JPH10143883A - 光学ヘッド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ホログラム素子を用いて光学ヘッド装置を小型
化，簡略化するとともに，プッシュプル方式と再生専用
ディスクに好適なトラッキング制御信号検出手段をとも
に具備し，種々光ディスクに対応した高機能の光学ヘッ
ド装置を提供する。 【解決手段】半導体レーザ光源と対物レンズの間の光路
中に十文字型の分割線を有するホログラム素子を配置す
る。このホログラム素子は光ディスク反射光束を田の字
型に４分割し，各々の領域で回折分離した回折光を光検
出器の別個の光検出面または２個の検出面の境界線上に
入射させる機能がある。そして各検出面で検出された光
強度変調信号に所定の演算処理を施すことにより，プッ
シュプル方式またはデファレンシャルフェイズデテクシ
ョン方式でトラッキング制御信号を検出することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光学的情報記録媒体
（以下，簡単のため光ディスクと記す。）上に情報信号
を記録または記録された情報信号を再生するに好適な光
学ヘッド装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年，光学ヘッド装置の小型化，薄型化
に有効な光学ヘッド装置として，ホログラム素子を用い
た光学ヘッド装置が数多く開示されている。例えば特開
平１−９８１３１公報に記載されている光学ヘッド装置
は，対物レンズとレーザ光源の間に２分割されたホログ
ラム素子を配置し，さらにレーザ光源の近傍に４分割光
検出器を設けることにより，いわゆるダブルナイフエッ
ジ方式によるフォーカス制御信号と，いわゆるプッシュ
プル方式によるトラッキング制御信号を検出できるよう
な構成になっている。この例のようにホログラム素子を
光路中に配置することにより，光学ヘッド装置を大幅に
小型化，薄型化，簡略化することが可能になる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで，現在一般的
に用いられる光ディスクは，ディスクの構造の違いから
大別して２種類のディスクがある。すなわち，ディスク
の情報記録面に予め連続的な案内溝が設けられこの案内
溝に沿って情報信号の記録あるいは消去が可能ないわゆ
る記録可能ディスクと，情報信号に対応した凹凸ピット
列が予めディスク上に形成され光学ヘッド装置はそのピ
ット列から情報信号の再生するだけしかできないいわゆ
る再生専用ディスクの両方が存在する。そしてディスク
によっては，１枚のディスクの中に前記したような記録
可能の領域と再生専用の領域が混在しているディスクも
存在する。したがって，同一の光学ヘッド装置でこれら
構造の異なる複数種類のディスクを区別することなく，
共に記録あるいは再生できることが望ましい。

【０００４】しかしながら，連続的な案内溝の無いいわ
ゆる再生専用ディスクは，一般にプッシュプル方式によ
るトラッキング制御信号検出には不適当な構成になって
いる。このため，再生専用ディスクを再生する際にはプ
ッシュプル方式以外の再生専用ディスクに適したトラッ
キング制御信号検出方式が別に必要である。

【０００５】このような問題に対して従来は，プッシュ
プル方式を用いたトラッキング制御信号検出方式か，再
生専用ディスク用のトラッキング制御信号検出方式のど
ちらか一方のトラッキング制御信号しか検出できないよ
うな構成しか開示されておらず，複数のトラッキング制
御信号検出方式に対応できる光学ヘッド装置は考案され
ていなかった。

【０００６】このような状況に鑑み，本発明では上記し
たホログラムを用いた小型，簡略化された光学ヘッド装
置において，プッシュプル方式に加えて再生専用ディス
クに好適なトラッキング制御信号検出方式をも共に具備
し，種々光ディスクに対応した高機能の光学ヘッド装置
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め，本発明では再生専用ディスクに対応したトラッキン
グ制御信号検出方式としてデファレンシャルフェイズデ
テクション方式（以下，略してＤＰＤ方式と記す。）を
採用した。このＤＰＤ方式は光ディスクからの反射光ビ
ームを田の字型に４分割し，光ディスク上の微小スポッ
トがディスクの情報ピット列上を走査する際に前記各分
割領域から検出された光強度変調信号の位相差から所定
の演算処理によりトラッキング制御信号を生成する方式
であり，特に凹凸の信号ピット列からなる再生専用ディ
スクのトラッキング制御信号検出に好適な検出方式とし
て最近注目されている方式である。本発明では一個のホ
ログラム素子と多分割光検出器の組み合わせにより，こ
のＤＰＤ方式とプッシュプル方式の両方についてそれぞ
れトラッキング制御信号を良好に検出できる構成を考案
した。

【０００８】すなわち，光ビームを放射する光源と，該
光源から放射された光ビームを集光し光ディスク上に微
小スポットを照射する対物レンズと，前記光ディスクを
反射した光ビームを回折して所定の回折光を得るホログ
ラム素子と，前記ホログラム素子により回折された光ビ
ームを検出する複数の検出領域からなる光検出器を有す
る光学ヘッド装置において，前記ホログラム素子として
前記光学的情報記録媒体を反射した光ビームを４分割す
るための略十文字型の分割線を有し該略十文字型の分割
線で４分割された各々の領域における前記光ビームの回
折方向が互いに異なるように各々の領域の格子の向きが
設定されたホログラム素子を用いた。

【０００９】また前記光検出器として，前記ホログラム
素子の各領域で回折された光ビームの光強度をそれぞれ
独立に検出するように配置された少なくとも４個以上の
検出面を具備する多分割光検出器を設けた。

【００１０】さらに，フォーカス制御信号の検出手段と
してナイフエッジ方式またはダブルナイフエッジ方式を
採用し，トラッキング制御信号検出手段としては，前記
したようにプッシュプル方式からなる第１の検出方式と
ＤＰＤ方式からなる第２の検出方式とを共に具備し，前
記光ディスクの構造の違いに応じて前記第１および第２
の検出方式を適宜切り換えるようにした。

【００１１】さらに前記ホログラム素子を前記対物レン
ズと一体になって駆動させ該対物レンズとホログラム素
子との相対位置関係を常に固定することにより，対物レ
ンズ変位に伴うトラッッキング制御信号のオフセットを
大幅に低減した。またこのホログラム素子は，所定の方
向の直線偏光を有する光ビームは回折せず，前記所定の
方向に対して直角な方向の直線偏光を有する光びームは
所定の回折効率で回折光を回折分離させるような偏光異
方性材料からなり，さらに該ホログラム素子と前記対物
レンズの間に４分の１波長板を配置した。

【００１２】さらに，前記光源と前記対物レンズの間に
コリメートレンズを配置し，前記光源，前記光検出器お
よび前記コリメートレンズを同一のホルダー内に収納し
た。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下，本発明の第１の実施例を図
１を用いて説明する。図１は本発明の第１の実施例の主
要部を示した図で，光学ヘッド装置において光源と光検
出器を同一のパッケージ内に収納した光学ヘッドモジュ
ールの構成を示した断面図である。

【００１４】光学ヘッドモジュール１の内部の基台２０
には半導体レーザ光源２が固定され，この半導体レーザ
光源２からは光ビーム１００が図の上方へ出射される。
半導体レーザ光源２の上方には透明な光学ガラスまたは
光学プラスチックからなる窓部３が設けてあり，さらに
その一部にホログラム素子４が設けられている。このホ
ログラム素子４は後述するように十文字型の境界線で４
領域に分割されており，各々の領域には所定のパターン
で回折格子溝が設けられている。このホログラム素子４
に入射した光ビーム１００は，そのまま透過して進行す
る光ビーム１０１とホログラム素子４による回折光ビー
ム（図示せず。）に分離されるが，このうち透過光ビー
ム１０１だけがコリメートレンズ（図示せず。）と対物
レンズ（図示せず。）あるいは対物レンズのみを経由し
て光ディスク上に集光される。

【００１５】一方，前記光ディスクを反射した光ビーム
は往路光とほぼ同一の光路をもどり，再びホログラム素
子４に達する。そしてホログラム素子４は光ディスク反
射光ビームから＋１次回折光びーム１０２を分離発生さ
せ，基台２０上に設けられた光検出器５の検出面上に集
光スポット１０３を照射する。この光検出器５は後述す
るように多分割の光検出面を具備しており，各検出面に
照射される光ディスク反射光ビームの光強度変化を光電
変換し所定の演算処理を経てフォーカス制御信号，トラ
ッキング制御信号などの光ディスク上スポットの位置制
御信号やディスクに記録されている情報信号を検出す
る。また半導体レーザ光源２の下方には光出力モニタ用
光検出器１０４が配置され，半導体レーザ光源２の後方
から出射した光ビームを受光するようになっている。な
おこれら各光学部品は，同一のパッケージ２１内に収納
され封止されている。

【００１６】図２は，図１の実施例で示したホログラム
素子４と光検出器５の詳細を示すために光学ヘッドモジ
ュール１の主要部だけを抜き出した斜視図である。

【００１７】半導体レーザ光源２の上方に設けられたホ
ログラム素子４は，図のように十文字型の分割線で田の
字型に４分割され，各々異なる所定のパターンの回折格
子溝が設けられている。光ディスク反射光ビームは図の
上方よりこのホログラム素子４に入射し，このホログラ
ム素子４で回折されて分割された各領域ごとに＋１次回
折光ビーム１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄを
回折分離する。一方，光検出器５は短冊上に６分割され
た検出面を有している。（図ではその各検出面をａ，
ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆで表わしている。）前述の各回折光
ビームは，たとえば回折光ビーム１０２ａは光検出器５
のａ検出面に入射して集光スポット１０３ａを形成し，
回折光ビーム１０２ｂは光検出器５のｂ検出面とｃ検出
面の境界部分に入射して集光スポット１０３ｂを形成
し，回折光ビーム１０２ｃは光検出器５のｄ検出面とｅ
検出面の境界部分に入射して集光スポット１０３ｃを形
成し，回折光ビーム１０２ｄは光検出器５のｆ検出面に
入射して集光スポット１０３ｄを形成している。

【００１８】なお，ホログラム素子４の各領域で回折さ
れる光ディスク反射光ビームがそれぞれ光検出器５のど
の検出面または検出面と検出面の境界線上に照射される
かという組み合わせは，当然前述した組み合わせに限定
されるものではなく，どの回折光ビームがどの検出面に
入射するかは設計者が自由に設計してよい。

【００１９】光検出器５の各検出面に入射した各回折光
スポットの光強度変化は各検出面ごとに光電変換され
る。（便宜上各検出面からの出力信号は，その検出面の
名称と一致するようにａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆで表わす
ものとする。）そして以下にしめすような所定の演算回
路により演算処理され各種制御信号や情報信号が検出さ
れる。すなわち，まず演算増幅器２０３で得られた検出
面ｂとｃからの出力信号の和信号ｂ＋ｃ，および演算増
幅器２０４で得られた検出面ｄとｅの出力信号の和信号
ｄ＋ｅ，および検出面ａからの出力信号ａおよび検出面
ｆからの出力信号ｆは，光ディスク反射光を田の字型に
４分割した場合の各分割領域の光強度変調信号に相当す
る。そこでこれら各出力信号を所定の信号遅延回路２０
５を経て所定の位相差検出回路２０６に入力することに
より，いわゆるＤＰＤ方式によるトラッキング制御信号
が検出できる。なおＤＰＤ方式については既に公知の技
術であるため詳細な説明を省略する。

【００２０】一方，演算増幅器２０４と２０７によって
検出面ａおよびｄ，ｅからの出力信号の和信号ａ＋ｄ＋
ｅを検出し，同じく演算増幅器２０３および２０８によ
って検出面ｂ，ｃおよびｆからの出力信号の和信号ｂ＋
ｃ＋ｆを検出したうえで，演算増幅器２０９によって各
和信号の差信号（ａ＋ｄ＋ｅ）−（ｂ＋ｃ＋ｆ）を検出
すると，この信号は光ディスク反射光ビームをディスク
半径方向に２分割した場合に各分割領域で得られる光強
度変調信号の差信号に相当するので，いわゆるプッシュ
プル方式によるトラッキング制御信号を検出することが
できる。

【００２１】このように本実施では，１個の多分割光検
出器から得られる各検出信号に異なる演算処理をほどこ
すことにより検出方式が異なる２種類のトラッキング制
御信号を共に得ることができるので，それぞれディスク
の構造に応じて最適な検出方式を選択して切り換えて用
いることができる。また演算増幅器２０３，２０４，２
０７，２０８および２１０からすべての検出面からの和
信号ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆを検出し，光ディスクに記
録されている情報信号を再生することができる。

【００２２】さらに，演算増幅器２００で得られた検出
面ｂからの検出信号ｂと検出面ｅからの検出信号ｅの和
信号ｂ＋ｅ，および演算増幅器２０１で得られた検出面
ｃからの検出信号ｃと検出面ｄからの検出信号ｄの和信
号ｃ＋ｄを演算増幅器２０２に入力し，その差信号（ｂ
＋ｅ）−（ｃ＋ｄ）を検出することによって，後述する
ようにいわゆるダブルナイフエッジ方式によるフォーカ
ス制御信号が得られる。

【００２３】図３は図１および図２に示した本発明の実
施例において，光検出器５の各検出面に照射される光デ
ィスク反射光スポットの集光状態を示す概略平面図であ
る。すなわち本実施例では，ディスクが最良像点位置に
ある場合には，図３（ｂ）に示すように光スポット１０
３ｂが検出面ｂとｃの境界線上に，光スポット１０３ｃ
が検出面ｄとｅの境界線上にそれぞれ回折限界まで集光
されるようホログラム素子４の回折格子溝の向きや光検
出器５の位置が設定されている。（このとき，光スポッ
ト１０３ａは図３（ｂ）に示すように検出面ａ上に，光
スポット１０３ｄは検出面ｆ上にそれぞれ正しく照射す
るように設定されている。）このような状態で光ディス
クが最良像点位置からさらに対物レンズに近づいたり遠
のいたりするとそれにあわせて光スポット１０３ａ，１
０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄはデフォーカスするが，１
０３ｂ，１０３ｃは例えばディスクが近づくと図３
（ａ）のようにそれぞれ検出面ｂおよび検出面ｅ側に拡
がったスポットになるので検出面ｂとｅで検出される光
強度信号のほうが検出面ｃとｄの検出される光強度信号
よりも大きくなる。一方，ディスクが遠のくと，図３
（ｃ）のようにそれぞれ検出面ｃおよび検出面ｄ側に拡
がったスポットになり，さきほどとは逆に検出面ｃとｄ
で検出される光強度信号のほうが検出面ｂとｅで検出さ
れる光強度信号よりも大きくなる。そこで前述したよう
に各検出面で検出された光強度信号の差信号（ｂ＋ｅ）
−（ｃ＋ｄ）を検出すると，いわゆるダブルナイフエッ
ジ方式によるフォーカス制御信号を得ることができる。

【００２４】以上述べてきたように，本発明では１個の
ホログラム素子および１個の多分割光検出器を具備した
光学ヘッドモジュールを用いることにより，ダブルナイ
フエッジ方式によってフォーカス制御信号を検出すると
ともに，ＤＰＤ方式もしくはプッシュプル方式によって
トラッキング制御信号を検出することができ，ディスク
の違いに応じて前記２種類のトラッキング制御信号検出
方式を適宜切り換えることにより，記録可能ディスクお
よび再生専用ディスクの両方に対応した光学ヘッド装置
を実現できる。

【００２５】なお図３に示した実施例で，光検出器５の
検出面ｂとｃの境界線およびｄとｅの境界線が，ａとｂ
の境界線およびｅとｆの境界線と平行ではなく，半導体
レーザ光源２から離れるにしたがって両者の間隔が拡が
るよう傾斜して描かれているが，これは半導体レーザ光
源２を出射する光ビームの波長が温度変動その他の要因
で変動し，その結果ホログラム素子４を回折する光ビー
ムの回折角が変わり光スポット１０３ｂおよび１０３ｃ
の照射位置がシフトする場合を考慮し，そのようなシフ
トが起こっても常に検出面ｂとｃの境界線およびｄとｅ
の境界線上に正しく集光されるように光スポット１０３
ｂおよび１０３ｃの位置シフトの軌跡に略々沿って境界
線を設けた例をしめしている。したがって，境界線の方
向は図３の実施例に限定されるものではない。

【００２６】ところで，図１，図２，図３の実施例で
は，ホログラム素子４で回折される光ディスク反射光ビ
ームの内，＋１次回折光だけを光検出器５で受光する構
成になっている。このため，他の回折光すなわち−１次
回折光や他の高次回折光は信号検出には寄与しない。し
たがって，できるだけ光検出器５に入射する＋１次回折
光の回折効率を高め，他の回折光の発生を抑制すること
が望ましい。このように＋１次回折光だけの回折効率を
高める有効な手段としては，回折格子溝のブレーズ化が
ある。これはホログラムを構成する回折格子の溝断面を
図４のように鋸歯状あるいは階段状にすることにより，
±１次回折光の回折効率を非対称にする手段である。
（図４の例では，通常の格子溝に対して紙面に向かって
右下方向に回折する回折光ビームの回折効率は増加し，
左下に回折する回折光ビームの回折効率は低下する。）
このようなブレーズ化した格子溝を有するホログラム素
子をもちいることにより，より効率的に各種信号を検出
することができる。

【００２７】また図１からわかるように，本発明におい
ては半導体レーザ光源２と対物レンズのあいだにホログ
ラム素子４が設けられいるため，半導体レーザ光源２を
発し対物レンズを経て光ディスク上に照射される往路光
ビームもホログラム素子４に入射し，その結果，信号検
出には寄与しない不要な回折光が発生してしまう。この
ような不要な回折光の発生を防ぎ，光学ヘッド装置の光
利用効率を向上させる有効な手段として，偏光異方性ホ
ログラムと１／４波長板を組み合わせて用いる手段があ
る。これはリチウムナイオゲイト（LiNbO3）等の偏光異
方性を有する光学材料でホログラム素子４を形成し，往
路光の偏光方向（例えばＰ偏光）ではほぼ回折効率がゼ
ロすなわち，ほとんど回折光が発生しないようにしてお
き，それとは垂直な偏光方向（例えばＳ偏光）の光ビー
ムに対しては所定の回折効率で回折光が発生するように
しておく。さらにこの偏光異方性ホログラムと対物レン
ズのあいだに１／４波長板を配置し，往路と復路で光ビ
ームがそれぞれ１回ずつこの１／４波長板を通過するよ
うにする。そして，ディスクを反射してきた復路光がホ
ログラム素子４に達したときには，往路光の偏光方向
（例えばＰ偏光）に対して略垂直な偏光方向（例えばＳ
偏光）になるようにしておく。このような構成にするこ
とにより，往路では不要な回折光の発生を極力おさえ，
復路では光ディスク反射光ビームを良好に回折し光検出
器５の各検出面に導くことができる。

【００２８】なお，以上述べたような偏光異方性ホログ
ラムと１／４波長板を用いた例については，さらに別の
実施例を後述する。

【００２９】図５は図１から図３の実施例で説明した光
学ヘッドモジュールを光学ヘッド装置に組み込んだ実施
例を示した概略正面図である。光学ヘッドモジュール１
を発した光ビームはコリメートレンズ７で平行光ビーム
に変換され，立ち上げミラー８，対物レンズ９を経て光
ディスク１０の記録面に集光される。そしてこの光ディ
スク１０を反射した光ビームは再び対物レンズ９，立ち
上げミラー８，コリメートレンズ７を経て光学ヘッドモ
ジュール１にもどり，前述したような検出原理でフォー
カス制御信号と２種類のトラッキング制御信号および情
報信号が検出される。なお，図５の実施例では光学ヘッ
ドモジュール１とコリメートレンズ７は同一のホルダー
１１０内に固定されている。もちろん各々別個のホルダ
ーに固定するような構成や各部品を光学ヘッド装置のシ
ャーシに直接取り付けるような構成にしてももちろんか
まわないが，図５のように同一のホルダー内に光学ヘッ
ドモジュール１とコリメートレンズ７を組み込み，この
ホルダー部分を光学ヘッド装置から分離できるようにし
ておくと，このホルダー部分単独で平行光ビームが出射
するように調整してから光学ヘッド装置に組み込むこと
ができるので，光学ヘッド装置を組み立てる上で非常に
便利である。なおコリメートレンズ７は，対物レンズ９
をいわゆる有限系レンズにすることにより省略すること
もできる。またコリメートレンズ７と立ち上げミラー８
の間にビーム整形プリズムなどの光学部品を配置する構
成であっても構わない。

【００３０】光学ヘッドモジュール１から検出された各
信号のうち，フォーカス制御信号は直接アクチュエータ
駆動回路２２０に入力されるが，２種類のトラッキング
制御信号は，ディスク判別回路２２１に接続された切り
換え回路２２２を経てそのとき再生されているディスク
に適したトラッキング制御信号が選択されたのちアクチ
ュエータ駆動回路２２０に入力される。アクチュエータ
駆動回路２２０では入力されたフォーカス制御信号およ
びトラッキング制御信号から所定のアクチュエータ駆動
信号を出力し，２次元アクチュエータを駆動３０を駆動
して対物レンズ９を２次元に変位させる。一方，光学ヘ
ッドモジュール１で検出された情報信号は信号再生回路
２２３におくられ，光ディスク１０に記録されている情
報信号が再生される。

【００３１】なお，現在一般的に用いられている光ディ
スクは，ディスクの構造によって最適なトラッキング制
御信号検出方式が異なるとともに，ディスク基板厚さの
違いなどから最適な対物レンズが異なる場合があった
り，さらに記録媒体の違いによって最適な光ビームの波
長が異なるディスクも存在する。前者の場合は，例えば
各基板厚さ対応した複数の対物レンズとそれを適宜切り
換えるための機構を具備し，ディスク判別回路２２１で
ディスクの違いを判別して前述したように最適なトラッ
キング制御信号に切り換えるとともに，対物レンズも最
適なものに切り換えるようにすればよい。

【００３２】また後者の場合は，以下の実施例でしめす
ように波長が異なる２個の光源を具備した光学ヘッドを
用い，ディスクの種類に応じて点灯する光源を切り換え
るようにすればよい。

【００３３】図６は本発明の第２の実施例を示した光学
ヘッド装置主要部の斜視図である。本実施例は前述の光
学ヘッドモジュールの他にもう１組半導体レーザ光源と
検出光学系を搭載し，かつ機能が異なる２個の対物レン
ズを具備した光学ヘッド装置の実施例を示している。

【００３４】光学ヘッドモジュール１を発した波長λ１
の光ビームはコリメートレンズ７ａを経て波長選択性ミ
ラー２６に入射する。一方，波長λ１とは異なる波長λ
２の光ビームを発する半導体レーザ光源２１はコリメー
トレンズ７ｂで平行光に変換されたのち複合プリズム２
３に入射する。この複合プリズム２３はビーム整形プリ
ズムと偏光ビームスプリッタの機能を合わせもつ光学素
子で，まず入射面での屈折作用により入射光ビームを一
方向に拡大してビーム整形する機能をもつ。そして光軸
に対して約４５°傾斜した偏光ビームスプリッタ面で光
量の一部を反射分離し，レーザ発光パワモニタ用の光検
出器２４に入射させる。また，残りを透過して波長選択
性ミラー２６に入射させる。この波長選択性ミラー２６
は波長λ１の光ビームを反射し，波長λ２の光ビームを
透過する光学的性能を有しているため，光学ヘッドモジ
ュール１を発した光ビームはほぼ１００％反射し，半導
体レーザ光源２１を発し複合プリズム２３を経て波長選
択性ミラー２６に達した光ビームはほぼ１００％透過す
る。そして互いにほぼ同様の光路をたどって立ち上げミ
ラー８，１／４波長板（図示せず。）を経て対物レンズ
９ａまたは９ｂに入射する。この２個の対物レンズは例
えば最適の波長およびディスク基板厚さが異なる対物レ
ンズで，いわゆる２レンズアクチュエータ３０に取り付
けられている。そして，光ディスク１０の基板厚さや点
灯しているレーザ光源の波長の違いに応じて適宜切り換
えられ，ディスクおよび光ビームに適した方の対物レン
ズが光路中に配置される。対物レンズ９ａまたは９ｂに
入射した各光ビームは，スピンドルモータ３１に取り付
けられた光ディスク１０に入射する。そして光ディスク
１０を反射したのち往路と同様の光路をもどり，再び波
長選択性ミラー２６に達する。そして波長λ１の光ビー
ムはこの波長選択性ミラーを反射し，コリメートレンズ
７ａを経て光学ヘッドモジュール１に戻る。その結果，
図１から図３の実施例にしめしたような原理で各制御信
号および情報信号が検出される。一方，光ディスク反射
光のうち波長λ２の光ビームは波長選択性ミラー２６を
透過し，再び複合プリズム２３に入射したのちその偏光
ビームスプリッタ面を反射して検出レンズ２７に達す
る。そしてこの検出レンズ２７を透過しシリンドリカル
レンズ２８を経て光検出器２９に入射する。光検出器２
９は例えば非点収差方式によるフォーカス制御信号やプ
ッシュプル方式によるトラッキング制御信号など既に公
知の検出方式による各制御信号および記録情報信号を検
出する。（この波長λ２の光ビームの検出手段について
は，本発明とは直接関係しない公知の技術なので詳細説
明は省略する。） なお，図６の実施例と同様の２レーザ光学ヘッド装置に
おいて，波長λ２の光ビームを発するレーザ光源とその
光検出系を光学ヘッドモジュールで置き換えることによ
り，２個（あるいはそれ以上）の光学ヘッドモジュール
を搭載した光学ヘッド装置も考えられる。

【００３５】図７は，そのような２モジュール光学ヘッ
ド装置の一例を示す概略正面図である。図６の実施例と
同一の光学部品には同一の番号を付した。

【００３６】図７の実施例において光学ヘッドモジュー
ル４１は，図６の実施例における半導体レーザ光源２１
と光検出器２９を図１〜図２の実施例と同様に同一のパ
ッケージの中に収納したものである。このように複数の
光源を有する光学ヘッド装置についても，各光源ごとに
本発明の光学ヘッドモジュールに置き換えることによ
り，検出レンズやビームスプリッタなどの光学部品を省
略でき，光学ヘッド装置の簡略化，小型化可能になる。

【００３７】ところで従来のプッシュプル方式では，デ
ィスク半径方向に対物レンズが変位すると，それに伴っ
て検出されるトラッキング制御信号が大きくオフセット
してしまうという重大な問題があった。この問題を解消
する有効な光学的手段として，ディスク反射光ビームを
ディスク半径方向に少なくとも２分割して別々の光検出
面に入射させるようなホログラム素子を対物レンズに直
下に配置して対物レンズと一体で駆動するように構成し
た光学ヘッド装置が開示されている。（例えば特開平８
-７７５７８号公報に開示。）このような構成にする
と，対物レンズが変位してもディスク反射光ビームとこ
の光ビームを２分割するホログラムの分割線との相対位
置は変化しないので，プッシュプル方式によってトラッ
キング制御信号を検出する場合でもオフセットはほとん
ど発生しない。そこで本発明の光学ヘッド装置において
も，図１や図２の実施例で示した４分割ホログラム素子
４を対物レンズの直下に配置して対物レンズと一体に駆
動させることにより，公知例と同様に対物レンズ変位に
伴うトラッキング制御信号のオフセットを良好に低減で
きる。

【００３８】図８は前述したように，ホログラム素子を
対物レンズと一体で駆動することにより，対物レンズ変
位に伴うトラッキング制御信号のオフセットを低減した
本発明の第４の実施例をしめしている。これまで説明し
た各実施例と同様の光学部品には同様の番号を付してい
る。本実施例では図１，図２の実施例と同様，半導体レ
ーザ光源２，多分割光検出器５，光出力モニタ用光検出
器６などが同一のパッケージ２１内に封止されて光学ヘ
ッドモジュール１を構成しているが，図１，図２の実施
例と異なり４分割ホログラム素子４は窓部３には設けら
れておらず，対物レンズ９の直下に配置されている。し
かも本実施例ではこのホログラム素子４を偏光異方性を
有する光学材料（例えばリチウムナイオゲイト結晶）で
作成し，かつホログラム素子４と対物レンズ９の間に１
／４波長板３２を配置することにより，半導体レーザ光
源２を発しコリメートレンズ８および対物レンズ９を経
て光ディスク１０に入射する往路光ビームはほとんど回
折光を発生させず，それとは垂直な偏光方向を有する復
路光ビームについては所定の回折効率で回折光を発生す
るようになっている。このような構成にすると，良好な
光利用効率が得られ，かつ光学ヘッド装置の信号記録，
再生性能に悪影響をおよぼす迷光の発生を大幅に抑制で
きる。

【００３９】なお，本実施例ではホログラム素子４と１
／４波長板３２は対物レンズ９と同一のホルダーに固定
され，アクチュエータ３０によって対物レンズ９と一体
となって駆動するようになっている。このような構成に
すると，前述したように対物レンズが変位しても光ディ
スク反射光ビームに対するホログラム素子４の分割線の
相対位置を固定することができるので，結果として対物
レンズがディスク半径方向に変位しても，光検出器５で
検出されるプッシュプル方式によるトラッキング制御信
号はほとんどオフセットが生じず常に良好な信号状態で
検出される。

【００４０】

【発明の効果】以上のべたように，本発明によればホロ
グラム素子を用いた光学ヘッド装置の最大の特徴である
小型化，簡略化の特徴を保持し，かつプッシュプル方式
に加えて再生専用ディスクに好適なトラッキング制御信
号検出手段をも共に具備し，種々の光ディスクに対応し
た高機能の小型，薄型光学ヘッド装置を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光学ヘッド装置の第１の実施例を示し
た主要部の概略断面図である。

【図２】本発明におけるホログラム素子と多分割光検出
器の詳細を示す主要部の概略斜視図である。

【図３】本発明のおける多分割光検出器とそこに照射さ
れる光スポットの集光状態をしめす主要部の概略平面図
である。

【図４】本発明のおけるホログラム素子の断面形状の一
実施例を示す概略断面図である。

【図５】本発明の第１の実施例における光学ヘッド装置
の全体像をしめす概略正面図である。

【図６】本発明の第２の実施例をしめす概略斜視図であ
る。

【図７】本発明の第３の実施例をしめす主要部の概略正
面図である。

【図８】本発明の第４の実施例をしめす主要部の概略正
面図である。

【符号の説明】

１…光学ヘッドモジュール，２…半導体レーザ光源，４
…４分割ホログラム素子，５…多分割光検出器，６…光
出力モニタ用光検出器，９，９ａ，９ｂ…対物レンズ，
１０…光ディスク，３０…アクチュエータ

フロントページの続き (72)発明者 佐々木 徹 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所映像情報メディア事業部内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光ビームを放射する光源と，該光源から放
   射された光ビームを集光し光学的情報記録媒体上に微小
   スポットを照射する対物レンズと，前記光学的情報記録
   媒体を反射した光ビームを回折して所定の回折光を得る
   ホログラム素子と,前記ホログラム素子により回折され
   た光ビームを検出する複数の検出領域からなる光検出器
   を有する光学ヘッド装置において，前記ホログラム素子
   は前記光学的情報記録媒体を反射した光ビームを４分割
   するための略十文字型の分割線を有し,該略十文字型の
   分割線で４分割された各々の領域における前記光ビーム
   の回折方向が互いに異なるように各々の領域におけるホ
   ログラム格子の向きが設定されており，前記光検出器は
   前記略十文字型の分割線によって４分割された前記ホロ
   グラム素子の各領域で回折された光ビームの光強度をそ
   れぞれ独立に検出するように配置された少なくとも４個
   以上の検出領域を具備することを特徴とする光学ヘッド
   装置。
2. 【請求項２】フォーカス制御信号の検出手段がナイフエ
   ッジ方式またはダブルナイフエッジ方式であることを特
   徴とする請求項１記載の光学ヘッド装置。
3. 【請求項３】トラッキング制御信号検出手段としてプッ
   シュプル方式からなる第１のトラッキング制御信号検出
   方式と，前記ホログラム素子で４分割された各領域にお
   いて回折された光ビームを各々独立に受光して得られる
   各検出信号の位相差から所定の演算を経てトラッキング
   制御信号を得るデファレンシャルフェイズデテクション
   方式を用いた第２のトラッキング制御信号検出方式とを
   共に具備し，前記光学的情報記録媒体の構造の違いに応
   じて前記第１および第２のトラッキング制御信号検出方
   式を適宜切り換えることを特徴とする請求項１または２
   記載の光学ヘッド装置。
4. 【請求項４】前記ホログラム素子は，前記光源と前記対
   物レンズの間に配置され，前記対物レンズと一体になっ
   て変位することにより該対物レンズとの相対位置関係が
   常に固定されていることを特徴とする光学ヘッド装置。
5. 【請求項５】前記ホログラム素子は，所定の方向の直線
   偏光を有する光ビームは回折せず，前記所定の方向に対
   して直角な方向の直線偏光を有する光ビームは所定の回
   折効率で回折する偏光異方性を有しており，かつ該ホロ
   グラム素子と前記対物レンズの間に４分の１波長板を設
   けたことを特徴とする請求項１または２または３または
   ４記載の光学ヘッド装置。
6. 【請求項６】前記光源と前記光検出器は互いに近接した
   位置に配置され，該光源と該光検出器が同一のパッケー
   ジ内に収納されることを特徴とする請求項１または２ま
   たは３または４または５記載の光学ヘッド装置。
7. 【請求項７】前記光源と前記対物レンズの間にコリメー
   トレンズを配置し，前記光源と前記光検出器と前記コリ
   メートレンズが同一のホルダー内に収納されることを特
   徴とする請求項１または２または３または４または５記
   載の光学ヘッド装置。