JPS63228432A - ２ビ−ム式光ピツクアツプ - Google Patents

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】 〔概　要〕 入射レーザビームを軸対称に交叉させる第１のグレーテ
ィングレンズとこの交叉ビームを光デイスク上に収束さ
せる第２のグレーティングレンズとの２枚のグレーティ
ングレンズを組合せることにより入射レーザビームの波
長変動の影響を受けに（く収差の少ない良好なビームス
ポットとずれのない安定した合焦性能を実現し得るよう
にした新規に開発されたグレーティングレンズ系におい
て、第１のグレーティングレンズを光軸を含む面により
空間周波数の異なる複数個の領域に分割し、２つのレー
ザ光は第１グレーティングレンズの夫々の第１領域を通
ってグレーティングレンズ系に入射せしめられ、かつ光
ディスクから反射された２つの信号光はグレーティング
レンズ系内を軸対称的に逆行し第１グレーティングレン
ズの夫々の第２領域を通ってグレーティングレンズ系か
ら出射せしめられる。その結果、信号光は第２グレーテ
ィングレンズにより往路と異なる位置に合焦せしめられ
る。従ってこの信号光を例えばハーフミラ−により２つ
のビームに分離し、その一方をフォーカシング用光検出
器に導き、他方をトラッキング用光検出器に導くことに
より、光源レーザの波長変化に伴う焦点位置ずれ並びに
焦点ビーム径の劣化を少なくした検出精度並びに信頼性
の高い光デイスク用ピックアップ装置が実現出来る。

〔産業上の利用分野〕

本発明は光ピックアップ、特にグレーティングレンズ系
を用いた光磁気型および追記型光デイスク用ピックアッ
プ装置に関する。

〔従来の技術〕

光ディスクのユーザー側で情報の書込みのできる追記型
・光デイスク装置において、情報をピットの形でディス
クに記録したあと、情報が正しく書込まれたか否かを確
認するために読み出しを行なう必要があるが、ディスク
が一周回るのを待たなくてもすむように読み出し用のビ
ームを書き込み用のビームスポットのそばに配する２ビ
ームの光ヘッドが研究されている。

一方、光デイスク装置の小型・軽量化、及びアクセス時
間の短縮といった要求から光ヘッドの大幅な小型・軽量
化・さらに低価格化等が望まれている。

かかる要望を充足するべく、近年、ホログラム素子を用
いた光ピックアップの開発が進められており、本瀬出願
人も先に特願昭６１−４３７０２号において、ホログラ
ムレンズを用いた新規な２ビーム方式光ピックアップを
提案した。

この２ビーム方式光ピックアップは第１３図に示す如く
、２つの半導体レーザ１０１　、１０２からの各レーザ
光１１０　、１１１を各々収差を補正して光デイスク媒
体１０７上のトラックの溝方向に所定距離（ｄ）だけ離
れた２つの集束位ＩＰｔ、Ｐｚに各々集束させる２つの
ホログラムレンズ１０３　、１０４を有し、さらに前記
集束位ｚｐ１．ｐ！からの各反射光１１２　、１１３を
互いに逆の前記ホログラムレンズ１０４　、１０３で受
光し、各検知器１０５　、１０６へ導く構成を有する。

半導体レーザ１０１からのレーザ光１１０は、ホログラ
ムレンズ１０３によって光デイスク媒体面１０７上の集
束位置Ｐ１に集光される。

そして、そこからの反射光１１２は、もう一方のホログ
ラムレンズ１０４によって受光され検知器１０５へ導か
れる。逆に半導体レーザ１０２からのレーザ光１１１は
ホログラムレンズ１０４で集束位置Ｐ！に集束され、そ
の反射光１１３は、逆のホログラムレンズ１０３によっ
て受光され検知器１０６へ導かれる。

この時、各レーザ光１１０　、１１１の波長が異なるた
め、各反射光１１２　、１１３が各半導体レーザ１０２
゜１０１の位置にもどることはなく、隣接した各検知器
１０５　、１０６へ導かれる。

斯くして、各光路は空間時に分離されるため、従来の如
き偏光ビームスプリッタやλ／４板を必要とせず、光ピ
ックアップの大幅な軽量、小型化が可能となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかるにホログラムは、波長の変化に伴い、回折角が変
化し、従ってレンズ作用を有するホログラム（ホログラ
ムレンズ）は光源の波長がλ。からλ（λ。くλ）に変
化するとインライン型ホログラムレンズの場合は第１４
図に示す如く、焦点距離（光軸方向の位置）が変化する
と供に収差が発生し、また、オフアクシス型ホログラム
レンズの場合には第１５図に示す如く焦点距離の変化、
収差の発生に加え焦点位置が光軸から外れてしまう。

光ピックアップに用いる半導体レーザは温度変化や駆動
法の変化により、あるいは個体差による中心発振波長の
ばらつき等により周辺温度（０〜５０℃）内において±
１２ｎｍ程度もしくはそれ以上の発振波長の変化が伴う
。即ち、レーザの発振波長は実質上絶えず変化している
と考えることができ、このような半導体レーザの発振波
長の変化が生じると、ホログラムを用いた光ピックアッ
プでは前述の問題が発生し、ビームスポットが劣化する
。そのため光信号の情報の読み出し、および書き込みが
困難となる。第１５図に示すオフアクシス型ホログラム
レンズの場合は半導体レーザの波長変化の影響を特に受
は易い。

ところで、本願出願人は先に、特願昭６１−２２０８７
０号明細書において、上述の如き入射光の波長変動があ
ってもその影響を受けずに常に収差のない良好なビーム
スポットを得ることができ且つ正確な安定した合焦性能
を有するグレーティングレンズ光学系を提案した。

本発明はこのグレーティングレンズ光学系を利用して上
記の問題点を解消し、軽量、小型、低度という要求は充
足しつつ、尚且つ波長変動の影響を受けにくい高精度に
して借問性の高い光ピンクアップ装置を堤供することを
目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

Ｌ記の目的を達成するために、本発明によれば、２つの
半導体レーザからの互いに波長の異なる２つのレーザ光
を各々光信号記録媒体上の異なる位置に集光し、各反射
光を受光することにより情報の記録及び読み出しを行な
う２ビーム方式の光ピックアップにおいて、 前記２つの半導体レーザからの各レーザ光を軸対称に交
叉させる第１のグレーティングレンズと、該第１グレー
ティングレンズを透過した回折光を光信号記録媒体上の
一点に合焦させる第２のグレーティングレンズとが光軸
上に配置され、上記第１グレーティングレンズは光軸を
含む面により空間周波数の異なる少くとも２つの領域に
分割され、２つのレーザ光は第１グレーティングレンズ
の夫々の第１の領域を通り第２グレーティングレンズに
より光信号記録媒体上に収束せしめられ、かつ光信号記
録媒体により反射された２つの信号光は第２グレーティ
ングレンズにより軸対称に交叉されて第１グレーティン
グレンズの夫々の第２領域を通り光検出器に導かれるこ
とを構成上の特徴とする。

〔作　用〕

半導体レーザの発散光は第１のグレーティングレンズに
入射し、第１のグレーティングレンズによって光軸対称
に交差するように回折し第２のグレーティングレンズに
入射した後、第２のグレーティングレンズによって光デ
イスク上に無収差で集光する。このグレーティングレン
ズ系は後述の如く半導体レーザの発振波長が中心よりす
くなくとも±１２ｎｍ変化しても、光デイスク上に無収
差で集光する。

このグレーティングレンズ系において、半導体レーザか
らの発散光は第１のグレーティングレンズの第１の領域
に入射し、第１のグレーティングレンズの第１の領域の
空間周波数に従って、軸対称の方向に回折し第２のグレ
ーティングレンズに入射し、その空間周波数に従って回
折し、光デイスク上に集光する。この時の入射光軸は光
ディスクの平面に対し傾斜している。光ディスクからの
反射信号光は、入射光と別経路（軸対称位゛ｙ１）をた
どり第２のグレーティングレンズに入射し、その空間周
波数に従って軸対称の方向に回折し、第１のグレーティ
ングレンズの第２の領域に入射し、その空間周波数に従
って回折し、光検知器に入射する。この時第１のグレー
ティングレンズの第１、第２Ｎ域の空間周波数分布が等
しいと信号光が半導体レーザに戻り信号検知が行なえく
なるが第２領域の空間周波数分布は第１領域のそれと異
っているため光検知器に導かれる。

従って第１グレーティングレンズの第２領域からの出射
光をハーフミラ−等により２つに分割し、反射光（また
は透過光）をフォーカシング用光検出器に導いてフォー
カシング制御を行い、透過光（または反射光）をトラッ
キング用検出器に導いてトラッキング制御を行うことに
より光ピックアップが実現できる。

グレーティングレンズ系は後述するようにレーザビーム
の波長変動の影響を受けにくく、ある波長範囲内（例え
ば８３０±１２ｎ…）において、光デイスク上の一点に
合焦させることが出来る。

［実施例〕 以下、本発明の好ましい実施例につき添付図面を参照し
て詳細に説明する。

まず初めに、本発明において重要な役割を果たすグレー
ティングレンズ系の構成について第１６゜１７図を参照
して簡単に説明する。尚、このグレーティングレンズ系
の詳細構造は上記の特願昭６１−２２０８７０号に開示
されている。

第１６図において、グレーティングレンズ系は第１１第
２のインライン型のグレーティングレンズ１１　、１２
を同一光軸（一点鎖線）上に配置した構成であり、光軸
上の点Ｐ（コヒーレント光源）から発散する球面波を第
１のグレーティングレンズ１１で光軸側に回折させ、光
軸と一旦交差させた後に、第２のグレーティングレンズ
１２によって光軸上の所定の点Ｑに集束させるようにし
たものである。

上記第１のグレーティングレンズ１１は、光軸に関して
回転対称の所定の空間周波数分布を有しており、光軸に
関して対称な任意の２点からの回折光が光軸上で交差す
るようにしである。また、上記第２のグレーティングレ
ンズ１２は、光軸に関して回転対称の所定の空間周波数
分布を有しており、上記交差した回折光が光軸上の１点
Ｑに集束するようにしである。

上記構成において、第１のインライン型グレーティング
レンズの任意の１点に同一方向から入射した、互いに異
なる波長λ０．λ（λ０〈λ）の２つの光の進路を考え
てみる。まず、第１のインライン型グレーティングレン
ズによって、波長λの光は波長λ０の光よりも大きな角
度で回折されるとともに、これらの回折光はいずれも光
軸と交わった後に、第２のインライン型グレーティング
レンズ上に到達する。これらの光の到達点の光軸からの
距離は波長λの光の方が波長λ０の光よりも遠い０次に
、これらの光は上記第２のインライン型グレーティング
レンズによって回折されるが、この時、波長λの光が波
長λ０の光よりも大きな角度で回折されるので、２つの
光の間隔は次第に狭まっていき、最終的には１点で交わ
る。よって、２つのインライン型グレーティングレンズ
に所定の空間周波数分布を持たせておくことにより、上
記２つの光の交わる点を上記光軸上の指定の１点に置く
ことができる。

以上のことは第１のインライン型グレーティングレンズ
のどの点に入射した光についても言うことが出来、しか
も上記空間周波数分布は光軸に関して回転対称としであ
るので、入射した発散球面波光はその波長が変化したと
しても、光軸上の上記所定の１点に集束され、従って収
差や焦点位置ずれが生じることはなくなる。

次に、上記グレーティングレンズｔｔ　、　１２の空間
周波数分布の具体的な決定方法について、第１７図を用
いて以下（ｉ）〜（ｉｖ）で述べる。尚、点Ｐと第１グ
レーティングレンズ１１との距離を１１．２つのグレー
ティングレンズ１１　、１２間の距離をｄ１グレーティ
ングレンズ１２と点Ｑとの距離をｚ２とする。

（１）まず、点Ｐを発してグレーティングレンズ１１の
最外周の点Ｒ１に達する、波長λＯの光線を゛考える。

この光線は、点Ｒ１で回折され、グレーティングレンズ
１２の中心の点ｒｌ（＝０）に達し、ここで更に回折さ
れて点Ｑに達するものとする（第１７図中の実線ａ）。

すると、上述した光路（Ｐ→Ｒ１→ｒ１→Ｑ）を仮定す
ることにより点Ｒ１，ｒｌにおける空間周波数Ｆｌ、ｆ
ｌが決定される。

（ｉｉ）次に、波長がλ０からλ（〉λ０）に変った場
合について考える。点Ｐから点Ｒ１へと進んだ波長λの
光線は、点Ｒ１において、波長がλ０のときよりも大き
な角度で回折され、グレーティングレンズ１２上の点ｒ
２に達する（破線ｂ）。

ここで、波長がλであるときでも点Ｑに集束するという
条件から、点ｒ２における空間周波数１２が決定される
。

（ｉｉｉ　）波長がλ０の場合に戻り、点ｒ２で回折さ
れて点Ｑに達する光線がグレーティングレンズ１１上の
どの点から来るのかを逆に求めることが出来る（実線ｃ
）。そのグレーティングレンズ１１上の点をＲ２とする
と、点Ｒ２での回折光が点Ｐに達するという条件から、
点Ｒ２における空間周波数Ｆ２が決定される。

（ｉｖ）再び波長がλになった場合を考え、上記（ｉｉ
　）と同様にしてグレーティングレンズ１２上の点ｒ３
（図示せず）とその空間周波数ｆ３を求める。そして波
長をλ０に戻し、上記（ｉｉｉ　）と同様にしてグレー
ティングレンズ１１上の点Ｒ３（図示せず）とその空間
周波数Ｆ３を求める。このようにして点Ｒｎ（ｎ＝１．
２，３．・・・）がグレーティングレンズ１１の中心に
達するまで上記（１１）及び（ｉｉｉ　）の過程を繰り
返すことにより、グレーティングレンズ１１　、１２に
おける半径方向の空間周波数分布が決定される。なお、
第２のグレーティングレンズ１２の径は、点ｒｎの位置
で決定される。

以上のようにしてグレーティングレンズ１１　、１２の
空間周波数分布を決定することにより、点Ｐから発した
光が、基準となる波長λ０とは異なる波長λであっても
、これを無収差で点Ｑに集束させることが出来る。

本発明は上述の如きグレーティングレンズ光学系を利用
して光ピックアップ装置を実現したものであり、光信号
記録媒体として光ディスクを例にとり第１図以下を参照
して本発明の詳細な説明する。

本発明によれば各ビーム１１０．１１１　　（第１３図
）に対し第１．２図に示す如く第１グレーティングレン
ズ１１は光軸を含む面により２つに分割される。このこ
とを第３．４図を参照して詳しく説明する。第３図にお
いて第１グレーティングレンズ１１、第２グレーティン
グレンズ１２は夫々回折角の異なる、即ち空間周波数の
異なる２つの領域１１Ａ１．１１Ｂ１．１２Ａ１、１２
Ｂ、に分割される。尚、第２グレ′−ティングレンズ１
２の第１、第２領域１２Ａ１、１２Ｂ＋は第１グレーテ
ィングレンズ１１に合わせて便宜上第１．第２領域に分
割したものであり、この第１．第２領域１２Ａ１．１２
Ｂ、は空間周波数は同一であってもよい。即ち第２グレ
ーティングレンズ１２は必ずしも２つの領域に分割する
必要はない（その理由は後述）。

このように構成したグレーティングレンズ系の第１グレ
ーティングレンズ１１の第１領域１１Ａに第１の半導体
レーザ１０１から光軸Ｚ（第３図）に対して傾斜した角
度でビーム１１０を当てると、それによりビームは軸対
称に交差するように曲げられて第２グレーティングレン
ズ１２の第１領域１２Ａ＋に入射する。そしてこのビー
ムは更に第２グレーティングレンズ１２により曲げられ
、光デイスク１０７上の一点０に収束せしめられる。第
１、第２グレーティングレンズ１１　、１２の空間周波
数は半導体レーザ１０１からのレーザビームが上述の光
路をたどるように設計される。点０に斜めから入射した
ビーム１１２はそこで軸対称方向に反射され、第２グレ
ーティングレンズ１２の第２領域１２Ｂ１に入射する。

そして往きのビーム１１０とは全く軸対称的に曲げられ
、第１グレーティングレンズ１１の第２領域１１Ｂ＋　
に入射する。

ここで、第１グレーティングレンズ１１の第１領域１１
Ａ＋　と第２領域１１Ｂ＋　とが同一の空間周波数を有
すると第１グレーティングレンズ１１の第２領域１１Ｂ
１に入射した反射ビーム（信号光）１１２は半導体レー
ザ１０１に戻ってしまい、信号光の検出ができない。そ
のため、第１グレーティングレンズ１１の第２領域１１
Ｂ、はその第１Ｎ域１１Ａ。

と異なる空間周波数を有するように設計されている。そ
の結果、第１グレーティングレンズ１１の第２領域１１
Ｂ１に入射した信号光１１２は半導体レーザ１０１とは
異なる位置の光検出器１０５に投射せしめられる。第１
グレーティングレンズ１１の第２Ｎ域の空間周波数は光
検出器１０５の位置に応じて決定される。

上述の記載から明らかな如く、第２グレーティングレン
ズ１２においては往きのビーム１１ｏと反射ビーム１１
２とは全く軸対称的となっていてよく、従って第２グレ
ーティングレンズ１２の第１、第２領域は第１グレーテ
ィングレンズに合わせて往きのビーム１１０が通過する
部分を第１領域、反射ビーム１１２が通過する部分を第
２領域と名づけたが、全く同一の空間周波数を有する同
一のグレーティングレンズでよい。

以上のことは第２半導体レーザ１０２からの第２のビー
ム１１１についても全く同様に行われる。即ち、第５図
に示す如く、第１グレーティングレンズ１１は光軸Ｚ（
第３図）を含む平面により空間周波数の異なる第１、第
２領域１１Ａｘ、ｌｉＢｇに分割され、それに合わせて
第２グレーティングレンズ１２も名目上の第１、第２領
域１２　Ａ　ｚ、　１２　Ｂ　ｔに分割される。光ディ
スク１０７の点０′で反射された信号光１１３は第２グ
レーティングレンズ１２の第２領域１１Ｂｇを介して第
１グレーティングレンズ１１の第２領域１１Ｂｔにより
第２半導体レーザ１０２とは異なる位置に設けられる第
２光検出器とビーム１１２のビーム収束の場合と信号光
検知の場合とを別経路をたどらせることにある。

尚、以上の説明から判る如く、添字Ａは往きのビームに
対応し、添字Ｂは反射ビームに対応する。

また、添字１は第１グレーティングレンズ１１に対応し
、添字２は第２グレーティングレンズ１２に夫々対応す
る。従って、例えばＩＩＡ＋は第１グレーティングレン
ズ１１の往きのビーム１１０の通る第１領域を示すこと
になる。

第１．２図は上記の基本構想に基づく本発明の基本構成
を示すものである。

第１図は２つの半導体レーザ１０１　、１０２からの往
きのビーム１１０　、１１１に対する構成を示し、第２
図は光ディスク１０７からの反射ビーム１１２　、１１
３に対する構成を示す。

一般に、２ビーム方式の光ピックアップによる光ディス
クへの情報の書き込み、読み出し法としては、波長λ１
の第１のビームで書き込み、消去、トラック方向に距離
ｄだけ後の波長λ２の第２のビームで読み出しく再生）
を行ない、正しく書き込みが行なわれたか否かを調べる
。読み出しだけの場合は、どらの波長を用いても行なう
ことができる。従って、第１図において紙面左右方向（
Ｘ方向）がトラック溝方向とすると、第１ビーム１１０
に対する光デイスク上の合焦点を０とすると、第２ビー
ム１１１に対する光デイスク上の合焦点はＯよりトラッ
ク方向にｄだけずれたＯ′点となるように設計される。

ｄは一般にｄ＝１０〜２０μｍである。

そのため第１ビーム１１０（λ１）に対する第１グレー
ティングレンズ１１の第１、第２領域１１Ａ、。

１１Ｂ１の光軸２を通る分割中心（０に相当）に対し、
第２ビーム１１１（λりに対する第１グレーティングレ
ンズ１１の第１、第２領域の光軸２′を通る分割中心（
０’に相当）は光ディスクのトラック方向（Ｘ方向）に
ｄだけずらされている。平面図でみたこの位置関係を第
６図に示す。尚、第６図においては第２ビーム１１１に
対する第１、第２領域１１Ａｔ、１１Ｂ、を第１ビーム
ｉｉｏに対する第１、第２領域１１Ａ１、１１Ｂ＋に対
し直交する配置構成としであるが、これはその分割中心
０，０′がトラック方向（Ｘ方向）にｄだけずれていれ
ば十分であり直交させることは必ずしも必要でない。

以上のトラック方向のずれ配置は第２グレーティングレ
ンズ１２についても全く同様である。

実際の製造に際しては、第１グレーティングレンズ１１
を形成する基板上に適当なマスク等を用いて４つの領域
１１Ａ１、１１Ｂ、１１Ａｚ、１１８ｇを第６図に示す
如き配置に形成してもよく、あるいは１１Ａ１、１１Ｂ
Ｉ、ＩＩＡ！、１１Ｂｔに相当する４つのグレーティン
グレンズを同一平面に図示の如く配置してもよい。第２
グレーティングレンズ１２についても同様である。第１
領域１１／’１、１２Ａ１、および第２領域１１Ｂ１、
１２Ｂ＋の空間周波数は例えば８３０ｎｍを中心波長と
して設計され、第１領域１１Ａ２．１２Ａ２および第２
領域１１　Ｂ　ｔ、１２Ａ、ｚの空間周波数は例えば７
Ｂ０ｎｍを中心波長として設計される。

尚、第１ビーム１１０．と第２ビームの波長が同じであ
れば、第１ビーム１１０に対する第１領域１１Ａ。

と第２ビーム１１１に対する第２領域１１Ａ２との空間
周波数キは同一でよく、同様に第１ビーム１１０に対す
る第２領域１１Ｂ、と第２ビーム１１１に対する第２領
域１１Ｂ２との空間周波数は同一でよい。

第１図において、第１半導体レーザ１０１からの第１発
散光１１０（λ１）は第１グレーティングレンズ１１の
第１Ｎ域１１Ａ１に所定角度で入射し、その空間周波数
に従って軸対称方向に回折し第２グレーティングレンズ
１１２の第１領域１２Ａ、に入射する。その後第２グレ
ーティングレンズ１２の第１領域１２Ａ、の空間周波数
に従って回折され光ディスク１０７の第１焦点０に集光
する。全く、同様に第２半導体レーザ１０２からの第２
発散光１１１（λ２）は第１グレーティングレンズ１１
の第１領域１ＩＡｔ。

第２グレーティングレンズ１２の第１領域１２Ａｔを通
って光ディスク１０７の第２焦点Ｏ′に集光する。

第２図において、第１半導体レーザ１０１からの集束光
は上述の如く光ディスク１０７の第１焦点０に対し斜め
に入射し、そこで反射され、反射信号光１１２となる。

信号光は集束光と軸対称の別経路をたどり第２グレーテ
ィングレンズの第２領域１２Ｂ１に入射し、その空間周
波数に従って軸対称方向に回折し、第１グレーティング
レンズ１１の第２領域１１Ｂ、に入射し、その空間周波
数に従って回折し、第１光検知器１０５に導びかれる。

第２半導体レーザ１０２からの集束光１１１（λ２）は
光ディスク１０７の第２焦点０′によって反射され反射
信号光１１３となる。信号光１１３は第２グレーティン
グレンズの第２領域１２Ｂ２に入射し、その空間周波数
に従って軸対称の方向に回折され第１グレーティングレ
ンズ１１の第２領域１１Ｂｇに入射し、その空間周波数
に従って回折し第２光検知器１０６に導びかれる。

次に具体的なトラックエラー、フォーカスエラー検知に
ついて説明を行なう。

半導体レーザからのビームの波長は実質上絶えず変動す
るが、グレーティングレンズ系を用いることにより波長
変化に起因する収差は上述の如く吸収できる。

光デイスク装置は周知の如く、光デイスク１０７上のピ
ットからの反射光強度とランドからの反射光強度の差異
があると、干渉した全反射光強度はその差異の度合に応
じて弱められるが、ピットのないランド領域ではこのよ
うな干渉がないので反射光強度は弱められないという現
象を利用して、回折限界近くまで絞ったビームスポット
を用いて、反射光強度を検出することによりピットの有
無、従って光信号を検出するものである。

第７図に情報再生時（第２半導体レーザ１０２）の信号
検知法を示す、第１グレーティングレンズ１１の第２領
域１１Ｂ、により回折された回折光（信号光）１１３は
偏光特性を有する所謂偏光ビームスプリンタホログラム
（ＰＢＳホログラム）２７を通り、そこで光磁気信号は
光量差信号に変換される。

即ち、ＰＢＳホログラム２７はその回折角に応じて透過
光量を制限し、例えば透過光のみを光検知器に導き、光
磁気信号を光量差、即ち光量の強弱により検出する。

ＰＢＳホログラム２７の透過光（エラー検知光）はハー
フミラ−２９により２つに分離され、その一方、例えば
透過光はフォーカシング用光検出器３７に導き、そして
他方、例えば反射光はトラッキング用光検出器３９に導
く。

フォーカシング用光検出器３７及びトラッキング用光検
出器３９は例えばそれ自体公知の分割式ＰＩＮフォトダ
イオードから構成される２分割あるいは４分割光検出器
により構成される。

光ディスクのピットの有無、即ちチャンネル・ピットの
信号はこれら分割光検出器の出力の強弱で識別される。

第８図（１）はトラッキング用光検出器３９を形成する
２分割光検出器の配置構成の一例を示す。

例えば光磁気ディスクではトラッキングは光ディスクの
案内溝により行われる。トラッキング用光検出器３９を
構成する２分割フォト・ダイオード３９ａ、３９ｂの分
割面は光ディスク１０７の案内溝、即ち、トラック方向
（Ｘ方向）に平行に位置する。

第８図（１）において、光磁気ディスク１０７に結像す
るビームが案内溝の中心に位置している時は第８図（１
）の（ａ）に示す如くビームスポットはフォト・ダイオ
ード３９ａ、３９ｂの分割面中心に位置する。尚、（ｂ
）はビームが案内溝の右側（ｙ方向）にずれた場合を示
し、この場合には一方のフォト・ダイオード３９ｂの受
光量が一部暗くなり、反対にビームが案内溝の右側（−
ｙ方向）にずれた場合には（ｃ）に示す如く他方のフォ
ト・ダイオード３９ａの受光量が一部暗くなる。尚、レ
ーザビームをグレーティングレンズ系内で軸対称に交叉
させるため、収差ビームの位置ずれによる暗い部分は反
転してフォト・ダイオード３９ａ。

３９ｂの分割面の近傍に現れることになる。尚、第２図
に示すトラッキングエラー検出法は両フォト・ダイオー
ド３９ａ、３９ｂの光量差を検出するブツシュ・プル法
を利用したものである。

第８図（２）はフォーカシング用光検出器３７を構成す
る４分割光検出器の配置構成の一例を示す。４分割光検
出器３７はその受光領域が４つに分割されたＰＩＮフォ
ト・ダイオード３７ａ、３７ｂ。

３７Ｃ，３７ｄから構成され、４分割光検出器３７は第
８図（１）の（ａ）に示す如く、合焦状態においてフォ
ト・ダイオード３７ａ、　３７ｂ’、３７ｃ　、３７ｄ
の中心にビームスポットが当たるように配置さ杵る。光
ディスク１０が合焦位置から第２グレーティングレンズ
１２に近ずくと４分割光検出器３７上の信号光のスポッ
トは第８図（１）の（ｂ）に示す如く横長の楕円になり
、逆に遠ざかると（ｃ）に示す如く縦長の楕円となる。

従って、４分割光検出器３７の４個の領域３７ａ。

３７ｂ　、　３７ｃ　、　３７ｄの光出力の差、即ち（
ＩＩ　＋　１２）−（１３＋Ｉ４）を測れば合焦状態で
は０”、光ディスクが近すいた場合は＜Ｑ、遠ざかった
場合は〉０になる。従って、この誤差信号（Ｉｔ−［２
）　−（１３＋　１４）が０になるように光学系をアク
チュエータ（図示せず）により上下に制御することによ
りフォーカシングが行える。このフォーカシング制御は
ハーフミラ−２９によって起こる非点収差を利用した非
点収差法によるものである。

第９図に情報再生産時の信号検知法の別の実施例をボす
。この実施例ではハーフミラ−２９の反射光をフォーカ
シング用検知光とし、ハーフミラ−２９の透過光をフォ
ーカシング用検知光としている。また、トラッキング用
検知器３９は第８図の場合と同様に２分割光検出器を用
いてプッシュプル法によって行う。第１０図（１）はオ
ントラックを示し、（ｂ）、（Ｃ）はそれぞれビームが
−ｙ方向、ｙ方向にずれた場合を示す。この場合も分割
線はトラックと平行になるように設置される。第１０図
（２）はフォーカシング用光検知器３７における光分布
を示す。この第２実施例ではフォーカシングはナイフェ
ツジ３６を用いたそれ自体公知のナイフェツジ法を用い
ている。第１０図（２）の（ａ）はオンフォーカスを示
し、（ｂ）。

（Ｃ）はそれぞれディスクが近い場合、遠い場合を示す
。ナイフェツジ３６のエツジは例えばＸ軸上にくるよう
に配置される。フォーカシング用光検知器３７は２分割
式のものを用い、その分割線がナイフェツジと平行にな
るように設置される。

第１１図は情報記録消去時（第１半導体レーザ１０１を
利用）の信号検知法を示す。２ビーム方式の光ピックア
ップの場合、情報の記録・消去時の信号検知はトラッキ
ングのみで行えば十分とされている。従って第１グレー
ティングレンズ１１の第２領域１１Ｂ１からの出射光（
信号光）１１２をハーフミラ−により２分割する必要は
なく、直接トラッキング用光検出器３７′に導びけばよ
い。従って、この場合、トラッキング用光検出器３７′
は第２図に示す光検出器１０５に相当する。トラッキン
グ用光検出器３７′は第９図に示すトラッキング用光検
出器３７と全く同様に２分割光検出器により構成され、
従ってその光分布は第１０図（１）と全く同一である。

第１２図に本発明に係る光ピックアップの具体的構造の
一例を示す。この実施例では、第１グレーティングレン
ズ１１と第２グレーティングレンズ１２とを直交配置し
その間に折り曲げミラー５１を介在させることにより装
置全体の薄型化を図っている。

尚、Ｔは光デイスク１０７上のトラックＴを示す。

尚、゛フォーカシング用光検出器或いはトラッキング用
光検出器によりフォーカシングエラーあるいはトラッキ
ングエラーが検出された時の光学系の調整は、例えば光
学系全体を適当なアクチュエ−タ（図示せず）により光
ディスク１０７に対して所定方向に動かすことにより行
うことができる。

以上の各実施例において、３個の光検出器は上記の単一
、２分割あると１は４分割フォト・ダイオードに限らず
、その他の光検出器を用い得ることは勿論である。

〔発明の効果） 以上の如く、本発明によれば発振波長の変化の影響を受
けにくい、収差の少ないグレーティングレンズ光学系を
用いることにより、焦点位置ずれ並びに焦点ビーム径の
劣化を起こしにくい、トラッキング制御、フォーカシン
グ制御の作動信頼性の高い、軽量、小型、廉価な高性能
の２ビーム式光ピックアップ装置が実現出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明に係る２ビーム式光ピックア
ップ装置の基本構成を示す図であり第１図はビーム収束
の場合、第２図は信号光収束の場合を夫々示し、第３図
は本発明の基本構想を示す図、第４図は第１のビームに
対する本発明の基本構成を示す図、第５図は第２のビー
ムに対する本発明の基本構成を示す図、第６図は第１グ
レーティングレンズにおける第１ビーム、第２ビームの
２分割領域の幾何学的平面配置関係示す図、第７図は情
報再生時の信号検出方法を示す図、第８図（１）は第７
図に示される２分割型トラッキング用光検出器の３種の
ビーム検出状態を示す図、第８図（２）は第７図に示さ
れるフォーカシング用光検出器を構成する４分割光検出
器の３種のビーム検出状態を示す図、第９図は本発明の
別の実施例を示す第７図と同様の図、第１０図（１）は
第９図に示される２分割型トラッキング用光検出器の３
種のビーム検出状態を示す図、第１０図（２）は第９図
に示される２分割型フォーカシング用光検出器の３種の
ビーム検出状態を示す図、第１１図は情報書き込み、消
去等の信号検出方法を示す図、第１２図は本発明に係る
光ピックアップの具体的構造の一例を示す図解図、第１
３図は本願出願人の先願に開示した２ビームホログラム
ピツクアツプの基本構成を示す図、第１４図はインライ
ン型ホログラムレンズの焦点ずれを示す図、第１５図は
オフアクシス型ホログラムレンズの焦点ずれを示す図、
第１６図は本発明において用いられるグレーティングレ
ンズ光学系の基本構成を示す図、第１７図は第１６図に
示されるグレーティングレンズの空間周波数の決定方法
を説明する図。 １１・・・第１グレーティングレンズ、１２・・・第２
グレーティングレンズ、３７・・・フォーカシング用光
検出器、３９・・・トラッキング用光検出器、 １０１　、１０２・・・半導体レーザ、１０５　、１０
６・・・検知器、１１０　、１１１・・・レーザ光、１
１２　、１１３・・・反射光、１１　Ａ　＋　、１１Ａ
　ｚ・・・第１領域、１１Ｂ１、１１８ｚ・・・第２領
域。 本発明の基本構成を示す図　　本発明の基本構成を示す
図（ビーム収束の場合）　　　　　（信号光収束の場合
）第１図　　　　第２図 第３図　　　　第４図 第２ビームについての本発明の基本構成を示す図第５図 、第６図 情報再生時の信号検出方法を示す図 第７図 （１））ラッキング方　（２）フォーカシング方法法を
示す図　　　　を示す図 第８図 第７図の別の実施例を示す図 第９図 法を示す図　　　を示す図 第１０図 情報書込、消去時の信号検出方法を示す同第１１図 元ビノクアノグの構造の→］を示す同 第１２図 グレーティングレンズ系の基本構成を示す同第１６図 第１．第２グレーティングレンズの空間周波数の決定方
法第１７図 従来の２ビームホログラムピ ンクアンプの原理を示す図 第１３図 インライン型ホログラムレンズの焦点ずれを示す同第１
４図 オフアクシス型ホログラムレンズの焦点ずれを示す図第
１５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ２つの半導体レーザ（１０１、１０２）からの互いに波
   長の異なる２つのレーザ光（１１０、１１１）を各々光
   信号記録媒体（１０７）上の異なる位置（Ｏ、Ｏ′）に
   集光し、各反射光（１１２、１１３）を受光することに
   より情報の記録及び読み出しを行なう２ビーム方式の光
   ピックアップにおいて、 前記２つの半導体レーザ（１０１、１０２）からの各レ
   ーザ光（１１０、１１１）を軸対称に交叉させる第１の
   グレーティングレンズ（１１）と、該第１グレーティン
   グレンズを透過した回折光を光信号記録媒体（１０７）
   上の一点に合焦させる第２のグレーティングレンズ（１
   ２）とが光軸上に配置され、上記第１グレーティングレ
   ンズは光軸を含む面により空間周波数の異なる少くとも
   ２つの領域（１１Ａ＿１、１１Ｂ＿１、１１Ａ＿２、１
   １Ｂ＿２）に分割され、２つのレーザ光は第１グレーテ
   ィングレンズの夫々の第１の領域（１１Ａ＿１、１１Ａ
   ＿２）を通り第２グレーティングレンズにより光信号記
   録媒体上に収束せしめられ、かつ光信号記録媒体により
   反射された２つの信号光は第２グレーティングレンズに
   より軸対称に交叉されて第１グレーティングレンズの夫
   々の第２領域（１１Ｂ＿１、１１Ｂ＿２）を通り光検出
   器（３７、３９、３７′）に導かれることを特徴とする
   ２ビーム式光ピックアップ。