(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光束を記録媒体に照射してその反射光束を検出する光情報の検出方法であって、
前記反射光束を回折すると共に±１次回折光束の焦点位置を０次回折光束の焦点位置に対して光軸方向の前後としたホログラム素子と、
前記記録媒体のトラックに略平行する方向における前記０次回折光束の焦点位置に配置されており、少なくとも前記記録媒体のトラックに略直交する方向に分割した光検出手段と、
少なくとも前記０次回折光束の径を少なくとも前記記録媒体のトラックに略直交する方向に、前記分割した光検出手段の双方にまたがって照射されるように拡大する光学素子とを有し、
前記光学素子によって拡大された０次回折光束の位置を前記分割した光検出手段で検出する
光情報の検出方法。
【請求項２】
請求項１記載の光情報の検出方法において、
前記光学素子によって拡大された０次回折光束の位置を、前記記録媒体のトラックに略平行する方向における前記０次回折光束の焦点位置に配置されており少なくとも前記記録媒体のトラックに略直交する方向に分割した第１の光検出手段で検出すると共に、前記±１次回折光束のそれぞれの大きさを少なくとも前記記録媒体のトラックに略平行する方向に分割した第２及び第３の光検出手段で検出する
光情報の検出方法。
【請求項３】
請求項１記載の光情報の検出方法において、
前記光学素子によって拡大された０次回折光束の位置を前記記録媒体のトラックに略平行する方向に配置した複数の前記光検出手段で検出する
光情報の検出方法。
【請求項４】
請求項１記載の光情報の検出方法において、
前記光学素子は、前記記録媒体からの反射光束の光路中に設けられ前記反射光束の光軸に対して傾斜した平行平板により構成される
光情報の検出方法。
【請求項５】
請求項４記載の光情報の検出方法において、
前記平行平板を前記光軸を中心に回転させる手段を有する
光情報の検出方法。
【請求項６】
請求項１記載の光情報の検出方法において、
前記光学素子を、前記光源からの光束を反射して前記記録媒体に照射すると共に、前記記録媒体からの前記反射光束を透過する如く配置する
光情報の検出方法。
【請求項７】
光源からの光束を記録媒体に照射してその反射光束を検出する光情報の検出用光学装置であって、
前記反射光束を回折すると共に±１次回折光束の焦点位置を０次回折光束の焦点位置に対して光軸方向の前後としたホログラム素子と、
前記０次回折光束の位置を検出する、前記記録媒体のトラックに略平行する方向における前記０次回折光束の焦点位置に配置されており、少なくとも前記記録媒体のトラックに略直交する方向に分割した光検出手段と、
少なくとも前記０次回折光束の径を少なくとも前記記録媒体のトラックに略直交する方向に、前記分割した前記光検出手段の双方にまたがって照射されるように拡大する光学素子とを有する
光情報の検出用光学装置。
【請求項８】
請求項７記載の光情報の検出用光学装置において、
前記０次回折光束の位置を検出する、前記記録媒体のトラックに略平行する方向における前記０次回折光束の焦点位置に配置されており少なくとも前記記録媒体のトラックに略直交する方向に分割した第１の光検出手段と共に、前記±１次回折光束のそれぞれの大きさを検出する少なくとも前記記録媒体のトラックに略平行する方向に分割した第２及び第３の光検出手段を有する
光情報の検出用光学装置。
【請求項９】
請求項７記載の光情報の検出用光学装置において、
前記０次回折光束の位置を検出する前記光検出手段を前記記録媒体のトラックに略平行する方向に複数配置した
光情報の検出用光学装置。
【請求項１０】
請求項７記載の光情報の検出用光学装置において、
前記光学素子は、前記記録媒体からの反射光束の光路中に設けられ前記反射光束の光軸に対して傾斜した平行平板により構成される
光情報の検出用光学装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の光情報の検出用光学装置において、
前記平行平板を前記光軸を中心に回転させる手段を設けた
光情報の検出用光学装置。
【請求項１２】
請求項７記載の光情報の検出用光学装置において、
前記光学素子を、前記光源からの光束を反射して前記記録媒体に照射すると共に、前記記録媒体からの前記反射光束を透過する如く配置する
光情報の検出用光学装置。
【請求項１３】
光源からの光束を記録媒体に照射して光情報データの記録及び再生の少なくとも一方を行う光情報の記録再生装置であって、
前記反射光束を回折すると共に±１次回折光束の焦点位置を０次回折光束の焦点位置に対して光軸方向の前後としたホログラム素子と、
前記０次回折光束の位置を検出する、前記記録媒体のトラックに略平行する方向における前記０次回折光束の焦点位置に配置されており、少なくとも前記記録媒体のトラックに略直交する方向に分割した光検出手段と、
少なくとも前記０次回折光束の径を少なくとも前記記録媒体のトラックに略直交する方向に、前記分割した前記光検出手段の双方にまたがって照射されるように拡大する光学素子とを有し、
前記分割した光検出手段の差分出力により前記記録媒体のトラックとの相対位置の検出を行う
光情報の記録再生装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の光情報の記録再生装置において、
前記０次回折光束の位置を検出する、前記記録媒体のトラックに略平行する方向における前記０次回折光束の焦点位置に配置されており少なくとも前記記録媒体のトラックに略直交する方向に分割した第１の光検出手段と共に、前記±１次回折光束のそれぞれの大きさを検出する少なくとも前記記録媒体のトラックに略平行する方向に分割した第２及び第３の光検出手段を有し、
前記第１の光検出手段の差分出力により前記記録媒体のトラックとの相対位置の検出を行い、前記第２及び第３の光検出手段の出力により前記記録媒体に照射する光束の焦点位置の検出を行う
光情報の記録再生装置。
【請求項１５】
請求項１３記載の光情報の記録再生装置において、
前記０次回折光束の位置を検出する前記光検出手段を前記記録媒体のトラックに略平行する方向に複数配置した
光情報の記録再生装置。
【請求項１６】
請求項１３記載の光情報の記録再生装置において、
前記光学素子は、前記記録媒体からの反射光束の光路中に設けられ前記反射光束の光軸に対して傾斜した平行平板により構成される
光情報の記録再生装置。
【請求項１７】
請求項１６記載の光情報の記録再生装置において、
前記平行平板を前記光軸を中心に回転させる手段を設けた
光情報の記録再生装置。
【請求項１８】
請求項１３記載の光情報の記録再生装置において、
前記光学素子を、前記光源からの光束を反射して前記記録媒体に照射すると共に、前記記録媒体からの前記反射光束を透過する如く配置する
光情報の記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば光ディスクや光磁気ディスクにおける光情報の記録再生等に使用して好適な光情報の検出方法、検出用光学装置及び記録再生装置に関する。詳しくは、例えばホログラム素子を用いてフォーカシング制御を行う場合の光束の検出等が良好に行われるようにするものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば光ディスクの記録及び／または再生時においては、光源からの光束の照射位置を記録媒体（光ディスク）上の記録トラックに合致させるためのトラッキング制御や、光束の焦点を記録媒体の記録面に合わせるためのフォーカシング制御が行われている。このような制御を行うための手段として、本願発明者は先に特開２０００−１１３９８号公報に記載する発明を提案した。すなわちこの公報記載の発明では、図７に示すような光学装置が提案されている。
【０００３】
図７において、レーザー光源７０からの光束がコリメータレンズ７１を通じて平行光束に変換され、この平行光束が回折格子７２に入射される。そしてこの回折格子７２による例えば０次（ｄ）回折光束及び±１次（ｄ）回折光束が、偏光ビームスプリッタ７３で任意の偏光面の光束のみが透過されて１／４波長板７４に入射され、この１／４波長板７４で直線偏光から円偏光に変換された光束が、対物レンズ７５を通じて光ディスク７６の記録面に照射される。
【０００４】
さらにこの光ディスク７６の記録面で反射された光束が対物レンズ７５で平行光束に変換され、この平行光束が１／４波長板７４で入射時とは９０度異なる偏光面で円偏光から直線偏光に変換される。このため光ディスク７６からの反射光束は偏光ビームスプリッタ７３でも反射されて例えば図面の右方に出射される。そしてこの出射された光束が集束レンズ７７で集束されて、例えばオフアクシスのフレネルゾーンプレートの形成されたホログラム素子７８に入射される。
【０００５】
すなわちこのホログラム素子７８では、入射された光束がそれぞれ回折されると共に、このホログラム素子７８には例えば±１次（ｈ）回折光束の焦点位置が０次（ｈ）回折光束の焦点位置に対して光軸方向の前後となるレンズ効果が持たされる。さらにこのホログラム素子７８からの光束が屋根形プリズム７９の底面から入射される。またこの屋根形プリズム７９の頂角は、ホログラム素子７８による０次（ｈ）回折光束の光軸に一致して正確に配置される。
【０００６】
これによりこの屋根形プリズム７９からは、それぞれの光束が２分割されて出射される。そしてこれらの光束が集束レンズ７７及びホログラム素子７８による０次（ｈ）回折光束の焦点位置に設けられた光検出手段８０に照射される。すなわちレーザー光源７０からの光束が回折格子７２で例えば０次及び±１次（ｄ）回折光束に分割され、さらにこれらの光束がホログラム素子７８で０次及び±１次（ｈ）回折光束に分割されて光検出手段８０に照射される。
【０００７】
こうしてこの装置によれば、例えば図８に示すように光束が形成される。図８において、回折格子７２による０次及び±１次（ｄ）回折光束に対するホログラム素子７８による０次（ｈ）回折光束がそれぞれ２分割されて、点で示す光束８ａ〜８ｆが形成される。また回折格子７２による０次（ｄ）回折光束に対するホログラム素子７８による±１次（ｈ）回折光束がそれぞれ２分割されて、半円で示す光束８ｇ〜８ｊが形成される。
【０００８】
なお、上述のホログラム素子７８による±１次（ｈ）回折光束は、焦点位置が０次（ｈ）回折光束の焦点位置に対して光軸方向の前後とされているので、焦点がずれたものとなっている。このため本来の形状は円形になるもので、それが２分割されて半円となっているものである。また実際には、回折格子７２による±１次（ｄ）回折光束に対するホログラム素子７８による±１次（ｈ）回折光束も存在するが、この検出では使用されないので図示は省略する。
【０００９】
そしてこれらの光束が光検出手段８０に照射されてトラッキング及びフォーカシングの検出が行われる。すなわち光検出手段８０には、上述の光束８ａ〜８ｆを検出する受光部８Ａ〜８Ｆと、光束８ｇ＋８ｈ及び８ｉ＋８ｊを検出する受光部８１〜８３及び８４〜８６とが設けられる。そして例えば光束８ａ〜８ｆの光量の変化を検出してトラッキング制御を行い、光束８ｇ〜８ｊの面積の変化を検出してフォーカシング制御を行うものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上述の装置において、光束を２分割するための屋根形プリズム７９の配置は、ホログラム素子７８による０次（ｈ）回折光束の光軸に正確に一致していなければならず、極めて高い工作精度が要求される。また、例えば製造時の光検出手段８０の取り付けでは、光束８ａ〜８ｆの光量の変化が得られないために、光束８ａ〜８ｆが受光部８Ａ〜８Ｆを外れるまで取り付け位置のずれを検出することができず、位置合わせのためには別の手段等が必要とされる。
【００１１】
この出願はこのような点に鑑みて成されたものであって、解決しようとする問題点は、従来の装置では、光束を２分割するのに屋根形プリズムを用いていることから、例えば誤差の少ないトラッキングの検出を行うためには屋根形プリズムの配置などに極めて高い工作精度が要求され、また光検出手段の取り付けでは位置のずれを高精度に検出することができないなど、装置の製造や調整を容易に行うことができなかったというものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
このため本発明においては、ホログラム素子を用いて記録媒体からの反射光束を回折し、その±１次回折光束の焦点位置を０次回折光束の焦点位置に対して光軸方向の前後とすると共に、記記録媒体のトラックに略平行する方向における０次回折光束の焦点位置に、記録媒体のトラックに略直交する方向に分割した光検出手段を配置し、少なくとも０次回折光束の径を記録媒体のトラックに略直交する方向にこの分割した光検出手段の双方にまたがって照射されるように拡大するようにしたものであって、これによれば、高い工作精度が不要になると共に、例えば光検出手段の取り付け位置のずれを高精度に検出して、装置の製造や調整を容易に行うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
すなわち本発明の一の実施形態は、光源からの光束を記録媒体に照射してその反射光束を検出する光情報の検出方法であって、反射光束を回折すると共に±１次回折光束の焦点位置を０次回折光束の焦点位置に対して光軸方向の前後としたホログラム素子と、記録媒体のトラックに略平行する方向における０次回折光束の焦点位置に配置されており、少なくとも記録媒体のトラックに略直交する方向に分割した光検出手段と、少なくとも０次回折光束の径を少なくとも記録媒体のトラックに略直交する方向に、この分割した光検出手段の双方にまたがって照射されるように拡大する光学素子とを有し、この光学素子によって拡大された０次回折光束の位置をこの分割した光検出手段で検出してなるものである。
【００１４】
また、本発明の二の実施形態は、光源からの光束を記録媒体に照射してその反射光束を検出する光情報の検出用光学装置であって、反射光束を回折すると共に±１次回折光束の焦点位置を０次回折光束の焦点位置に対して光軸方向の前後としたホログラム素子と、０次回折光束の位置を検出する、記録媒体のトラックに略平行する方向における０次回折光束の焦点位置に配置されており、少なくとも記録媒体のトラックに略直交する方向に分割した光検出手段と、少なくとも０次回折光束の径を少なくとも記録媒体のトラックに略直交する方向に、この分割した前記光検出手段の双方にまたがって照射されるように拡大する光学素子とを有してなるものである。
【００１５】
さらに本発明の三の実施形態は、光源からの光束を記録媒体に照射して光情報データの記録及び再生の少なくとも一方を行う光情報の記録再生装置であって、反射光束を回折すると共に±１次回折光束の焦点位置を０次回折光束の焦点位置に対して光軸方向の前後としたホログラム素子と、０次回折光束の位置を検出する、記録媒体のトラックに略平行する方向における０次回折光束の焦点位置に配置されており、少なくとも記録媒体のトラックに略直交する方向に分割した光検出手段と、少なくとも０次回折光束の径を少なくとも記録媒体のトラックに略直交する方向に、この分割した前記光検出手段の双方にまたがって照射されるように拡大する光学素子とを有し、分割した光検出手段の差分出力により記録媒体のトラックとの相対位置の検出を行ってなるものである。
【００１６】
以下、図面を参照して本発明を説明するに、図１は本発明による光情報の検出方法を適用した本発明による光情報の検出用光学装置の一実施形態を示す構成図である。
【００１７】
図１において、レーザー光源１０からの光束がコリメータレンズ１１を通じて平行光束に変換され、この平行光束が回折格子１２に入射される。そしてこの回折格子１２による例えば０次（ｄ）回折光束及び±１次（ｄ）回折光束が、偏光ビームスプリッタ１３で任意の偏光面の光束のみが透過されて１／４波長板１４に入射され、この１／４波長板１４で直線偏光から円偏光に変換された光束が、対物レンズ１５を通じて光ディスク１６の記録面に照射される。
【００１８】
なおこの場合に、光ディスク１６の記録面に照射される０次（ｄ）回折光束及び±１次（ｄ）回折光束は、例えば光ディスク１６上の同一のトラックに照射されるように構成されるが、この内の０次（ｄ）回折光束はトラックの中心に照射されると共に、例えば＋１次（ｄ）回折光束はトラック内において光ディスク１６の内方に少しずれて照射され、−１次（ｄ）回折光束は光ディスク１６の外方に少しずれて照射されるように構成されている。
【００１９】
さらにこの光ディスク１６の記録面で反射された光束が対物レンズ１５で平行光束に変換され、この平行光束が１／４波長板１４で入射時とは９０度異なる偏光面で円偏光から直線偏光に変換される。このため光ディスク１６からの反射光束は偏光ビームスプリッタ１３でも反射されて例えば図面の右方に出射される。そしてこの出射された光束が集束レンズ１７で集束されて、例えばオフアクシスのフレネルゾーンプレートの形成されたホログラム素子１８に入射される。
【００２０】
すなわちこのホログラム素子１８では、入射された光束がそれぞれ回折されると共に、このホログラム素子１８には例えば±１次（ｈ）回折光束の焦点位置が０次（ｈ）回折光束の焦点位置に対して光軸方向の前後となるレンズ効果が持たされる。さらにこのホログラム素子１８からの光束が、その光束の径を一定の方向に拡大する光学素子としての例えば光軸方向に対して斜めに設けられた平行平板１９を通じて光検出手段２０に照射される。
【００２１】
こうしてこの装置によれば、例えば図２に示すように光束が形成される。図２において、回折格子１２による０次及び±１次（ｄ）回折光束に対するホログラム素子１８による０次（ｈ）回折光束が、それぞれ例えば光ディスク１６のトラックに略直交する方向に拡大されて、線分で示す光束２１〜２３が形成される。また回折格子１２による０次（ｄ）回折光束に対するホログラム素子１８による±１次（ｈ）回折光束からは、楕円で示す光束２４、２５が形成される。
【００２２】
すなわち平行平板１９が光軸方向に対して斜めに設けられることによって、この平行平板１９を透過した光束はその傾斜の方向に拡大される。この様子は、例えば図３に図１の要部を詳細に示すように、平行平板１９が傾くことで透過光の光路長が変化し、各光束の焦点位置が移動されることによって生じるものである。ただしこの焦点位置の移動は、平行平板１９の面に沿った方向から見た角度でのみ生じるもので、平行平板１９の面に対向する方向から見た角度では生じていない。
【００２３】
これによって、ホログラム素子１８による０次（ｈ）回折光束が、それぞれ例えば光ディスク１６のトラックに略直交する方向にのみ拡大されて、図２に線分で示す光束２１〜２３が形成される。なおこれらの光束２１〜２３は、トラックとの位置関係に応じて左右の光量が変化されるものである。そしてこれらの光束２１〜２３が、それぞれ光検出手段２０上で例えば光ディスク１６のトラックに略直交する方向に二分割された受光部２Ａ〜２Ｆに照射される。
【００２４】
さらにこれらの受光部２Ａ〜２Ｆからの検出信号ＳA 〜ＳF を用いて差動プッシュプル法によるトラッキング制御が行われる。すなわちトラッキング制御を行うためのトラッキングエラー信号ＳTEは、αを定数として例えば次の〔数１〕のような演算によって求められる。
【数１】
ＳTE＝（ＳA −ＳB ）−α｛（ＳC −ＳD ）＋（ＳE −ＳF ）｝／２
【００２５】
この〔数１〕において、トラッキング制御が正常な状態では、検出信号ＳA ＝ＳB 、ＳC ＝ＳD 、ＳE ＝ＳF であり、トラッキングエラー信号ＳTE＝０とされる。これに対しトラッキングが内方にずれると、検出信号ＳC ＞ＳD となってトラッキングエラー信号ＳTE＜０となり、またトラッキングが外方にずれると、検出信号ＳE ＜ＳF となってトラッキングエラー信号ＳTE＞０となる。そこでこのトラッキングエラー信号ＳTE＝０となるようにトラッキング制御が行われる。
【００２６】
このようにして、トラッキングの変化に対する光束２１〜２３の左右の光量の変化を用いてトラッキング制御が行われる。そしてこの場合に、〔従来の技術〕で述べたような屋根形プリズムに代えて、少なくとも０次（ｈ）回折光束の径を少なくとも記録媒体のトラックに略直交する方向に拡大する光学素子を用いることによって、屋根形プリズムの配置のような高い工作精度等を要求されることがなく、簡単な構成で良好なトラッキング制御を行うことができる。
【００２７】
また、上述の光束２１〜２３の形状が線分になっているので、この線分の照射されている位置の変化を受光部２Ａ〜２Ｆで検出することができる。すなわち光束２１〜２３の左右で光量の変化が無い場合にも、受光部２Ａ〜２Ｆの検出信号ＳA 〜ＳF には照射される線分が長い側と短い側によってレベル差が形成され、線分の照射されている位置を検出することができる。これによって、例えば製造時の光検出手段２０の取り付け位置のずれ等を検出することができる。
【００２８】
さらにホログラム素子１８による±１次（ｈ）回折光束については、図２における縦方向の径は不変で横方向の径のみが拡大または縮小される。これにより例えば焦点位置が光束２１より短い光束２４は横方向の径が拡大された楕円となり、焦点位置が光束２１より長い光束２５は横方向の径が縮小された楕円となる。そしてこれらの光束２４、２５が、それぞれ例えば光ディスク１６のトラックに略平行する方向に三分割された受光部２Ｇ〜２Ｉ、２Ｊ〜２Ｌに照射される。
【００２９】
ここでこれらの光束２４、２５は、光束２１を形成する光束の焦点が光ディスク１６の記録面に合っているときは、縦方向の径が等しくなるように構成されている。そして光束２１を形成する光束の焦点が光ディスク１６の記録面からずれると、光束２４、２５の一方の縦方向の径が大きくなり、他方の縦方向の径が小さくなる。さらにこれらの縦方向の径の変化は、光束２１を形成する光束の焦点の光ディスク１６の記録面からのずれの方向によって交替する。
【００３０】
そこで上述の受光部２Ｇ〜２Ｉ、２Ｊ〜２Ｌからの検出信号ＳG 〜２I 、２J 〜ＳL を用いて、スポットサイズ法によるフォーカシング制御が行われる。すなわちフォーカシング制御を行うためのフォーカシングエラー信号ＳFEは、例えば次の〔数２〕のような演算によって求められる。
【数２】
ＳFE＝｛ＳH −（ＳG ＋ＳI ）｝−｛ＳK −（ＳJ ＋ＳL ）｝
【００３１】
この〔数２〕において、フォーカシング制御が正常な状態では、フォーカシングエラー信号ＳFE＝０となるようにされている。これに対してフォーカシング制御が変動すると、そのずれの方向に応じてフォーカシングエラー信号ＳFEが正負に変化される。そこでこのフォーカシングエラー信号ＳFE＝０となるようにフォーカシング制御が行われる。なおこのフォーカシングの制御は、特開２０００−１１３９８号公報に記載された技術と同様である。
【００３２】
また上述の装置において、記録媒体となる光ディスク１６がＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk−Read Only Memory）のようなピットで再生の行われている場合や、ＤＶＤ−ＲＡＭ（Digital Versatile Disc−Random Access Memory）のように相変化によって記録再生の行われている場合には、例えば〔数３〕を用いて光量の変化を検出することによって出力信号ＳRFを得ることができる。
【数３】
ＳRF＝ＳA ＋ＳB
【００３３】
さらに上述の装置は、記録媒体となる光ディスク１６が、ＭＤ（Mini  Disk）等の光磁気ディスク（ＭＯ＝Magneto-Optical Disk）のように光量の変化では出力信号ＳRFを検出することができない場合であっても、出力信号ＳRF以外のトラッキングエラー信号ＳTEやフォーカシングエラー信号ＳFEの検出には用いることができる。すなわち上述の装置は、そのような光磁気ディスク等の記録媒体を用いる記録再生装置に対しても適用することができるものである。
【００３４】
従ってこの実施形態において、ホログラム素子を用いて記録媒体からの反射光束を回折し、その±１次回折光束の焦点位置を０次回折光束の焦点位置に対して光軸方向の前後とすると共に、少なくとも０次回折光束の径を記録媒体のトラックに略直交する方向に拡大するようにしたことによって、高い工作精度が不要になると共に、例えば光検出手段の取り付け位置のずれを高精度に検出して、装置の製造や調整を容易に行うことができる。
【００３５】
これによって、従来の装置では、光束を２分割するのに屋根形プリズムを用いていることから、例えば誤差の少ないトラッキングの検出を行うためには屋根形プリズムの配置などに極めて高い工作精度が要求され、また光検出手段の取り付けでは位置のずれを高精度に検出することができないなど、装置の製造や調整を容易に行うことができなかったものを、本発明によればこれらの問題点を容易に解消することができるものである。
【００３６】
なお上述の装置において、平行平板１９に対して光束２１の光軸を軸として回動可能とする機構を設けて取り付けを行うことができる。これによって、平行平板１９を回動させた場合には、光検出手段２０に照射される光束２１〜２５の全体が光ディスク１６のトラックに略平行する方向に移動される。なおこの移動は大きな円弧の一部であるが、光検出手段２０の大きさに相当する程度の微小な範囲では直線と見做すことができる。
【００３７】
さらに上述の装置において、ホログラム素子１８に対しても光束２１の光軸を軸として回動可能とする機構を設けて取り付けを行うことができる。これによって、ホログラム素子１８を回動させた場合には、光検出手段２０に照射される光束２１〜２５の全体が光束２１を中心に回転させる移動を行うことができる。そこでこのような略平行する方向の移動と回転させる移動とを組み合わせることによって、例えば光検出手段２０の取り付けを容易に行うことができる。
【００３８】
すなわち例えば光検出手段２０の取り付けにおいては、まず基準の位置に光検出手段２０を取り付ける。そして上述のホログラム素子１８の回転によって光検出手段２０と光束２１〜２５の光束２１を中心とした回転方向の位置合わせを行う。また、上述の平行平板１９の回転によって光検出手段２０と光束２１〜２５の光ディスク１６のトラックに略平行する方向の位置合わせを行う。さらに光ディスク１６のトラックに略直交する方向の位置合わせを行う。
【００３９】
そこでこの光ディスク１６のトラックに略直交する方向の位置合わせにおいては、上述の受光部２Ａ、２Ｂの検出信号ＳA 、ＳB を用いてこのレベル差が０になるようにして位置合わせを行うことができる。また上述の回転方向の位置合わせは受光部２Ｃ〜２Ｆの検出信号ＳC 〜ＳF を用いて行うことができる。さらに上述の略平行する方向の位置合わせは受光部２Ｇ、２Ｉ及び２Ｊ、２Ｌの検出信号ＳG 、ＳI 及びＳJ 、ＳL を用いて行うことができる。
【００４０】
なお、光ディスク１６のトラックに略直交する方向の光検出手段２０の位置合わせは、例えば光検出手段２０の取り付け部に調節機構を設けることによって行うことができる。また回転方向及び略平行する方向の位置合わせについても光検出手段２０の取り付け部に調節機構を設けることができるが、上述のホログラム素子１８及び平行平板１９の回転を併用することによって、より良好な位置合わせを行うことができるものである。
【００４１】
さらに上述の装置において、光束の径を一定の方向に拡大する光学素子は、上述の平行平板１９に限られるものではなく、例えば図４のＡに示すようなシリンドリカルレンズや、図４のＢに示すようなレンズとシリンドリカルレンズを組み合わせたマルチレンズ、図４のＣに示すようなウエッジ板を用いても同等の効果を得ることができる。さらにこの光学素子は、集束レンズ１７の効果と組み合わせることも、ホログラム素子１８と一体化することも可能である。
【００４２】
また上述の装置において、トラッキングエラー信号ＳTEの検出は、上述の〔数１〕で示した回折格子１２からの３スポットをそれぞれ光検出手段２０上で分割してその光量差の検出を行う差動プッシュプル法に限られるものではなく、回折格子１２によるサイドスポット（±１次（ｄ）回折光束）を光検出手段２０上で分割せずに用いる３スポット法や、回折格子１２を用いないプッシュプル法等で検出することもできる。
【００４３】
さらに上述の装置において、ホログラム素子１８と光束の径を一定の方向に拡大する光学素子（平行平板１９）との配置は、上述の実施形態の構成に限られるものではなく、対物レンズ１５から光検出手段２０までの間であれば、どの位置に設けても同等の効果を得ることができる。またホログラム素子１８と光学素子（平行平板１９）とは実施形態のように連続して設ける必要はなく、独立して設けることができると共に、その順序を逆にすることもできる。
【００４４】
そこで図５には、光学素子となる平行平板１９と偏光ビームスプリッタ１３とを一体化した場合の実施形態の構成を示す。この図５において、図面の左側に設けられたレーザー光源１０からの光束が回折格子１２に入射されれて、例えば０次（ｄ）回折光束及び±１次（ｄ）回折光束に変換される。さらにこれらの回折光束が、平行平板１９と一体化された偏光ビームスプリッタ１３に入射されて任意の偏光面の光束のみが反射される。
【００４５】
この反射された光束がコリメータレンズ１１を通じて平行光束に変換される。さらにこの平行光束が１／４波長板１４に入射され、この１／４波長板１４で直線偏光から円偏光に変換された光束が、対物レンズ１５を通じて光ディスク１６の記録面に照射される。なお、光ディスク１６の記録面に照射される０次（ｄ）回折光束及び±１次（ｄ）回折光束は、例えば光ディスク１６上の同一のトラック上で内外にずれて照射されるように構成される。
【００４６】
さらにこの光ディスク１６の記録面で反射された光束が対物レンズ１５で平行光束に変換される。そしてこの平行光束が１／４波長板１４で入射時とは９０度異なる偏光面で円偏光から直線偏光に変換されると共に、コリメータレンズ１１で集束されて平行平板１９と一体化された偏光ビームスプリッタ１３に入射される。このため光ディスク１６からの反射光束は平行平板１９と一体化された偏光ビームスプリッタ１３を透過して例えば図面の下方に出射される。
【００４７】
ここで偏光ビームスプリッタ１３に一体化された平行平板１９は、偏光ビームスプリッタ１３の光ディスク１６とは反対側の面で偏光ビームスプリッタ１３を透過される光軸方向に対して斜めに設けられ、その光束の径を一定の方向に拡大する光学素子として作用する。そしてこの平行平板１９と一体化された偏光ビームスプリッタ１３を透過された光束が、例えばオフアクシスのフレネルゾーンプレートの形成されたホログラム素子１８に入射される。
【００４８】
すなわちこのホログラム素子１８では、入射された光束がそれぞれ回折されると共に、このホログラム素子１８には例えば±１次（ｈ）回折光束の焦点位置が０次（ｈ）回折光束の焦点位置に対して光軸方向の前後となるレンズ効果が持たされる。そしてこのホログラム素子１８で回折された光束が光検出手段２０に照射される。従ってこの装置においても、図１と同様に回折され、拡大及び焦点のずらされた光束が光検出手段２０に照射される。
【００４９】
こうして上述の光情報の検出方法によれば、光源からの光束を記録媒体に照射してその反射光束を検出する方法であって、反射光束を回折すると共に±１次回折光束の焦点位置を０次回折光束の焦点位置に対して光軸方向の前後としたホログラム素子と、記録媒体のトラックに略平行する方向における０次回折光束の焦点位置に配置されており、少なくとも記録媒体のトラックに略直交する方向に分割した光検出手段と、少なくとも０次回折光束の径を少なくとも記録媒体のトラックに略直交する方向に、この分割した光検出手段の双方にまたがって照射されるように拡大する光学素子とを有し、この光学素子によって拡大された０次回折光束の位置をこの分割した光検出手段で検出することにより、例えば光検出手段の取り付け位置のずれを高精度に検出して、装置の製造や調整を容易に行うことができるものである。
【００５０】
また上述の光情報の検出用光学装置によれば、光源からの光束を記録媒体に照射してその反射光束を検出する装置であって、反射光束を回折すると共に±１次回折光束の焦点位置を０次回折光束の焦点位置に対して光軸方向の前後としたホログラム素子と、０次回折光束の位置を検出する、記録媒体のトラックに略平行する方向における０次回折光束の焦点位置に配置されており、少なくとも記録媒体のトラックに略直交する方向に分割した光検出手段と、少なくとも０次回折光束の径を少なくとも記録媒体のトラックに略直交する方向に、この分割した前記光検出手段の双方にまたがって照射されるように拡大する光学素子とを有することにより、高い工作精度が不要で、製造や調整の容易な装置を提供することができるものである。
【００５１】
さらに図６は、本発明による光情報の記録再生装置の一実施形態を示す構成図である。なおこの実施形態は記録媒体として、例えば上述のＤＶＤ−ＲＡＭを用いる場合について説明するが、本発明はその他の形式の記録媒体を用いる場合にも同様に適用できるものである。
【００５２】
この図６において、記録再生の全体の処理を行う制御装置１００が設けられ、この制御装置１００を通じて例えば外部コンピュータ（図示せず）との記録再生データのやり取りや、外部コンピュータからの制御信号の受け付けが行われる。すなわち受け付けられた制御信号はマイクロコンピュータからなる光ディスクコントローラ１０１に供給され、この光ディスクコントローラ１０１の制御に従ってインターフェース１０２を通じて記録再生データのやり取りが行われる。
【００５３】
そして記録時には、外部コンピュータ等からの記録データがインターフェース１０２を通じて誤り訂正回路１０３に供給され、記録再生時に生じる誤りを訂正するための誤り訂正コードの生成と付加が行われる。この誤り訂正コードの付加された記録データが信号変復調回路１０４に供給される。この信号変復調回路１０４に供給された記録データは、必要に応じてＲＡＭ（Random Access Memory）１０５に蓄えられた後、レーザー変調回路１０６に供給される。
【００５４】
このレーザー変調回路１０６からの信号が、上述の図１または図５で説明した構成の設けられた光学ピックアップ装置２００に供給される。すなわちこのレーザー変調回路１０６からの信号によって上述のレーザー光源１０が制御されることで、レーザー光源１０から出射される光束が記録データに従って制御される。そしてこの光束によって光ディスク１６の記録面の相変化が制御され、この相変化によってデータの記録が行われる。
【００５５】
さらに再生時には、光学ピックアップ装置２００からの出力信号ＳRFが信号変復調回路１０４に供給されて再生データが取り出される。この信号変復調回路１０４で取り出された再生データは、必要に応じてＲＡＭ１０５に蓄えられた後、誤り訂正回路１０３に供給される。そしてこの誤り訂正回路１０３で再生データの記録再生時に生じる誤りが誤り訂正コードにより訂正され、インターフェース１０２を通じて外部コンピュータ等に取り出される。
【００５６】
このようにして、例えば外部コンピュータのデータに対する記録再生の処理が行われる。なお、上述の光ディスクコントローラ１０１の制御によって、インターフェース１０２、誤り訂正回路１０３及び信号変復調回路１０４の記録再生時の切り換えが行われる。また、信号変復調回路１０４で取り出されたディスク１６上のトラックアドレス番号等の記録再生位置の情報が光ディスクコントローラ１０１に供給されて、トラックアクセス等の制御が行われる。
【００５７】
すなわち、例えば外部コンピュータから任意のトラックをアクセスする制御信号が光ディスクコントローラ１０１に供給されると、信号変復調回路１０４で取り出された記録再生位置の情報と比較して必要な制御信号がトラックアクセス制御回路１０７に供給される。そしてこのトラックアクセス制御回路１０７からの制御信号が送りモータ３００に供給され、ギア機構４００を通じて光学ピックアップ装置２００のディスク１６のトラックに直交する方向の移動が行われる。
【００５８】
さらにトラックアクセス制御回路１０７からの制御信号が光学ピックアップ装置２００に供給されて、送りモータ３００での移動後の精密なトラックのアクセスが行われる。すなわち送りモータ３００では、指定されたトラックへの概略のアクセスが高速で行われる。そしてその後に光学ピックアップ装置２００のトラッキング機構（図示せず）等を用いて精密なアクセスが行われて、指定されたトラックへのアクセスが完了される。
【００５９】
またこの光学ピックアップ装置２００から取り出される上述のトラッキングエラー信号ＳTE及びフォーカシングエラー信号ＳFEが、トラッキングエラー及びフォーカシング制御回路１０８に供給される。そしてこの制御回路１０８ではこれらのエラー信号ＳTE及びＳFEをそれぞれ減少させる方向の制御信号が形成され、これらの制御信号が光学ピックアップ装置２００に供給されてトラッキング及びフォーカシングの制御が行われる。
【００６０】
さらに例えばトラッキングの制御が光学ピックアップ装置２００での制御範囲を越える場合には、その場合の制御信号がピックアップ送り制御回路１０９に供給されて送りモータ３００に対してトラッキングのための制御が行われる。またこれらの制御回路１０８及び１０９の動作も光ディスクコントローラ１０１によって制御される。さらにディスク１６を回転させるためのスピンドルモータ５００の回転も光ディスクコントローラ１０１によって制御される。
【００６１】
このようにして、例えば外部コンピュータのデータに対する記録再生の処理が行われると共に、トラックアクセスやトラッキング及びフォーカシング等の制御が行われる。そしてこの場合に、光学ピックアップ装置２００として上述の図１または図５で説明した構成を用いることによって、高い工作精度が不要になると共に、例えば光検出手段の取り付け位置のずれを高精度に検出して、装置の製造や調整を容易に行うことができるものである。
【００６２】
こうして上述の光情報の記録再生装置によれば、光源からの光束を記録媒体に照射して光情報データの記録及び再生の少なくとも一方を行う装置であって、反射光束を回折すると共に±１次回折光束の焦点位置を０次回折光束の焦点位置に対して光軸方向の前後としたホログラム素子と、０次回折光束の位置を検出する、記録媒体のトラックに略平行する方向における０次回折光束の焦点位置に配置されており、少なくとも記録媒体のトラックに略直交する方向に分割した光検出手段と、少なくとも０次回折光束の径を少なくとも記録媒体のトラックに略直交する方向に、この分割した前記光検出手段の双方にまたがって照射されるように拡大する光学素子とを有し、分割した光検出手段の差分出力により記録媒体のトラックとの相対位置の検出を行うことにより、高い工作精度が不要になると共に、例えば光検出手段の取り付け位置のずれを高精度に検出して、装置の製造や調整を容易に行うことができるものである。
【００６３】
なお本発明は、上述の説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱することなく種々の変形が可能とされるものである。
【００６４】
【発明の効果】
従って請求項１の発明によれば、光源からの光束を記録媒体に照射してその反射光束を検出する光情報の検出方法であって、反射光束を回折すると共に±１次回折光束の焦点位置を０次回折光束の焦点位置に対して光軸方向の前後としたホログラム素子と、記録媒体のトラックに略平行する方向における０次回折光束の焦点位置に配置されており、少なくとも記録媒体のトラックに略直交する方向に分割した光検出手段と、少なくとも０次回折光束の径を少なくとも記録媒体のトラックに略直交する方向に、この分割した光検出手段の双方にまたがって照射されるように拡大する光学素子とを有し、この光学素子によって拡大された０次回折光束の位置をこの分割した光検出手段で検出することにより、例えば光検出手段の取り付け位置のずれを高精度に検出して、装置の製造や調整を容易に行うことができるものである。
【００６５】
また、請求項２の発明によれば、光学素子によって拡大された０次回折光束の位置を、記録媒体のトラックに略平行する方向における０次回折光束の焦点位置に配置されており少なくとも前記記録媒体のトラックに略直交する方向に分割した第１の光検出手段で検出すると共に、±１次回折光束のそれぞれの大きさを少なくとも記録媒体のトラックに略平行する方向に分割した第２及び第３の光検出手段で検出することによって、トラッキングの制御とフォーカシングの制御を良好に行うことができると共に、例えば光検出手段の取り付け位置のずれを高精度に検出することができるものである。
【００６６】
また、請求項３の発明によれば、光学素子によって拡大された０次回折光束の位置を記録媒体のトラックに略平行する方向に配置した複数の光検出手段で検出することによって、トラッキングの制御を良好に行うことができると共に、例えば光検出手段の取り付け位置のずれを高精度に検出することができるものである。
【００６７】
また、請求項４の発明によれば、光学素子は、記録媒体からの反射光束の光路中に設けられ反射光束の光軸に対して傾斜した平行平板により構成されることによって、トラッキングエラー信号の検出を良好に行うことができ、例えば光検出手段の取り付け位置のずれを高精度に検出することができるものである。
【００６８】
また、請求項５の発明によれば、平行平板を光軸を中心に回転させる手段を有することによって、例えば光検出手段の取り付け位置の調節を極めて容易に行うことができるものである。
【００６９】
また、請求項６の発明によれば、光学素子を、光源からの光束を反射して記録媒体に照射すると共に、記録媒体からの反射光束を透過する如く配置することによって、例えば光検出手段の取り付け位置のずれを高精度に検出して、装置の製造や調整を容易に行うことができるものである。
【００７０】
さらに請求項７の発明によれば、光源からの光束を記録媒体に照射してその反射光束を検出する光情報の検出用光学装置であって、反射光束を回折すると共に±１次回折光束の焦点位置を０次回折光束の焦点位置に対して光軸方向の前後としたホログラム素子と、０次回折光束の位置を検出する、記録媒体のトラックに略平行する方向における０次回折光束の焦点位置に配置されており、少なくとも記録媒体のトラックに略直交する方向に分割した光検出手段と、少なくとも０次回折光束の径を少なくとも記録媒体のトラックに略直交する方向に、この分割した前記光検出手段の双方にまたがって照射されるように拡大する光学素子とを有することにより、高い工作精度が不要で、製造や調整の容易な装置を提供することができるものである。
【００７１】
また、請求項８の発明によれば、０次回折光束の位置を検出する、記録媒体のトラックに略平行する方向における０次回折光束の焦点位置に配置されており少なくとも記録媒体のトラックに略直交する方向に分割した第１の光検出手段と共に、±１次回折光束のそれぞれの大きさを検出する少なくとも記録媒体のトラックに略平行する方向に分割した第２及び第３の光検出手段を有することによって、トラッキングの制御とフォーカシングの制御を良好に行うことができると共に、例えば光検出手段の取り付け位置のずれを高精度に検出することができるものである。
【００７２】
また、請求項９の発明によれば、０次回折光束の位置を検出する光検出手段を記録媒体のトラックに略平行する方向に複数配置したことによって、トラッキングの制御を良好に行うことができると共に、例えば光検出手段の取り付け位置のずれを高精度に検出することができるものである。
【００７３】
また、請求項１０の発明によれば、光学素子は、記録媒体からの反射光束の光路中に設けられ反射光束の光軸に対して傾斜した平行平板により構成されることによって、トラッキングエラー信号の検出を良好に行うことができ、例えば光検出手段の取り付け位置のずれを高精度に検出することができるものである。
【００７４】
また、請求項１１の発明によれば、平行平板を光軸を中心に回転させる手段を設けたことによって、例えば光検出手段の取り付け位置の調節を極めて容易に行うことができるものである。
【００７５】
また、請求項１２の発明によれば、光学素子を、光源からの光束を反射して記録媒体に照射すると共に、記録媒体からの反射光束を透過する如く配置することによって、例えば光検出手段の取り付け位置のずれを高精度に検出して、装置の製造や調整を容易に行うことができるものである。
【００７６】
さらに請求項１３の発明によれば、光源からの光束を記録媒体に照射して光情報データの記録及び再生の少なくとも一方を行う光情報の記録再生装置であって、反射光束を回折すると共に±１次回折光束の焦点位置を０次回折光束の焦点位置に対して光軸方向の前後としたホログラム素子と、０次回折光束の位置を検出する、記録媒体のトラックに略平行する方向における０次回折光束の焦点位置に配置されており、少なくとも記録媒体のトラックに略直交する方向に分割した光検出手段と、少なくとも０次回折光束の径を少なくとも記録媒体のトラックに略直交する方向に、この分割した前記光検出手段の双方にまたがって照射されるように拡大する光学素子とを有し、分割した光検出手段の差分出力により記録媒体のトラックとの相対位置の検出を行うことにより、高い工作精度が不要になると共に、例えば光検出手段の取り付け位置のずれを高精度に検出して、装置の製造や調整を容易に行うことができるものである。
【００７７】
また、請求項１４の発明によれば、０次回折光束の位置を検出する、記録媒体のトラックに略平行する方向における０次回折光束の焦点位置に配置されており少なくとも記録媒体のトラックに略直交する方向に分割した第１の光検出手段と共に、±１次回折光束のそれぞれの大きさを検出する少なくとも記録媒体のトラックに略平行する方向に分割した第２及び第３の光検出手段を有し、第１の光検出手段の差分出力により記録媒体のトラックとの相対位置の検出を行い、第２及び第３の光検出手段の出力により記録媒体に照射する光束の焦点位置の検出を行うことによって、トラッキングの制御とフォーカシングの制御を良好に行うことができると共に、例えば光検出手段の取り付け位置のずれを高精度に検出することができるものである。
【００７８】
また、請求項１５の発明によれば、０次回折光束の位置を検出する光検出手段を記録媒体のトラックに略平行する方向に複数配置したことによって、トラッキングの制御を良好に行うことができると共に、例えば光検出手段の取り付け位置のずれを高精度に検出することができるものである。
【００７９】
また、請求項１６の発明によれば、光学素子は、記録媒体からの反射光束の光路中に設けられ反射光束の光軸に対して傾斜した平行平板により構成されることによって、トラッキングエラー信号の検出を良好に行うことができ、例えば光検出手段の取り付け位置のずれを高精度に検出することができるものである。
【００８０】
また、請求項１７の発明によれば、平行平板を光軸を中心に回転させる手段を設けたことによって、例えば光検出手段の取り付け位置の調節を極めて容易に行うことができるものである。
【００８１】
また、請求項１８の発明によれば、光学素子を、光源からの光束を反射して記録媒体に照射すると共に、記録媒体からの反射光束を透過する如く配置することによって、例えば光検出手段の取り付け位置のずれを高精度に検出して、装置の製造や調整を容易に行うことができるものである。
【００８２】
これによって、従来の装置では、光束を２分割するのに屋根形プリズムを用いていることから、例えば誤差の少ないトラッキングの検出を行うためには屋根形プリズムの配置などに極めて高い工作精度が要求され、また光検出手段の取り付けでは位置のずれを高精度に検出することができないなど、装置の製造や調整を容易に行うことができなかったものを、本発明によればこれらの問題点を容易に解消することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光情報の検出方法を適用した本発明による光情報の検出用光学装置の一実施形態を示す構成図である。
【図２】その説明のための図である。
【図３】その説明のための図である。
【図４】その説明のための図である。
【図５】本発明による光情報の検出方法を適用した本発明による光情報の検出用光学装置の他の実施形態の構成図である。
【図６】本発明の適用される光情報の記録再生装置の一実施形態の構成図である。
【図７】従来の光情報の検出用光学装置の構成図である。
【図８】その説明のための図である。
【符号の説明】
１０…レーザー光源、１１…コリメータレンズ、１２…回折格子、１３…偏光ビームスプリッタ、１４…１／４波長板、１５…対物レンズ、１６…光ディスク、１７…集束レンズ、１８…ホログラム素子、１９…平行平板、２０…光検出手段
【図１】
0004396021.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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