JPH0855361A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 光検出器の隣接分割領域で光を収束させ、光
の大きさで焦点エラー検出し、光の波長変化の影響を受
けない光ピックアップ装置を提供する。 【構成】 光源のレーザダイオードＬＤと、ＬＤから発
散するビームを３回折光に分ける回折格子ＤＧと、光デ
ィスク間で、ＤＧを通過した３回折光を光ディスク上に
集束させ、光ディスクから反射されたビームが入射され
る対物レンズと、縦方向に分けられ第１、第２、第３、
第４、第５分割領域の順に配列の５個の分割領域で構成
され各分割領域上に光ディスクからの反射光が集束す
る、焦点エラー、トラッキングエラー検出及び光ディス
ク上に記録の情報読み取り用５分割光検出器と、参照光
の位置がＬＤの発光点で且つ物体光の位置が５分割光検
出器を通る前の第１ホログラムと、参照光の位置がＬＤ
の発光点で物体光の位置が５分割光検出器を通った後の
第２ホログラムで構成され、対物レンズを通過した光デ
ィスクからの反射光を５分割光検出器へ回折させる２分
割ホログラム素子とで光ピックアップシステムを構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はコンパクトディスクプレ
ーヤー（ＣＤＰ：Ｃｏｍｐａｃｔ ＤｉｓｃＰｌａｙｅ
ｒ）、ビデオディスクプレーヤー（ＶＤＰ：Ｖｉｄｅｏ
ＤｉｓｃＰｌａｙｅｒ）、オプチカルディスクプレー
ヤー（ＯＤＰ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｉｓｃ Ｐｌａｙｅ
ｒ）、及びマルチディスクプレーヤー（ＭＤＰ：Ｍｕｌ
ｔｉＤｉｓｃ Ｐｌａｙｅｒ）等に適用される光ピック
アップ装置に係り、特に部品の配列及び組立が容易であ
り、それによる生産性を向上させ、レーザダイオードか
ら発散される光の波長変化による誤動作を防止できる光
ピックアップ装置（ｏｐｔｉｃａｌ ｐｉｃｋｕｐ ｓ
ｙｓｔｅｍ）に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１は従来の光ピックアップ装置の構成
図を示す。図１を参照すると、従来の光ピックアップ装
置は光源のレーザダイオード１１と、回折格子１２と、
ホログラム１３と、対物レンズ１４と、光検出器１５
と、光情報が記録されている光ディスク１６とから構成
された。

【０００３】回折格子１２は前記レーザダイオード１１
とホログラム１３との間に配列され、前記レーザダイオ
ード１１からの光を０次、＋１次及び−１次の３回折光
とする役割を果たす。この際、０次回折光は光ピックア
ップ装置の焦点エラー（ｆｏｃｕｓ ｅｒｒｏｒ）検出
及び光ディスク上に記録された光情報の読取り用に用い
られ、＋１次及び−１次回折光を光ピックアップ装置の
トラッキングエラー（ｔｒａｃｋｉｎｇ ｅｒｒｏｒ）
検出に用いられる。

【０００４】ホログラム素子１３は回折格子１２と対物
レンズ１４との間に配列され、回折格子１２を通過した
３回折光を対物レンズ１４に透過させたり、対物レンズ
１４を通して入射される光ディスク１６からの反射光を
６分割光検出器１５へ回折させる役目をする。

【０００５】対物レンズ１４はホログラム１３と光ディ
スク１６との間に配列され、ホログラム素子１３を透過
した３回折光を光ディスク１６上に集束させたり、光デ
ィスク１６上から反射されたビームをホログラム素子１
３に入射させる役割を果たす。

【０００６】６分割光検出器１５は図２に示すように６
分割領域ＰＤ１１〜ＰＤ１６に分けられて、各分割領域
上にホログラム素子１３により回折された光が集束す
る。６分割領域のうちの中央の第１乃至第４分割領域Ｐ
Ｄ１１〜ＰＤ１４上にはホログラム素子１３により回折
された０次回折光が集束し、該回折光は光ピックアップ
装置の焦点エラーを検出し、光ディスク上に記録された
光情報を読み取るのに用いられる。又、６分割領域のう
ちの第５分割領域ＰＤ１５と第６分割領域ＰＤ１６上に
はホログラム素子１３により回折された１次及び−１次
回折光が集束し、該回折光は光ピックアップ装置のトラ
ッキングエラーを検出するのに用いられる。

【０００７】前記のような構成を有する従来の光ピック
アップ装置の動作を説明する。レーザダイオード１１か
ら発散される光は、回折格子１２を通って焦点エラー検
出及び情報読取り用０次回折光とトラッキングエラー検
出用１次及び−１次回折光の３回折光に分けられる。回
折格子１２を通って分けられた３回折光は、対物レンズ
１４により光ディスク１６上に集束する。光ディスク１
６上に集束した光は反射されて対物レンズ１４を通って
ホログラム素子１３に入射されるが、光ディスク１６か
ら反射される光は光ディスク１６上に記録された情報及
び焦点エラーとトラッキングエラー検出に必要な情報を
もって光ディスク１６から反射される。光ディスク１６
から反射された光はホログラム素子４３を通って回折さ
れて６分割光検出器１５に集束する。０次回折光は６分
割光検出器１５の第１乃至第４分割領域ＰＤ１１，ＰＤ
１２，ＰＤ１３，ＰＤ１４上に集束し、１次及び−１次
回折光は第５及び第６分割領域ＰＤ１５，ＰＤ１６上に
集束する。従って、図３の６分割光検出器１５の各分割
領域ＰＤ１１〜ＰＤ１６に集束する光の形態よりトラッ
キングエラーと焦点エラーを検出するとともに光ディス
ク１６上に記録された情報を読み取る。

【０００８】即ち、トラッキングエラー信号ＴＥＳは６
分割光検出器１５の第５分割領域ＰＤ１５と第６分割領
域ＰＤ１６上に集束した１次及び−１次光の差より検出
するが、トラッキングエラー信号は下記の式（１）で表
わせる。 ＴＥＳ＝１５ーＳ１６ …………（１） ここで、Ｓ１５とＳ１６は各々６分割光検出器１５の第
５分割領域ＰＤ１５と第６分割領域Ｐ１６上に集束した
光の電気的な信号を示す。ＴＥＳ〉０かもしくはＴＥＳ
〈０かによって０次回折光（主ビーム）が光ディスクの
トラックに良く沿っているのかどうかが分かる。

【０００９】焦点エラー信号ＦＥＳは第１及び第３分割
領域ＰＤ１１，ＰＤ１３上に集束した光と第２及び第４
分割領域ＰＤ１２，ＰＤ１４上に集束した光の差より検
知するが、焦点エラー信号ＦＥＳは下記の式（２）で表
わせる。 ＦＥＳ＝（Ｓ１１＋Ｓ１３）ー（Ｓ１２＋Ｓ１４）…………（２） ここで、Ｓ１１〜Ｓ１４は６分割光検出器１５のＰＤ１
１〜ＰＤ１４領域上に集束した光の電気的な信号を各々
示す。

【００１０】図３に示すように、光ディスク１６と対物
レンズ１４との間隔が変化するに伴って、６分割光検出
器１５の分割領域ＰＤ１１〜ＰＤ１４上に集束する光が
変化する。この際、対物レンズ１４と光ディスク１６と
の間隔が適切に保持された場合、即ちＦＥＳ＝０の場合
には、前記分割領域ＰＤ１１〜ＰＤ１４上に光が図３
（Ａ）のように円形に集束する。一方、対物レンズ１４
と光ディスク１６との間隔が遠くて焦点エラーが発生し
た場合、即ちＦＥＳ〉０の場合、或いは対物レンズ１４
と光ディスク１６との間隔が近くて焦点エラーが発生し
た場合、即ちＦＥＳ〈０の場合には、図３（Ｂ）と
（Ｃ）に示すように分割領域ＰＤ１１〜ＰＤ１４上に収
束する光が円形から楕円形に変わる。

【００１１】前記式から分かるように、トラッキングエ
ラーと焦点エラーが発生しなければ、トラッキングエラ
ー信号ＴＥＳ＝０となり、又、焦点エラー信号ＦＥＳ＝
０となる。従って、これら信号に基づいてトラッキング
エラーと焦点エラーを補正することにより、光ディスク
に記録された情報を正確に読み取ることができる。

【００１２】光ディスク１６上に記録された情報は、６
分割光検出器１５の分割領域ＰＤ１１〜ＰＤ１４上に集
束した主ビーム（ｍａｉｎ ｂｅａｍ）、即ち０次回折
光により読み取ることができるが、光検出器１５の第１
乃至第４分割領域ＰＤ１１〜ＰＤ１４上に集束する光の
光量変化より読み取られる。この際、光情報信号は下記
の式（３）で表せる。 光情報信号＝Ｓ１１＋Ｓ１２＋Ｓ１３＋Ｓ１４ …………（３）

【００１３】しかし、前記従来の光ピックアップシステ
ムでは、光源として用いられるレーザダイオードの動作
中に周辺温度のような周辺環境によってレーザ光の波長
が変化し、レーザ光の波長変化により回折格子とホログ
ラム素子のような回折素子の回折角が変わる。これによ
り、光ピックアップ装置の焦点エラー及びトラッキング
エラーが発生しなかったにも拘わらず、焦点エラー及び
トラッキングエラーが発生したようなエラーを招く。即
ち、レーザダイオードからのレーザ光の波長が７８０ｎ
ｍである時は、回折光が図２に示すように第１乃至第４
分割領域ＰＤ１１〜ＰＤ１４の位置（ａ）で正常的に集
束する。しかし、波長が７７０ｎｍである時は、回折光
が第１分割領域ＰＤ１１の位置（ｂ）で集束し、そして
波長が７９０ｎｍである時は回折光が第３分割領域ＰＤ
１３の位置（ｃ）で集束する。このように、レーザダイ
オードから発散される光の波長が変わるに従って６分割
光検出器上に集束する位置が移動することになる。

【００１４】従って、図１の非点収差を用いた従来の光
ピックアップ装置は、レーザダイオードのレーザ光の波
長変化を補正することができないために、焦点エラー又
はトラッキングエラーが発生しなかったにも拘わらず、
光ピックアップ装置は誤動作をすることになるという問
題点があった。なお、製作されるレーザダイオードの波
長がそれぞれ異なるために、レーザダイオードのレーザ
光の所定の波長に応じたホログラム素子と６分割光検出
器の正確な組立が難しくて生産性が低下するという問題
点があった。

【００１５】図４は図１の光ピックアップ装置のレーザ
光の波長変化による誤動作を解決するための従来の光ピ
ックアップ装置の構成図を示す。図４を参照すると、従
来の他の光ピックアップ装置は、光源として用いられる
レーザダイオード４１、回折格子４２，２分割ホログラ
ム素子４３、コリメーター４４，対物レンズ４５，５分
割光検出器４６及び光ディスク４７からなる。

【００１６】回折格子４２はレーザダイオード４１とコ
リメーター４４との間に配列され、前記レーザダイオー
ド４１から発散するビームを０次、＋１次及び−１次の
３回折光とし、３回折光を２分割ホログラム４３素子を
通してコリメーター４４に入射させるためのものであ
る。

【００１７】コリメーター４４は２分割ホログラム素子
４３と対物レンズ４５との間に配列され、回折格子４２
を通過した３回折光を平行光にするためのものである。
３回折光のうちの０次回折光は光ディスク４７の焦点エ
ラー検出及び光ディスク４７に記録された光情報の読取
り用として用いられ、１次及び−１次回折光は光ディス
ク４７のトラッキングエラー検出用として用いられる。

【００１８】対物レンズ４５はコリメーター４４と光デ
ィスク４７との間に配列され、コリメーター４４を通過
した３平行光を光ディスク４７上に集束させたり、光デ
ィスク４７上から反射された光を再び平行光にするため
のものである。

【００１９】２分割ホログラム素子４３は２個のホログ
ラムＨ４１，Ｈ４２で構成され、回折格子４２とコリメ
ーターレンズ４４との間に位置し、回折格子４２を通過
した３回折光をコリメーター４４に透過させたり、光デ
ィスク４７から反射されてコリメーター４４を通過した
各３平行光と互いに異なる角度で回折させて６個の回折
光を作り、この６個の回折光を５分割光検出器４６上に
集束させるためのものである。

【００２０】５分割光検出器４６は図５に示すように、
５分割領域ＰＤ４１〜ＰＤ４５に分けられているが、５
分割領域のうちの第４分割領域ＰＤ４４上にはホログラ
ム素子４３の第１ホログラムＨ４１により回折された０
次回折光が集束し、この回折光は光情報読取り用として
用いられ、第２及び第３分割領域ＰＤ４２，ＰＤ４３は
その境界面上にホログラム素子４３の第２ホログラムＨ
４２により回折された０次回折光が集束し、この回折光
は焦点エラー検出用として用いられる。なお、５分割領
域のうちの第１及び第５分割領域ＰＤ４１，ＰＤ４５は
ホログラム素子４３の第１及び第２ホログラムＨ４１，
Ｈ４２により回折された＋１次及び−１次回折光が集束
する領域であり、これら分割領域に集束した光の差より
トラッキングエラーを検知する。

【００２１】前記のような構成を有する従来の他の光ピ
ックアップ装置の動作を説明する。レーザダイオード４
１からの光は、回折格子４２を通って焦点エラー検出及
び光情報読取り用０次回折光とトラッキングエラー検出
用＋１次及び−１次回折光の３回折光に分けられる。回
折格子４２を通過した３回折光はホログラム素子４３を
通ってコリメーター４４に入射されて３平行光になる。
３平行光は対物レンズ４５により光ディスク４７上に集
束する。一方、光ディスク４７に入射されたビームは反
射されて対物レンズ４５及びコリメーター４４を通って
再び平行光となって２分割ホログラム素子４３に入射さ
れる。ここで、光ディスク４７から反射されるビームは
ディスク４７に記録された光情報読取りと焦点エラー及
びトラッキングエラー検出に必要な情報をもって光ディ
スク４７から反射される。

【００２２】各３平行光は２分割ホログラム素子４３に
入射されて第１及び第２ホログラムＨ４１，Ｈ４２によ
り互いに異なる角度を有するように分離されるので、５
分割光検出器４６には６平行光が入射される。分離され
た６平行光のうちのホログラム素子Ｈ４１により分離さ
れた０次回折光は、５分割光検出器４６の第４分割領域
ＰＤ４４上に集束し、ホログラムＨ４２により分離され
た０次回折光は第２及び第３分割領域ＰＤ２，ＰＤ３の
境界面上に集束する。そして、第１及び第２ホログラム
Ｈ４１，Ｈ４２により分離された＋１次回折光は第１分
割領域ＰＤ４１の上下側上に各々集束し、第１及び第２
ホログラムＨ４１，Ｈ４２により分離された−１次回折
光は第５分割領域ＰＤ４５上に集束する。従って、図５
の５分割光検出器４６の各分割領域ＰＤ４１〜ＰＤ４５
上に集束する光によってトラッキングエラーと焦点エラ
ーを検出するとともに光ディスク４７上に記録された光
情報を読み取る。

【００２３】トラッキングエラー信号ＴＥＳは５分割光
検出器４６の第１分割領域ＰＤ４１と第５分割領域ＰＤ
４５上に集束した光の差より検出するが、トラッキング
エラー信号ＴＥＳは下記の式（４）で表わせる。 ＴＥＳ＝Ｓ４１ーＳ４５ …………（４） ここで、Ｓ４１とＳ４５は各々５分割光検出器１６の第
１分割領域ＰＤ４１と第５分割領域ＰＤ４５上に集束し
た光の電気的な信号を示す。ＴＥＳ〉０かもしくはＴＥ
Ｓ〈０かによって０次回折光（主ビーム）が光ディスク
のトラックによく沿っているのかどうか分かる。

【００２４】焦点エラー信号ＦＥＳは第２分割領域ＰＤ
４２と第３分割領域ＰＤ４３上に集束した光の差より検
出するが、焦点エラー信号ＦＥＳは下記の式（２）で表
わせる。 ＦＥＳ＝Ｓ４２ーＳ４３ …………（５） ここで、Ｓ４２とＳ４３は５分割光検出器４６の第２分
割領域ＰＤ４２と第３分割領域ＰＤ４３上に集束した光
の電気的な信号を各々示す。

【００２５】図６に示すように、光ディスク４７と対物
レンズ４４との間隔が変化するに伴い、５分割検出器４
６の第２及び第３分割領域ＰＤ４２，ＰＤ４３上に集束
する光の光量が変化するが、図６（Ａ）は対物レンズ４
４と光ディスク４７との間隔が遠くて焦点エラーが発生
した場合、つまりＦＥＳ〉０の場合、第２分割領域ＰＤ
４２と第３分割領域ＰＤ４３上における光の集束形態を
示すものであり、図６（Ｂ）は対物レンズ４４と光ディ
スク４７との間隔が適切に保持されて焦点エラーが発生
しない場合、つまりＦＥＳ＝０の場合、第２分割領域Ｐ
Ｄ４２と第３分割領域ＰＤ４３上における光の〃集束形
態を示すものであり、図６（Ｃ）は対物レンズ４４と光
ディスク４７との間隔が近くて焦点エラーが発生した場
合、つまりＦＥＳ〈０の場合、第２分割領域ＰＤ４２と
第３分割領域ＰＤ４３上における光の集束形態を示すも
のである。

【００２６】前記式から明らかなように、トラッキング
エラーと焦点エラーが発生しなければ、トラッキングエ
ラー信号ＴＥＳ＝０となり、又、焦点エラー信号ＦＥＳ
＝０となる。従って、これら信号に基づいてトラッキン
グエラーと焦点エラーを補正することにより、光ディス
クに記録された情報を正確に読み取ることができる。

【００２７】光ディスク４７上に記録された情報は、５
分割光検出器４６の第２乃至第４分割領域ＰＤ４２，Ｐ
Ｄ４３，ＰＤ４４上に集束した０次回折光（主ビーム）
の光量変化より読み取ることができるが、光情報信号は
下記の式（６）で表わせる。 光情報信号＝Ｓ４２＋Ｓ４３＋Ｓ４４ …………（６） この時、Ｓ４２，Ｓ４３，Ｓ４４は５分割光検出器４６
の第２乃至第４分割領域ＰＤ４２，ＰＤ４３，ＰＤ４４
上に集束した光の電気的な信号を各々示す。

【００２８】図４に示すように従来の他の光ピックアッ
プシステムにおいても、光源として用いられるレーザダ
イオードからのレーザ光の波長が動作中周りの温度によ
って変わって回折格子とホログラム素子のような回折素
子の回折角が変わる。

【００２９】図５の“Ｌ１”で示すように、５分割光検
出器４６の第２分割領域ＰＤ４２と第３分割領域ＰＤ４
３との境界面が直角をなして接する場合、図５の（ａ）
で示すようにレーザダイオード４１から所定の波長のレ
ーザ光が発散される時には、５分割光検出器４６の第２
分割領域ＰＤ４２及び第３分割領域ＰＤ４３の境界面に
光が集束して光ピックアップ装置が正常的に動作する。

【００３０】しかし、レーザ光の波長が変わるに従って
図５の（ｂ）と（ｃ）で示すように、５分割光検出器４
６の第２分割領域ＰＤ４２及び第３分割領域ＰＤ４３の
境界面に光が集束されず、境界面をはずれて第２分割領
域ＰＤ４２又は第３分割領域ＰＤ４３に位置することに
なる。これにより焦点エラー及びトラッキングエラーが
発生しなかったにも拘わらず、光ピックアップ装置が誤
動作をすることになる。

【００３１】従って、図４の従来の他の光ピックアップ
装置は、レーザダイオードからのレーザ光の波長変化に
よるエラーが発生される問題を解決するために、図５の
“Ｌ２”で示すように５分割光検出器４６の第２分割領
域ＰＤ４２及び第３分割領域ＰＤ４３の境界面が微細な
角度θだけ斜めに接するように５分割光検出器を構成し
た。

【００３２】即ち、レーザダイオード４１から発散され
る光の波長が７８０ｎｍである時は、５分割光検出器４
６の第２分割領域ＰＤ４２及び第３分割領域ＰＤ４３の
境界面の位置（ａ）で光が集束し、光の波長が７７０ｎ
ｍに変わる時は第２分割領域ＰＤ４２及び第３分割領域
ＰＤ４３の境界面位置（ｂ）で光が集束し、光の波長が
７９０ｎｍである時は第２分割領域ＰＤ４２及び第３分
割領域ＰＤ４３の境界面の位置（ｃ）で光が集束する。

【００３３】従って、レーザダイオードから発散される
レーザ光の波長変化を考慮して、５分割光検出器の第２
及び第３分割領域の境界面が一定の角度だけ斜めに接す
るように構成することにより、レーザ光の波長変化時に
光が集束する位置を第２分割領域と第３分割領域との境
界面に移動させる。これにより、焦点エラーが発生しな
かった場合には、レーザダイオードの波長が変わっても
焦点エラー信号ＦＥＳが０である状態を保持することに
より、波長変化による問題を解決することができる。

【００３４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図４の従来の
他の光ピックアップ装置は、図５に示すように５分割光
検出器の第２分割領域ＰＤ４２と第３分割領域ＰＤ４３
との境界面が所定の角度だけ斜めに接するように構成し
て、レーザダイオードのレーザ光の波長変化を補正する
ことはできるが、境界面の角度が極めて微細なので僅か
な角度の誤差が発生しても波長変化による焦点エラーの
誤差発生により光ピックアップ装置が誤動作をすること
になるという問題点があった。しかも、微細な傾斜面の
角度を正確に合わせるための５分割光検出器の製作が難
しいのみならず、ホログラム素子と５分割光検出器の配
列が非常に難しく、これにより生産性が非常に低いとい
う問題点があった。

【００３５】本発明の目的は、光検出器の隣り合う分割
領域の間にわたって光を集束させ、集束した光の大きさ
より焦点エラーを検出することにより、光の波長変化よ
り影響を受けない光ピックアップ装置を提供することに
ある。本発明の他の目的は、ホログラム光素子ＨＯＥ
（Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｌｅｍ
ｅｎｔ）を用いて光の波長に構わず部品を容易に配列す
ることができ、小型化及び軽量化を図ることができる光
ピックアップ装置を提供することにある。本発明の別の
目的は、光源から発散する光の波長変化による誤動作を
防止できる光ピックアップ装置を提供することにある。

【００３６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のディスクから情報を読み出したり、ディス
クに情報を記録する光ピックアップシステムは光源とし
て用いられるレーザダイオードと、前記レーザダイオー
ドから発散するビームを０次、＋１次及び−１次の３回
折光に分ける回折格子と、回折格子と光ディスクとの間
に位置して、前記回折格子を通過した３回折光を光ディ
スク上に集束させたり、光ディスクから反射されたビー
ムが入射される対物レンズと、縦方向に分けられて第４
分割領域、第１分割領域、第２分割領域、第３分割領域
及び第５分割領域の順で並んで配列された５個の分割領
域で構成され、各分割領域上に光ディスクから反射され
た光が集束する、焦点エラー及びトラッキングエラー検
出及び光ディスク上に記録された情報読取り用５分割光
検出器と、参照光の位置がレーザダイオードの発光点で
あり且つ物体光の位置が５分割光検出器を通る前の第１
ホログラムと、参照光の位置がレーザダイオードの発光
点であり且つ物体光の位置が５分割光検出器を通った後
の第２ホログラムで構成された、前記対物レンズを通過
した光ディスクからの反射光を５分割光検出器へ回折さ
せる２分割ホログラム素子とを含む。

【００３７】焦点エラー検出及び光情報読出し用０次回
折光は、ホログラム素子の第１ホログラムにより回折さ
れて５分割光検出器の第１及び第２分割領域上に集束
し、５分割光検出器により切断されたその断面は、第１
及び第２分割領域の境界面に接して第２分割領域上に位
置するとともに、第２ホログラムにより回折されて第２
及び第３分割領域上に集束し、５分割光検出器により切
断されたその断面が第２乃至第３分割領域の境界面に接
して第３分割領域上に位置し、トラッキングエラー検出
用＋１次回折光は第１及び第２ホログラムにより回折さ
れて５分割光検出器の第４分割領域上に各々集束し、５
分割光検出器により切断されたその断面は第４分割領域
内に並んで位置し、トラッキングエラー検出用−１次回
折光は第１及び第２ホログラムにより回折されて第５分
割領域に各々集束し、５分割光検出器により切断された
その断面は第５分割領域内に並んで位置するように、２
分割ホログラム素子と５分割光検出器を構成する。

【００３８】

【実 施 例】図７は本発明の実施例による光ピックア
ップ装置の構成図である。図７を参照すると、本発明の
実施例による光ピックアップ装置は、光源として用いら
れるレーザダイオード７１、回折格子７２、２分割ホロ
グラム素子７３、対物レンズ７４、アクチュエータ７
５、５分割光検出器７６及び光ディスク７７からなる。

【００３９】回折格子７２はレーザダイオード７１と２
分割ホログラム素子７３との間に配列され、前記レーザ
ダイオード７１から発散する光を０次、＋１及び−１次
の３回折光とし、この３回折光を２分割ホログラム７３
に入射させるためのものである。３回折光のうち０次回
折光は光ディスク７７の焦点エラー検出及び光ディスク
７７に記録された情報の読出し用として用いられ、＋１
次及び−１次回折光は光ディスク７７のトラッキングエ
ラー検出用として用いられる。

【００４０】対物レンズ７４は２分割ホログラム素子７
３と光ディスク７７との間に配列され、回折格子７２を
通過した３回折光を光ディスク７７上に集束させたり、
光ディスク７７上から反射された光を再び２分割ホログ
ラム素子７３に入射させるためのものである。

【００４１】２分割ホログラム素子７３は２個のホログ
ラムＨ７１，Ｈ７２からなり、回折格子７２と対物レン
ズ７４との間に配列され、回折格子７２を通過した３回
折光を対物レンズ７４に透過させたり、又は対物レンズ
７４を通過した光ディスク７７から反射された光を５分
割光検出器７６へ回折させるためのものである。

【００４２】図１０に示すように、２分割ホログラム素
子７３の第１ホログラムＨ７１の参照光の位置は、レー
ザダイオード７１の発光点であり且つ物体光の位置は５
分割光検出器７６を通る前の位置Ｑ７１であり、第２ホ
ログラムＨ７２の参照光の位置はレーザダイオード７１
の発光点であり且つ物体光の位置は５分割光検出器７６
を通った後の位置Ｑ７２である。

【００４３】前記５分割光検出器７６は、図８に示すよ
うに、第５分割領域ＰＤ７１〜ＰＤ７５に分けられ、０
次回折光は２分割ホログラム素子７３により回折されて
５分割領域ＰＤ７１〜ＰＤ７５のうちの中央の第１乃至
第３分割領域ＰＤ７１，ＰＤ７２，ＰＤ７３上に集束
し、＋１次及び−１次回折光は２分割ホログラム素子７
３により回折されて外郭の第４乃至第５分割領域ＰＤ７
４，ＰＤ７５上に集束するよに構成している。

【００４４】本発明の光ピックアップ装置の２分割ホロ
グラム素子７３と５分割光検出器７６は、レーザダイオ
ード７１の発光点に向かって集束する光が２分割ホログ
ラム素子７３に入射されると、第２ホログラムＨ７２に
入射される光は５分割光検出器７６の分割領域ＰＤ７１
〜ＰＤ７５のうちの第２分割領域ＰＤ７２を通って集束
点Ｑ７２に集束するように回折させ、第１ホログラムＨ
７１に入射される光は５分割光検出器７６の第３分割領
域ＰＤ７３を通る前の集束点Ｑ７１に集束するように回
折させることができるように構成される。これとともに
ホログラムＨ７１により５分割光検出器７６上に集束す
る光は、５分割光検出器７６により切断された断面が第
２及び第３分割領域ＰＤ７２，ＰＤ７３の境界面に接し
て第３分割領域ＰＤ７３に位置し、（図８のＡ１）、第
１ホログラムＨ７１により５分割光検出器７６上に集束
する光は第１と第２分割領域ＰＤ７１，ＰＤ７２の境界
面に接して第２分割領域ＰＤ７２上に位置するように
（図８のＡ２）構成される。

【００４５】アクチュエータ７５は光ディスク７７と対
物レンズ７４との間隔が遠いか又は近くて焦点エラーが
検出されるとき、対物レンズ７４を上下に駆動させて光
ディスク７７と対物レンズ７４との間隔を一定に保持さ
せる役目をする。

【００４６】前記のような構成を有する従来の光ピック
アップ装置の動作を説明する。レーザダイオード７１か
ら発散するビームは回折格子７２を通って焦点エラー検
出及び光情報読出し用０次回折光とトラッキングエラー
検出用１次及び−１次回折光の３回折光に分けられる。

【００４７】回接格子７２を通過した３回折光はホログ
ラム素子７３を通って対物レンズ７４により光ディスク
７７上に集束するが、０次回折光は光ディスク７７上に
集束して焦点エラー検出光ディスク７７の情報読出しに
用いられ、１次及び−１次の回折光は光ディスク７７上
に集束してトラッキングエラー検知用として用いられ
る。

【００４８】一方、光ディスク７７から反射された光は
対物レンズ７４を通って２分割ホログラム素子７３に入
射される。ここで、光ディスク７７から反射される光は
光ディスク７７に記録された光情報読取り及び焦点エラ
ーとトラッキングエラー検出に必要な情報をもって光デ
ィスク７７から反射される。光ディスク７７からの反射
光は２分割ホログラム素子７３により回折されて５分割
光検出器７６に集束するが、０次回折光は５分割光検出
器７６の第１乃至第３分割領域ＰＤ７１〜ＰＤ７３上に
集束し、＋１次及び−１次回折光は５分割光検出器７６
の第４分割領域ＰＤ７４と第５分割領域ＰＤ７５に各々
集束する。この際、前記第２分割ホログラム素子７３に
入射される０次回折光は第２ホログラムＨ７２により回
折されて５分割光検出器７６を通ってＱ７２点に集束
し、第１ホログラムＨ７１により回折されて５分割光検
出器７６を通る前のＱ７２点に集束する。

【００４９】従って、５分割光検出器７６により切断さ
れた０次回折光の断面は図８に示すようであるが、第２
ホログラムＨ７２により回折された０次回折光は、図８
のＢ１のように、その断面が第２と第３分割領域ＰＤ７
２，ＰＤ７３の境界面に接して第３分割領域ＰＤ７３に
位置し、第１ホログラムＨ７１により回折された０次回
折光は、図８のＢ２のように、その断面が第１と第２分
割領域ＰＤ７１，ＰＤ７２の境界面に接して第２分割領
域ＰＤ７２に位置する。

【００５０】５分割光検出器７６の各分割領域ＰＤ７１
〜ＰＤ７５に集束した光により焦点エラー信号及びトラ
ッキングエラー信号検出及び光情報を読み出す方法を説
明すると、次の通りである。光ディスク７７と対物レン
ズ７４との間隔が正確に保持された場合は、つまり焦点
エラーが発生していない場合は、図９（Ａ）に示すよう
に、５分割光検出器７６の第２分割領域ＰＤ７２に集束
する光と第１及び第３分割領域ＰＤ７１＋ＰＤ７３に集
束する光が同一である。

【００５１】対物レンズ７４と光ディスク７７との間隔
が近い場合は、ホログラムＨ７１，Ｈ７２により各々回
折されて光検出器の各分割領域上に集束する光の集束点
Ｑ７１，Ｑ７２が遠くなる。従って、図９（Ｂ）に示す
ように、第２ホログラムＨ７２により第２分割領域ＰＤ
７２上に集束する光は、その断面積が増加して第１分割
領域ＰＤ７１にまで亘り、第１ホログラムＨ７１により
第３分割領域ＰＤ７３上に集束する光はその断面積が小
さくなって第２分割領域ＰＤ７２には影響を及ぼさなく
なる。

【００５２】これに対して、光ディスク７７と対物レン
ズ７３との間隔が遠い場合は、前記の場合とは逆にホロ
グラムＨ７１，Ｈ７２により各々回折されて光検出器の
各分割領域上に集束する光の集束点Ｑ７１，Ｑ７２が近
くなる。従って、図９（Ｃ）に示すように、第２ホログ
ラムＨ７２により第２分割領域ＰＤ７２上に集束する光
はその断面積が小さくなって第１分割領域ＰＤ７１には
影響を及ぼさず、第１ホログラムＨ７１により第３分割
領域ＰＤ７３上に集束する光はその断面積が増加して第
２分割領域ＰＤ７２にまで亘ることになる。この際、焦
点エラー信号ＦＥＳは第２分割領域ＰＤ７２と第１及び
第３分割領域ＰＤ７１＋ＰＤ７３に集束した光の差より
検出するが、焦点エラー信号ＦＥＳは下記の式（７）で
表わせる。 ＦＥＳ＝Ｓ７２ー（Ｓ７１＋Ｓ７３） …………（７） ここで、Ｓ７１，Ｓ７２，Ｓ７３は５分割光検出器７６
の第１乃至第３分割領域ＰＤ７１〜ＰＤ７３上に集束し
たビームの電気的な信号を各々示す。

【００５３】前記説明したように、光ディスク７７と対
物レンズ７４との間隔が変化するに従って、５分割光検
出器７６の第２分割領域ＰＤ７２と第１及び第３分割領
域ＰＤ７１〜ＰＤ７３上に集束する光が変化するが、対
物レンズ７４と光ディスク７７との間隔が適切に保持さ
れた場合は図９（Ａ）に示すようにＦＥＳ＝０となり、
対物レンズ７４とディスク７７との間隔が遠くて焦点エ
ラーが発生した場合は図９（Ｂ）に示すようにＦＥＳ＞
０となり、対物レンズ７４と光ディスク７７との間隔が
近くて焦点エラーが発生した場合は図９（Ｃ）に示すよ
うにＦＥＳ＜０となる。従って、対物レンズ７４と光デ
ィスク７７との間隔が適切に維持されていない場合に
は、アクチュエータ７５を用いて対物レンズ７４を上下
に移動させることにより、焦点エラーを補正することが
できる。

【００５４】一方、トラッキングエラー検出用＋１次回
折光は第１及び第２ホログラムＨ７１，Ｈ７２により回
折されて５分割光検出器７６の第４分割領域ＰＤ７４上
に各々集束し、５分割光検出器７６により切断されたそ
の断面は第４分割領域ＰＤ７４内に並んで位置する。そ
して、トラッキングエラー検出用−１次回折光は第１及
び第２ホログラムＨ７１，Ｈ７２により回折されて第５
分割領域ＰＤ７５に各々集束し、５分割光検出器７６に
より切断されたその断面は第５分割領域ＰＤ７５内に並
んで位置する。

【００５５】従って、トラッキングエラー信号ＴＥＳは
５分割光検出器７６の第４分割領域ＰＤ７４と第５分割
領域ＰＤ７５上に集束した光の差より検出するが、トラ
ッキングエラー信号ＴＥＳは下記の式（８）で表わせ
る。 ＴＥＳ＝Ｓ７４ーＳ７５ …………（８） ここで、Ｓ７４とＳ７５は各々５分割光検出器７６の第
４分割領域ＰＤ７４と第５分割領域ＰＤ７５上に集束し
た光の電気的な信号を示す。ＴＥＳ＞０かもしくはＴＥ
Ｓ＜０かによって０次回折光（主ビーム）が光ディスク
のトラックをよく沿っているかどうか分かる。

【００５６】前記の式から分かるように、トラッキング
エラーと焦点エラーが発生しなければトラッキングエラ
ー信号ＴＥＳ＝０となり、又、焦点エラー信号ＦＥＳ＝
０となる。従って、これら信号に基づいてトラッキング
エラーと焦点エラーを補正することにより、光ディスク
に記録された情報を正確に読み取ることができる。

【００５７】光ディスク７７上に記録された情報は、５
分割光検出器７６の領域“ＰＤ２”，“ＰＤ３”及び
“ＰＤ４”上に集束した光の光量変化より読取ることが
できるが、光情報信号は下記の式（９）で表わせる。 光情報信号＝Ｓ７１＋Ｓ７２＋Ｓ７３ …………（９） この際、Ｓ７１，Ｓ７２，Ｓ７３は５分割光検出器７６
の第１乃至第３分割領域ＰＤ７１〜ＰＤ７３上に集束し
た光の電気的な信号を各々示す。

【００５８】前記説明したトラッキングエラーと焦点エ
ラー検出方法を用いた本発明の光ピックアップ装置は、
レーザダイオードの動作中のレーザ光の波長変化より影
響を受けない。波長が７８０ｎｍである時、ホログラム
素子７３により集束するレーザ光は図８の位置（ａ）、
波長が７７０ｎｍである時は図８の位置（ｂ）、そして
波長が７９０ｎｍである時は図８の位置（ｃ）にＸ軸を
沿って縦方向に移動されるので、集束光が該当領域を外
れることなく集束する。即ち、本発明では５分割光検出
器７６の各分割領域が縦方向に分けられており、集束す
る光は波長の変化にもかかわらず、同一該当分割領域に
集束されるばかりではなく、光検出器により切断される
断面が同一であるので、波長の変化による焦点エラーは
生じない。従って、対物レンズと光ディスクとの間隔の
変化による焦点エラーが生じない限り、レーザダイオー
ド７１の波長変化によるエラーは発生しない。

【００５９】

【発明の効果】前記本発明によれば、光ピックアップ装
置が２分割ホログラム素子と５分割光検出器で構成さ
れ、小型化及び軽量化を図ることができる。なお、本発
明の光ピックアップ装置では、５分割光検出器の各分割
領域が縦方向に分けられて並んで配列され、レーザダイ
オードのレーザ光の波長が変わっても該当分割領域を縦
方向に移動して集束するために、レーザ光の波長変化に
よる焦点エラーの発生を防止することができる。これに
より、従来より正確に焦点エラーを検出することができ
るばかりではなく、光ピックアップ装置の誤動作を防止
することができる。しかも、従来ではレーザ光の波長変
化を考慮して各部品を精密に配列又は組立したが、本発
明ではレーザ光の波長変化を考慮せずに部品を組立又は
配列することができるので、各部品の配列及び組立が一
層容易であり、これにより生産性を向上させることがで
きるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の光ピックアップ装置の構成図である。

【図２】図１の光ピックアップ装置の６分割光検出器の
構造図である。

【図３】（Ａ）は従来の光ピックアップ装置の焦点エラ
ー発生による図２の６分割光検出器上における光の集束
状態を示すもので、対物レンズと光ディスクとの間隔が
適当である場合の光の状態図である。（Ｂ）は対物レン
ズと光ディスクとの間隔が遠い場合の光の集束状態図で
ある。（Ｃ）は対物レンズと光ディスクの間隔が近い場
合の光の集束状態図である。

【図４】従来の他の光ピックアップ装置の構成図であ
る。

【図５】図４の光ピックアップ装置の５分割光検出器の
構造図である。

【図６】（Ａ）は従来の光ピックアップ装置の焦点エラ
ー発生による図５の５分割光検出器上における光の集束
状態を示すもので、対物レンズと光ディスクとの間隔が
遠い場合の光の集束状態図である。（Ｂ）は対物レンズ
と光ディスクとの間隔が適当である場合の光の集束状態
図である。（Ｃ）は対物レンズと光ディスクの間隔が近
い場合の光の状態図である。

【図７】本発明の実施例による光ピックアップ装置の構
成図である。

【図８】図７の光ピックアップ装置の５分割光検出器の
構造図である。

【図９】（Ａ）は本発明の光ピックアップ装置の焦点エ
ラー発生による図８の５分割光検出器上における光の集
束状態を示すもので、対物レンズと光ディスクとの間隔
が適当である場合の光の集束状態図である。（Ｂ）は対
物レンズと光ディスクとの間隔が遠い場合の光の集束状
態図である。（Ｃ）は対物レンズと光ディスクの間隔が
近い場合の光の集束状態図である。

【図１０】（Ａ）は図７の光ピックアップ装置のホログ
ラムによるレーザ光の回折作用を示す図で、正面図であ
る。（Ｂ）は側面図である。

【符号の説明】

７１…レーザダイオード、７２…回折格子、７３…２分
割ホログラム素子、７４…対物レンズ、７５…アクチュ
エータ、７６…５分割光検出器、７７…光ディスク。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ディスクから情報を読み出したり、光
   ディスクに情報を記録する光ピックアップ装置におい
   て、 光源として用いられるレーザダイオードと、 前記レーザダイオードから発散するビームを０次、＋１
   次及び−１次の３回折光に分けられる回折格子と、 回折格子と光ディスクとの間に位置して、前記回折格子
   を通過した３回折光を光ディスク上に集束させたり、光
   ディスクから反射されたビームが入射される対物レンズ
   と、 縦方向に分けられて第４分割領域、第１分割領域、第２
   分割領域、第３分割領域及び第５分割領域の順で並んで
   配列された５個の分割領域からなり、各分割領域上に光
   ディスクから反射された光が集束する、焦点エラー及び
   トラッキングエラー検出及び光ディスク上に記録された
   情報読取り用５分割光検出器と、 参照光の位置がレーザダイオードの発光点であり且つ物
   体光の位置が５分割光検出器を通る前である第１ホログ
   ラムと、参照光の位置がレーザダイオードの発光点であ
   り且つ物体光の位置が５分割光検出器を通った後である
   第２ホログラムとで構成され、前記対物レンズを通過し
   た光ディスクからの反射光を５分割光検出器へ回折させ
   る２分割ホログラム素子とを含むことを特徴とする光ピ
   ックアップ装置。
2. 【請求項２】 焦点エラー検出及び光情報読出し用０次
   回折光は、ホログラム素子の第１ホログラムにより回折
   されて５分割光検出器の第１及び第２分割領域上に集束
   し、５分割光検出器により切断されたその断面は第１及
   び第２分割領域の境界面に接して第２分割領域上に位置
   するとともに第２ホログラムにより回折されて第２及び
   第３分割領域上に集束し、５分割光検出器により切断さ
   れたその断面が第２乃至第３分割領域の境界面に接して
   第３分割領域上に位置することを特徴とする請求項１記
   載の光ピックアップ装置。
3. 【請求項３】 トラッキングエラー検出用＋１次回折光
   は、第１及び第２ホログラムにより回折されて５分割光
   検出器の第４分割領域上に各々集束し、５分割光検出器
   により切断されたその断面は第４分割領域内に並んで位
   置し、トラッキングエラー検出用−１次回折光は第１及
   び第２ホログラムにより回折されて第５分割領域に各々
   集束し、５分割光検出器により切断されたその断面は第
   ５分割領域内に並んで位置することを特徴とする請求項
   １記載の光ピックアップ装置。