて、回折格子部と平面部との間に回
折格子の先端が平面部よりも低くなるような段差を形成
したので、２つのプリズム間の間隔を狭くして光情報記
録媒体へ向かう出射光の非点収差の発生を極力抑えるこ
とができ、より正確な信号検出を行うことができる。ま
た、そのような段差により回折格子が保護されるため、
組付時の取扱いが容易となり、歩留りを向上させ生産性
を高めることができる。

【０１００】請求項６記載の発明によれば、請求項４記
載の光ヘッドにおいて、回折格子部の周辺領域に溝部を
形成したので、回折格子側への接着剤の流入を防ぎ、組
付け作業時の歩留りを向上させ生産性を高めることがで
きる。また、回折格子部と平面部との間に回折格子の先
端が平面部よりも低くなるような段差を形成したので、
２つのプリズム間の間隔を狭くして光情報記録媒体へ向
かう出射光の非点収差の発生を極力抑え、より正確な信
号検出を行うことができる。

【０１０１】請求項７記載の発明によれば、請求項４，
５又は６記載の光ヘッドにおいて、格子基板の回折格子
にチャーピング処理を施したので、光情報記録媒体から
の反射光がプリズム回折素子を通過する際に発生する収
差を補正することができ、これにより、受光素子面上に
照射される光スポットの収差をなくし、より一段と正確
な信号検出を行うことができる。

【０１０２】請求項８記載の発明によれば、請求項４記
載の光ヘッドにおいて、格子基板が、出射光と反射光と
を光軸分離させる板厚を有しているので、格子基板の板
厚による光軸分離機能を併せることにより、格子ピッチ
差による分離角を大きくとることなく、出射光と反射光
とを大きく分離させることができ、よって、一方の回折
格子のピッチが回折効率の偏光依存性を示す最適な条件
から外れるようなことなく、レーザ光源と受光素子との
適正な配置関係を採ることができる。

【０１０３】請求項９記載の発明によれば、請求項４，
５，６，７又は８記載の光ヘッドにおいて、格子基板の
少なくとも一方の面の回折格子が、格子形状の異なる複
数の回折格子の重ね合わせにより形成されているので、
ビームサイズ法を用いてフォーカス信号の検出を行うこ
とが可能となり、領域分割された回折格子による場合に
比して、光軸合わせも容易に行うことができる。

【０１０４】請求項１０記載の発明によれば、請求項
４，５，６，７，８又は９記載の光ヘッドにおいて、２
つのプリズムの何れか一方が、プリズムに入射する光を
３つの光束に分割する回折素子を有するので、光情報記
録媒体のチルトに対して信号検出が安定している３ビー
ム法や差動プッシュプル法によるトラッキング信号の検
出が可能となり、かつ、トラックピッチの異なる光情報
記録媒体に対する互換性も得られる。

【０１０５】請求項１１記載の発明によれば、請求項
４，５，６，７，８，９又は１０記載の光ヘッドにおい
て、格子基板の一方の面の回折格子は、対物レンズから
受光素子に向かう反射光のみが通過する領域に形成され
ているので、レーザ光源から出射されて光情報記録媒体
に向かう出射光は、格子基板の他方の面の回折格子のみ
を通過することになり、無駄な回折光が発生せず、光利
用効率をより向上させることができ、この結果、比較的
低パワーのレーザ光源を用いることができ、低コスト化
を図ることができる。

【０１０６】請求項１２記載の発明によれば、請求項
４，５，６，７，８，９，１０又は１１記載の光ヘッド
において、格子基板の各回折格子と各プリズムとの間の
空気層の厚さが１５μｍ以下とされ、回折効率に偏光依
存性を持たせるために必須な空気層が薄いため、レーザ
光源から対物レンズへ向かう出射光の波面収差の発生を
抑えることができ、よって、光情報記録媒体の面上の光
スポットを回折限界まで集光させることができるととも
に、他の光学部品の作製精度や組付け精度を緩くするこ
とができ、光ヘッド全体として低コスト化を図ることが
できる。

【０１０７】請求項１３記載の発明によれば、請求項
４，５，６，７，８，９，１０，１１又は１２記載の光
ヘッドにおいて、格子基板の屈折率を、２つのプリズム
の屈折率よりも大きくしたので、プリズム回折素子とし
ては、薄い平行平板が傾いて存在していると等価的な効
果が得られ、レーザ光源が有する非点格差を補正できる
ので、光情報記録媒体への照射光の高品位化を図れると
ともに、非点格差の大きなレーザ光源であっても使用す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１の形態を示す光ヘッドの全
体構成の光路図である。

【図２】入射光の偏光方向によりウォラストンプリズム
からの出射角が異なる原理を示す側面図である。

【図３】本発明の実施の第２の形態を示す回折光の受光
状態の模式図である。

【図４】光ヘッドの全体構成を示す光路図である。

【図５】入射光の偏光方向によりＰＢＳプリズムからの
出射光軸が異なる原理を示す側面図である。

【図６】本発明の実施の第３の形態を示す光ヘッドの全
体構成の光路図である。

【図７】（ａ）は格子形状が異なる２つの回折格子が重
ね合わされた回折格子の形状を示す斜視図、（ｂ）はそ
の格子形状が異なる一方の回折格子の形状を示す正面
図、（ｃ）はその格子形状が異なる他方の回折格子の形
状を示す正面図である。

【図８】（ａ）は本発明の実施の第４の形態を示すプリ
ズム回折素子の側面図、（ｂ）は対比して示す従来例の
側面図である。

【図９】両面に回折格子が形成された格子基板の作製方
法を示す斜視図である。

【図１０】本発明の実施の第５の形態を示すプリズム回
折素子の側面図である。

【図１１】本発明の実施の第６の形態を示すプリズム回
折素子の側面図である。

【図１２】本発明の実施の第７の形態を示すプリズム回
折素子の側面図である。

【図１３】フォーカスエラー信号のＳ字曲線を示す特性
図である。

【図１４】本発明の実施の第８の形態を示す光ヘッドの
全体構成の光路図である。

【図１５】その光分離機能を説明するためのプリズム回
折素子の側面図である。

【図１６】格子基板の板厚による光軸分離効果を説明す
るためのプリズム回折素子の側面図である。

【図１７】領域分割された回折格子を示す格子基板の正
面図である。

【図１８】本発明の実施の第９の形態を示す格子基板の
正面図である。

【図１９】本発明の実施の第１０の形態を示すプリズム
回折素子の側面図である。

【図２０】本発明の実施の第１１の形態を示すプリズム
回折素子の側面図である。

【図２１】本発明の実施の第１２の形態を示すプリズム
回折素子の側面図である。

【図２２】空気層の厚さと波面収差との関係を示す特性
図である。

【図２３】本発明の実施の第１０の形態を示すプリズム
回折素子の概略側面図である。

【図２４】従来の光ヘッドにおける回折光の受光状態を
示す斜視図である。

【図２５】受光素子の６分割された受光面上での光スポ
ットの受光状態を示し、（ａ）はディスク面が近い場合
の受光状態を示す正面図、（ｂ）は合焦時の受光状態を
示す正面図、（ｃ）はディスク面が遠い場合の受光状態
を示す正面図である。

【図２６】異なる従来例を示す光ヘッドの構成図であ
る。

【符号の説明】

１レーザ光源６光情報記録媒体７受光素子７ａ〜７ｃ受光面１１光学素子１４対物レンズ１５回折格子１６高速用アンプ１８光学素子１９両面回折素子２０ａ，２０ｂ回折格子２１プリズム回折素子２３格子基板２４ａ，２４ｂプリズム２７段差２８溝部２９格子基板３０ａ，３０ｂ回折格子３０ｃ重ね合わせ形成された回折格子３３回折素子３４ａ，３４ｂ空気層Ｐ出射光Ｑ反射光Ｑ₁ ０次光Ｒ回折格子部Ｓ平面部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザ光源からの出射光を対物レンズに
より集光して光情報記録媒体の面上に光スポットを照射
して情報の記録を行うと共に、前記光情報記録媒体から
の反射光を受光素子に導いて情報の再生を行う光ヘッド
において、入射した光の偏光方向により出射する光の出
射角又は光軸が異なる光学素子を前記レーザ光源と前記
対物レンズとの間の光路上に配設し、前記光情報記録媒
体からの反射光が前記光学素子を通過した光路上に回折
格子を配設し、この回折格子を通過した光を前記受光素
子に導くようにしたことを特徴とする光ヘッド。
【請求項２】受光素子を複数に分割された受光面によ
り形成し、回折格子により分離された０次光を前記受光
面のうちの一つの受光面に導くと共に前記０次光以外の
光を前記０次光検出用の受光面以外の受光面に導き、前
記０次光検出用の受光面に接続されるアンプを前記０次
光以外の光検出用の受光面に接続されるアンプよりも高
速用アンプとしたことを特徴とする請求項１記載の光ヘ
ッド。
【請求項３】レーザ光源からの出射光を対物レンズに
より集光して光情報記録媒体の面上に光スポットを照射
して情報の記録を行うと共に、前記光情報記録媒体から
の反射光を受光素子に導いて情報の再生を行う光ヘッド
において、前記レーザ光源と前記対物レンズとの間の光
路上に、偏光方向により回折効率が異なる回折格子を基
板両面に有し、少なくとも一方の面の回折格子が格子形
状の異なる２つの回折格子の重ね合わせにより形成され
た両面回折素子を配設し、この両面回折素子を通過した
前記反射光を前記受光素子に導くようにしたことを特徴
とする光ヘッド。
【請求項４】レーザ光源からの出射光を対物レンズに
より集光して光情報記録媒体の面上に光スポットを照射
して情報の記録を行うと共に、前記光情報記録媒体から
の反射光を受光素子に導いて情報の再生を行う光ヘッド
において、前記レーザ光源と前記対物レンズとの間の光
路上に、両面に偏光方向により回折効率が異なる回折格
子を有する格子基板と、この格子基板を両側から挾んだ
２つのプリズムとが一体に形成されたプリズム回折素子
を配設し、このプリズム回折素子を通過した前記反射光
を前記受光素子に導くようにしたことを特徴とする光ヘ
ッド。
【請求項５】両面に回折格子が形成された格子基板の
面は、前記回折格子が形成された回折格子部と、プリズ
ムと接する平面部とからなり、前記回折格子部と前記平
面部との間に前記回折格子の先端が前記平面部よりも低
くなるような段差を形成したことを特徴とする請求項４
記載の光ヘッド。
【請求項６】両面に回折格子を有する格子基板の面
は、前記回折格子が形成された回折格子部と、この回折
格子部の周辺領域に形成された溝部と、プリズムに接す
る平面部とからなり、前記回折格子部と前記平面部との
間に前記回折格子の先端が前記平面部よりも低くなるよ
うな段差を形成したことを特徴とする請求項４記載の光
ヘッド。
【請求項７】格子基板の両面に形成された２つの回折
格子のうちの少なくとも一方に、チャーピング処理を施
したことを特徴とする請求項４，５又は６記載の光ヘッ
ド。
【請求項８】格子基板は、出射光と反射光とを光軸分
離させる板厚を有することを特徴とする請求項４記載の
光ヘッド。
【請求項９】格子基板の少なくとも一方の面の回折格
子は、格子形状の異なる複数の回折格子の重ね合わせに
より形成されていることを特徴とする請求項４，５，
６，７又は８記載の光ヘッド。
【請求項１０】２つのプリズムの何れか一方に、プリ
ズムに入射する光を３つの光束に分割する回折素子を有
することを特徴とする請求項４，５，６，７，８又は９
記載の光ヘッド。
【請求項１１】格子基板の一方の面の回折格子は、対
物レンズから受光素子に向かう反射光のみが通過する領
域に形成されていることを特徴とする請求項４，５，
６，７，８，９又は１０記載の光ヘッド。
【請求項１２】格子基板の各回折格子と各プリズムと
の間の空気層の厚さを１５μｍ以下としたことを特徴と
する請求項４，５，６，７，８，９，１０又は１１記載
の光ヘッド。
【請求項１３】格子基板の屈折率を、２つのプリズム
の屈折率よりも大きくしたことを特徴とする請求項４，
５，６，７，８，９，１０，１１又は１２記載の光ヘッ
ド。