JP2734547B2 - Optical pickup head device and optical information device using the same - Google Patents
Optical pickup head device and optical information device using the sameInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 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上に記憶される光学情報を記録・再
生あるいは消去可能な光ピックアップヘッド装置及び前
記光ピックアップヘッド装置を用いた光情報装置に関す
るものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical pickup head device capable of recording / reproducing or erasing optical information stored on an optical medium or a magneto-optical medium such as an optical disk or an optical card and the optical pickup device. The present invention relates to an optical information device using a pickup head device.
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。ミクロンオーダに絞られた光ビームを介して情報
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因っている。2. Description of the Related Art Optical memory technology using a pit-shaped pattern as a high-density, large-capacity storage medium has been put to practical use while expanding its applications to digital audio disks, video disks, document file disks, and data files. . The mechanism by which recording and reproduction of information is successfully performed with high reliability via a light beam focused on the order of microns depends solely on the optical system.
光ピックアップヘッド装置(以下OPUと略す)の基本
的な機能は、(I)回折限界の微小スポットを形成する
集光性、(II)前記光学系の焦点制御とピット信号検
出、および(III)同トラッキング制御の3種類に大別
される。The basic functions of an optical pickup head device (hereinafter abbreviated as OPU) are (I) light-collecting ability to form a diffraction-limited small spot, (II) focus control of the optical system and pit signal detection, and (III) The tracking control is roughly classified into three types.
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実現されている。These are realized by combinations of various optical systems and photoelectric conversion detection systems according to the purpose and application.
第10図は、従来のOPUの一例を示す模式図である。通
常、TE00モードで発振する半導体レーザ光源1からの発
散波面(電場:水平偏波)をコリメートレンズ2で平行
ビームとし、偏光ビームスプリッタ107で左方の四分の
一波長板(1/4λ板)18に選択反射する。1/4λ板18を通
過した円偏光波面は、レンズ3で大略1μm程度のスポ
ットに絞られ、光記憶媒体面4上に到達し、ピット状パ
ターン40を照射する。FIG. 10 is a schematic diagram showing an example of a conventional OPU. Usually, diverging wavefront from the semiconductor laser light source 1 that oscillates at TE 00 mode: the parallel beam (electric field horizontally polarized wave) by the collimator lens 2, quarter-wave plate on the left side by the polarizing beam splitter 107 (1 / 4.lamda Selectively reflected on the plate 18). The circularly polarized wavefront that has passed through the 1 / 4λ plate 18 is narrowed down to a spot of approximately 1 μm by the lens 3, reaches the optical storage medium surface 4, and irradiates the pit-shaped pattern 40.
媒体面で反射・回折された光束は、再びレンズ3を逆
に進んで1/4λ板18を通過すると垂直偏波の平行ビーム
となり、偏光ビームスプリッター107を透過してビーム
スプリッタ19で2方向に分割される。一方の反射光は集
光レンズ20、ならびに非点収差を付与する円柱状レンズ
21を通って四分割フォトディテクタ559に入射し、フォ
ーカス(焦点)誤差(以下FEと略す)信号に変換され
る。他方の透過光は、ファーフィールドパターンのま
ま、トラッキング誤差(以下TEと略す)信号検出用の二
分割フォトディテクタ22に入る。The light beam reflected and diffracted on the medium surface travels backward through the lens 3 again, passes through the 1 / 4λ plate 18, becomes a vertically polarized parallel beam, passes through the polarizing beam splitter 107, and passes through the beam splitter 19 in two directions. Divided. One reflected light is a condenser lens 20 and a cylindrical lens that gives astigmatism
The light enters the four-divided photodetector 559 through 21 and is converted into a focus error (hereinafter abbreviated as FE) signal. The other transmitted light enters the two-part photodetector 22 for detecting a tracking error (hereinafter abbreviated as TE) signal as a far-field pattern.
ここで、1/4λ板18は、偏光ビームスプリッタ107と組
み合わせることによって、光量の利用効率を高めること
と同時に、半導体レーザへの戻り光を抑圧して、信号光
成分に不要なノイズが増加しないための工夫である。し
かし、再生専用ディスクのOPUでは、光量設計に余裕が
あり、1/4λ板と偏光ビームスプリッタを省くことが可
能であり、特に小型化,低価格化のためには、部品の省
略,複合化が図られている。Here, the 1 / 4λ plate 18 is combined with the polarization beam splitter 107 to increase the efficiency of using the light amount, and at the same time, suppresses the return light to the semiconductor laser so that unnecessary noise in the signal light component does not increase. Ingenuity. However, with the read-only disk OPU, there is room in the light intensity design, and it is possible to omit the 1 / 4λ plate and the polarizing beam splitter. Is planned.
発明が解決しようとする課題 しかしながら、再生専用OPUにおいても、ビーム分割
手段、非点収差あるいはナイフエッジ法などによる焦点
制御手段、またトラッキング制御手段を独立、もしくは
結合して構成する必要がある。そのために従来用いられ
てきた光学部品は、ビームスプリッタ,レンズ,プリズ
ム等いずれも大量に製作・組立・調整することは容易で
はなく、小型化,低価格化,量産性,高信頼性の面で問
題があった。Problems to be Solved by the Invention However, even in a read-only OPU, it is necessary to independently or separately combine a beam splitting unit, a focus control unit using astigmatism or a knife edge method, and a tracking control unit. For this reason, it is not easy to manufacture, assemble, and adjust a large number of optical components that have been used in the past, such as beam splitters, lenses, and prisms. In terms of miniaturization, low cost, mass productivity, and high reliability, There was a problem.
これらの問題が生じる共通の理由として、第1に高精
度の平面あるいは非球面を要する光学部品は、多くの工
程を経て初めて所望の加工が実現されるのでプレス手段
等を用いるが如き生産が一般に困難であること、第2に
多数の部品を組み合わせて所定の総合性能を発揮させる
ために、組立・調整にも多くの時間と複雑な検査・測定
装置を要すること、第3に部品の小型化に限界があると
ころから、全光学系の小型化にも大きな制約があった。One of the common reasons that these problems occur is that, first, optical parts that require high-precision planes or aspherical surfaces can be processed in a desired manner only after many steps. Second, it requires a lot of time and complicated inspection and measurement equipment to assemble and adjust to achieve a given overall performance by combining a large number of components. Third, miniaturization of components However, there is a great restriction on miniaturization of all optical systems because of its limitations.
上記課題の解決方法として、1枚のホログラム素子に
フォーカスおよびトラッキング制御用の所定波面を記録
しておき、光ピックアップヘッド装置の読み取りビーム
で再生される各波面を光検出器に導く技術が最近開示さ
れている1)〜5)。As a solution to the above problem, a technique has been recently disclosed in which a predetermined wavefront for focus and tracking control is recorded on one hologram element, and each wavefront reproduced by a read beam of an optical pickup head device is guided to a photodetector. 1) to 5) .
1)特開昭54−43005号;大井上,永井 2)特開昭62−188032号;大井上,永井 3)特開昭62−236145号;松下,辰巳 4)Y.Kimura et al,"High Performance Optical Head
using Optimized Holo graphic Optical Element",プロ
シーディング オブ ザ インターナショナルシンポジ
ウム オン オプティカル メモリ(Proc.of the Inte
rnational Sym posium on Optical Memory),Tokyo,Sep
t.16−18,1987(p.131) 5)K.Tatsumi et al,"A Multi−functional Reflectio
n Type Grating Lens for the CD Optical Head",プロ
シーディング オブ ザ インターナショナル シンポ
ジウム オン オプティカル メモリ(Proc.of the In
ternational Symp osium on Optical Memory),Tokyo,S
ept.16−18,1987(p.127) 上記のうち、4)はFE信号をダブルナイフエッジ法
で、TE信号をファーフィールド(ホログラム素子面)上
に設けたスリット格子からの回折光強度によって検出す
る方法であり、他はすべて第9図に示すように非点収差
面140,141,142を四分割フォトディテクタ555で受光した
信号から演算してFE信号及びTE信号を検出するものであ
る。例えばFE信号は四分割ディテクタの各ディテクタの
出力を加算回路31,32で加算した後、差動回路33で差を
とり、信号処理回路34で信号処理することにより得られ
る。1) JP-A-54-43005; Oigami, Nagai 2) JP-A-62-188032; Oigami, Nagai 3) JP-A-62-236145; Matsushita, Tatsumi 4) Y.Kimura et al, " High Performance Optical Head
using Optimized Holo graphic Optical Element ", Proceeding of the International Symposium on Optical Memory (Proc. of the Inte
rnational Symposium on Optical Memory), Tokyo, Sep
t.16-18,1987 (p.131) 5) K. Tatsumi et al, "A Multi-functional Reflectio
n Type Grating Lens for the CD Optical Head ", Proceeding of the International Symposium on Optical Memory (Proc. of the In
ternational Symp osium on Optical Memory), Tokyo, S
ept. 16-18, 1987 (p. 127) 4) The FE signal was obtained by the double knife edge method, and the TE signal was obtained by the diffraction light intensity from the slit grating provided on the far field (hologram element surface). The other method is to detect the FE signal and the TE signal by calculating the astigmatism surfaces 140, 141, and 142 from the signals received by the four-division photodetector 555 as shown in FIG. For example, the FE signal is obtained by adding the outputs of the detectors of the quadrant detector by the adder circuits 31 and 32, obtaining the difference by the differential circuit 33, and performing signal processing by the signal processing circuit.
ところが、各方式とも重大な課題として、光源の波長
が設計基準波長λからδλだけずれを生じたときには、
フォトディテクタ上の各ビームは(例えば140→1401な
ど)移動し、その結果、FE信号にトラッキング信号の成
分が混入する,FE信号にオフセットが発生する,等が生
じて正確なフォーカス制御を行うことが困難となる。However, when the wavelength of the light source deviates from the design reference wavelength λ by δλ as a serious problem in each system,
Each beam on the photodetector moves (for example, 140 → 1401), and as a result, the FE signal is mixed with the tracking signal component, the FE signal is offset, etc., and accurate focus control can be performed. It will be difficult.
通常の半導体レーザでは、使用環境温度が例えば60℃
変化するとレーザ発振波長は12nm程度、また駆動電流が
40mA変化すると8nm程度の波長変動が各々生じる。In a normal semiconductor laser, the operating environment temperature is, for example, 60 ° C.
When it changes, the laser oscillation wavelength is about 12 nm and the drive current
A change of 40 mA causes a wavelength change of about 8 nm.
このような波長変動に対して生じるホログラム素子か
らの回折角度の変化に対応できる安定したFE信号の検出
方式として、特願昭62−251026号公報には、ホログラム
素子面に軸外しのフレネルゾーンプレートを2つ形成す
ることにより、フォトディテクタに対して異なる2つの
焦点を有するビームを生成してFE信号の検出を行う技術
が開示されている。このとき、フォトディテクタは光源
を中心として放射状に形成された受光部を有しているの
で、光源に波長変動が生じても全く影響を受けずに安定
したFE信号を検出することができる。As a stable FE signal detection method capable of coping with a change in the diffraction angle from the hologram element caused by such a wavelength variation, Japanese Patent Application No. 62-251026 discloses a Fresnel zone plate off-axis to the hologram element surface. Is formed to generate a beam having two different focal points for a photodetector to detect an FE signal. At this time, since the photodetector has a light receiving portion formed radially with the light source at the center, a stable FE signal can be detected without any influence even if a wavelength change occurs in the light source.
ところが、特願昭62−251026号公報に開示された構成
では、ホログラム素子面に軸外しのフレネルゾーンプレ
ートを2つ重ねて形成しているので、2つのパターンの
重ね合わせに依存する不要な回折光が発生して、FE信号
にオフセットが発生したり、TE信号もしくはTE信号と同
じ周期で位相の異なる信号がFE信号に混入して、安定に
フォーカス制御できないという課題があった。However, in the configuration disclosed in Japanese Patent Application No. 62-251026, since two off-axis Fresnel zone plates are formed on the hologram element surface, unnecessary diffraction depending on the superposition of two patterns is performed. When light is generated, an offset is generated in the FE signal, or a TE signal or a signal having the same cycle as the TE signal but having a different phase is mixed into the FE signal, so that there is a problem that focus control cannot be stably performed.
課題を解決するための手段 上述の課題を解決するために、本発明の光ピックアッ
プヘッド装置は、 ビームを発する光源と、前記光源から出射されたビー
ムを受け光記憶媒体上へ前記ビームを収束する集光光学
系と、前記光記憶媒体で反射されたビームを受け回折光
を発生させるホログラム素子と、前記ホログラム素子か
らの回折光を受けて受光した光量に応じた信号を出力す
るフォトディテクタとを具備し、前記ホログラム素子の
ホログラム領域は空間的に複数に分割した複数の領域を
有し、前記複数の領域は前記フォトディテクタの受光面
に対して光軸方向の異なる位置に焦点を結ぶ2つの回折
光を生成する第1のパターンと第2のパターンとで構成
され、前記ホログラム素子の分割されたホログラム領域
には各々第1のパターンもしくは第2のパターンの何れ
か一方が記録され、前記第1のパターンが記録された領
域と前記第2のパターンが記録された領域とをそれぞれ
互いに挟み合うように配置した構成とする。Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, an optical pickup head device of the present invention comprises a light source for emitting a beam, and a beam emitted from the light source, receiving the beam, and converging the beam onto an optical storage medium. A light-collecting optical system, a hologram element that receives a beam reflected by the optical storage medium to generate diffracted light, and a photodetector that receives a diffracted light from the hologram element and outputs a signal corresponding to the amount of light received. The hologram region of the hologram element has a plurality of spatially divided regions, and the plurality of regions are two diffracted light beams focused at different positions in the optical axis direction with respect to a light receiving surface of the photodetector. And a first pattern or a second pattern in each of the divided hologram regions of the hologram element. Is one recording of the second pattern, the first said pattern recording area of the second pattern is an arrangement was configured to mutually sandwich each other and a recording area.
また、本発明の光情報装置は、 光記憶媒体の駆動機構と、本発明の光ピックアップヘ
ッド装置と、前記光ピックアップヘッド装置より得られ
るフォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号のそれぞ
れを用いたフォーカスサーボ機構とトラッキングサーボ
機構と、前記サーボ機構を実現するための電気回路と、
電源または外部電源との接続部とを少なくとも有する構
成とする。Further, an optical information device according to the present invention includes a drive mechanism for an optical storage medium, an optical pickup head device according to the present invention, and a focus servo mechanism using each of a focus error signal and a tracking error signal obtained from the optical pickup head device. And a tracking servo mechanism, and an electric circuit for realizing the servo mechanism,
It has a configuration having at least a power supply or a connection portion to an external power supply.
作用 本発明では、上述の手段により、ホログラム素子の複
数に分割されたホログラム領域に各々独立したパターン
しか記録していないので、ホログラム領域からは各々の
領域に記録されたパターンに応じた回折光しか発生せ
ず、すなわち、ホログラムパターンを重ね合わせて記録
したことに依存した回折光が発生せず、その影響を受け
ることがないので、オフセットのない安定したフォーカ
ス誤差信号を検出できる。According to the present invention, only the independent pattern is recorded in each of the plurality of divided hologram areas of the hologram element by the above-described means. Therefore, only the diffracted light corresponding to the pattern recorded in each area is recorded from the hologram area. Since no diffraction light is generated, that is, there is no diffraction light depending on the recording of the hologram patterns superimposed on each other, and there is no influence of the diffraction light, a stable focus error signal without offset can be detected.
さらに、この光ピックアップヘッド装置を用いて構成
された光情報装置は、安定したフォーカス制御が可能と
なる。Further, the optical information device constituted by using this optical pickup head device can perform stable focus control.
実施例 第1図(a)は、本発明の一実施例によるOPU装置の
概略構成を示す。同図において、1はコヒーレントビー
ムを発する半導体レーザ(例えば波長λ2=800nmでTE
00モードで発振)、2はコリメートレンズ(例えば焦点
距離fC=20mm)、3は集光用の対物レンズ、4は光記憶
媒体(光ディスク)であって、光源1から発したビーム
はコリメートレンズ2で平行ビームとされ、レンズ3で
ディスク4上に集光される。Embodiment FIG. 1A shows a schematic configuration of an OPU device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a semiconductor laser that emits a coherent beam (for example, TE at a wavelength λ 2 = 800 nm).
(Oscillation in 00 mode), 2 is a collimating lens (for example, focal length f C = 20 mm), 3 is a focusing objective lens, 4 is an optical storage medium (optical disk), and a beam emitted from the light source 1 is a collimating lens. The beam is converted into a parallel beam by the lens 2 and is focused on the disk 4 by the lens 3.
6は2対の共役な焦点を有する波面を再生可能なホロ
グラム素子で、これはホログラム素子に2つの発散もし
くは収束波面を記録することにより得られる。ホログラ
ム素子6はレンズ2,3の間に介在して往路ではその0次
回折光がディスク4に集光されることになる。ディスク
4において42は基板、41は保護膜である。Reference numeral 6 denotes a hologram element capable of reproducing a wavefront having two pairs of conjugate focal points, which is obtained by recording two divergent or convergent wavefronts on the hologram element. The hologram element 6 is interposed between the lenses 2 and 3, and its 0th-order diffracted light is focused on the disk 4 on the outward path. In the disk 4, reference numeral 42 denotes a substrate, and reference numeral 41 denotes a protective film.
ディスク4上で反射されたビームは、復路で再びレン
ズ3を通過してほぼ平行光とされた後ホログラム素子6
に入射して、0次回折光の他に、軸外にFE信号を得るた
めの2対の共役な焦点を持つ回折光71と73及び72と74を
生成する。これらの回折光71〜74は、コリメートレンズ
2を介して収束される。The beam reflected on the disk 4 passes through the lens 3 again on the return path and becomes almost parallel light, and then becomes a hologram element 6
To generate diffracted lights 71 and 73 and 72 and 74 having two pairs of conjugate focal points for obtaining an off-axis FE signal, in addition to the zero-order diffracted light. These diffracted lights 71 to 74 are converged via the collimating lens 2.
回折光71〜74は、ディスク4上に焦点が正しく結ばれ
ているときには、0次回折光の収束点(光源1の発光点
10)を含んでレンズ2の光軸に垂直な面111に対して前
後する位置の2面に各々直交する方向に焦点を結ぶが、
このとき各焦点面と面111との間隔はδ1=δ2=δと
設計する。回折光71〜74はフォトディテクタユニット5
で受光する。When the focal points of the diffracted lights 71 to 74 are correctly focused on the disk 4, the convergence point of the zero-order diffracted light (the emission point of the light source 1)
Focusing in directions perpendicular to the two surfaces at positions before and after the surface 111 perpendicular to the optical axis of the lens 2 including 10),
At this time, the distance between each focal plane and the plane 111 is designed to be δ1 = δ2 = δ. Diffracted light 71-74 is photodetector unit 5
To receive light.
第1図(b)は、面111に配置されたフォトディテク
タユニット5と、このフォトディテクタユニット5面上
における回折光71及び72との様子を示したものである。
フォトディテクタユニット5はフォトディテクタ51及び
52から構成されており、さらにフォトディテクタ51はフ
ォトディテクタ511,512及び513、フォトディテクタ52は
フォトディテクタ521,522及び523で構成されている。こ
の図においては、ディスク上に焦点が正しく結ばれてい
る状態に対応した再生像を示している。FE信号,TE信号,
RF信号の検出方法及びホログラム素子6の詳細について
は後述する。FIG. 1B shows the photodetector unit 5 arranged on the surface 111 and the states of the diffracted lights 71 and 72 on the surface of the photodetector unit 5.
The photodetector unit 5 includes a photodetector 51 and
The photodetector 51 includes photodetectors 511, 512, and 513, and the photodetector 52 includes photodetectors 521, 522, and 523. This figure shows a reproduced image corresponding to a state where the focus is correctly focused on the disk. FE signal, TE signal,
The details of the method of detecting the RF signal and the hologram element 6 will be described later.
第2図は、本発明の別の実施例を示す概念図である。
第1実施例では透過型ホログラム素子を用いているのに
対し、本実施例では反射型ホログラム素子660を使って
光軸をα=90゜として折り曲げている。また、コリメー
トレンズを使用せず対物レンズ系30だけで結像光学系を
構成して、小型化を図り、部品点数をより少なくしてい
る。FIG. 2 is a conceptual diagram showing another embodiment of the present invention.
In the first embodiment, a transmission hologram element is used, whereas in this embodiment, a reflection hologram element 660 is used to bend the optical axis at α = 90 °. Further, an image forming optical system is constituted only by the objective lens system 30 without using a collimating lens, thereby achieving miniaturization and reducing the number of parts.
第3図は、本発明のさらに別の実施例を説明したもの
である。同図(a)はOPU装置の概略構成であり、光源
1か発したビームはコリメートレンズ2で平行ビームと
され、偏光ビームスプリッタ106で反射した後波長板9
で円偏波となり、ミラー8で光路を折り曲げた後レンズ
3でディスク4上に集光される。FIG. 3 illustrates yet another embodiment of the present invention. FIG. 1A shows a schematic configuration of an OPU device, in which a beam emitted from a light source 1 is converted into a parallel beam by a collimator lens 2, reflected by a polarizing beam splitter 106, and then turned on by a wave plate 9.
Then, the optical path is bent by the mirror 8 and then focused on the disk 4 by the lens 3.
ディスク4上で反射されたビームは、復路で再びレン
ズ3を透過してほぼ平行光とされた後、波長板9を透過
して垂直偏波となり、偏光ビームスプリッタ106を透過
する。偏光ビームスプリッタ106からの透過光はホログ
ラム666に入射して、0次回折光の他に、軸外に回折光
波面71〜74を生成し、レンズ20でこの回折光を集光し、
フォトディテクタユニット55で受光する。The beam reflected on the disk 4 passes through the lens 3 again on the return path and becomes almost parallel light, then passes through the wave plate 9 to be vertically polarized, and passes through the polarizing beam splitter 106. The transmitted light from the polarizing beam splitter 106 is incident on the hologram 666, generates off-axis diffracted light wavefronts 71 to 74 in addition to the 0th-order diffracted light, and condenses this diffracted light with the lens 20,
The light is received by the photo detector unit 55.
同図(b)は、フォトディテクタユニット55とこのフ
ォトディテクタユニット面上における回折光との様子を
示したものである。このフォトディテクタユニット55が
先の2例におけるフォトディテクタユニット5と異なる
点は、光源からの往路とフォトディテクタユニットへの
復路を分離しているために0次回折光70を受光すること
が可能であり、そのためのフォトディテクタ50が形成さ
れていることである。0次光を検出することにより、容
易に且つ良好なRF信号が検出できる。FIG. 7B shows the state of the photodetector unit 55 and the diffracted light on the surface of the photodetector unit. The difference between the photodetector unit 55 and the photodetector unit 5 in the above two examples is that the 0th-order diffracted light 70 can be received because the outward path from the light source and the return path to the photodetector unit are separated. That is, the photodetector 50 is formed. By detecting the zero-order light, a good RF signal can be easily detected.
また、ここでは、波長板9は偏光ビームスプリッタ10
6との性能バランスを容易にする目的でλ/5程度の設計
とし、戻り光量の最適化を図って信号検出のS/N比を極
大にしている。Here, the wave plate 9 is a polarizing beam splitter 10.
The design is about λ / 5 to facilitate the balance of performance with 6, and the S / N ratio for signal detection is maximized by optimizing the amount of return light.
さて、以上の実施例における信号検出方法を詳しく説
明する。第4図は、例えば第1図(b)で示したフォト
ディテクタユニット5のフォトディテクタ領域511〜51
3,521〜523で検出される回折光71,72と発光点10の関係
を模式的にかつ一般的に表している。第4図(b)はデ
ィスク上に合焦点のスポットが形成された場合であり、
第4図(a)及び(c)は各々ディスクに対して逆方向
にデフォーカスした状態を示す。Now, the signal detection method in the above embodiment will be described in detail. FIG. 4 shows, for example, the photodetector regions 511 to 51 of the photodetector unit 5 shown in FIG.
The relationship between the diffracted lights 71, 72 detected at 3,521 to 523 and the light emitting point 10 is schematically and generally represented. FIG. 4B shows a case where a focused spot is formed on the disk.
FIGS. 4 (a) and 4 (c) each show a state in which the disk is defocused in the opposite direction.
FE信号は、例えばフォトディテクタ512と522とから出
力される信号を差動演算することにより得られる。この
演算によるFE信号の検出方法はスポットサイズディスク
ション法と呼ばれており、衆知の技術である。また、こ
こで例えばフォトディテクタ512から出力される信号に
フォトディテクタ521,523から出力される信号を、フォ
トディテクタ522から出力される信号にフォトディテク
タ511,513から出力される信号をそれぞれ加算すること
により差動出力は増大する。The FE signal is obtained by, for example, performing a differential operation on signals output from the photodetectors 512 and 522. The method of detecting the FE signal by this calculation is called a spot size discrimination method and is a well-known technique. Here, for example, the differential output is increased by adding the signal output from the photodetectors 521 and 523 to the signal output from the photodetector 512 and the signal output from the photodetectors 511 and 513 to the signal output from the photodetector 522, respectively.
また、今、光源の波長λが長波長側にδλだけ変化し
たときには、同図(b)に示すように、フォトディテク
タ5上の回折光71及び72はそれぞれ710及び720へ移動す
る。このとき、各フォトディテクタ511〜513,521〜523
を0次回折光の収束点(光源1の発光点10)を中心とし
て放射状に形成しておけば、光源の波長変動によって回
折光が移動しても各々のフォトディテクタには常に一定
の回折光が入射するので極めて安定したFE信号検出が可
能となる。When the wavelength λ of the light source changes by δλ to the longer wavelength side, the diffracted lights 71 and 72 on the photodetector 5 move to 710 and 720, respectively, as shown in FIG. At this time, each photodetector 511-513, 521-523
Is formed radially around the convergence point of the 0th-order diffracted light (the light-emitting point 10 of the light source 1), even if the diffracted light moves due to the wavelength fluctuation of the light source, a constant diffracted light always enters each photodetector. Therefore, extremely stable FE signal detection becomes possible.
さらに、組立工程において光源とフォトディテクタユ
ニットの位置がずれて配置された場合には、ホログラム
素子を僅かに回転させるだけでFE信号を安定して検出す
ることができ、従来よりも調整精度が大幅に改善され
る。また、RF信号は、例えばフォトディテクタ511〜51
3,521〜523から出力される信号を総和することにより得
られる。Furthermore, if the light source and the photodetector unit are displaced from each other during the assembly process, the FE signal can be detected stably with only a slight rotation of the hologram element, and the adjustment accuracy is significantly greater than before. Be improved. Also, the RF signal is, for example, photodetectors 511 to 51
It is obtained by summing the signals output from 3,521 to 523.
第5図は、本発明の更に別の実施例を示す概念図であ
る。同図(a)は、ホログラム素子6の機能領域区分を
示し、ホログラム領域671と672は、それぞれ1対の共役
な焦点を有する波面を再生可能な領域である。FIG. 5 is a conceptual diagram showing still another embodiment of the present invention. FIG. 7A shows the functional area division of the hologram element 6, and the hologram areas 671 and 672 are areas in which a wavefront having a pair of conjugate focal points can be reproduced.
ホログラム領域671と672は、図示しているように交互
に複数固形形成している。すなわち、本実施例において
は、領域671と672をそれぞれ8領域づつ設けており、機
能領域671と672とでは、異なる焦点を有する回折光を生
成するために、異なる軸外しのフレネルゾーンプレート
を形成している。As shown, a plurality of hologram regions 671 and 672 are formed alternately. That is, in this embodiment, eight regions 671 and 672 are provided, and different off-axis Fresnel zone plates are formed in the functional regions 671 and 672 in order to generate diffracted light having different focal points. doing.
同図(b)は、例えば第1図(a)に示したようなホ
ログラム素子6を用いたOPUのフォトディテクタ5上に
おける波面を示しており、回折光71はホログラム素子6
の機能領域671から、回折光73はホログラム素子6の機
能領域672からそれぞれ得られる。FIG. 2B shows a wavefront on the photodetector 5 of the OPU using the hologram element 6 as shown in FIG. 1A, for example.
, The diffracted light 73 is obtained from the functional area 672 of the hologram element 6.
本ホログラム素子を用いた場合、ディスクからの反射
ビームに対して本ホログラム素子をどのような位置に対
して挿入しても、FE信号に対してTE信号もしくはTE信号
と同じ周期で位相が異なる信号が混入するということが
生じない。When this hologram element is used, no matter where the hologram element is inserted with respect to the reflected beam from the disk, the FE signal has a TE signal or a signal with a different phase in the same cycle as the TE signal. Does not occur.
また、2つのフレネルゾーンプレートを領域671と672
とに空間的に独立して形成しているため、2つのパター
ンの重ね合わせに依存して発生する回折光は発生しな
い。Also, two Fresnel zone plates were added to areas 671 and 672
Therefore, the diffracted light generated depending on the superposition of the two patterns does not occur.
したがって、その不要な回折光に依存して発生するFE
信号のオフセットやTE信号もしくはTE信号と同じ周期で
位相の異なる信号がFE信号に混入することは発生せず、
安定したフォーカス制御が可能となる。Therefore, the FE generated depending on the unnecessary diffracted light
It does not occur that the signal offset or the TE signal or the signal with the same cycle but the same phase as the TE signal is mixed into the FE signal.
Stable focus control becomes possible.
なお、本実施例においては、領域671,672を8領域づ
つ設けているが、各領域は2領域以上設けることによ
り、上記の効果を得ることができる。また、領域671,67
2に記録するパターンは、軸外しのフレネルゾーンプレ
ート、または2光束干渉法で求めた干渉パターンの何れ
でも、フォトディテクタの受光面とは光軸方向に異なる
位置に焦点を結ぶ回折光であれば問題なく、FE信号を検
出でき、特に本発明の光ピックアップヘッド装置におい
てホログラム素子に記録するパターンに制約はない。In this embodiment, the regions 671 and 672 are provided for each of the eight regions. However, the above effects can be obtained by providing two or more regions. Also, areas 671, 67
Regardless of the off-axis Fresnel zone plate or the interference pattern obtained by the two-beam interference method, the pattern to be recorded on 2 is a problem if it is diffracted light that focuses on a position different from the light receiving surface of the photodetector in the optical axis direction. Thus, the FE signal can be detected, and there is no particular restriction on the pattern recorded on the hologram element in the optical pickup head device of the present invention.
第6図は、本発明の更に別の実施例を示す概念図であ
る。同図(a)は、ホログラム素子61の機能領域区分を
示し、ホログラム領域673及び674はそれぞれ1対の共役
な焦点を有する波面を再生可能な領域である。同図
(b)は、例えば第1図(a)に示したようなOPUに、
ホログラム素子61を用いた場合に得られるフォトディテ
クタユニット5上におけるホログラム素子61から再生さ
れる波面を示しており、回折光711はホログラム素子61
の機能領域673から、回折光721はホログラム素子61の機
能領域674からそれぞれ得られる。FIG. 6 is a conceptual diagram showing still another embodiment of the present invention. FIG. 11A shows the functional area division of the hologram element 61, and hologram areas 673 and 674 are areas where a wavefront having a pair of conjugate focal points can be reproduced. FIG. 2B shows an OPU as shown in FIG. 1A, for example.
The wavefront reproduced from the hologram element 61 on the photodetector unit 5 obtained when the hologram element 61 is used is shown.
The diffracted light 721 is obtained from the functional area 674 of the hologram element 61 from the functional area 673 of FIG.
FE信号の検出方法は第4実施例と同様であり、例えば
フォトディテクタ512と522から出力される信号を差動演
算することにより得られる。さらに、フォトディテクタ
512から出力される信号にフォトディテクタ521及び523
から出力される信号を、フォトディテクタ522から出力
される信号にフォトディテクタ511及び513から出力され
る信号を加算することにより、FE信号の出力強度は増加
する。The method of detecting the FE signal is the same as that of the fourth embodiment, and is obtained, for example, by performing a differential operation on the signals output from the photodetectors 512 and 522. In addition, photo detectors
Photodetectors 521 and 523 are applied to the signal output from 512.
By adding the signal output from the photodetectors 511 and 513 to the signal output from the photodetector 522, the output intensity of the FE signal increases.
なお、本実施例に示したFE信号の検出方法ではいずれ
の場合にも、フォトディテクタ513及び523もしくはさら
に511及び521を省略することは全く問題ないことであ
り、得られるFE信号の強度が十分な場合にはフォトディ
テクタを省略することにより構成の簡素化が図れる。In any case, in the FE signal detection method shown in the present embodiment, omitting the photodetectors 513 and 523 or 511 and 521 is no problem at all, and the intensity of the obtained FE signal is sufficient. In such a case, the configuration can be simplified by omitting the photodetector.
一方、得られるFE信号の強度が十分でない場合には、
1次回折光71及び73の共役光である72及び74をも検出す
ることにより、感度の増加が図れる。On the other hand, if the obtained FE signal is not strong enough,
The sensitivity can be increased by detecting also the conjugate lights 72 and 74 of the first-order diffracted lights 71 and 73.
第7図は、本発明の更に別の実施例を示す概念図であ
る。同図(a)は、ホログラム素子60の機能領域区分を
示し、FE信号検出用として2対の共役な焦点を有する波
面を再生可能な領域675,676と、TE信号検出用として単
純な格子パターンを各々他と異なる方向に記録した領域
681,682、及び1次以上の回折光を発生しない領域(以
下、非ホログラム領域と称する)691とからなる。これ
は、例えば第5実施例のホログラム素子6の一部分に、
TE信号検出用の回折格子681,682及び非ホログラム領域6
91を形成したものである。FIG. 7 is a conceptual diagram showing still another embodiment of the present invention. FIG. 7A shows the functional area division of the hologram element 60. The areas 675 and 676 where wavefronts having two pairs of conjugate focal points can be reproduced for detecting the FE signal, and a simple grating pattern for detecting the TE signal are respectively shown. Area recorded in a different direction from the other
681 and 682, and a region 691 that does not generate first-order or higher order diffracted light (hereinafter referred to as a non-hologram region) 691. This is, for example, a part of the hologram element 6 of the fifth embodiment,
Diffraction grating 681,682 and non-hologram area 6 for TE signal detection
91 is formed.
ディスクで反射されたビームに含まれるディスクのト
ラックに関するファーフィールドパターン401及び402
を、同図(a)に示すように、ホログラム素子60に対し
て入射させることにより、良好なTE信号が検出できる。Far-field patterns 401 and 402 relating to the tracks of the disk included in the beam reflected by the disk
Is made incident on the hologram element 60 as shown in FIG.
同図(b)は、例えば第1図(a)に示したようなOP
Uに、ホログラム素子60とフォトディテクタユニット500
とを用いた場合に得られるフォトディテクタユニット50
0上におけるホログラム素子60から再生される波面を示
しており、回折光712はホログラム素子60の機能領域675
から、回折光722はホログラム素子60の機能領域676か
ら、回折光752はホログラム素子60の機能領域681から、
回折光762はホログラム素子の機能領域682からそれぞれ
得られる。FIG. 2B shows an OP as shown in FIG. 1A, for example.
U, hologram element 60 and photo detector unit 500
Photodetector unit 50 obtained by using
FIG. 7 shows a wavefront reproduced from the hologram element 60 on the hologram element 60.
From, the diffracted light 722 from the functional area 676 of the hologram element 60, the diffracted light 752 from the functional area 681 of the hologram element 60,
Diffracted light 762 is obtained from each of the functional areas 682 of the hologram element.
フォトディテクタユニット500は、複数のフォトディ
テクタ51,52,53,54により構成されており、さらにフォ
トディテクタ51は511,512,513、フォトディテクタ52は5
21,522,523によってそれぞれ構成されている。この場
合、FE信号は第4実施例と全く同様に検出できる。一
方、TE信号はフォトディテクタ53と54から出力される信
号を差動演算することにより得られる。The photodetector unit 500 includes a plurality of photodetectors 51, 52, 53, and 54, and furthermore, the photodetector 51 has 511, 512, 513, and the photodetector 52 has 5
21,522,523 respectively. In this case, the FE signal can be detected in exactly the same manner as in the fourth embodiment. On the other hand, the TE signal is obtained by performing a differential operation on the signals output from the photodetectors 53 and 54.
このときシーク動作を行ったときや偏心のあるディス
クに対してトラッキング制御を行ったとき等で、集光用
レンズがずれることによってホログラム素子60上でのレ
ンズの写像が移動する場合でも、オフセットのない良好
なTE信号を検出できる。At this time, even when a seek operation is performed or tracking control is performed on an eccentric disk, even when the image of the lens on the hologram element 60 is moved due to a shift of the focusing lens, the offset is not affected. No good TE signal can be detected.
なお、TE信号検出用の回折格子681,682及び非ホログ
ラム領域691の形状,大きさには特に制約はない。ま
た、このTE信号検出用の回折格子は、他の実施例にも全
く問題なく実施できる。There are no particular restrictions on the shapes and sizes of the diffraction gratings 681 and 682 and the non-hologram region 691 for detecting the TE signal. The diffraction grating for detecting a TE signal can be implemented in other embodiments without any problem.
また、第5〜第7実施例に示した本発明のホログラム
素子は、二光束干渉法,コンピュータによるパターン発
生等の一般的な方法によって容易に作製できるので、作
製方法に関する説明は省略する。Further, the hologram elements of the present invention shown in the fifth to seventh embodiments can be easily manufactured by a general method such as two-beam interference method, pattern generation by a computer, and the like, and the explanation on the manufacturing method is omitted.
第8図は、以上に述べてきた光ピックアップヘッド装
置を用いて構成した光情報装置の一実施例である。光記
憶媒体(光ディスク4)は、駆動機構81によって回転さ
れる。光ピックアップヘッド装置80は、光ディスク4と
の位置関係に対応する信号を電気回路83へ送る。電気回
路83はこの信号を増幅もしくは演算して、光ピックアッ
プヘッド装置80もしくは光ピックアップヘッド装置内の
対物レンズを微動させるための信号を出力する。82は光
ピックアップヘッド装置の駆動装置、85は光ピックアッ
プヘッド装置内の対物レンズの駆動装置である。前記信
号と駆動装置82もしくは85によって、光ディスク4に対
してフォーカスサーボと、トラッキングサーボを行い、
光ディスク4に対して、情報の読み出し、または書き込
みもしくは消去を行う。84は電源または外部電源との接
続部であり、ここから電気回路83,光ピックアップヘッ
ド装置の駆動装置82,光ディスクの駆動機構81及び対物
レンズ駆動装置85へ電気を供給する。なお、電源もしく
は外部電源との接続端子は各駆動回路にそれぞれ設けら
れていても何ら問題ない。FIG. 8 shows an embodiment of an optical information device constituted by using the optical pickup head device described above. The optical storage medium (optical disk 4) is rotated by the drive mechanism 81. The optical pickup head device 80 sends a signal corresponding to the positional relationship with the optical disc 4 to the electric circuit 83. The electric circuit 83 amplifies or calculates this signal and outputs a signal for finely moving the optical pickup head device 80 or the objective lens in the optical pickup head device. Reference numeral 82 denotes a driving device for the optical pickup head device, and reference numeral 85 denotes a driving device for the objective lens in the optical pickup head device. Focus servo and tracking servo are performed on the optical disc 4 by the signal and the driving device 82 or 85,
Reading, writing, or erasing of information is performed on the optical disc 4. Reference numeral 84 denotes a connection portion to a power supply or an external power supply, and supplies electricity to the electric circuit 83, the drive device 82 of the optical pickup head device, the drive mechanism 81 of the optical disk, and the objective lens drive device 85 from the connection portion. It should be noted that there is no problem even if a connection terminal for a power supply or an external power supply is provided in each drive circuit.
本発明の光ピックアップヘッド装置を用いて構成され
た光情報装置は、FE信号にオフセットの発生、TE信号も
しくはTE信号と同じ周期で位相が異なる信号の混入がな
いので、安定したフォーカス制御を行うことができる。The optical information device configured by using the optical pickup head device of the present invention performs stable focus control because there is no occurrence of an offset in the FE signal and no mixing of the TE signal or a signal having the same cycle as the TE signal with a different phase. be able to.
また、ホログラム素子領域の一部分に回折格子を設け
ることにより、シーク動作を行ったときや偏心のあるデ
ィスクに対してトラッキング制御を行ったとき等で、集
光用レンズがずれることによってホログラム素子上での
レンズの写像が移動する場合でも、オフセットのない良
好なTE信号を検出できるので安定したトラッキング制御
を行うことができる。すなわち、本光情報装置は、光記
憶媒体に記録された情報を信頼性高く読みとることが可
能である。また、光ピックアップヘッド装置の構成が簡
素化されているので安価で小型の光情報装置となる。In addition, by providing a diffraction grating in a part of the hologram element area, the focusing lens is displaced when a seek operation is performed or when tracking control is performed on an eccentric disk, etc. Even if the image of the lens moves, it is possible to detect a good TE signal without offset, so that stable tracking control can be performed. That is, the optical information device can read information recorded on the optical storage medium with high reliability. Further, since the configuration of the optical pickup head device is simplified, the optical information device is inexpensive and small.
発明の効果 以上に述べたように、本発明の光ピックアップヘッド
装置は、 ビームを発する光源と、前記光源から出射されたビー
ムを受け光記憶媒体上へ前記ビームを収束する集光光学
系と、前記光記憶媒体で反射されたビームを受け回折光
を発生させるホログラム素子と、前記ホログラム素子か
らの回折光を受けて受光した光量に応じた信号を出力す
るフォトディテクタとを具備し、前記ホログラム素子の
ホログラム領域は空間的に複数に分割した複数の領域を
有し、前記複数の領域は前記フォトディテクタの受光面
に対して光軸方向の異なる位置に焦点を結ぶ2つの回折
光を生成する第1のパターンと第2のパターンとで構成
され、前記ホログラム素子の分割されたホログラム領域
には各々第1のパターンもしくは第2のパターンの何れ
か一方が記録され、前記第1のパターンが記録された領
域と前記第2のパターンが記録された領域とをそれぞれ
互いに挟み合うように配置した構成とすることにより、 2つの異なる焦点を有する回折光を生成する異なる2
つのパターンを空間的に独立した領域に各々形成してい
るため、2つのパターンの重ね合わせに依存して発生す
る回折光は発生しない。Effect of the Invention As described above, the optical pickup head device of the present invention includes a light source that emits a beam, and a condensing optical system that receives the beam emitted from the light source and converges the beam on an optical storage medium. A hologram element that receives the beam reflected by the optical storage medium and generates diffracted light; and a photodetector that receives a diffracted light from the hologram element and outputs a signal corresponding to the amount of light received and received. The hologram region has a plurality of regions that are spatially divided into a plurality of regions, and the plurality of regions generates two diffracted lights that are focused on different positions in the optical axis direction with respect to a light receiving surface of the photodetector. The hologram element is composed of a first pattern and a second pattern. One region is recorded, and a region where the first pattern is recorded and a region where the second pattern is recorded are arranged so as to sandwich each other, so that diffracted light having two different focal points is provided. Generate different 2
Since one pattern is formed in each of the spatially independent regions, no diffracted light is generated due to the superposition of the two patterns.
したがって、その不要な回折光に依存して発生するFE
信号のオフセット、及び/またはTE信号もしくはTE信号
と同じ周期で位相の異なる信号がFE信号に混入すること
は発生せず、安定したフォーカス制御が可能なフォーカ
ス誤差信号を出力する光ピックアップヘッド装置とな
る。Therefore, the FE generated depending on the unnecessary diffracted light
An optical pickup head device that outputs a focus error signal capable of performing stable focus control without causing a signal offset and / or a TE signal or a signal having the same cycle as the TE signal and having a different phase from being mixed into the FE signal; Become.
また、ホログラム素子からの少なくとも0次回折光以
外の回折光を受光するフォトディテクタは複数で帯状形
状を有し、前記フォトディテクタの領域分割線がホログ
ラム素子からの0次回折光の収束点を中心とする放射状
方向に沿って大略平行に伸長した形状配置とすることに
より、 光源に波長変動が生じることによってホログラム素子
からの回折角が変化しても、各々のフォトディテクタに
は常に一定の回折光が入射するので、フォーカス誤差信
号,トラッキング誤差信号,高周波情報信号のいずれも
極めて安定に検出することができる。Further, a plurality of photodetectors for receiving diffracted light other than at least the 0th-order diffracted light from the hologram element have a band-like shape, and the region dividing line of the photodetector has a radial direction centered on the convergence point of the 0th-order diffracted light from the hologram element. By extending the shape almost in parallel along the shape, even if the diffraction angle from the hologram element changes due to the wavelength variation in the light source, a constant diffracted light always enters each photodetector, All of the focus error signal, tracking error signal, and high frequency information signal can be detected extremely stably.
また、フォトディテクタの位置調整はほとんど無調整
がホログラム素子をわずかに回転させるだけという程度
に簡素化される。その結果、フォトディテクタの位置精
度が緩和されるため、FE信号,及びTE信号を安定して検
出することが可能であり、光ピックアップヘッド装置を
組立る際の調整が簡素化され、安価な光ピックアップヘ
ッド装置を提供することができる。Further, the position adjustment of the photodetector is simplified to such an extent that almost no adjustment is made by slightly rotating the hologram element. As a result, the position accuracy of the photodetector is reduced, so that the FE signal and the TE signal can be detected stably, the adjustment when assembling the optical pickup head device is simplified, and the inexpensive optical pickup is used. A head device can be provided.
また、光源の波長変動及びフォトディテクタの位置調
整に対する許容範囲が拡大することにより、本発明のピ
ックアップヘッド装置は半導体レーザを光源に用いなが
ら、温度変化の極端に厳しい環境下においても安定で信
頼性の高い動作が可能な光ピックアップヘッド装置とな
る。In addition, since the allowable range for the wavelength variation of the light source and the position adjustment of the photodetector is expanded, the pickup head device according to the present invention uses a semiconductor laser as a light source, and is stable and reliable even in an environment where temperature changes are extremely severe. An optical pickup head device capable of high operation is obtained.
また、ホログラム素子のおけるホログラムパターンを
記録した領域とは空間的に分離した一部分に、前記ホロ
グラムパターンとは異なる回折格子もしくは回折格子及
び1次以上の回折光を発生させない非ホログラム領域を
設けることにより、 安定なフォーカス誤差信号及びトラッキング誤差信号
を検出可能とできる光ピックアップヘッド装置となる。Further, by providing a diffraction grating or a diffraction grating different from the hologram pattern and a non-hologram region that does not generate first-order or higher diffracted light in a part of the hologram element spatially separated from the region where the hologram pattern is recorded. Thus, the optical pickup head device can detect a stable focus error signal and tracking error signal.
また、シーク動作を行ったときや偏心のあるディスク
に対してトラッキング制御を行ったとき等で、集光用レ
ンズがずれることによってホログラム素子上でのレンズ
の写像が移動する場合でも、オフセットのない良好なTE
信号を検出できるので安定したトラッキング制御を行う
ことができる。In addition, even when a seek operation is performed or when tracking control is performed on an eccentric disk, even when the image of the lens on the hologram element moves due to displacement of the focusing lens, there is no offset. Good TE
Since signals can be detected, stable tracking control can be performed.
その結果、本光ピックアップヘッド装置を用いた光情
報装置は、光記憶媒体に記録された情報を信頼性高く読
みとることが可能な光情報装置となる。さらに、光ピッ
クアップの構成が簡素化されているので安価で小型の光
情報装置となる。As a result, an optical information device using the present optical pickup head device is an optical information device capable of reading information recorded on an optical storage medium with high reliability. Further, since the configuration of the optical pickup is simplified, the optical information device is inexpensive and small.
第1図(a)は本発明の一実施例を示す光ピックアップ
ヘッド装置の概略構成図、同図(b)は同図(a)に示
す光ピックアップヘッド装置におけるフォトディテクタ
と回折光の関係図、第2図は本発明の別の実施例を示す
光ピックアップヘッド装置の概念図、第3図(a)は本
発明の別の実施例を示す光ピックアップヘッド装置の概
念図、同図(b)は同図(a)に示す光ピックアップヘ
ッド装置におけるフォトディテクタと回折光の関係図、
第4図(a),(b),(c)は本発明を説明する一般
的原理図、第5図(a)は本発明の実施例を説明するホ
ログラム素子の構成図、同図(b)は同図(a)に示す
ホログラム素子を用いた光ピックアップヘッド装置にお
ける回折光とフォトディテクタの関係図、第6図(a)
は本発明の他の実施例を説明するホログラム素子の構成
図、同図(b)は同図(a)に示すホログラム素子を用
いた光ピックアップヘッド装置における回折光とフォト
ディテクタの関係図、第7図(a)は本発明の他の実施
例を説明するホログラム素子の構成図、同図(b)は同
図(a)に示すホログラム素子を用いた光ピックアップ
ヘッド装置における回折光とフォトディテクタの関係
図、第8図は本発明の実施例の光情報装置の概略断面
図、第9図(a),(b),(c)は従来の光ピックア
ップヘッド装置の光学系のフォーカス誤差信号検出方法
の概念図、第10図は従来の光ピックアップヘッド装置の
光学系の非点収差波面検出系の一例を示す構成図であ
る。 1……半導体レーザもしくは相当のコヒーレント光源、
2……コリメートレンズ、3……レンズ、4……光記憶
媒体(光ディスク)、5……フォトディテクタユニッ
ト、6……ホログラム素子、10……発光点、41……保護
膜、42……基板、50〜54……フォトディテクタ、55……
フォトディテクタユニット、60……ホログラム素子、61
……ホログラム素子、70……0次回折光、71〜74……1
次回折光、401,402……ファーフィールドパターン、671
〜676……ホログラム領域、681……回折格子、682……
回折格子、691……非ホログラム領域。FIG. 1A is a schematic configuration diagram of an optical pickup head device showing one embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a diagram showing the relationship between a photodetector and diffracted light in the optical pickup head device shown in FIG. FIG. 2 is a conceptual diagram of an optical pickup head device showing another embodiment of the present invention, and FIG. 3 (a) is a conceptual diagram of an optical pickup head device showing another embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4A is a diagram showing the relationship between a photodetector and diffracted light in the optical pickup head device shown in FIG.
FIGS. 4 (a), (b) and (c) are general principle diagrams for explaining the present invention, and FIG. 5 (a) is a configuration diagram of a hologram element for explaining an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 6A shows the relationship between the diffracted light and the photodetector in the optical pickup head device using the hologram element shown in FIG.
FIG. 9 is a configuration diagram of a hologram element for explaining another embodiment of the present invention, and FIG. 10B is a diagram showing the relationship between diffracted light and a photodetector in an optical pickup head device using the hologram element shown in FIG. FIG. 7A is a configuration diagram of a hologram element for explaining another embodiment of the present invention, and FIG. 7B is a relation between a diffracted light and a photodetector in an optical pickup head device using the hologram element shown in FIG. FIGS. 8 and 9 are schematic sectional views of an optical information device according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 9A, 9B and 9C show a method of detecting a focus error signal of an optical system of a conventional optical pickup head device. FIG. 10 is a configuration diagram showing an example of an astigmatism wavefront detection system of an optical system of a conventional optical pickup head device. 1. Semiconductor laser or equivalent coherent light source,
2 ... collimating lens, 3 ... lens, 4 ... optical storage medium (optical disk), 5 ... photodetector unit, 6 ... hologram element, 10 ... light emitting point, 41 ... protective film, 42 ... substrate, 50-54 …… photodetector, 55 ……
Photo detector unit, 60 ... Hologram element, 61
… Hologram element, 70… 0-order diffracted light, 71-74… 1
Next-order diffracted light, 401,402 ... Farfield pattern, 671
~ 676 …… hologram area, 681 …… diffraction grating, 682 ……
Diffraction grating, 691 ... non-hologram area.
Claims (4)
されたビームを受け光記憶媒体上へ前記ビームを収束す
る集光光学系と、前記光記憶媒体で反射されたビームを
受け回折光を発生させるホログラム素子と、前記ホログ
ラム素子からの回折光を受けて受光した光量に応じた信
号を出力するフォトディテクタとを具備し、前記ホログ
ラム素子のホログラム領域は空間的に複数に分割した複
数の領域を有し、前記複数の領域は前記フォトディテク
タの受光面に対して光軸方向の異なる位置に焦点を結ぶ
2つの回折光を生成する第1のパターンと第2のパター
ンとで構成され、前記ホログラム素子の分割されたホロ
グラム領域には各々第1のパターンもしくは第2のパタ
ーンの何れか一方が記録され、前記第1のパターンが記
録された領域と前記第2のパターンが記録された領域と
をそれぞれ互いに挟み合うように配置していることを特
徴とする光ピックアップヘッド装置。1. A light source for emitting a beam, a condensing optical system for receiving a beam emitted from the light source and converging the beam onto an optical storage medium, and a diffracted light for receiving a beam reflected by the optical storage medium. A hologram element to be generated, and a photodetector that receives a diffracted light from the hologram element and outputs a signal corresponding to the amount of light received, and the hologram area of the hologram element is obtained by spatially dividing a plurality of areas into a plurality of areas. The plurality of regions include a first pattern and a second pattern that generate two diffracted lights focused on different positions in an optical axis direction with respect to a light receiving surface of the photodetector, and the hologram element Either the first pattern or the second pattern is recorded in each of the divided hologram areas, and the area where the first pattern is recorded is Optical pick-up head, characterized in that are arranged and the second pattern is recorded areas such that each mutually scissors together.
光以外の回折光を受光するフォトディテクタは複数で帯
状形状を有し、前記フォトディテクタの領域分割線がホ
ログラム素子からの0次回折光の収束点を中心とする放
射状方向に沿って大略平行に伸長した形状配置であるこ
とを特徴とする請求項1記載の光ピックアップヘッド装
置。2. A photodetector for receiving at least diffracted light other than the 0th-order diffracted light from the hologram element has a plurality of band-like shapes, and a region dividing line of the photodetector is centered on a converging point of the 0th-order diffracted light from the hologram element. 2. The optical pickup head device according to claim 1, wherein the optical pickup head device has a shape that extends substantially parallel to the radial direction.
ンを記録した領域とは空間的に分離した一部分に、前記
ホログラムパターンとは異なる回折格子もしくは回折格
子及び1次以上の回折光を発生させない非ホログラム領
域を形成していることを特徴とする請求項1または2い
ずれかに記載の光ピックアップヘッド装置。3. A part of the hologram element which is spatially separated from a region where a hologram pattern is recorded is provided with a diffraction grating or a diffraction grating different from the hologram pattern and a non-hologram region which does not generate first or higher order diffracted light. The optical pickup head device according to claim 1, wherein the optical pickup head device is formed.
いずれかに記載の光ピックアップヘッド装置と、前記光
ピックアップヘッド装置より得られるフォーカス誤差信
号とトラッキング誤差信号のそれぞれを用いたフォーカ
スサーボ機構とトラッキングサーボ機構と、前記サーボ
機構を実現するための電気回路と、電源または外部電源
との接続部とを少なくとも有する光情報装置。4. A drive mechanism for an optical storage medium, an optical pickup head device according to claim 1, and a focus error signal and a tracking error signal obtained from the optical pickup head device. An optical information device including at least a focus servo mechanism and a tracking servo mechanism, an electric circuit for realizing the servo mechanism, and a connection part to a power supply or an external power supply.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63210257A JP2734547B2 (en) | 1988-08-24 | 1988-08-24 | Optical pickup head device and optical information device using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP63210257A JP2734547B2 (en) | 1988-08-24 | 1988-08-24 | Optical pickup head device and optical information device using the same |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH0258738A JPH0258738A (en) | 1990-02-27 |
JP2734547B2 true JP2734547B2 (en) | 1998-03-30 |
Family
ID=16586391
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP63210257A Expired - Lifetime JP2734547B2 (en) | 1988-08-24 | 1988-08-24 | Optical pickup head device and optical information device using the same |
Country Status (1)
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Families Citing this family (4)
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KR100555478B1 (en) * | 1999-06-18 | 2006-03-03 | 삼성전자주식회사 | Optical pickup device that can detect stable error signal |
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JP2007042150A (en) * | 2005-07-29 | 2007-02-15 | Toshiba Corp | Optical head device and optical disk drive |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63104230A (en) * | 1986-10-21 | 1988-05-09 | Mitsubishi Electric Corp | Reproducing device for optical information by optical pickup |
JPH01185844A (en) * | 1988-01-20 | 1989-07-25 | Minolta Camera Co Ltd | Focus error detecting device |
-
1988
- 1988-08-24 JP JP63210257A patent/JP2734547B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63104230A (en) * | 1986-10-21 | 1988-05-09 | Mitsubishi Electric Corp | Reproducing device for optical information by optical pickup |
JPH01185844A (en) * | 1988-01-20 | 1989-07-25 | Minolta Camera Co Ltd | Focus error detecting device |
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JPH0258738A (en) | 1990-02-27 |
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