JPH02166628A

JPH02166628A - 光ヘッド装置

Info

Publication number: JPH02166628A
Application number: JP63322496A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Kimura; 靖夫木村
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1988-12-20
Filing date: 1988-12-20
Publication date: 1990-06-27
Anticipated expiration: 2009-04-06
Also published as: JPH0626024B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、コンパクトディスク、ビデオディスク、等か
らの記録信号の再生、光ディスク、光磁気ディスク等へ
の情報信号の記録、再生、消去に用いられる光ヘッドの
光ヘッドに関する。

〔従来の技術〕

コンパクトディスク、ビデオディスク等からの記録信号
の再生、光ディスク、光磁気ディスク等への情報信号の
記録、再生、消去に用いられる光ヘッドは、光記録シス
テムの中で最も重要かつ基本的な部分である。光ヘッド
には、長寿命、高信頼という特性とともに、光デイスク
ドライブの小型化、高転送レート化、高アクセス速度化
のために、小型で軽量あることが望まれており、この要
求を満足するために、焦点誤差検出用光学系に用いられ
てきた従来のバルク形の光学部品を、ホログラムや単純
格子などの薄膜状の格子光学素子で置き換える試みが進
められている。

第２図は従来提案されてきた反射形ホログラム光学素子
を用いたＣＤ用光ヘッドの斜視図である。光源である半
導体レーザ１を出射した光は反射形ホログラム光学素子
２で正反射されて収束レンズ３に導かれ、光記録媒体で
ある光デイスク４上に集光する。光ディスク４からの反
射光は収束レンズ３の作用により収束波となって反射形
ホログラム光学素子２に再入射する。反射形ホログラム
光学素子２には入射収束波を半導体レーザ近傍に配置さ
れた光検出器５に導く作用を持つ表面レリーフが形成さ
れているため、光ディスク４からの反射光を光検出器５
で検出することができる。

なお、図を分かりやすくするために、トラック誤差検出
用の光学系は省略した。

第３図は反射型ホログラム光学素子２と光検出器５の関
係を模式的に示したものである。図において、反射型ホ
ログラム光学素子２は、半導体レーザ１から見た場合を
、光検出器５は受光面側からみな場合、すなわち反射型
ホログラム光学素子２側から見た場合を示している。反
射型ホログラム素子２の上部に入射した光（上部入射光
）６は光検出器５の第２の分割線７の左側の第１の分割
線８上に収束し、反射型ホログラム光学素子２の下部に
入射した光（下部入射光）９は光検出器５の第２の分割
線７の右側の第１の分割線８上に収束する。

第４図は光ディスク４の焦点ずれが生じた場合の光検出
器上でのスポット形状を模式的に示したもので、第４図
（ｂ）が焦点が合った状態である。光ディスク４が収束
レンズ３に近づく方向にずれた場合（第４図（ａ＞）、
光スポットは、光検出器５の第１セグメント１０と第４
セグメント１３に入射する。反対に、収束レンズ３から
遠ざかる方向にずれた場合（第４図（Ｃ））は、光検出
器５の第２セグメント１１と第３セグメント１２にのみ
入射する。従って、焦点誤差信号Ｓｒｅは、各セグメン
トの出力を■。（ｎ＝１〜４）としたとき５ｒｅ＝（Ｖ＋　　Ｖ２）＋（Ｖ４　　Ｖ３）で与えら
れる。この焦点誤差検出装置では、おもに第１の分割線
８の上下方向での光強度の差から焦点誤差を検出するた
めに、光検出器と光スポットの第１の分割線８に沿う方
向の相対的な位置ずれは、どちらかの光スポットが第２
の分割線７を越えない限りは焦点誤差検出動作になんら
影響を与えない。

〔発明が解決しようとする課題〕

ホログラムのような格子光学素子を用いた場合に最も大
きな問題となるのは光源である半導体レーザの発振波長
変動である。発振波長が変動するとそれにより格子光学
素子の回折角が変動する。

このため従来の技術では、第２図において、光検出器の
第１の分割線８と半導体レーザ１の発光点１８と反射型
ホログラム光学素子２の分割線２１が同一平面内にある
よう配置して、つまり、第２図に示すＡ、Ａ’が同一平
面内になるよう配置して、回折角変動の焦点誤差検出動
作への影響を除去しようとしていた。しかしながら、従
来の技術による解決法により焦点移動の影響を完全に除
去できるのは、ホログラム光学素子への入射光線と反射
光線及び回折光線がすべて同一平面内にあるときのみで
あり、この条件からはずれる場合には収束点は光検出器
５の第１の分割線８とある角度を持った方向に移動し、
結果として焦点誤差信号強度の劣化や、焦点誤差信号オ
フセットの発生等の問題が生じていた。さらに、焦点ず
れが生じた場合の光検出器上でのスポット形状変化に関
しては、第４図に示したように、光ディスク４が接近す
る方向への焦点ずれと、光ディスクが遠ざかる方向への
焦点ずれに対して、分割線に対して対称な形状変化とな
るのは、ホログラム光学素子への入射光線と反射光線及
び回折光線がすべて同一平面内にあるときのみであり、
それ以外では対称な形状変化とならず、このことは、焦
点誤差信号強度の劣化を招いていた。

本発明は、上記問題点を解決した温度安定性に優れた光
ヘッドを供給することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するなめに、本発明が解決する手段は
、光源と、光源を出射した光を光記録媒体上に集光させ
る結像光学系と、第１の分割線と第２の分割線により少
なくとも３個のセグメントに分けられた光検出器と、前
記光記録媒体で反射し、前記結像光学系を経てきた反射
光を前記光検出器に導くための反射型格子光学素子とを
少なくとも有し、前記反射型格子光学素子は、前記光源
の出射光の光軸と交差する反射型格子光学素子分割直線
により第１の領域と第２の領域に分けられ、前記反射型
格子光学素子の第１の領域への入射光を回折光として前
記光検出器の前記第１の分割線上の点く第１の収束点）
に、前記反射型格子光学素子の第２の領域への入射光を
回折光として前記光検出器の前記第２の分割線上の点（
第２の収束点）にそれぞれ収束させる作用を有し、前記
光軸と前記反射型格子光学素子分割直線との交点、前記
第１．第２の収束点及び前記光源の発光点が同一平面上
にあるように前記光源、前記反射型格子光学素子、前記
光検出器を配置し、さらに、前記反射型格子光学素子の
反射面をＸ−Ｙ平面、前記交点を原点、原点を通りＸ−
Ｙ平面に垂直な軸をＺ軸にとった直交Ｆｉｔ５系を定め
て、前記第１の収束点の座標を（Ｘ＋ｒ、　’Ｉ！ｅ、
　Ｚ＋’ｒ）　、前記第２の収束点の座標を（Ｘｚｒ、
　’ｙ’２ｒ、　Ｚ２ｔ＞、前記光源の発光点の座標を
（ｘｇ　、　ｙｇ　、　ｙＪＩ　＞、前記光源の常温・
での発振波長をλｌとし、としたとき、前記第１の分割
線は前記中点（Ｘ１ｆ＋ｙｌｆ、Ｚ　＋ｒ＞を通り、か
つその方向余弦（Ｂ１１、Ｂ１．ｎ、Ｂｌｎ）が略／　（λ＋Ｚ＋ｒｌ　　］　　／ＢＢ＋で表わされる直
線であり、前記第２の分割線は前記収束点（Ｘ　２ｒ、
　ｙ２ｒ、　Ｚ　２ｒ”）を通り、かつその方向余弦（
Ｂ２１．　Ｂ２ｍ、　Ｂ２□）が略以１′ニー宗日ｄ。

で表わされる直線であり、前記反射型格子光学素子分割
直線は、結像光学系の倍率をｍｃ、焦点誤差検出のダイ
ナミックレンジを±αｄとし、ｍ＝２・ｍｆ・αｄ２Ｘ、＝　（Ｘｔｒ＋Ｘｚｒ）／２Ｖｒ＝　（ｙ＋　ｒ＋ｙ２ｒ＞７２Ｚｒ＝　（Ｚ＋ｒ＋ｚ２ｒ）／２ａ　＝ｘｔｚｒｚｇ−ｘｇｚｒ　　　ｘｇｙｒ２β＝　
’／ｒＺｒＺｇ−ｙｔｘＺｒ２Ｘｒ”／ｐｇγ＝（Ｘｒ
２Ｃ’Ｊｒｙｇ−ＺｒＺｇ）＋ｙｒ２＜ＸｒＸｇ−Ｚｒ
Ｚｔ＞＋ｚｔ２＜ｘｒｘｒｔ−Ｖｒｙｇ）　ｌ　／ｙ、
ｔｌｌｎ　　＝　　（ｘｌ（ｄｇ＋ｍ）−ｘｈｄ＊　　
）　　／ＤＢｔｍ、ｎ＝　（Ｖｇ（ｄｌｌｌｍ）−ｙｈ
ｄｇ　）　／ＤＢｔＤＢＩ　　−［ｄｇ２（ｄｇ＋ｍ）
２−ｄｇ（ｄｇ＋ｍ）（ＸｇＸｈ＋！＋’＊Ｖｈ）４（
×、Ｊｙｈ２）ｄ、２　　］　　１／２ｏｕｔ＝　　ｌ
＋ｎ−（（ｘ、−ｘｂ）／ＤＢ２−（ｘｒ−ｘｈ）／Ｄ
Ｂｑ　　）１１１ｏｕｔ＝　ｍ１ａ−（（Ｙｇ−Ｖｈ）
／ＤＢ２−（ｙｒ−ｙｈ）／ＤＢ−４１０゜。ｔ−ｒＴ
τＦπ７Ｔクニｔｏ　　”　（Ｘｈ（Ｚｒｙｇ−ｙｒＺｇ）＋ｙｈ（Ｘ
ｒＺｇ−ＸｇＺｒ＞＞　／（１ｏｕｔ（ｙｒＺｇ−Ｚｒ
’／ｇ）＋　　ｍｏｕｔ（ＸｇＺｒ−ＸｒＺｇ）＋ｎｏ
ｕｔ（ｘｒ＋ｙｇ−Ｘｇｙｒ）ＩＸｐ　　”　　Ｉｏｕ
ｔ・ｔ、ｐ＋Ｘｈｙｐ　　”　　ｍｏｕｔ’ｆ、Ｊ’／
ｈＺ＋＋　　”　　ｎｏｒ己°シ。

としたとき、Ｘｐ−Ｘｒ：ｙｐ−Ｖｒ：Ｚｐ−Ｚｒ”ｆｆ：β：γな
る関係を略満足する反射型格子光学素子上の点（ｘｈ、
ｙｈ、０）と、座標原点を結ぶ直線となることを特徴と
する構成になっている。

〔作用〕

以下、本発明の作用を図面と数式を用いて詳しく説明す
る６第５図は、計算上の反射型ホログラム光学素子２７
の位置、半導体レーザの発光点１４、光検出器上の光ビ
ームの収束点１５を示すための図である０反射型ホログ
ラム光学素子２７はＸ−Ｙ平面にあり、このＸ−Ｙ平面
に垂直な軸をＺ軸とした直交座標系を考え、半導体レー
ザの発光点１４を（Ｘｇ、３’ＴＩ、　Ｚｔ）、光検出
器上の光ビームの収束点の位置１５を（ｘｒ、ｙｌ、Ｚ
ｒ）とする。

ここで、ｄｒ　　””　　Ｘｒ　　＋ｙｒ　　＋Ｚｒ２（１）ｄ
ｚ　　＝　　Ｘｓ　　＋ｙｘ　　＋ｚＲ（２）とする。

ホログラム光学素子の記録される干渉縞はこれら２点か
らの発散球面波によるものであここで、＾１は、反射型
ホログラム光学素子の設計波長であり、通常、半導体レ
ーザの常温での発振波長に対応する。このような位相伝
達関数を持つ反射型ホログラム光学素子に方向余弦（１
，ｎ、ｍｉｎ　、　ｎ１ｎ）を持つ光線が入射するとす
る。ここでは、反射型のホログラム光学素子を考えてい
るので、入射光・線の方向余弦は反射型ホログラム光学
素子の表面で正反射した光線の方向余弦を考えればよい
。いま、半導体レーザ゛を出射した光は光デイスク上に
正しく集光しているとすると、光ディスクからの戻り光
は、半導体レーザの発光点１４を収束点に持つような波
面となって反射型ホログラム光学素・子２７に入射する
。従って反射型ホログラム光学素子２７への入射光線の
方向余弦は、原点を通過する光線について１１ｎ　＝Ｘｇ／ｄｇ　　　　　　　　　　（４＞ｍ１
ｎ−ｙイ／ｄ□　　　　　　　　　（５）ｎｌｎ　−２
，／Ｚ、　　　　　　　　　　（６）となる。１９８１
年発行のアプライド　オプティックス（Ａｐｐｌｉｅｄ
　０ｐｔｉｃｓ）誌、第２０巻、第２０８ページより掲
載のエイチ、ダブリュ、ホロウェイ（Ｈ，Ｗ、Ｈｏｌ　
ｌｏｗａｙ）らの文献によると、ホログラム光学素子の
作用を受けた出射光線の方向余弦（１ｏｕｔ、　ｍｏｕ
ｔ、ｎｏｕｔ＞は次式で与えられる。

ｎｏ６．＝　　１−　１　。ｕｔ−ｍ　　ｏｕｔ　　　
（９）ここで、λ２は、動作時のレーザの発振波長であ
る。従って、方向余弦（１□、ｍｌｎ　、　ｎ１ｎ）で
原点に入射した光線が反射型ホログラム光学素子の作用
を受けて出射すると、その出射光線を表わす方程式は、Ｘ　　　　　　　　ｙ　　　　　　　　ｚ□　・　　□
　・　　　　　　　　　　　　　く１０）ｌｏｕｔ　　
　　ｍｏｕｔ　　　　ｎｏｕｔここで、光検出器の受光
面を、点（Ｘｒ、　’ｉｔ、　ｚｒ）を含み、原点と点
＜Ｘｒ、ｙ・、ｚｒ＞を結ぶ直線と直交する平面に取る
と、その方程式は、ｘｒ（ｘｒ−ｘｒ）＋ｙｒ（ｙ−ｙｒ）＋ｚｒ（ｚ−ｚ
ｒ）＝Ｏ（１１）となる。従って、ホログラム光学素子
の回折の牛用を受けた光線の光検出器上での位置、すな
わち、光スポットの位Ｒ（Ｘｏｄ、　Ｖｔｙｃｉ　、　
Ｚｐｄ）は（１０）、（１１）式より、Ｘｐｄ　＝　１ｏｕｔ’ｄｒ’／Ａ（λ２）　　　　　
　　　　　（１２）ｙｐｄ　＝　Ｔｎｏｕｔ’ｄｔ”／
八　　　　　　　　　　　　　　　　（１３）ｚｐｄ　
　＝　ｎｏｕｔ−ｄｒ２／Ａ　　　　　　　　　　　　
（１４）Ａ　　＝　Ｘｔ−Ｉｏｕｔ＋Ｖｔ−ｍｏｕｔ＋
Ｚｔ’ｎｏｕｔ　　　　　（１５）となる、　（１２）
〜（１４）式を用いて、λ２＝＾１でのλ２に関する微
係数からホログラム光学素子の設計波長付近での光スポ
ットの移動の方向余弦を求めることができる。

中２．λ１＝ｄｒ　　　　　　　　　　　（１６）ｄ。

＋　（ｙｒ（−ｙｇ−ｙｔ＞ｌ　／　　（λ１ｚｒ）ｄ
。

となり、反射型ホログラム光学素子により回折された光
ビームの光検出器受光面上での移動の方向余弦（Ｂ、　
　Ｂ、、Ｂ、）は、であるから、ｆ＋（（ｘｒ（−ｘｇ−ｘｒ）ｄ。

ｄ。

となる、いま、光検出器受光面上の基準となる直線（基
準線）として、光検出器上の点（Ｘｒ、　Ｖｒ、Ｚｒ）
と半導体レーザの発光点　（ｘｇ、ｙｔ、　Ｚｇ）及び
原点の３点を含む平面と光検出器受光面との交線を考え
る。上記３点を含む平面は、Ｘ（３’ｒＺ４−ｙｇＺｒ）−ｙ（ＸｒＺｇ−ＸｇＺｒ
）＋Ｚ（ＸｒＶｇ−Ｘｇｙｒ）＝０で表されるから、求
める交線の方向ベクトル（α、β、γ）はａ　＝　ｘｔｚｒｚｍ−ＸｚＺｒ　　Ｘｍ’Ｊｒ　　　
　（２６）β＝ＶｔＺｒＺａ−ＶｚＺｔ２−Ｘｔ”Ｉｔ
　　　　（２７）γ　＝　　Ｘｒ２（ｙｒｙｇ−ｚｒＺ
ｇ）＋ｙｒ”（ｘｒｘｇ−ｚｒＺｇ）十ｚｒ２（ｘｒｘ
ｇ＋ｙｔｙｍ＞／ｚｔ　　　　　　　　　　　　　　　
（２８）となる、従ってこの基準線と光ビームの光検出
器受光面上での移動の方向余弦（ＢＩ　Ｂｍ、Ｂｎ）と
のなす角θはこれら２つのベクトルの内積を求めること
により、となることがわかる、従って、（ｘｒ　　ｙｔｚｒ）を
含み、方向ベクトル（α、β、γ）と角度θをなす直線
を光検出器面内に新たに基準線として設けると、光スポ
ットはλ１を中心波長とする半導体レーザの波長変動に
ともないこの直線上を移動することになる。すなわち、
この直線を光検出器の分割線とすることで、従来の技術
において問題となった焦点誤差検出動作における問題点
を解決することができる。

さらに、従来の技術で問題となった焦点ずれが生じた場
合の光検出器上でのスポット形状変化の非対称性に関し
て、本発明では次のような方法で解決している。光ディ
スクの位置が光ビームの結像点からずれている場合には
、光ディスクからの戻り光はレーザの発光点１４に収束
する光ビームとはならず、光ディスクが収束レンズから
遠ざかる方向に位置ずれした時は、戻り光の収束位置は
光軸上をレーザの発光点から収束レンズに近付く方向に
ずれる。逆に、光ディスクが収束レンズに近付く方向に
位置ずれすると戻り光の収束位置は光軸上をレーザの発
光点から収束レンズに遠ざかる方向にずれる。ここで、
戻り光の収束位置とレーザの発光点の距離をｍ、戻り光
の収束位置を（ｘｇ’　、ｙ□′、ｚｇ’　）　、ホロ
グラム光学素子上の点を（ｘｈ、　５’ｈ、　ｏ　）と
すると、（Ｘｇ’　、　ｙｇ　　、Ｚ□′）と（×７、
ｙｈ、０）を結ぶ直線の方向ベクトル（Ｌ、Ｍ、　Ｎ）
はＬ　＝　ｘ、（ｄ、＋ｍ）−ｘＨ・ｄｇ　　　　　　（
３０）Ｍ　＝　ｙｇ（ｄｇ＋Ｉｎ）−Ｖｂ・ｄｇ　　　
　　　（３１）Ｎ　＝　ｚｇ（ｃｌ＆＋ｍ）　　　　　
　　　　（３２）となるので、点（ｘｈ　、　ｙｈ、０
）に入射する光線の方向余弦（１’　Ｉｎ　、　ｍ’　
Ｉｎ＋　ｎ’　＋ａ）は、１’ｌａ　　”　　Ｌ／Ｂ’
　　＝　　　（Ｘｓ（ｄｇ＋ｍ）−Ｘｈ’ｄｇ）　　／
Ｂ’　　（３３）ｍ’Ｉｎ　＝　Ｍ／Ｂ’　＝　　（ｙ
ｇ（ｄｇ＋ｍ）−ｙｈ・ｄｇ）　／Ｂ′（３４）ｎ’ｌ
。＝　Ｎ／Ｂ’　＝（ｚ、（ｄｇ＋ｍ））　／Ｂ’　　
　　（３５）Ｂ’　　＝　　Ｌ　＋Ｍ　＋Ｎ’　　　　
　　　　　　　　　　　（３６）となる。ホログラム光
学素子により回折の効果を受けた光線の方向余弦は（１
’ｏｕｔ、　ｍ’ｏｕｔ　、　ｎ’ａｕｔ）上述の場合
と同様に、ｎ′。−ｔ＝　　１−１′　。ｕｔ−Ｉｎ”。ｕｔ　　
　（３９）となる。ここでλ２・λ１とおく。点（Ｘｂ
、　ｙｈ、　０）をとおり、方向余弦（１’ｏｕｔ、　
ｍ’ｏｕｔ　、　ｎ’ｏｕｔ）を持つ光線が光検出器の
受光面と交わる点を（ｘｐ　＋　”ｊｐ、ｚｐ）とすれ
ば、（１２）式を用いてｘｐ　＝　　ｌ″。１　・し、＋ｘ１．　　　　　　　
　　　　　（４０）ｙｐ　＝　ｍ’ｏｕｔ・ｔｐ＋ｘｈ
　　　　　　（４１）Ｚｐ　＝　ｎ’ｏｕｔ　−ｔｐ　
　　　　　　　（４２）ｔｐ　＝Ｉｘｈ＜ｚｔｙｚ−ｙ
ｒｚｇ＞＋ｙｂ＜ｘｒｚｇ−ｘｚｚｒ＞Ｖｔ　ｌ’　ｏ
ｕｔ（ｙｒｚｇ−Ｚｒｙｇ）＋ｍｏｕｔ（ｘｇｚｒ−ｘ
ｒｚｇ）＋ｎｏｕｔ（Ｘｒｙｇ−Ｘｉ’／ｒ＞１となる
、ここで、Ｘｐ−Ｘｆ：ｙｐ−５’ｆ：Ｚｐ−Ｚｆ＝ｆｆ：β：ｙ
　　　　（４４）を満足させるようなホログラム光学素
子上の点（ｘｈ’　、ｙｈ’　、Ｏ）が存在する。従っ
て、この点（×、′　　ハ′、０）と原点を結ぶ直線を
反射型ホログム光学素子の分割線とすればよい。ここで
式（３０）〜（４４）かられかるように、点（Ｘ’ｈ　
、　Ｖ’ｈ　、Ｏ）はｍの関数であるので、特定のｍに
ついてのみ式（４４）を満足することになる。ホログラ
ム光学素子の分割線を決定するためには、所望の焦点誤
差検出のダイナミックレンジからｍ値を決定すればよい
。結像光学系の倍率をｍｆ、焦点誤差検出のダイナミッ
クレンジを±α６とすれば、ｍ値はおよそ、ｍ　＝　２×ｍ（Ｘａ２ａ　　　　　　　　（４５）で
与えられる。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明
する。第１図は本発明の詳細な説明するための斜視図で
ある。半導体レーザ１、ホログラム光学素子２７、収束
レンズ３、光検出器２２を用いる点は第２図の従来例と
同じであるが、各々の相対的位置が従来と異る。なお、
説明では、これまで用いてきた座標系く反射型ホログラ
ム光学素子はＸ−Ｙ平面にあり、中心が座標原点）を用
いる。

本実施例では入射光線と正反射光線のなす角を９０度と
し、実装上の観点から光検出器２２上の第１収束点１６
　（Ｘｒｒ、　ｙｌｅ、　Ｚｘｒ）　、と第２の収束点
１７　（Ｘ　２ｒ、ｙ２ｒ＋　ｚ２ｆ）を結ぶ線分の中
点（Ｘｒ　、　ｙｔ　、　Ｚｒ　）、半導体レーザ１の
発光点（ＸＪＩ　、ｙｘ　、Ｚｇ　）１８、および反射
型ホログラム光学素子２７の中心（座標原点１９）が同
一平面（以下、基準平面２０と呼ぶ）上にくるように配
置している。ここで、とする。反射型ホログラム光学素子２７のフォーカルパ
ワを極力数り除いて、波長変動による縦方向の収差の発
生を抑えるために、ｄｌｒ−ｄ２ｆ・ｄ８としている。

第６図は光検出器２２の各セグメントと、反射型ホログ
ラム光学素子２７の２つの領域の相互関係を示すための
図である。図において、反射型ホログラム光学素子２７
は、半導体レーザ１がら見た場合を、光検出器２２は受
光面側からみた場合、すなわち反射型ホログラム光学素
子２７側から見た場合を示している。光検出器２２は第
１の分割線２３と第２の分割線２４により３分割されて
いる。第１分割線２３は第１収束点１６を通り、基準平
面２０と光検出器２２の受光面の交線に対して（２９）
式で与えられる角度θｌをなしている。同様に、第２分
割線２４は第２収束点１７を通り、基準平面２０と光検
出器２２の受光面の交線に対して（２９）式で与えられ
る角度θ２をなしている。このような配置では、半導体
レーザ１の発振波長λ１からずれたばあいでも第１の収
束点１６にあった光スポットθｌの角度で、第２の収束
点１７にあった光スポットはθ１の角度で、第２の収束
点１７にあった光スポットはθ２の角度で移動するため
、焦点誤差信号のオフセット等の影響はない。

反射型ポロダラム光学素子２７の領域分割線２８は上述
の（４７）式で与えられる条件をほぼ満足するように設
定した。本実施例では、倍率５．５倍の収束レンズを用
い、焦点誤差検出のダイナミックレンジを±７μｍとし
て設計したのでｍ値はｍ＝２Ｘ７μｍＸ５．５２＝４２
３．５μｍとなる。この式から与えられるｍ値と第１の
収束点１６の位置、及び第２の収束点１７の位置から、
それぞれの位置に対して（４４）式を満足する反射型ホ
ログラム光学素子分割線の２８の方程式が求められる。

通常の場合、第１の収束点と第２の収束点間の距離は反
射型ポロダラム光学素子とそれぞれの収束点間の距離に
比べて十分率さい。したがって、求められた２つの直線
はほとんど等しいものとなる。そこで、第１の収束点と
第２の収束点の中点に対して（４４）式を満足する直線
を反射型ホログラム光学素子の分割線２８として用いた
。この場合、分割線に対して常に非対称な形状変化とな
るが、その量はごくわずかなものであり、焦点誤差検出
動作にはなんら影響を与えない第７図は焦点ずれが生じた際の光検出器２２上での光ス
ポツト形状を模式的に示したもので、第７図（ｂ）焦点
が合っている状態を示している。

光ディスク４が収束レンズ３に近づく方向に位置ずれし
た場合（第７図（ａ））、光スポットは光検出器２２の
第１セグメント３１と第４セグメント３４にのみ入射す
る。反対に光ディスク４が収束レンズ３から遠ざがる方
向に位置ずれした場合（第７図（ｃ））、光スポットは
光検出器の第２セグメント３２にのみ入射する。従って
焦点誤差信号Ｓｆｅは、各セグメントの出力をＶｌ、Ｖ
２、■、とすると、５（ｅ＝　（Ｖ　１　＋　Ｖ　３　）　　Ｖ　２で与え
られる。

光ヘツド装置には焦点誤差検出動作とともに、トラック
誤差検出動作の機能も要求されるが、本発明による光ヘ
ツド装置にはすでに公知の多くのトラック誤差検出方法
を適用することができる。

例えば、１９８７年発行のジャパニーズ　ジャーナル　
オブ　アプライドフィジクス（ＪａｐａｎｅｓｅＪｏｕ
ｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ）誌
第２６巻補遺（Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ）　２６−４号第
１３１ページから第１３４ページ掲載のヤスオ　キムラ
（Ｙａｓｕｏ　Ｋｉｍｕｒａ）らの論文に掲載されてい
る方法を用いることができる。もちろん公知の３ビーム
法、プッシュプル法等を用いることも可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、光源の波長変動に対して非常に安定な
誤差検出特性を有する光ヘツド装置を提供できる。また
、本発明で用いる反射型格子光学素子は、半導体デバイ
スを作製する製造プロセスと類似の製造プロセスを用い
ることにより、安定に、大量にかつ安価に作成できるの
で、非常に低価格な光ヘッドを提供することが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明するための斜視図、第２図
は従来の装置の斜視図、第３図、第４図は従来の技術を
説明するための図、第５図は本発明の詳細な説明するた
めの図、第６図、第７図は本発明の詳細な説明するため
の図である。１・・・半導体レーザ、２・・・反射型ホログラム光学
素子、３・・・収束レンズ、４・・・光ディスク、５・
・・光検出器、６・・・上部入射光、７・・・第２の分
割線、８・・・第１の分割線、９・・・下部入射光、１
０・・・第】−セグメント、１１・・・第２セグメント
、１２・・・第３セグメント、１３・・・第４セグメン
ト、１４．１８・・・発光点、１５・・・収束点、１６
・・・第１の収束点、１７・・・７Ｒ２の収束点、１９
・・・座標原点、２０・・・基準平面、２１・・・反射
型ホログラム光学素子分割線、２２・・・光検出器、２
３・・・第１の分割線、２４・・・第２の分割線、２７
・・・反射型ポログラム光学素子、２８・・・反射型ホ
ログラム光学分割線、３１・・・第１セグメント、３２
・・・第２セグメント、３３・・・第３セグメント。

Claims

【特許請求の範囲】光源と、光源を出射した光を光記録媒体上に集光させる
結像光学系と、第１の分割線と第２の分割線により少な
くとも３個のセグメントに分けられた光検出器と、前記
光記録媒体で反射し、前記結像光学系を経てきた反射光
を前記光検出器に導くための反射型格子光学素子とを少
なくとも有し、前記反射型格子光学素子は、前記光源の
出射光の光軸と交差する反射型格子光学素子分割直線に
より第１の領域と第２の領域に分けられ、前記反射型格
子光学素子の第１の領域への入射光を回折光として前記
光検出器の前記第１の分割線上の点（第１の収束点）に
、前記反射型格子光学素子の第２の領域への入射光を回
折光として前記光検出器の前記第２の分割線上の点（第
２の収束点）にそれぞれ収束させる作用を有し、前記光
軸と前記反射型格子光学素子分割直線との交点、前記第
１、第２の収束点及び前記光源の発光点が同一平面上に
あるように前記光源、前記反射型格子光学素子、前記光
検出器を配置し、さらに、前記反射型格子光学素子の反
射面をＸ−Ｙ平面、前記交点を原点、原点を通りＸ−Ｙ
平面に垂直な軸をＺ軸にとった直交座標系を定めて、前
記第１の収束点の座標を（ｘ＿１＿ｆ、ｙ＿１＿ｆ、ｚ
＿１＿ｆ）、前記第２の収束点の座標を（ｘ＿２＿ｆ、
ｙ＿２＿ｆ、ｚ＿２＿ｆ）、前記光源の発光点の座標を
（ｘ＿ｇ、ｙ＿ｇ、ｙ＿ｇ）、前記光源の常温での発振
波長をλ＿１とし、 ▲数式、化学式、表等があります▼ としたとき、前記第１の分割線は前記中点（ｘ＿１＿ｆ
、ｙ＿１＿ｆ、ｚ＿１＿ｆ）を通り、かつその方向余弦
（Ｂ＿１＿ｌ、Ｂ＿１＿ｍ、Ｂ＿１＿ｎ）が略 ▲数式、化学式、表等があります▼ で表わされる直線であり、前記第２の分割線は前記収束
点（ｘ＿２＿ｆ、ｙ＿２＿ｆ、ｚ＿２＿ｆ）を通り、か
つその方向余弦（Ｂ＿２＿ｌ、Ｂ＿２＿ｍ、Ｂ＿２＿ｎ
）が略▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ で表わされる直線であり、前記反射型格子光学素子分割
直線は、結像光学系の倍率をｍ＿ｆ、焦点誤差検出のダ
イナミックレンジを±α＿ｄとし、 ▲数式、化学式、表等があります▼ としたとき、 ▲数式、化学式、表等があります▼ なる関係を略満足する反射型格子光学素子上の点（ｘ＿
ｈ、ｙ＿ｈ、０）と、座標原点を結ぶ直線となることを
特徴とする光ヘッド装置。