JPH0950648A

JPH0950648A - 光ヘッド装置

Info

Publication number: JPH0950648A
Application number: JP13182996A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Kaneuma; 慶明金馬; Sadao Mizuno; 定夫水野; Kenichirou Urairi; 賢一郎浦入; Hideki Hayashi; 秀樹林
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-05-30
Filing date: 1996-05-27
Publication date: 1997-02-18

Abstract

(57)【要約】【課題】異なる基板の厚みの光ディスクの記録再生を
安定に行うことのできる光ヘッド装置を提供する。【解決手段】光ヘッド装置において、光源から放射さ
れる光ビームについて、補正ホログラム１２２１または
補正フィルタ１２２５により、光軸から離れた部分の透
過率または０次回折効率を低くする。光強度を外側で低
下された光ビーム３ａは、透過光（０次回折光）６１ａ
も充分な強度を有するように設計されたホログラムレン
ズ１０７を通る。ホログラムレンズ１０７と対物レンズ
４との組合せにより、異なる基板厚さの光ディスク上に
回折限界の集光スポットを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスクあるいは光
カードなど、光媒体もしくは光磁気媒体（情報媒体）上
に記憶される情報の記録・再生あるいは消去を行う光ヘ
ッド装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高密度・大容量の記憶媒体として、ピッ
ト状パターンを有する光ディスクを用いる光メモリ技術
は、ディジタルオーディオディスク、ビデオディスク、
文書ファイルディスク、さらにはデータファイルと用途
を拡張しつつ、実用化されてきている。微小に絞られた
光ビームを介して光ディスクへの情報の記録再生が高い
信頼性のもとに首尾よく遂行されるメカニズムは、ひと
えにその光学系によっている。その光学系の主要部であ
る光ヘッド装置の基本的な機能は、回折限界の微小スポ
ットを形成する集光性、前記光学系の焦点制御とトラッ
キング制御、及び、ピット信号の検出に大別される。こ
れらは、目的、用途に応じて、各種の光学系ならびに光
電変換検出方式の組合せによって現わされている。

【０００３】近年、光学系設計技術の進歩と光源である
半導体レーザの短波長化により、従来以上の高密度の記
憶容量を持つ光ディスクの開発が進んでいる。高密度化
のアプローチとしては、光ディスク上へ光ビームを微小
に絞る集光光学系の光ディスク側開口数（ＮＡ）を大き
くすることが検討されている。その際、問題となるのが
光軸の傾き（いわゆるチルト）による収差の発生量の増
大である。開口数ＮＡを大きくすると、チルトに対して
発生する収差量が大きくなる。これを防ぐためには、光
ディスクの基板の厚み（基材厚）を薄くすれば良い。例
えばＮＡ＝０.５、基板の厚みｔ１＝１.２ｍｍの時と同
じ量のチルト許容度を得るためには、ＮＡ＝０.６の時
には基板の厚みｔ２＝０.６ｍｍにすれば良い。上記の
理由から、高密度の光ディスクでは基板の厚みを薄くす
ることが望ましい。このため、既に市販されているコン
パクトディスク（ＣＤ）を初めとした多くの在来の光デ
ィスクよりも、次世代の高密度光ディスクの基板の厚み
は薄くなると考えられる。当然、在来の光ディスクと次
世代の高密度光ディスクとの両方を記録再生できる光デ
ィスク装置が必要になる。そのためには、異なる基板の
厚みの光ディスク上に、回折限界まで光ビームを集光す
ることのできる集光光学系を備えた光ヘッド装置が必要
である。

【０００４】本発明者は、基板の厚みの異なる複数の光
ディスクに対して使用できる光ヘッドを既に提案してい
る（特願平第５−３２８２３０号）。光ヘッドにおい
て、光源からの光ビームを平行光にし、対物レンズによ
り微小スポットに集光して光ディスク上を照射する。光
ディスクからの反射光は、もとの光路を逆にたどるが、
ビームスプリッタで反射され、光検出器により検出され
る。ここで、基板の厚みの異なる複数の光ディスクに対
して光ヘッドを使用するために、対物レンズと、入射光
の１部を回折するホログラムレンズとを組み合わせた２
焦点レンズを用い、異なる厚みの光ディスク上にそれぞ
れ回折限界まで集光される集光スポットを形成する。ホ
ログラムレンズは、入射光の１部を回折するため、たと
えば、同心円状の格子パターンを備え、透過光（０次回
折光）も十分な強度を有する。ホログラムレンズにより
回折された光と回折されない光とは、光軸上の異なる焦
点位置に集光される。したがって、異なる厚みの基板上
に微小スポットを形成できる。ここで、ホログラムレン
ズはレンズ作用を有するので、２つの焦点の光軸方向の
位置は異なり、一方の焦点で情報の記録再生をしている
ときには、他方の焦点を集光点とする光ビームは大きく
広がっており光強度は小さく、記録再生には影響を与え
ない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した２焦点レンズ
を用いた光ヘッド装置には、改良、発展すべき点があ
る。たとえば、２焦点レンズを、対物レンズとホログラ
ムレンズとを組み合わせて構成するが、種々の構成が考
えられる。特に、光ヘッド装置を小型化するために、光
源としては半導体レーザーを用いることが望ましいが、
半導体レーザーを用いることによる問題もある。図１に
示すように、半導体レーザーは、光ビームを活性層２０
０１の端面近傍の発光点２００２から出射する。ここ
で、光ビームの遠視野像は、活性層２００１に平行なＸ
方向の広がり角度θ_Xよりも、活性層２００１に直交す
るＹ方向の広がり角度θ_Yの方が広い。図２は、半導体
レーザーから出射する光ビーム（光ビーム径がφ４ｍｍ
の場合）のＸ方向(ａ)とＹ方向(ｂ)の光強度分布２００
３を示す。上述のように、両方向で分布が大きく異なっ
ている。この光ビームを、入射光の１部を回折する上述
のホログラムレンズに入射させると、斜線部分にそれぞ
れ示すように、Ｘ方向(ａ)とＹ方向(ｂ)において外周部
の光強度のほうが内周部よりも強くなる。Ｙ方向の広が
り角が広いので、特に、Ｙ方向の外周部の光強度が、内
周部の光強度よりも強くなる。

【０００６】ここでサイドローブについて、説明する。
図３は、入射光の１部を回折するホログラムレンズを用
いた場合の、基板厚の薄い情報媒体上での集光スポット
のＸ方向(ａ)とＹ方向(ｂ)での光強度分布の計算結果を
示したものである。ここに、光強度は、メインローブ３
８０の最大値を１００として規格化した。メインローブ
３８０が記録再生に必要な光量であり、サイドローブ３
８１は記録ピット形状や再生信号を劣化させる原因とな
る不要な光量である。メインローブ３８０の光強度の最
大値を１００として規格化したときのサイドローブ３８
１の光強度は、Ｘ方向は約１％であり十分に低いが、Ｙ
方向は約４％であり、やや高い。サイドローブの高さが
４％程度あっても、情報信号の読み取りは十分に可能で
あるが、振動や温度変化などの外乱に対してより安定に
情報信号を読み取るためには、サイドローブをより低く
するなどの方法によって、その影響を緩和するほうが望
ましい。

【０００７】本発明の第１の目的は、透過光も十分な強
度であるホログラムレンズを利用することによって基板
厚みの異なる情報媒体（光ディスク）上に回折限界まで
光ビームを集光することができ、さらに、外周部の光強
度が高くなることの影響を緩和して、より安定な情報信
号を得ることのできる光ヘッド装置を提供することであ
る。本発明の第２の目的は、透過光も十分な強度である
ホログラムレンズを利用することによって基板厚みの異
なる情報媒体（光ディスク）上に回折限界まで光ビーム
を集光することができる改良された光ヘッド装置を提供
することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る光ヘッド装
置は、放射光源と、放射光源から出射される光ビームを
受けて情報媒体上へ微小スポットに収束する対物レンズ
と、情報媒体で反射、回折された光ビームを受けてその
光量に応じて電気信号を出力する光検出器と、放射光源
から対物レンズへと至る光路中に設けられ、部分的に光
強度が異なる光強度補正手段とを具備する。対物レンズ
は前記対物レンズに対して同一の側に開口数の異なる複
数の焦点位置を有し、少なくとも屈折型レンズとホログ
ラムレンズとの組み合わせで構成される。光強度補正手
段は、放射光源と対物レンズの中心とを結ぶ光軸付近の
光強度よりも、光軸から離れた領域の光強度を低くす
る。ここで、光強度は、たとえば透過率と０次回折効率
のいずれかを変えることにより変化できる。「透過率」
は、反射、吸収されずに透過する光量の割合に関するも
のであり、「０次回折効率」は、回折作用を受けずに透
過する光強度の割合に関するものである。ここで、
「対物レンズ」とは、狭義の「対物レンズ」のみなら
ず、広く、光ビームを情報媒体上へ微小スポットに収束
する複合レンズも含む。この光ヘッド装置において、対
物レンズにおいて、入射光の一部を回折するホログラム
レンズと対物レンズとを組み合わせることによって、異
なる基板厚（ｔ１とｔ２）の光ディスク（情報媒体）上
に、それぞれ回折限界にまで集光される集光スポットを
形成することのできる２焦点レンズを実現できる。この
２焦点レンズを用いて少ない部品点数で小型、軽量、低
コストの光ヘッド装置でありながら、異なる基板の厚み
の光ディスクの記録再生を一つの光ヘッド装置で行うこ
とができる。また、光強度補正手段を具備して外周部の
光量を低減することにより、情報媒体上で光ビーム（集
光スポット）のサイドローブがより一層低くなり、優良
な特性の再生信号を得ることができる。

【０００９】放射光源から出射する光ビームが、放射方
向に対して垂直で、かつ、互いに垂直な２方向に対して
光強度の変化率が異なるとき、前記放射方向に対して垂
直で、かつ、その方向に向かうに従っての光ビームの光
強度の低下が最も緩やかな方向をＹ方向とし、Ｙ方向に
も放射方向にも垂直な方向をＸ方向としたときに、前記
光強度補正手段は、光強度を低くする部分を、Ｙ方向に
光軸から離れた部分に具備する。好ましくは、光強度補
正手段において、透過率あるいは０次回折効率が等しい
部分を結ぶ仮想的な曲線は、光軸付近から光強度補正手
段の外周部に向かって凸の曲線である。好ましくは、光
強度補正手段は、光強度を低くする前記部分に、回折格
子部を備える。好ましくは、光強度補正手段の前記回折
格子部を、光軸から遠ざかる方向に回折する１次の回折
光の強度が強くなる方向にブレーズ化する。または、好
ましくは、光強度補正手段の前記回折格子部を、光軸に
近づく方向に回折する１次の回折光の強度が強くなる方
向にブレーズ化する。好ましくは、光強度補正手段は、
光軸付近の面の高さを、回折格子部の凹凸の頂上部と底
部の平均の高さと同じにする。または、好ましくは、光
強度補正手段は、光軸付近の部分の面の高さを、回折格
子部の凹凸の頂上部と底部の平均の高さよりも高くする
かまたは厚くして光路長を長くする。好ましくは、光強
度補正手段は、透過率を低くする前記部分に金属膜ある
いは誘電体膜を形成したものである。金属膜または誘電
体膜により光の透過が妨げられ、透過率が低くなる。好
ましくは、光強度補正手段は、光軸付近の透過率を大き
くする部分の面の高さを、透過率を低くする部分の高さ
よりも高くするかあるいは厚くして光路長を長くする。
好ましくは、さらに、放射光源と対物レンズの間にビー
ムスプリッターを具備し、前記ビームスプリッターの表
面に光強度補正手段を設ける。好ましくは、さらに、放
射光源から対物レンズに至る光路の間に、前記放射光源
から出射する光ビームを並行光にするコリメートレンズ
を具備し、光強度補正手段を、前記コリメートレンズの
表面に一体に形成する。好ましくは、上記の光検出器
は、サーボ信号検出用の第１の光検出器と、その周辺部
に設けた第２の光検出器とからなる。光強度補正手段と
組み合わせて、サーボ信号検出用の光検出器の周囲に大
きな（望ましくはφ１ｍｍ以上）光検出器を設けて、外
周の光を受光し、両光検出器の和を情報信号とすること
により、さらに、一層Ｓ／Ｎ比を向上し、また、周波数
特性の向上を図ることもできる。

【００１０】本発明に係る第２の光ヘッド装置は、放射
方向に対して垂直で、かつ、互いに垂直な２方向に対し
て光強度の変化率が異なる光ビームを出射する放射光源
と、前記放射光源から出射される光ビームを受けて情報
媒体上へ微小スポットを収束する対物レンズと、前記情
報媒体で反射、回折した光ビームを受けてその光量に応
じて電気信号を出力する光検出器と、放射方向に対して
垂直で、かつ、その方向に向かうに従っての光ビームの
光強度の低下が最も緩やかな方向をＹ方向とし、前記Ｙ
方向にも前記放射方向にも垂直な方向をＸ方向としたと
きに、前記Ｙ方向に光軸から離れた部分の面の高さを、
光軸付近の部分の高さよりも低くするかまたは薄くして
光路長を短くする波面補正手段とを具備する。

【００１１】本発明に係る第３の光ヘッド装置は、放射
光源と、前記光源から出射される光ビームを受けて情報
媒体上へ微小スポットに収束する対物レンズと、前記情
報媒体で反射、回折した光ビームを受けてその光量に応
じて電気信号を出力する光検出器とを具備し、前記対物
レンズは前記対物レンズに対して同一の側に複数の焦点
位置を有し、少なくとも屈折型レンズとホログラムレン
ズとの組み合わせで構成され、前記ホログラムレンズを
前記屈折型レンズの曲率の大きな面に一体形成すること
を特徴とする。この光ヘッド装置においては、ホログラ
ムレンズを凸レンズとして用いるが、ホログラムレンズ
と屈折型レンズとの分散特性が反対なので、色収差が発
生しなくなる。

【００１２】本発明に係る第４の光ヘッド装置は、放射
光源と、前記光源から出射される光ビームを受けて情報
媒体上へ微小スポットに収束する対物レンズと、前記情
報媒体で反射、回折した光ビームを受けてその光量に応
じて電気信号を出力する光検出器を含み、前記対物レン
ズは前記対物レンズに対して同一の側に複数の焦点位置
を有し、少なくとも屈折型レンズとホログラムレンズの
組み合わせで構成され、前記ホログラムレンズを前記屈
折型レンズの面の一部分に一体形成し、前記ホログラム
レンズの格子パターンの凹凸の平均面と格子パターンの
ない面を連続的につなぎ、かつ、格子パターンの平均面
と格子パターンのない面の表面を光ビームをほぼ回折限
界に集光できるように設計する。これにより、良好な集
光特性を得ることができる。

【００１３】本発明に係る光の光量と位相の変調素子の
第１の製造方法は、基板平面上にマスクを形成し、次
に、前記基板の前記マスクのない部分をエッチングし、
次に、金属膜または誘電体膜を基板上に形成し、次に、
前記マスクを取り除く。本発明に係る光の光量と位相の
変調素子の第２の製造方法は、基板平面上に金属膜また
は誘電体膜を形成し、次に、金属膜または誘電体膜上に
マスクを形成し、次に、前記金属膜または誘電体膜のマ
スクのない部分をエッチングし、次に、透明膜を形成
し、次に、前記マスクを取り除く。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を用いて本発明
の実施形態を説明する。図４は、本発明の第１の実施形
態の光ヘッド装置を示す。この光ヘッド装置の特徴は、
対物レンズ４とホログラムレンズ１０７から２焦点レン
ズを構成することと、外周部の光量を低下させる補正ホ
ログラム１２２１を設けることである。この光ヘッド装
置において、半導体レーザなどの放射光源２から出射し
た光ビーム３は、コリメートレンズ１２２によって略平
行光になり、補正ホログラム１２２１を通過して外周部
の光強度が低下する。光ビームは、さらに、偏光ビーム
スプリッター４２を透過し、１／４波長板１５によって
円偏光になる。次に、光ビームは、ホログラムレンズ１
０７と対物レンズ４とに入射し、異なった焦点位置に位
置される厚い情報媒体５または薄い情報媒体５１の上に
集光される。情報媒体５は、基板の厚みｔ１＝１.２ｍ
ｍの光ディスクであり、情報媒体５１は、基板の厚みｔ
２＝０.６ｍｍの光ディスクである。ここで、「基板の
厚み」とは、情報媒体に光ビームの入射する面から情報
記録面までの厚みを指す。また、ここで「集光」という
言葉を用いたが、「集光」とは、「発散光または平行光
を回折限界の微小スポットにまで収束すること」と定義
する。

【００１５】ホログラムレンズ１０７は、図５と図６に
図式的に示すように、光ビーム３に対して透明な基板９
に形成されていて、中央部の格子パターン１０７ａと、
その周囲の格子パターンのない領域１０７ｂとからな
る。格子パターン１０７ａは、同心円状であり、その中
心すなわち光軸は対物レンズ４と組立誤差内で一致して
いる。ホログラムレンズ１０７の＋１次回折光の回折効
率は１００％未満であり、ホログラムレンズ１０７は、
光ビーム３ａの透過光（０次回折光）６１ａも、充分な
強度を有するように設計する。これは、ホログラムレン
ズ１０７を例えば図４に示したように凹凸形状によって
作製する場合には、（レリーフ型）凹凸の高さｈをｈ＜
λ／（ｎ−１）というようにより小さく、すなわち、格
子部１０７ａで光ビームに与える位相変化の振幅量を、
２πよりも小さくすることによって、容易に実現でき
る。ここで、λは光ビーム３の波長、ｎは透明基板９の
屈折率である。このようにホログラムレンズ１０７のど
の位置においても、透過光が充分な強度を持つようにす
ることによって、情報媒体５１上に透過光の形成する集
光ビームのサイドローブ（図７参照）を低く抑えること
ができる効果を有する。

【００１６】なお、ホログラムレンズ１０７が格子パタ
ーン１０７ａと、格子パターンのない領域１０７ｂから
なる。格子パターン１０７ａの０次回折光（透過光）の
位相は、格子パターン１０７ａによって与えられる位相
変調量の平均値となる。これに対し、格子パターンのな
い領域１０７ｂの透過光の位相を同じぐらいに合わせる
ことによって、集光性能を向上させることが望ましい。
そこで、例えばホログラムレンズ１０７の格子パターン
１０７ａをレリーフ型にする場合は、図６に示すよう
に、格子パターン部の凹凸の平均ぐらいのレベルに格子
パターンのない領域１０７ｂの表面の高さを合わせる。

【００１７】情報媒体５または５１で反射した光ビ−ム
は、もとの光路を逆にたどる。透過光６１は、実線で示
したようにホログラムレンズ１０７を再び透過し、ま
た、＋１次回折光６４は、破線のようにホログラムレン
ズ１０７で再び＋１次回折光として回折し、どちらも初
めに偏光ビームスプリッター４２を通った後と同じ光路
を通り、偏光ビームスプリッター４２で反射される。反
射された光は、収束レンズ１２１によって集光され、シ
リンドリカルレンズ１３１などの波面変換手段によって
フォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号などの
サーボ信号を得ることができるように波面を変換された
後に、光検出器７１に入射する。光検出器７１の出力を
演算することによって、サーボ信号（フォーカスエラー
信号とトラッキングエラー信号）及び情報信号を得るこ
とができる。ホログラムレンズ１０７は、例えば図４に
示したようにブレーズ化することによって、後述のよう
に２焦点の光ビームを形成する透過光と＋１次回折光と
の光量和を大きくすることができ、光の利用効率を高く
できるという効果がある。対物レンズ４は、図８の
（ａ）に示すように、ホログラムレンズ１０７を回折さ
れずに透過した光ビーム６１が入射したときに、開口数
ＮＡが０.６以上で、基板３７の厚みｔ２の薄い光ディ
スク５１上に、回折限界の集光スポット３８ａを形成で
きるよう設計されている。また、この場合ではホログラ
ムレンズ１０７の格子パターン１０７ａは、対物レンズ
４によって決まる開口よりも小さな径の中にだけ形成さ
れている。従って、ホログラムレンズ１０７の格子パタ
ーンが形成されていない部分１０７ｂでは回折が全く起
こらず、高ＮＡの集光スポット３８ａの光量が多くな
る。

【００１８】他方、図８の（ｂ）は、低ＮＡで基板３７
の厚い（厚さｔ１）情報媒体５上に、回折限界に集光ス
ポット３８ｂを集光できることを示す。ホログラムレン
ズ１０７で回折された＋１次回折光６４は、対物レンズ
４によって情報媒体５上に集光される。ここで＋１次回
折光６４は、厚さｔ１の基板３７を通して回折限界まで
絞れるように収差補正を施されている。このような収差
補正作用を有するホログラムレンズ１０７の設計方法
は、例えば集光スポット３８ｂから発散する球面波が、
厚さｔ１の基板３７を透過した後、対物レンズ４を透過
し、ホログラムレンズ１０７を形成している透明基板９
を透過した光ビームと、図８の（ｂ）の光ビーム３の位
相の正負を反転した光ビームの干渉パターン（ホログラ
ムレンズの格子パターン１０７ａ）を計算すればよい。
そして、例えばコンピューター・ジェネレイティッド・
ホログラム（ＣＧＨ）の手法などによって、容易にホロ
グラムレンズ１０７を作製できる。このように、入射光
の一部を回折するホログラムレンズ１０７と対物レンズ
４とを組み合わせることによって、異なる基板厚（ｔ１
とｔ２）の光ディスク上に、それぞれ回折限界にまで集
光される集光スポットを形成する事のできる２焦点レン
ズを実現できる。

【００１９】ここで、ホログラムレンズ１０７はレンズ
作用を有するので、２つの焦点の光軸方向の位置は異な
り、一方の焦点スポットで情報の記録再生をしていると
きには、他方の焦点を集光点とする光ビームは大きく広
がっており、光強度が小さく記録再生には影響を与えな
い。例えば図８の（ａ）のように、情報媒体５１に対し
て集光スポット３８ａが合焦点位置にあるときは、＋１
次回折光６４は情報媒体５１の情報記録面上では大きく
広がっており、記録再生には影響を与えない。これは図
８の（ｂ）の場合もまた同様である。この２つの焦点位
置の差は、一方の焦点スポットで情報の記録再生をして
いるときに、他方の焦点を集光点とする光ビームが大き
く広がって光強度が小さく記録再生に影響を与えないよ
うにするためには、５０μｍ以上でなるべく大きくする
ことが望ましい。また、コンパクトディスク（ＣＤ）や
レーザディスク（ＬＤ）などの基板厚ｔ１が１.２ｍｍ
程度で、高密度光ディスクの基板厚ｔ２は０.４ｍｍ〜
０.８ｍｍが適当と考えられることから、対物レンズの
フォーカスサーボ動作を担うアクチュエータの可動範囲
を考えて、２焦点位置の差はｔ１とｔ２との差０．８ｍ
ｍ程度を大きく越えないことが望ましい。従って、図８
の（ａ）のように、高ＮＡで薄い基板に対応した集光ス
ポット３８ａの焦点距離を短くする場合、２焦点位置の
差は５０μｍ以上１ｍｍ以下にする。

【００２０】本実施形態において、対物レンズ４は、図
４に示すように、ホログラムレンズ１０７を回折されず
に透過した光ビーム６１が入射したときに、基板の厚み
（ｔ２）の薄い光ディスク上に回折限界の集光スポット
を形成できるよう設計されている。また、本実施形態の
ホログラムレンズ１０７の格子パターン１０７ａは、対
物レンズ４によって決まる開口よりも小さな径の中にだ
け形成されている。従って、ホログラムレンズ１０７の
格子パターン１０７ｂの形成されていない部分では回折
が全く起こらない。このように、入射光の一部を回折す
るホログラムレンズ１０７と対物レンズ４とを組み合わ
せることによって、異なる基板厚（ｔ１とｔ２）の光デ
ィスク上に、それぞれ回折限界にまで集光される集光ス
ポットを形成することのできる２焦点レンズを実現でき
る。

【００２１】情報媒体５、５１により反射されたホログ
ラムレンズ１０７をふたたび通った上記の透過光６１と
上記の＋１次回折光とは、偏光ビームスプリッター４２
を初めに通ったときと同じ光路を通って偏光ビームスプ
リッター４２で反射され、次に、収束レンズ１２１によ
って集光される。この集光された光ビームを用いて光検
出器７１によりサーボ信号の検出を行う。従って、２焦
点から反射してきた光ビームの光検出器側での集光点３
９は、放射光源２の出射点と共役関係にある点で一致す
る。このため、サーボ信号検出手段も光検出器７１も単
一のものを共通に用いることができ、少ない部品点数で
小型、軽量、低コストの光ヘッド装置でありながら、異
なる基板の厚みの光ディスクの記録再生を一つの光ヘッ
ド装置で行うことができるという効果を有する。

【００２２】フォーカスエラー信号の検出方式は、スポ
ットサイズディテクション法（ＳＳＤ法：特開平２−１
８５７２２号公報）や、非点収差法や、ナイフエッジ法
など任意の方法を用いることができる。また、トラッキ
ングエラー信号は、プッシュプル法、ヘテロダイン法、
３ビーム法など、やはり任意の方法を採用可能である。
本発明の特徴の１つは、補正ホログラム１２２１や補正
フィルタ１２２５のような光強度を外周部で部分的に補
正する素子を用いる点にある。光は強さと位相をもって
いるが、これらの素子は、光量と位相の変調素子であ
り、これを光学系に具備して光量と位相を所望どおりに
変化させ、外周部での光強度を低下させる。図９に、放
射光源２から対物レンズ４へと至る往路の光学系を示
す。補正ホログラム１２２１は、例えば（ｂ）に示すよ
うに、光軸３０００に近いところには、光を全透過する
透過部１２２３を設け、光軸３０００から離れたところ
には、回折格子部１２２２を設ける。そして、（ａ）に
示したように、往路において、放射光源２から出射した
光ビーム３の光軸付近の光を全て透過し、光軸から離れ
た部分の光は一部を回折して透過率を低くする。

【００２３】ここで、回折格子部１２２１の０次回折光
（透過光）の位相は、回折格子部１２２１によって与え
られる位相変調量の平均値となる。これに対して、格子
パターンのない領域１２２３の透過光の位相を同じぐら
いに合わせることによって、対物レンズ４による集光性
能を向上させることが望ましい。そこで、例えば図９の
（ｂ）に示すように、ホログラムの格子パターンをレリ
ーフ型にする場合は、回折格子部１２２２の凹凸の平均
（頂上部と底部の平均）ぐらいのレベルに透過部１２２
３の表面の高さを合わせる。

【００２４】ただし、放射光源２に半導体レーザーを用
い、かつ、その半導体レーザーが非点隔差を持つ場合
（図１参照）は、図１０に示すように、光軸３０００を
含む中央部の透過部１２２３ａの表面の高さを回析格子
部１２２２の平均より高くする。いいかえれば、透過部
１２２３ａの厚みを回析格子部１２２２よりも厚くし、
光路長を長くする。これによって、半導体レーザーの非
点隔差の悪影響を減らし、光学系の集光特性をより良く
することもできる。半導体レーザーが非点隔差を持った
場合、出射光の広がり角の狭い方向の平面内での集光点
が、半導体レーザーの活性層内部へ入り込んでいる。従
って、これと直角方向、つまり、出射光の広がり角の広
い方向に光学系の凸レンズ作用をより大きくすることに
よって両方向の集光位置を一致させると、波面収差を低
減できる。後述のように、図１０のＹ方向を広がり角の
広い方向に一致させることが望ましいので、このＹ方向
に凸レンズ作用を持たせることが望ましい。これが、透
過部１２２３ａを厚くするとよい理由である。また、補
正ホログラム１２２１から回折する回折光１２２４は、
不要な迷光になる。そこで、対物レンズ４の開口内に入
らないようにするか、あるいは、情報媒体５または５１
で反射した後に、光検出器７１に入射しないように設計
することが望ましい。

【００２５】回折光１２２４を対物レンズ４の開口内に
入らないようにするには、回折格子部１２２２の格子ピ
ッチを５μｍ以下、望ましくは２μｍ以下にするか、図
９の（ｂ）に示したように、光軸から離れる方向に回折
する回折光強度が強くなる方向に回折格子部１２２２を
ブレーズ化した上で、格子ピッチを２０μｍ以下、望ま
しくは１２μｍ以下にする。他の方法として、回折光１
２２４が情報媒体５または５１で反射した後に、光検出
器７１に入射しないように設計するためには、回折格子
部の格子ピッチを３０μｍ以下、望ましくは１０μｍ以
下にする。また逆に、この回析光を情報媒体上に集光
し、情報媒体からの反射光を光検出器で受光してその出
力から、いわゆる３ビーム法によるトラッキングエラー
信号を得ることも可能である。この場合は、上述の場合
とは逆に光軸に近づく方向に回析する回析光強度が強く
なる方向に回析格子部１２２２をブレーズ化することが
望ましい。

【００２６】図１１は、補正ホログラム１２２１を図９
の光軸３０００の方向、すなわちＺ方向から見た例を示
す。光軸３０００を表す丸と、光ビーム有効径１２２４
を表す円は、説明のために仮想的に描いたもので、補正
ホログラム１２２１には実際には形成しない。座標軸
は、図１や図９と共通である。光ビームの広がり角度の
広い方向、すなわち図１のＹ方向に光軸から離れた部分
の光量を下げるため、図１１においても、Ｙ方向に光軸
から離れた部分を回折格子部１２２２にすることが望ま
しい。また、遠視野像（ＦＦＰ）の光強度の等高線は楕
円形状であるので、回折格子部１２２２と透過部１２２
３との境界線を光軸３０００から外側に向かって凸にす
ることにより、光量を有効に利用できるという効果を得
ることができる。

【００２７】図１２は、補正ホログラム１２２１の０次
回折効率（透過率）のＹ軸方向の変化の例を示す。原点
は、光軸３０００と補正ホログラム１２２１との交点で
ある。外周ほど０次回折効率を低くする。このように、
補正ホログラム１２２１を具備することにより、ホログ
ラムレンズ１０７を通過した光ビームの遠視野像は、図
１３のようになる。図１３は、Ｘ方向（ａ）とＹ方向
（ｂ）の光強度の分布を示す。補正ホログラム１２２１
によってＹ方向の光強度を低減することによって、Ｙ方
向の光強度分布（ｂ）が、図２と異なっている。すなわ
ち、Ｙ方向の外周部の光強度が内周部よりも低くなって
いる。なお、Ｙ方向の外周部の光強度を内周部よりも低
くするためには、補正ホログラム１２２１の回折格子部
１２２２の０次回折効率を、ホログラムレンズ１０７の
０次回折効率より低くすることが望ましい。

【００２８】図１３の（ｂ）の破線は、遠視野像を計算
する際に用いた補正ホログラム１２２１の０次回折効率
分布であり、図１２の例とは少し異なっている。この時
の情報媒体５１上での集光スポットプロファイルを計算
した結果を図１４に示す。（ａ）Ｘ方向、（ｂ）Ｙ方向
共にサイドローブ３８１の高さはメインローブ３８０の
最大値の１％程度に納まっている。すなわち、情報媒体
上で光ビーム（集光スポット）のサイドローブ３８１が
より一層低くなり、優良な特性の再生信号を得ることが
できるという効果を得ることができる。なお、図４のよ
うにコリメートレンズ１２２を具備する構成では、図１
５に示したように、補正ホログラム１２２１をコリメー
トレンズ１２２の表面の周辺部に形成することによって
部品点数を削減し、より安価に光ヘッド装置を構成する
ことができる。なお、以上の実施形態では、補正ホログ
ラムはレリーフ型として説明してきたが、特開昭第６１
−１８９５０４号公報や、特開昭第６３−２４１７３５
号公報にも開示されているように、ニオブ酸リチウム基
板の一部をプロトン交換したり、液晶セルを利用して
も、同様に位相変調型の補正ホログラムを作製すること
ができる。

【００２９】また、補正ホログラム１２２１において、
回折格子部１２２２は透過率を低減するために設けてい
るので、回折格子部の代わりに金属膜や誘電体膜を形成
して透過率を低減しても良い。この場合、たとえば図１
６に示すように、補正ホログラムを設ける代わりに、図
１７に示す補正フィルタ１２２５が、偏光ビームスプリ
ッター４２の表面に備えられる。この補正フィルタ１２
２５は、金属膜または誘電体膜を両側に透過率低減部１
２２６として設け、その間の中央に透過部１２２７を設
けたものである。図１６と図１７に挿入したＸ軸とＺ軸
は共通である。光ビームの有効径１２２４は、透過部１
２２７の幅より広くする。このようにビームスプリッタ
ー４２の表面に補正フィルタ１２２５を直接形成するこ
とにより、部品点数を低減できると共に、光学部品の面
の数を低減でき、反射による光量の損失を避けることが
できるという効果を得ることができる。また、金属膜と
しては、安定なクロム等で形成することが望ましい。な
お、ビームスプリッターの表面に代えて、コリメートレ
ンズ１２２において、表面に透過率低減部を設けても同
様の効果を得ることができる。なお、反射光が半導体レ
ーザーへの戻り光となって戻りノイズを誘発しないため
に、上記補正フィルタ表面の法線を光軸に対して傾ける
とよい。特に図１６のように補正フィルタ１２２５をビ
ームスプリッター４２の表面に備える場合はビームスプ
リッター４２を傾ける。さらに、前述の回折格子を用い
た実施形態と同様に、補正フィルタ１２２５の透過部１
２２７を図１８に示すように厚くし、光路長を長くする
ことによって、半導体レーザーの非点隔差の悪影響を取
り除くことができるという効果をも得ることができる。

【００３０】本実施形態に用いる補正ホログラムまたは
補正フィルタと一見似たものが特開昭第５８−８５９４
４号公報及び特開昭第６２−６７７３７号公報に開示さ
れている。前者には、光軸の傾きによるクロストークを
減少させるため、たとえば透明な中央部と、光を吸収ま
たは反射する縁部とからなる放射減衰素子が光路中に設
置され、縁部での放射強度を低減させる。また、後者で
は、主ビームの他に２本の副ビームを形成するため、光
分割手段を光路中に設置する。ここで、サイドローブに
よるクロストークを減少するため、光分割手段は、主ビ
ームの光強度分布を周辺部で小さくする。しかし、これ
らは、いずれも、通常の光ビームについて、周辺で光強
度を低減させ、光ビームのサイドローブを小さくさせる
ものである。これに対し、本発明は、入射光の１部を回
折するホログラムレンズ１０７を用いた２焦点レンズ特
有の問題点を解決するものである。この場合、光量分布
が図２の（ｂ）に示したように特にｙ方向の外周部で大
きく、情報読み取りが不安定になる可能性がある。そこ
で、本発明は、補正ホログラム（あるいは補正フィル
タ）を用いて通常の平坦な光強度分布に戻すものであ
る。これにより、本発明は、上述の従来技術よりもサイ
ドローブ低減の効果が大きく、かつ、異なる基材厚に適
した光ビームを１つのレンズで形成できるという顕著な
効果を得ることができるものである。

【００３１】図１９に示すように、本光ヘッド装置で
は、情報記録面上に集光されて情報を読みとった光の一
部は光検出器上で大きく広がる。例えば、ホログラムレ
ンズ１０７を用いた本発明の光ヘッド装置で、情報媒体
５１（基板の厚みがｔ２の時）の再生を行うとき、情報
記録面上に集光されて情報を読みとった光が、ホログラ
ムレンズ１０７を透過した光を用いてサーボ信号や情報
信号を読み出す。ここで、情報記録面上に集光されて情
報を読みとった光がホログラムレンズ１０７で回折され
た光は、図１９に示した１次回折光４３０の様に大きく
広がる。そこで、サーボ信号検出用の光検出器７５の周
囲に大きな（望ましくはφ１ｍｍ以上の大きさの）光検
出器７５ｃを設けて、これらの光を受光し、光検出器７
５の出力と、光検出器７５ｃの出力の和を情報信号とす
る。これにより、さらに、Ｓ／Ｎを向上し、また、周波
数特性の向上を図ることもできるという効果を得ること
ができる。本実施形態で用いる対物レンズは、光を屈折
する対物レンズ４と光の一部を回折するホログラムレン
ズ１０７との組み合わせで基本的に構成されている。そ
こで、ホログラムレンズ１０７と対物レンズ４とを、パ
ッケージ化手段を用いて連結したり、図２０に示すよう
に、対物レンズ４上にホログラムレンズの格子パターン
を直接作製したりすることにより一体化してもよい。こ
うすることによって、ホログラムレンズと対物レンズと
の光軸ずれを小さくすることができ、ホログラムレンズ
の＋１次回折光の軸外収差をより小さくでき、かつ、一
層の軽量化と低コスト化を図ることもできるという効果
がある。

【００３２】さらにまた、設計上ホログラムレンズが光
軸に対して傾くと収差が発生するような場合は、図２０
に示すように、ホログラムレンズ１０７の格子パターン
を対物レンズ４の曲率の大きな（曲率半径の小さな）
面、すなわち情報媒体（光ディスク）の逆側に形成する
ことにより、ホログラムレンズの光軸に対する収差を抑
圧することができるという効果を得ることもまた可能で
ある。なお、図２０の格子パターン１０７ａの０次回折
光（透過光）の位相は、格子パターン１０７ａによって
与えられる位相変調量の平均値となる。従って、格子パ
ターン１０７ａの格子の凹凸の高さの平均の面１０７０
（点線で表示）と、格子パターンのない面１０７１との
表面を連続的につなぎ、かつ、格子パターン１０７ａの
格子の平均面１０７０と格子パターンのない面１０７１
との表面を、基板厚ｔ２を通して光ビームをほぼ回折限
界に集光できるように設計する。

【００３３】さらに、次の実施形態として、ホログラム
レンズ１０７を凸レンズ型に設計し、＋１次回折光を、
基板厚みｔ２に対して集光し、０次光を基板厚みｔ１に
対して集光することも可能である。この時、外周部の＋
１次回折効率はほぼ１００％とし、内周部の回折効率は
１００％より小さくする。そして、上述の実施形態の説
明中、ホログラムレンズ１０７の０次回折効率を＋１次
回折効率と読み代え、ホログラムレンズ１０７の＋１次
回折効率を０次回折効率と読み代えることにより、補正
ホログラム１２２１は、同様の構成で同様の効果を得る
ことができる。そして、この実施形態では基板厚ｔ２に
対して、色収差が低減される、あるいは、発生しなくな
るという効果がある。また逆に、この回析光を情報媒体
上に集光し、情報媒体からの反射光を光検出器で受光し
て、その出力から、いわゆる３ビーム法によるトラッキ
ングエラー信号を得ることも可能である。この場合は、
上述とは逆に、光軸に近づく方向に回析する回析光強度
が強くなる方向に回析格子部１２２２をブレーズ化する
ことが望ましい。

【００３４】なお、図２１は、光ヘッド装置の別の実施
形態の概略を示す。この光ヘッド装置が図４に示す光ヘ
ッド装置と異なる点は、有限光学系を用いている点と、
ビームスプリッタ３６３が平板である点である。この差
異により、部品点数の低減とコストダウンの効果があ
る。放射光源２からの光ビーム３は、補正ホログラム１
２２１により外周部の光強度を変化された後、ビームス
プリッタ３６３により９０°反射されて、ホログラムレ
ンズの格子パターン１０７を備えた対物レンズ（２焦点
レンズ）４（図２０参照）により、情報媒体５、５１上
に集光される。情報媒体５、５１からの反射光は、ビー
ムスプリッタ３６３を透過して、光検出器７１に入射す
る。

【００３５】光量と位相の変調素子（補正フィルタな
ど）は、簡単に製造できることが望ましい。補正フィル
タ１２２５は、透過率低減部１２２６と段差の２種のパ
ターンを形成する必要があるが、以下に例示する製作法
においては、パターニングのためのマスキング工程は１
回だけ行えばよく、簡単かつ安価に製造可能である。以
下、透過率低減部１２２６は、クロムなどの金属膜を例
にとって説明するが、誘電体膜に代えることもできる。
図２２は、補正フィルタ１２２５の製造法を示す。ま
ず、（ａ）に示すように、透明基板１２２５２を洗浄し
たのち、レジスト膜１２２５１をその表面にコートす
る。基板１２２５２は、図１６に示した例のように、ビ
ームスプリッタ４２の表面に補正フィルタ１２２５を作
成する場合は、ビームスプリッタそのものである。次
に、（ｂ）に示すように、基板１２２５４上の１部に光
を遮るマスク材料（一般的にクロム）１２２５５を形成
したフォトマスク１２２５３がレジスト膜１２２５１の
上に載せられる。このフォトマスク１２２５３を通して
レジスト膜１２２５１をパターニングのために露光す
る。次に、（ｃ）に示すように、フォトマスク１２２５
３を除いて、レジスト膜１２２５１を現像する。これに
より、補正フィルタ１２２５の透過部１２２７に相当す
る部分のみにレジスト膜が残る。次に、（ｄ）に示すよ
うに、残ったレジスト膜１２２５１をマスクにしてエッ
チングを行なう。これにより、基板１２２５２の表面の
うち、レジスト膜１２２５１のない部分のみがエッチン
グされる。こうして、レジスト膜１２２５１を上に載せ
た段差が形成される。次に、（ｅ）に示すように、金属
膜１２２６１を蒸着またはスパッタにより形成する。金
属膜１２２６１の厚さは、段差の高さより小さい。最後
に、（ｆ）に示すように、レジスト膜１２２５１を有機
溶剤などにより除去する。このとき、レジスト膜１２２
５１上に形成された金属膜も同時に除去できる（リフト
オフ）。こうして、補正フィルタ１２２５が完成する。

【００３６】図２３は、補正フィルタ１２２５の別の製
造法を示す。まず、（ａ）に示すように、透明基板１２
２５２を洗浄したのち、基板１２２５１の表面上に金属
膜１２２６１を蒸着する。次に、（ｂ）に示すように、
さらにレジスト膜１２２５１を金属膜１２２６１上に塗
布する。次に、（ｃ）に示すように、基板１２２５４上
の１部に光を遮るマスク材料（一般的にクロム）１２２
５５を形成したフォトマスク１２２５３がレジスト膜１
２２５１の上に載せられる。マスク材料１２２５５は、
中央部以外に形成される。このフォトマスク１２２５３
を通してレジスト膜１２２５１をパターニングのために
露光する。次に、フォトマスク１２２５３を取り除き、
レジスト膜１２２５１を現像する。こうして、（ｄ）に
示すように、レジスト膜１２２５１は、露光されない部
分にのみ残る。次に、残ったレジスト膜１２２５１をマ
スクにして金属膜１２２６１をエッチする。こうして、
（ｅ）に示すように、透過部１２２７に相当する部分の
金属膜１２２６１が除去される。次に、（ｆ）に示すよ
うに、ＳｉＯ₂などの透明な膜１２２６２を形成する。
この膜１２２６２の厚さは、金属膜１２２６１の厚さよ
り大きい。次に、（ｇ）に示すように、レジスト膜１２
２５１を溶剤で溶かすなどして除去する。このとき、レ
ジスト膜１２２５１の上に載っているＳｉＯ₂は、同時
に除去される（リフトオフ）。こうして、補正フィルタ
１２２５が完成する。

【００３７】

【発明の効果】以上に述べたことから明らかなように、
本発明では以下のような効果が得られる。（１）入射光の一部を回折するホログラムレンズと対物
レンズとを組み合わせることによって、異なる基板厚
（ｔ１とｔ２）の光ディスク（情報媒体）上に、それぞ
れ回折限界にまで集光される集光スポットを形成する事
のできる２焦点レンズを実現でき、この２焦点レンズを
用いて少ない部品点数で小型、軽量、低コストの光ヘッ
ド装置でありながら、異なる基板の厚みの光ディスクの
記録再生を一つの光ヘッド装置で行うことができる。（２）補正ホログラムあるいは補正フィルタ等の光強度
補正手段を具備することにより、情報媒体上で光ビーム
（集光スポット）のサイドローブがより一層低くなり、
優良な特性の再生信号を得ることができる。（３）補正ホログラムあるいは補正フィルタ等の光強度
補正手段の０次回折効率あるいは透過率の高い部分を厚
くし、光路長を長くすることによって、光源として半導
体レーザーを用いる場合に、半導体レーザーの非点隔差
の悪影響を取り除くか、あるいは、軽減できる。（４）補正ホログラムあるいは補正フィルタ等の光強度
補正手段と組み合わせて、サーボ信号検出用の光検出器
の周囲に大きな（望ましくはφ１ｍｍ以上）光検出器を
設けて、外周の光を受光し、両光検出器の和を情報信号
とすることにより、さらに、一層Ｓ／Ｎ比を向上し、ま
た、周波数特性の向上を図ることもできる。（５）補正ホログラムあるいは補正フィルタ等の光強度
補正手段を対物レンズあるいはコリメートレンズの表面
に形成し、部品点数を削減し、より低価格化を図ること
もできる。（６）ホログラムレンズを対物レンズ表面に形成する際
に、格子パターンの格子の平均面と格子パターンのない
面との表面を連続的につなぎ、かつ、格子パターンの格
子の平均面と格子パターンのない面との表面を光ビーム
をほぼ回折限界に集光できるように設計することによ
り、良好な集光特性を得ることができる。（７）ホログラムレンズを凸レンズとして用いる実施形
態では、色収差が発生しなくなる。（８）補正フィルタなどの光量と位相の変調素子を、簡
単かつ安価に製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】半導体レーザーの出射光の広がりの様子を説
明するための斜視図である。

【図２】光ビームの光量分布のグラフであり、(ａ)は
Ｘ方向の光量分布を示し、(ｂ)はＹ方向の光量分布を示
す。

【図３】情報媒体上での集光スポットの光量分布のグ
ラフであり、(ａ)は、Ｘ方向の光量分布を示し、(ｂ)
は、Ｙ方向の光量分布を示す。

【図４】本発明の実施形態の光ヘッド装置の概略断面
図である。

【図５】ホログラムレンズのホログラムパターンを表
す平面図である。

【図６】ホログラムレンズの断面図である。

【図７】情報媒体上での集光スポットの光量分布のグ
ラフである。

【図８】２つの焦点での透過光の集光状況を説明する
ための複合対物レンズの断面図であり、(ａ)は、ホログ
ラムレンズの格子パタ−ン以外にも透過光が透過する場
合、(ｂ)はホログラムレンズの格子パタ−ン以内のみに
透過光が透過する場合を示す。

【図９】補正ホログラムの作用を説明するための図で
あり、(ａ)は、補正ホログラムにより外周部での光強度
抑制を説明する概略を示し、(ｂ)は、補正ホログラムを
示す。

【図１０】補正ホログラムを備える光ヘッド装置の図
式的断面図である。

【図１１】補正ホログラムの図式的平面図である。

【図１２】Ｙ方向の透過率分布を示すグラフである。

【図１３】補正ホログラムを備えるときの光ビームの
光量分布のグラフであり、(ａ)は、Ｘ方向の光量分布
を、(ｂ)は、Ｙ方向の光量分布を示す。

【図１４】情報媒体上での集光スポットの光量分布の
グラフであり、(ａ)は、Ｘ方向の光量分布を、(ｂ)は、
Ｙ方向の光量分布を示す。

【図１５】補正ホログラムを備えたコリメートレンズ
の断面図である。

【図１６】光ヘッド装置の断面図である。

【図１７】補正フィルタの平面図である。

【図１８】補正フィルタの断面図である。

【図１９】光検出器上での光の様子を説明するための
斜視図である。

【図２０】複合対物レンズの概略断面図である。

【図２１】複合対物レンズを備えた光ヘッド装置の別
の実施形態の断面図である。

【図２２】補正フィルタの製造法を示す図である。

【図２３】補正フィルタの別の製造法を示す図であ
る。

【符号の説明】

２放射光源、３光ビーム、４対物レンズ、
５、５１情報媒体、７１光検出器、３６ビーム
スプリッター、１０７ホログラムレンズ、１２１
収束レンズ、１２２コリメートレンズ、１２２
１補正ホログラム、１２２５補正フィルタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者林秀樹大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放射光源と、放射光源から出射される光
ビームを受けて情報媒体上へ微小スポットに収束する対
物レンズと、情報媒体で反射、回折された光ビームを受
けてその光量に応じて電気信号を出力する光検出器と、
放射光源から対物レンズへと至る光路中に設けられ、部
分的に光強度を変化する光強度補正手段とを具備し、前記対物レンズは前記対物レンズに対して同一の側に開
口数の異なる複数の焦点位置を有し、少なくとも屈折型
レンズとホログラムレンズとの組み合わせで構成され、前記光強度補正手段は、放射光源と対物レンズの中心と
を結ぶ光軸付近の光強度よりも、光軸から離れた領域の
光強度を低くすることを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項２】放射光源から出射する光ビームは、放射
方向に対して垂直で、かつ、互いに垂直な２方向に対し
て光強度の変化率が異なり、前記光強度補正手段は、光
強度の変化率が最も緩やかな方向をＹ方向とし、前記Ｙ
方向にも前記放射方向にも垂直な方向をＸ方向としたと
きに、光強度補正手段の光強度を低くする部分を、Ｙ方
向に光軸から離れた方向に具備することを特徴とする請
求項１記載の光ヘッド装置。
【請求項３】前記光強度補正手段において、透過率あ
るいは０次回折効率が等しい部分を結ぶ仮想的な曲線
は、光軸付近から前記光強度補正手段の外周部に向かっ
て凸の曲線であることを特徴とする請求項１または請求
項２のいずれかに記載の光ヘッド装置。
【請求項４】光強度補正手段は、光強度を低くする部
分に、回折格子部を備えることを特徴とする請求項１〜
請求項３のいずれかに記載の光ヘッド装置。
【請求項５】光強度補正手段の前記回折格子部を、光
軸から遠ざかる方向に回折する１次回折光の強度が強く
なる方向にブレーズ化することを特徴とする請求項４に
記載の光ヘッド装置。
【請求項６】光強度補正手段の前記回折格子部を、光
軸に近づく方向に回折する１次回折光の強度が強くなる
方向にブレーズ化することを特徴とする請求項４に記載
の光ヘッド装置。
【請求項７】光強度補正手段は、光軸付近の面の高さ
を、回折格子部の凹凸の頂上部と底部の平均の高さと同
じにすることを特徴とする請求項４〜請求項６のいずれ
かに記載の光ヘッド装置。
【請求項８】光強度補正手段は、光軸付近の面の高さ
を、回折格子部の凹凸の頂上部と底部の平均の高さより
も高くするかまたは厚くして光路長を長くすることを特
徴とする請求項４〜請求項６のいずれかに記載の光ヘッ
ド装置。
【請求項９】光強度補正手段は、光強度を低くする部
分が金属膜あるいは誘電体膜を備えることを特徴とする
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の光ヘッド装置。
【請求項１０】光強度補正手段は、光軸付近の面の高
さを、光強度を低くする部分の高さよりも高くするかあ
るいは厚くして光路長を長くすることを特徴とする請求
項９記載の光ヘッド装置。
【請求項１１】さらに、放射光源と対物レンズの間に
ビームスプリッターを具備し、前記ビームスプリッター
の表面に光強度補正手段を設けたことを特徴とする請求
項９または請求項１０に記載の光ヘッド装置。
【請求項１２】さらに、放射光源から対物レンズに至
る光路の間に、前記放射光源から出射する光ビームを並
行光にするコリメートレンズを具備し、光強度補正手段
を、前記コリメートレンズの表面に一体形成することを
特徴とする請求項１〜請求項９のいずれかに記載の光ヘ
ッド装置。
【請求項１３】請求項１〜請求項１２のいずれかに記
載の光ヘッド装置であって、上記の光検出器は、サーボ
信号検出用の第１の光検出器と、その周辺部に設けた第
２の光検出器とからなることを特徴とする光ヘッド装
置。
【請求項１４】放射光源と、前記放射光源から出射さ
れる光ビームを受けて情報媒体上へ微小スポットを収束
する対物レンズと、前記情報媒体で反射、回折した光ビ
ームを受けてその光量に応じて電気信号を出力する光検
出器と、前記放射光源から出射する光ビーム放射方向に
対して垂直で、かつ、互いに垂直な２方向（Ｘ，Ｙ）に
対して光強度の変化率が異なり、前記放射方向に対して
垂直で、かつ、その方向に向かうに従っての光ビームの
光強度の低下が最も緩やかな方向をＹ方向とし、前記Ｙ
方向にも前記放射方向にも垂直な方向をＸ方向としたと
きに、前記Ｙ方向に光軸から離れた部分の面の高さを、
光軸付近の部分の高さよりも低くするかまたは薄くして
光路長を短くする波面補正手段とを具備することを特徴
とする光ヘッド装置。
【請求項１５】放射光源と、前記光源から出射される
光ビームを受けて情報媒体上へ微小スポットに収束する
対物レンズと、前記情報媒体で反射、回折した光ビーム
を受けてその光量に応じて電気信号を出力する光検出器
とを具備し、前記対物レンズは前記対物レンズに対して
同一の側に複数の焦点位置を有し、少なくとも屈折型レ
ンズとホログラムレンズとの組み合わせで構成され、前
記ホログラムレンズを前記屈折型レンズの曲率の大きな
面に一体形成することを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項１６】放射光源と、前記光源から出射される
光ビームを受けて情報媒体上へ微小スポットに収束する
対物レンズと、前記情報媒体で反射、回折した光ビーム
を受けてその光量に応じて電気信号を出力する光検出器
を含み、前記対物レンズは前記対物レンズに対して同一
の側に複数の焦点位置を有し、少なくとも屈折型レンズ
とホログラムレンズの組み合わせで構成され、前記ホロ
グラムレンズを前記屈折型レンズの面の一部分に一体形
成し、前記ホログラムレンズの格子パターンの凹凸の平
均面と格子パターンのない面を連続的につなぎ、かつ、
格子パターンの平均面と格子パターンのない面の表面を
光ビームをほぼ回折限界に集光できるように設計するこ
とを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項１７】透過率低減部とその両側の段差部分と
からなる光量と位相の変調素子の製造方法において、基
板平面上にマスクを形成し、次に、前記基板の前記マス
クのない部分をエッチングし、次に、金属膜または誘電
体膜を基板上に形成し、次に、前記マスクを取り除くこ
とを特徴とする製造方法。
【請求項１８】透過率低減部とその両側の段差部分と
からなる光量と位相の変調素子の製造方法において、基
板平面上に金属膜または誘電体膜を形成し、次に、金属
膜または誘電体膜上にマスクを形成し、次に、前記金属
膜または誘電体膜のマスクのない部分をエッチングし、
次に、透明膜を形成し、次に、前記マスクを取り除くこ
とを特徴とする製造方法。