JP2734547B2 - 光ピックアップヘッド装置及びこれを用いた光情報装置 - Google Patents

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）}。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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λ_２＝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f_C＝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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

【図面の簡単な説明】

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。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】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ていることを特
   徴とする光ピックアップヘッド装置。
2. 【請求項２】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。
3. 【請求項３】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。
4. 【請求項４】光記憶媒体の駆動機構と、請求項１〜３の
   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。