(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動可能に支持された対物レンズと、光ビームを出射する光源と、光記録媒体からの反射光ビームを受光する光検出手段とを有する光ヘッドにおいて、
上記対物レンズと上記光検出手段との間に反射光ビームを回折する光回折手段を設けて上記光回折手段による反射光ビームの回折光のスポットサイズ検出を回折方向と直交する方向について行うことにより、光記録媒体に対する合焦位置制御を行うものであり、
上記光回折手段は、前記回折方向に同一の曲線パターンの繰り返しよりなる回折パターンを有するホログラム素子であり、上記反射光ビームの回折光が上記光検出手段上に形成されるスポット群の一部または全てに対し、上記回折光のスポットサイズ検出に用いる方向の合焦位置のシフト量を、それに直交する上記回折光のスポットサイズ検出に用いない方向の合焦位置のシフト量よりも大きくなるようにした、
ことを特徴とする光ヘッド。
【請求項２】
上記回折光のスポットサイズ検出に用いない方向の合焦位置のシフト量を略０とすることを特徴とする請求項１記載の光ヘッド。
【請求項３】
上記スポットサイズ検出を行う方向は、光記録媒体上のトラックに沿った方向に対応する方向であり、上記光回折手段は、上記回折光の光記録媒体上のトラックに沿った方向に対応する方向の合焦位置のシフト量を、それに直交する方向の合焦位置のシフト量よりも大きくなるようにしたことを特徴とする請求項１記載の光ヘッド。
【請求項４】
上記対物レンズと上記光検出手段との間に、上記反射光ビームが上記光検出手段上に形成されるスポット群の一部または全てに対し、光記録媒体上のトラックに沿った方向に対応する方向よりもトラックを横切る方向に対応する方向のスポット径が大きくなるように制御する戻り光スポット形状補正手段を設けたことを特徴とする請求項３記載の光ヘッド。
【請求項５】
上記光回折手段はホログラム素子であり、上記戻り光スポット形状補正手段はシリンドリカルレンズ機能を有する素子であることを特徴とする請求項４記載の光ヘッド。
【請求項６】
上記光回折手段と上記対物レンズとの間に倍率差発生手段を設け、上記倍率差発生手段により、フォーカスエラー検出に用いる方向の倍率が、そうでない方向の倍率よりも大きくなるようになされていることを特徴とする請求項１記載の光ヘッド。
【請求項７】
上記倍率差発生手段は、アナモルフィックプリズムを含むことを特徴とする請求項６記載の光ヘッド。
【請求項８】
光ビームを出射する光源と、光記録媒体からの反射光ビームを受光する光検出手段とを有する受発光素子において、
上記光記録媒体と上記光検出手段との間に反射光ビームを回折する光回折手段を設けて上記光回折手段による反射光ビームの回折光のスポットサイズ検出を回折方向と直交する方向について行うことにより、光記録媒体に対する合焦位置制御を行うものであり、
上記光回折手段は、前記回折方向に同一の曲線パターンの繰り返しよりなる回折パターンを有するホログラム素子であり、上記反射光ビームの回折光が上記光検出手段上に形成されるスポット群の一部または全てに対し、上記回折光のスポットサイズ検出に用いる方向の合焦位置のシフト量を、それに直交する上記回折光のスポットサイズ検出に用いない方向の合焦位置のシフト量よりも大きくなるようにした、
ことを特徴とする受発光素子。
【請求項９】
上記回折光のスポットサイズ検出に用いない方向の合焦位置のシフト量を略０とすることを特徴とする請求項８記載の受発光素子。
【請求項１０】
上記スポットサイズ検出を行う方向は、光記録媒体上のトラックに沿った方向に対応する方向であり、上記光回折手段は、上記回折光の光記録媒体上のトラックに沿った方向に対応する方向の合焦位置のシフト量を、それに直交する方向の合焦位置のシフト量よりも大きくなるようにしたことを特徴とする請求項８記載の受発光素子。
【請求項１１】
上記光記録媒体と上記光検出手段との間に、上記反射光ビームが上記光検出手段上に形成されるスポット群の一部または全てに対し、光記録媒体上のトラックに沿った方向に対応する方向よりもトラックを横切る方向に対応する方向のスポット径が大きくなるように制御する戻り光スポット形状補正手段を設けたことを特徴とする請求項１０記載の受発光素子。
【請求項１２】
上記光回折手段はホログラム素子であり、上記戻り光スポット形状補正手段はシリンドリカルレンズ機能を有する素子であることを特徴とする請求項１１記載の受発光素子。
【請求項１３】
光記録媒体を回転駆動する駆動手段と、回転する光記録媒体に対して移動可能に支持された対物レンズを介して光を照射し、上記光記録媒体の信号記録面からの反射光ビームを上記対物レンズを介して光検出手段により検出する光ヘッドと、上記光検出手段からの検出信号に基づいて再生信号を生成する信号処理回路と、光検出手段からの検出信号に基づいて上記対物レンズを移動させるサーボ回路とを有する光記録媒体記録再生装置において、
上記光ヘッドは、光ビームを出射する光源と、光記録媒体からの反射光ビームを受光する光検出手段とを有するとともに、上記対物レンズと上記光検出手段との間に反射光ビームを回折する光回折手段を設けて上記光回折手段による反射光ビームの回折光のスポットサイズ検出を回折方向と直交する方向について行うことにより、光記録媒体に対する合焦位置制御を行うものであり、
上記光回折手段は、前記回折方向に同一の曲線パターンの繰り返しよりなる回折パターンを有するホログラム素子であり、上記反射光ビームの回折光が上記光検出手段上に形成されるスポット群の一部または全てに対し、上記回折光のスポットサイズ検出に用いる方向の合焦位置のシフト量を、それに直交する上記回折光のスポットサイズ検出に用いない方向の合焦位置のシフト量よりも大きくなるようにした、
ことを特徴とする光記録媒体記録再生装置。
【請求項１４】
上記光ヘッドは、上記回折光のスポットサイズ検出に用いない方向の合焦位置のシフト量を略０とすることを特徴とする請求項１３記載の光記録媒体記録再生装置。
【請求項１５】
上記スポットサイズ検出を行う方向は、光記録媒体上のトラックに沿った方向に対応する方向であり、上記光回折手段は、上記回折光の光記録媒体上のトラックに沿った方向に対応する方向の合焦位置のシフト量を、それに直交する方向の合焦位置のシフト量よりも大きくなるようにしたことを特徴とする請求項１３記載の光記録媒体記録再生装置。
【請求項１６】
上記対物レンズと上記光検出手段との間に、上記反射光ビームが上記光検出手段上に形成されるスポット群の一部または全てに対し、光記録媒体上のトラックに沿った方向に対応する方向よりもトラックを横切る方向に対応する方向のスポット径が大きくなるように制御する戻り光スポット形状補正手段を設けたことを特徴とする請求項１５記載の光記録媒体記録再生装置。
【請求項１７】
上記光回折手段はホログラム素子であり、上記戻り光スポット形状補正手段はシリンドリカルレンズ機能を有する素子であることを特徴とする請求項１６記載の光記録媒体記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば光信号の記録や再生を行う光ディスク装置等の光記録媒体記録再生装置、及び光記録媒体記録再生装置に用いられる光ヘッド、ならびに光ヘッドに用いられる受発光素子に関し、特にフォーカスエラーをスポットサイズ法により検出する場合に適用して有効な光ヘッド、受発光素子、及び光記録媒体記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、光ディスクに対して情報信号を記録再生する光記録媒体記録再生装置に用いられている光ヘッドでは、反射光情報からディスク等に記録された情報の再生を行うだけでなく、レーザ光の的確な記録／再生走査のためのフォーカス、トラッキングなどの誤差情報を得ることができるようになされている。
例えば、レーザ光の焦点位置をディスクなどの記録面に対して制御するための誤差情報（フォーカスエラー信号）を得る簡便な手法として、戻り光の合焦位置の前後に受光素子を配置し、その位置でのスポット径の変化を用いるスポットサイズ法が用いられる場合が多い。
【０００３】
また、近年は、光ヘッドの低コスト化、高信頼性化等の要求から、光学系を集積化した、受発光素子を用いる光ヘッドが増加してきている。図１３は、そのような光ヘッドの一例を示す斜視図である。
図１３に示す光ヘッド２００は、光源と光検出素子と光学部品を複合、集積化した受発光素子２０１と、この受発光素子２０１ら出射された光ビームを反射するミラー２０２と、ミラー２０２によって反射された受発光素子２０１からの光ビームを集光して、図示しない光ディスクの信号記録面上に照射させるとともに、光ディスクの信号記録面にて反射した戻り光を受発光素子２０１に導入する有限倍率対物レンズ２０３から構成されている。
光ディスクとしては、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等に対応している。
【０００４】
対物レンズ２０３は、図示しないレンズ支持部材によって、光ディスクの径方向、及び光ディスクに接離する方向の２軸方向に移動可能に支持されている。この対物レンズ２０３は、受発光素子２０１により受光され、信号処理回路により生成された制御信号に基づいて、フォーカス・トラッキングサーボ機構がレンズ支持部材を移動させることにより、光ディスクの径方向または光ディスクに接離する方向に移動される。
そして、対物レンズ２０３は、受発光素子２０１から出射される光ビームが光ディスクの信号記録面上で常に焦点が合うように、この光ビームを集光するとともに、この集光された光ビームを光ディスクのトラックに追従させる。
【０００５】
図１４は、受発光素子２０１の一例を示す構成図であり、図１４（Ａ）は受発光素子２０１の概要を示す断面図、図１４（Ｂ）は光検出素子の受光面の構成を示す平面図である。
この受発光素子２０１では、パッケージ２１５の内側に、光源２１１及び光検出素子２１４が個別に所定の位置にマウントされている。
また、光検出素子２１４の受光面上には、図示のように、分割された受光部群が設けられている。また、パッケージ２１５の上面には、グレーティング２１２、分割ホログラム素子２１３が配置されている。
【０００６】
次に、受発光素子２０１における光路について説明する。
この受発光素子２０１では、まず光源２１１から出射される光ビームがグレーティング２１２に入射され、トラッキングエラーを差動プッシュプル法によって検出するための３つの光束に分離される。
分離された光ビームは、分割ホログラム素子２１３を透過し、ホログラムの回折０次光の光ビームのみが、図１３に示したミラー２０２、有限倍率対物レンズ２０３を介して光ディスク上の信号記録面に集光される。光ディスク上の信号記録面によって反射された光ビームは、再び、対物レンズ２０３、ミラー２０２を経て、受発光素子２０１の分割ホログラム素子２１３に入射される。
【０００７】
そして、この分割ホログラム素子２１３によって、往路と分離されて、ホログラムの±１次光の光ビームは、プッシュプル検出をするために、領域を２分割されたホログラムによって、領域に応じて異なる回折角で回折されるとともに、フォーカスエラーをスポットサイズ検出によって得るための、焦点位置のシフトが行われ、光検出素子２１４上の受光部によって受光される。
ここで、スポットサイズ法によるフォーカスエラー信号検出、及び差動プッシュプル法によるトラッキングエラー信号検出が行われる。
各受光領域の出力値ａ１〜ｈ２から、各信号は例えば次の式によって検出される。
フォーカスエラー信号    ＝  {(b1+d1)-(a1+c1)} - {(b2+d2)-(a2+c2)}
トラッキングエラー信号  ＝  {(a1+b1+a2+b2)-(c1+d1+c2+d2)}
- K*{(e1+e2+g1+g2)-(f1+f2+h1+h2)}
ここで、K は係数である。
アドレス信号  ＝  (a1+b1+a2+b2)-(c1+d1+c2+d2)
ＲＦ信号  ＝  a1+b1+a2+b2+c1+d1+c2+d2
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述のような光学系の場合、差動プッシュプル検出を行うために、ホログラムの領域を分割しており、そのため、光検出素子上において、十分なスポットの分離を確保しようとすると、ホログラムの回折角を大きくする必要があり、回折格子のピッチが小さくなりすぎ、製造性が悪いという問題点がある。
さらに、ホログラムの分割に関しては、ＤＶＤフォーマットの登場に伴い、例えば、光技術コンタクトVol.36, No.6(1998)のp.253 に記載されているように、さらに複雑な分割がなされる例もあり、今後の、新フォーマットへの対応によっては、より複雑な分割が考えられ、その際には、より大きな回折角、より小さい格子ピッチが必要になってしまう可能性が高い。
また、今後、光源が近赤外から、赤、青、紫と短波長化することに伴い、同じ回折角でも、より格子ピッチが小さくなってしまうという問題点がある。
すなわち、格子ピッチが小さくなることは、単に製造が困難になるばかりでなく、溝の山と谷の比のずれが大きくなったり、形状がなまったりすることによって、回折光量比のばらつきの原因にもなる。
【０００９】
そこで本発明は、スポットサイズ法をとる場合に、格子ピッチがより大きくでき製造性がよいホログラム素子等の光回折手段を実現し、それを用いた光ヘッドや受発光素子、さらには光記録媒体記録再生装置の小型化や低コスト化を実現することを目的とする。
また、ディスクリート光学系においても、構成部品に対する製造精度や、組立精度を必要以上に厳しくしなくても、良好な特性が得られる構成を実現し、このような構成を用いた光ヘッド、さらには光記録媒体記録再生装置における特性の安定化、及び小型化や低コスト化を実現することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の光ヘッドは前記目的を達成するため、移動可能に支持された対物レンズと、光ビームを出射する光源と、光記録媒体からの反射光ビームを受光する光検出手段とを有する光ヘッドにおいて、上記対物レンズと上記光検出手段との間に反射光ビームを回折する光回折手段を設けて上記光回折手段による反射光ビームの回折光のスポットサイズ検出を回折方向と直交する方向について行うことにより、光記録媒体に対する合焦位置制御を行うものであり、上記光回折手段は、前記回折方向に同一の曲線パターンの繰り返しよりなる回折パターンを有するホログラム素子であり、上記反射光ビームの回折光が上記光検出手段上に形成されるスポット群の一部または全てに対し、上記回折光のスポットサイズ検出に用いる方向の合焦位置のシフト量を、それに直交する上記回折光のスポットサイズ検出に用いない方向の合焦位置のシフト量よりも大きくなるようにしたことを特徴とする。
【００１１】
また本発明の光ヘッドは、上記回折光のスポットサイズ検出に用いない方向の合焦位置のシフト量を略０とすることを特徴とする。
また、上記スポットサイズ検出を行う方向は、光記録媒体上のトラックに沿った方向に対応する方向であり、上記光回折手段は、上記回折光の光記録媒体上のトラックに沿った方向に対応する方向の合焦位置のシフト量を、それに直交する方向の合焦位置のシフト量よりも大きくなるようにしたことを特徴とする。
また、上記光回折手段と上記対物レンズとの間に倍率差発生手段を設け、上記倍率差発生手段により、フォーカスエラー検出に用いる方向の倍率が、そうでない方向の倍率よりも大きくなるようになされていることを特徴とする。
【００１２】
また本発明の受発光素子は、光ビームを出射する光源と、光記録媒体からの反射光ビームを受光する光検出手段とを有する受発光素子において、上記光記録媒体と上記光検出手段との間に反射光ビームを回折する光回折手段を設けて上記光回折手段による反射光ビームの回折光のスポットサイズ検出を回折方向と直交する方向について行うことにより、光記録媒体に対する合焦位置制御を行うものであり、上記光回折手段は、前記回折方向に同一の曲線パターンの繰り返しよりなる回折パターンを有するホログラム素子であり、上記反射光ビームの回折光が上記光検出手段上に形成されるスポット群の一部または全てに対し、上記回折光のスポットサイズ検出に用いる方向の合焦位置のシフト量を、それに直交する上記回折光のスポットサイズ検出に用いない方向の合焦位置のシフト量よりも大きくなるようにしたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の光記録媒体記録再生装置は、光記録媒体を回転駆動する駆動手段と、回転する光記録媒体に対して移動可能に支持された対物レンズを介して光を照射し、上記光記録媒体の信号記録面からの反射光ビームを上記対物レンズを介して光検出手段により検出する光ヘッドと、上記光検出手段からの検出信号に基づいて再生信号を生成する信号処理回路と、光検出手段からの検出信号に基づいて上記対物レンズを移動させるサーボ回路とを有する光記録媒体記録再生装置において、上記光ヘッドは、光ビームを出射する光源と、光記録媒体からの反射光ビームを受光する光検出手段とを有するとともに、上記対物レンズと上記光検出手段との間に反射光ビームを回折する光回折手段を設けて上記光回折手段による反射光ビームの回折光のスポットサイズ検出を回折方向と直交する方向について行うことにより、光記録媒体に対する合焦位置制御を行うものであり、上記光回折手段は、前記回折方向に同一の曲線パターンの繰り返しよりなる回折パターンを有するホログラム素子であり、上記反射光ビームの回折光が上記光検出手段上に形成されるスポット群の一部または全てに対し、上記回折光のスポットサイズ検出に用いる方向の合焦位置のシフト量を、それに直交する上記回折光のスポットサイズ検出に用いない方向の合焦位置のシフト量よりも大きくなるようにしたことを特徴とする。
【００１４】
本発明の光ヘッドにおいて、対物レンズと光検出手段との間に設けられた光回折手段によって反射光ビームを回折し、光検出手段に入射させてスポットサイズ法によるフォーカスエラー信号等の検出を行なう。
ここで、光回折手段は、反射光ビームの回折光が光検出手段上に形成されるスポット群の一部または全てに対し、上記回折光のスポットサイズ検出に用いる方向の合焦位置のシフト量を、それに直交する上記回折光のスポットサイズ検出に用いない方向の合焦位置のシフト量よりも大きくなるように制御する。
このような各スポット光の合焦位置のシフトにより、各スポット光の形状を検出に必要な方向に自在に制御することができるため、光検出手段上に多数のスポット光を集光させる場合でも、各スポット光の間隔を小さくして有効な検出を行なうことが可能である。
この結果、光回折手段における格子ピッチを大きくとることも可能となり、製造性がよい光回折手段を実現し、それを用いた光ヘッドの小型化や低コスト化を実現できる。
また、ディスクリート光学系においても、構成部品に対する製造精度や、組立精度を必要以上に厳しくしなくても、良好な特性が得られる構成を実現することが可能となり、光ヘッドの小型化や低コスト化を実現できる。
【００１５】
また、本発明の受発光素子において、光記録媒体と光検出手段との間に設けられた光回折手段によって反射光ビームを回折し、光検出手段に入射させてスポットサイズ法によるフォーカスエラー信号等の検出を行なう。
ここで、光回折手段は、反射光ビームの回折光が光検出手段上に形成されるスポット群の一部または全てに対し、上記回折光のスポットサイズ検出に用いる方向の合焦位置のシフト量を、それに直交する上記回折光のスポットサイズ検出に用いない方向の合焦位置のシフト量よりも大きくなるように制御する。
このような各スポット光の合焦位置のシフトにより、各スポット光の形状を検出に必要な方向に自在に制御することができるため、光検出手段上に多数のスポット光を集光させる場合でも、各スポット光の間隔を小さくして有効な検出を行なうことが可能である。
この結果、光回折手段における格子ピッチを大きくとることも可能となり、製造性がよい光回折手段を実現し、それを用いた受発光素子の小型化や低コスト化を実現できる。
【００１６】
また、以上のような光ヘッドや受発光素子を設けた光記録媒体記録再生装置においても同様に、光ヘッドや受発光素子の光回折手段における格子ピッチを大きくとることも可能となり、製造性がよい光回折手段を実現し、それを用いた光ヘッドや受発光素子の小型化、低コスト化により、光記録媒体記録再生装置の小型化や低コスト化を実現できる。
また、ディスクリート光学系を用いた光記録媒体記録再生装置においても、上述のような光回折手段を有する光ヘッドや受発光素子により、構成部品に対する製造精度や、組立精度を必要以上に厳しくしなくても、良好な特性が得られる構成を実現することが可能となり、光記録媒体記録再生装置の小型化や低コスト化を実現できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による光ヘッド、受発光素子、及び光記録媒体記録再生装置の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種種の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において、特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００１８】
図１は、本発明の実施の形態における受発光素子及び光ヘッドを組み込んだ光ディスク装置の構成を示すブロック図である。なお、図１に示す光記録媒体記録再生装置は、以下に説明する本発明の各実施例による受発光素子及び光ヘッドを搭載することが可能な光記録媒体記録再生装置の一例であり、本実施の形態では、以下の各実施例に共通する構成であるものとして説明する。
図１において、この光記録媒体記録再生装置１１０１は、光ディスク１１０２を回転駆動する駆動手段としてのスピンドルモータ１１０３と、光ヘッド１１０４と、その駆動手段としての送りモータ１１０５とを備えている。
ここで、スピンドルモータ１１０３は、システムコントローラ１１０７及びサーボ制御回路１１０９により駆動制御され、所定の回転数で回転される。
【００１９】
信号変復調部及びＥＣＣブロック１１０８は、信号の変調、復調及びＥＣＣ（エラー訂正符号）の付加を行う。光ヘッド１１０４は、信号変調およびＥＣＣブロック１１０８の指令に従って、回転する光ディスク１１０２の信号記録面に対して、それぞれ光照射を行う。このような光照射により光ディスク１１０２に対する記録、再生が行われる。
また、光ヘッド１１０４は、光ディスク１１０２の信号記録面からの反射光束に基づいて、後述するような各種の光ビームを検出し、各光ビームに対応する信号をプリアンブ部１１２０に供給する。
【００２０】
プリアンプ部１１２０は、各光ビームに対応する信号に基づいてフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号、ＲＦ信号等を生成できるように構成されている。再生対象とされる記録媒体の種類に応じて、サーボ制御回路１１０９、信号変調及びＥＣＣブロック１１０８等により、これらの信号に基づく復調及び誤り訂正処理等の所定の処理が行われる。
これにより、復調された記録信号は、例えばコンピュータのデータストレージ用であれば、インタフェース１１１１を介して外部コンピュータ１１３０等に送出される。これにより、外部コンピュータ１１３０等は光ディスク１１０２に記録された信号を再生信号として受け取ることができるようになっている。
【００２１】
また、オーディオ・ビジュアル用であれば、Ｄ／Ａ，Ａ／Ｄ変換器１１１２のＤ／Ａ変換部でデジタル／アナログ変換され、オーディオ・ビジュアル処理部１１１３に供給される。そして、このオーディオ・ビジュアル処理部１１１３でオーディオ・ビデオ信号処理が行われ、オーディオ・ビジュアル信号入出力部１１１４を介して外部の撮像・映写機器に伝送される。
上記光ヘッド１１０４には、例えば光ディスク１１０２上の所定の記録トラックまで、移動させるための送りモータ１１０５が接続されている。スピンドルモータ１１０３の制御と、送りモータ１１０５の制御と、光ヘッド１１０４の対物レンズを保持する二軸アクチュエータのフォーカシング方向及びトラッキング方向の制御は、それぞれサーボ制御回路１１０９により行われる。
【００２２】
図２は、本発明の実施の形態による受発光素子を組み込んだ光ヘッドの一例（第１実施例）を示す斜視図である。
また、図３は、図２に示す光ヘッドの一例を示す構成図であり、図３（Ａ）は内部断面図、図３（Ｂ）は光検出素子の受光面の構成を示す平面図である。
図２に示す光ヘッド１は、従来例の説明で用いた図１３に示す光ヘッド２００と全く同じ構成であり、受発光素子のみが異なるものである。
また、図３に示す受発光素子１１は、従来例の説明で用いた図１４に示す受発光素子２０１に対し、分割ホログラムの部分のみが異なる構成となっている。
【００２３】
図１４に示す受発光素子２０１の場合、分割ホログラム素子２１３によって単純に±１次回折光の合焦位置をずらしているために、光検出素子２１４上では、各スポットが略円形（２つに分離されて略半円形）になっている。
これに対して、図３に示す受発光素子１１の場合には、光検出素子２４上におけるスポットが、各スポットの分離方向（図３の横方向）で合焦し、焦線となるようになされている。
これは、ホログラム素子によってスポットサイズ検出を行う方向のみ、±１次光の合焦位置をシフトさせる設計としているため、±１次光のスポットサイズ検出とは無関係な方向、すなわち、スポットを分離している方向の合焦位置は変化しない。
そのため、スポットサイズ検出を行う各受光領域のスポット分離方向のサイズを小さくすることができ、その結果、ホログラム素子の回折角を小さくすることができ、回折格子ピッチを大きくすることが可能となる。
【００２４】
図４は、図１４に示すホログラム素子２１３と図３に示す分割ホログラム素子２３のホログラムパターンを対比して説明する図であり、図４（Ａ）が図１４に示すホログラム素子２１３のホログラムパターンを示し、図４（Ｂ）が図３に示すホログラム素子２３のホログラムパターンを示している。
なお、この図４では、説明を簡単にするため、領域分割は行っていない。
この図４からわかるように、図４（Ａ）に示すホログラムパターンＰ１は、スポット分離方向（紙面横方向）にもパワーを持つために、スポット分離方向の光束透過位置によって特性が変化する。それに対して、図４（Ｂ）に示すホログラムパターンは、スポット分離方向にパワーを持たないために、スポット分離方向に同じパターンの繰り返しになっている。
【００２５】
本形態では、このような図４（Ｂ）に示すホログラムパターンＰ２によってスポット形状を制御し、スポットサイズの検出方向にだけ長く、スポット分離方向には細い図３（Ｂ）に示すようなスポット形状を得るものである。
これにより、スポット間隔をより小さくすることができ、ホログラム素子の格子間隔をより大きくできるというメリットがある。
また、このようなホログラム素子２３により、光束透過位置が変化しても、常に特性が一定に保たれるというメリットもある。
なお、本形態では、このような作用を有する分割ホログラム素子２３をシリンドリカルタイプ分割ホログラム素子というものとする。
【００２６】
次に、特に「ＣＤ−Ｒ／ＲＷ」「ＤＶＤ−Ｒ］「ＤＶＤ−ＲＡＭ］「ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ」「ＤＶＤ＋ＲＷ」「ＤＶＲ−ＢＬＵＥ」等の記録再生型の光記録媒体記録再生装置に対して好適な光ヘッドを受発光素子を用いて実現する場合の実施例について説明する。
図５は、本発明の実施の形態による受発光素子を用いた光ヘッドの一例（第２実施例）を示す構成図である。
図５において、光ヘッド５は、光源と光検出素子と光学部品を複合、集積化した受発光素子１３０と、この受発光素子１３０から出射された光ビームを最適な状態で光ディスクＤ上に集光するための他の部品とからなる。
【００２７】
図６は、上述した受発光素子１３０の一例を示す構成図である。
次に、この受発光素子１３０及び図５に示す光ヘッド５の光路を簡単に説明する。
まず、光源１３１を出射した光は、ミラープリズム１３２によって光路を折り曲げられ、基板１３３上のアパーチャを通過し、半波長板１３４によって偏光方向を回転され、複合レンズ１３５に入射する。
そして、この複合レンズ１３５上の光回折素子１３５ａによって、トラッキングエラー検出、及びランドグルーブ判別に用いられる３ビームに分離され、複合レンズ上のカップリングレンズ１３５ｂによって、複合プリズム１３６、コリメータ８１に入射するＮＡを小さく変換され、複合レンズ１３６の偏光ビームスプリッタ膜１３６ａ（Ｐ偏光は透過、Ｓ偏光は反射となされている）をＰ偏光として透過し、コリメータ８１へと向かう。
ここで、回折格子は、本出願人が特願平１１−３７５３３９号において提案している、ランドグルーブ判別信号（ＣＴＳ信号）を用いるために、サイドスポットにわずかにデフォーカスを与えるようになされている。
【００２８】
次に、複合レンズ１３６を透過した光はコリメータ８１によって平行光に変換され、アナモミラー８２に入射する。そして、このアナモミラー８２によってθ//方向（半導体レーザの接合面に平行な方向）に対応した方向の光束の断面が拡大され、光束内における光強度分布の不均一性が補正されるとともに、θ//方向とθ⊥方向（半導体レーザの接合面に垂直な方向）とで倍率差が発生される。
この光強度分布を補正された光束は、「ＤＶＲ−ＢＬＵＥ」等の、高ＮＡな系において、ディスク基板厚誤差等により発生する球面収差補正用の液晶素子７７によって、最適な球面収差状態になされた後、１／４波長板６８によって円偏光になり、色収差補正レンズ８３によって最適な色収差を付加され、対物レンズ７０に入射する。そして、この対物レンズ７０によって光ディスクＤの信号記録面上に集光され、信号の記録再生が行われる。
【００２９】
光ディスクＤから反射されて戻ってきた光ビームは再び対物レンズ７０によって平行光に変換され、色収差補正レンズ８３を透過し、１／４波長板６８に入射する。そして、この１／４波長板６８によって往路に対して９０度偏光方向を変換され、液晶素子７７をそのまま透過した後、再びアナモミラー８２を反射し、コリメータ８１によって収束光に変換された後、複合プリズム１３６の偏光ビームスプリッタ膜１３６ａをＳ偏光として反射し、ハーフミラー１３６ｂによって、一部は反射、一部は透過光に分離される。
そして、反射した光は、複合レンズ１３５上のシリンドリカルレンズ１３５ｃによって、ディスクＤ上のトラック方向を横断する方向（Ｒａｄｉａｌ方向）に対応する方向のみ合焦位置を延長され、複合レンズ１３５上のホログラム素子１３５ｄによってフォーカスエラー信号をスポットサイズ法によって検出するために、Ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ方向のみ合焦位置をシフトされた±１次光と、ＲＦ信号検出及びトラッキングエラー信号、ランドグルーブ判別信号検出を行うための０次光とに分離され、光検出素子１３７によって受光される。
【００３０】
図７は、ホログラム素子とシリンドリカルレンズとによるスポット光への作用を示す説明図であり、図７（Ａ）はＲａｄｉａｌ方向のスポット光の状態を示し、図７（Ｂ）はＴａｎｇｅｎｔｉａｌ方向のスポット光の状態を示している。
また、図７（Ｃ）は光検出素子における各受光部とスポットとの関係を示している。
なお、図７に示すホログラム素子（Ｃｙｌ−ＨＯＥ）１１１は、シリンドリカルレンズ（Ｃｙｌ−Ｌｅｎｓ）１１０の平面に一体に設けられた場合の例である。
図７（Ａ）に示すように、Ｒａｄｉａｌ方向については、各スポット光にシリンドリカルレンズ１１０による合焦位置のシフトだけが作用し、各スポット径はほぼ同等になる。すなわち、ホログラム素子１１１の作用（ＨＯＥパワー）は働かない。
【００３１】
一方、図７（Ｂ）に示すように、Ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ方向については、ホログラム素子１１１の作用（ＨＯＥパワー）によって各スポット光の合焦位置が個別にシフトされ、０次光の合焦位置は光検出素子の受光面にほぼ一致する。また、±１次光の合焦位置は一方が延長され、他方が短縮されることにより、互いに同等のスポット径に拡大された状態で光検出素子に受光される。
なお、図７（Ｂ）は、０次光の両側に±１次光を示しているが、これは説明のためであり、実際には０次光と±１次光の各スポットは、Ｒａｄｉａｌ方向に１列に配置されているため、図７（Ｂ）の紙面方向に重なり合っているものである。
以上のような構成により、限られた受光面積内で、プッシュプル検出を行う方向（Ｒａｄｉａｌ方向）の０次光のスポット径の大きさを、より大きくすることが可能となり、デフォーカスによるスポット径の変化や受光部に対するスポットの環境変化等による位置ずれ等に対し、検出精度の低下による特性劣化も緩和することが可能となる。
【００３２】
次に、ハーフミラー１３６ｂを透過した光は、全反射面１３６ｅによって、全反射され、複合レンズ上の凹レンズ１３５ｅによって合焦位置を調整され、分割型ホログラム素子１３５ｇによって、ＲＦ信号を検出するための０次光と、ＤＰＤ信号を検出するための±１次光とに分離され、光検出素子１３７によって集光される。
【００３３】
以上のように、本形態のホログラム素子１３５ｄによってスポットサイズ検出を行う方向（Ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ方向）のみ、±１次光の合焦位置をシフトさせる構成となっている。そのため、０次光、±１次光の３スポットのＲａｄｉａｌ方向の合焦位置はほぼ同等に保たれる。従って、シリンドリカルレンズ１３５ｃによってＲａｄｉａｌ方向の合焦位置をずらしても、±１次光のスポット形状の非対称が起きない。
そのため、プッシュプル検出を行う方向（Ｒａｄｉａｌ方向）のスポット径の大きさをより大きくすることが可能となり、デフォーカスによるスポット径の変化、受光部に対するスポットの環境変化等による位置ずれ等による特性劣化も緩和される。
また、複合プリズム１３６の偏光ビームスプリッタ膜１３６ａとハーフミラー１３６ｂとの間の距離が製造ばらつきによってばらつくと、ホログラム素子１３５ｄ上で、光束が透過する位置が図中横方向にシフトしてしまう。しかし、この場合も、本形態のホログラム素子１３５ｄにより、横方向には同一パターンの繰り返しであるために、特性には全く影響しない。
【００３４】
一方、図８は、ＲＦ／ＤＰＤ信号用の分割型ホログラム素子１３５ｇの構成を示す斜視図である。
分割型ホログラム素子１３５ｇの各分割領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの透過光は、図示のように組み合わせで、ＲＦ信号の検出用受光部１３７ＦとＤＰＤ信号検出用の各受光部１３７Ｇ、１３７Ｈ、１３７Ｉ、１３７Ｊに受光する。
すなわち、受光部１３７Ｇには、分割型ホログラム素子１３５ｇの分割領域Ａ、Ｃを透過した−１次光が受光され、受光部１３７Ｈには、分割型ホログラム素子１３５ｇの分割領域Ｂ、Ｄを透過した−１次光が受光される。また、受光部１３７Ｉには、分割型ホログラム素子１３５ｇの分割領域Ｂ、Ｄを透過した＋１次光が受光され、受光部１３７Ｊには、分割型ホログラム素子１３５ｇの分割領域Ａ、Ｃを透過した＋１次光が受光される。
【００３５】
このような構成の光検出素子１３０における各信号は以下のようになる。
まず、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号、ランドグルーブ判別信号は、図６（Ｂ）に示すような受光部１３７Ａ、１３７Ｂ、１３７Ｃ、１３７Ｄ、１３７Ｅの各受光領域の出力をａ〜ｔとすると、次の式によって検出される。
フォーカスエラー信号＝（ａ＋ｃ−ｂ−ｎ−ｏ）−（ｄ＋ｆ−ｅ−ｐ−ｑ）
トラッキングエラー信号＝（ｊ−ｋ）−Ｋ×｛（ｈ−ｉ）＋（ｌ−ｍ）｝
なお、ここでＫは係数である。
また、図６（Ｃ）に示すＲＦ信号の検出用受光部１３７Ｆの出力をＲＦとすると、ＲＦ信号は、ＲＦ信号＝ＲＦの式で検出できる。
さらに、図６（Ｃ）に示すＤＰＤ法によるトラッキング信号の検出用受光部受光部１３７Ｇ、１３７Ｊの出力の和をＡＣ、受光部１３７Ｈ、１３７Ｉの出力の和をＢＣとすると、ＤＰＤ信号は、
ＤＰＤ信号＝出力ＡＣと出力ＢＤの位相差信号の式で検出できる。
【００３６】
図９は、本発明をディスクリート方式の光ヘッドに適用した他の例（第３実施例）を示す構成図である。
次に、この光ヘッド２の光路を簡単に説明する。
まず、半導体レーザ６１を出射した光は、往路コリメータレンズ６２によって平行光に変換され、アナモルフィックプリズム６３に入射する。ここでは、本出願人が特願Ｐ２０００−１２３７２３号において提案している直進型のアナモルフィックプリズムを用いている。
このアナモルフィックプリズム６３によってθ//方向に対応した方向の光束の断面が拡大され、光束内における光強度分布の不均一性が補正される。
【００３７】
光強度分布を補正された光束は、半波長板６４によって偏光方向を回転変換された後、回折格子６５によってトラッキングエラー検出、及びランドグルーブ判別に用いられる３ビームに分離され、偏光ビームスプリッタプリズム６６の偏光ビームスプリッタ面６６ａ（Ｐ偏光は透過、Ｓ偏光は反射となされている）をＰ偏光として透過し、１／４波長板６８によって円偏光になり、光ヘッド１の薄型化のために立ち上げミラー６９によって進行方向を９０度変換され、対物レンズ７０に入射する。
そして、この対物レンズ７０によって光ディスクＤの信号記録面上に集光され、信号の記録再生が行われる。
また、光ディスクＤから反射されて戻ってきた光ビームは、再び対物レンズ７０によって平行光に変換され、立ち上げミラー６９によって光路を９０度変換され、１／４波長板６８に入射する。
【００３８】
この１／４波長板６８により、往路に対して９０度偏光方向を変換され、偏光ビームスプリッタプリズム６６の偏向ビームスプリッタ面６６ａをＳ偏光として反射した後、全反射面６６ｂを全反射し、復路コリメータレンズ７１に入射される。そして、この復路コリメータレンズ７１によって収束光に変換された後、ホログラム素子７２に入射する。
その後、第１実施例と同様に、ホログラム素子７２によってフォーカスエラー信号をスポットサイズ法によって検出するための±１次光と、ＲＦ信号検出、及びトラッキングエラー信号検出を行うための０次光とに分離される。
【００３９】
分離された光束は、ホログラム素子７２による０次光を用いて差動プッシュプル法によりトラッキングエラー信号を得られるように、シリンドリカルレンズ７３によってディスクＤ上のトラック方向を横断する方向（Ｒａｄｉａｌ方向）に対応する方向にのみ合焦位置を延長され、光検出素子７４によって受光される。
そして、受光された光信号をもとに、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号、ランドグルーブ判別信号等のサーボ信号、及びＲＦ信号が生成され、情報の再生、及びディスク上の光スポットの制御が行われる。
【００４０】
図１０は、光検出素子７４上におけるスポットと受光部との関係を示す平面図である。
本実施例においても、ホログラム素子７２によってスポットサイズ検出を行う方向（Ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ方向）のみ、±１次光の合焦位置をシフトさせる構成となっている。
そのため、図１０に示すように、０次光、±１次光の３スポットのＲａｄｉａｌ方向の合焦位置はほぼ同等に保たれる。従って、シリンドリカルレンズ７３によってＲａｄｉａｌ方向の合焦位置をずらしても、±１次光のスポット形状の非対称が起きない。
そのため、プッシュプル検出を行う方向（Ｒａｄｉａｌ方向）のスポット径の大きさをより大きくすることが可能となり、デフォーカスによるスポット径の変化、受光部に対するスポットの環境変化等による位置ずれ等による特性劣化も緩和される。
【００４１】
ホログラム素子７２のパターンは、先に説明した図４と同様に、パターンがＲａｄｉａｌ方向にパワーを持たないために、Ｒａｄｉａｌ方向に同じパターンの繰り返しになっている。従って、光束透過位置が変化しても、常に特性が一定に保たれる。このため、部品のばらつき等によってホログラム素子上で、光束の透過位置が多少変化しても、影響がない。
図１０に示す光検出素子７４の各受光部７４１〜７４５の受光領域の出力をａ〜ｔとすると、各信号は例えば次の式によって検出される。
フォーカスエラー信号＝（ａ＋ｃ−ｂ−ｎ−ｏ）−（ｄ＋ｆ−ｅ−ｐ−ｑ）
トラッキングエラー信号＝（ｊ−ｋ）−Ｋ×｛（ｈ−ｉ）＋（ｌ−ｍ）｝
なお、ここでＫは係数である。
ランドグルーブ判別信号＝｛（ｈ＋ｉ）−ｒ｝−｛（ｌ＋ｍ）−ｔ｝
ＲＦ信号＝ｊ＋ｋ＋ｓ
【００４２】
図１１は、本発明の実施の形態による光ヘッドのさらに他の例（第４実施例）を示す構成図である。
この実施例は、第２実施例と同様に、往復路ともにアナモルフィックプリズムを透過するようにして構成されるタイプの光ヘッドの例を示している。
次に、この光ヘッド３の光路を簡単に説明する。
まず、半導体レーザ６１を出射した光は、往路コリメータレンズ６２によって平行光に変換され、光回折素子６５によってトラッキングエラー検出、及びランドグルーブ判別に用いられる３ビームに分離され、偏光ビームスプリッタプリズム７５の入射側に固定された半波長板７５ｃによって偏光方向を回転変換された後、偏光ビームスプリッタプリズム７５の偏光ビームスプリッタ面７５ａ（Ｐ偏光は透過、Ｓ偏光は反射となされている）をＰ偏光として透過し、アナモルフィックプリズム７６に入射する。
【００４３】
そして、このアナモルフィックプリズム７６によってθ//方向に対応した方向の光束の断面が拡大され、光束内における光強度分布の不均一性が補正されるとともに、θ//方向とθ⊥方向とでの倍率差が発生される。
光強度分布を補正された光束は、「ＤＶＲ−ＢＬＵＥ」等の、高ＮＡな系において、ディスク基板厚誤差等により発生する球面収差補正用の液晶素子７７によって最適な球面収差状態になされた後、１／４波長板６８によって円偏光になり、光ヘッド３の薄型化のために立ち上げミラー６９によって進行方向を９０度変換され、対物レンズ７０に入射する。そして、この対物レンズ７０によって光ディスクＤの信号記録面上に集光され、信号の記録再生が行われる。
【００４４】
光ディスクＤから反射されて戻ってきた光ビームは再び対物レンズ７０によって平行光に変換され、立ち上げミラー６９によって光路を９０度変換され、１／４波長板６８に入射する。
また、１／４波長板６８によって往路に対して、９０度偏光方向を変換され、液晶素子７７をそのまま透過した後、再びアナモルフィックプリズム７６を透過し、偏光ビームスプリッタプリズム６６の偏向ビームスプリッタ面６６ａをＳ偏光として反射した後、全反射面６６ｂを全反射し、復路コリメータレンズ７１に入射される。この復路コリメータレンズ７１によって収束光に変換された後、ホログラム素子７２に入射する。
【００４５】
その後、ホログラム素子７２によってフォーカスエラー信号をスポットサイズ法によって検出するために、Ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ方向のみ合焦位置をシフトされた±１次光と、ＲＦ信号検出及びトラッキングエラー信号、ランドグルーブ判別信号検出を行うための０次光とに分離される。
この分離された光束は、ホログラム素子による０次光を用いて差動プッシュプル法によりトラッキングエラー信号を得られるように、シリンドリカルレンズ付き光検出素子７８のシリンドリカルレンズによってディスク上のトラック方向を横断する方向（Ｒａｄｉａｌ方向）に対応する方向のみ合焦位置を延長され、光検出素子７４によって受光される。
【００４６】
この受光された光信号をもとに、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号、ランドグルーブ判別信号等のサーボ信号、及びＲＦ信号が生成され、情報の再生、及びディスク上の光スポットの制御が行われる。光検出素子上におけるスポットと受光部との関係は、第３実施例と同様である。
そして、この場合の各信号は、例えば次の式によって検出される。
フォーカスエラー信号＝（ａ＋ｃ−ｂ−ｎ−ｏ）−（ｄ＋ｆ−ｅ−ｐ−ｑ）
トラッキングエラー信号＝（ｊ−ｋ）−Ｋ×｛（ｈ−ｉ）＋（ｌ−ｍ）｝
なお、ここでＫは係数である。
ランドグルーブ判別信号＝｛（ｈ＋ｉ）−ｒ｝−｛（ｌ＋ｍ）−ｔ｝
ＲＦ信号＝ｊ＋ｋ＋ｓ
【００４７】
ところで、本例の場合、アナモルフィックプリズムを往復で透過することによって、ディスク上の集光点から光検出素子までの間の倍率が、アナモルフィックプリズムによる倍率変換がある方向とない方向とで異なることになる。
一方、本実施の形態においては、フォーカスエラーを検出する方向（方向１）とトラッキングエラー／ランドグルーブ判別信号を検出する方向（方向２）とが直交するようになされている。すなわち、方向１をＴａｎｇｅｎｔｉａｌ方向、方向２をＲａｄｉａｌ方向としている。
そこで、本例においては、アナモルフィックプリズム（倍率βＡ）による倍率変換方向を、方向１に対応する倍率をβ１、方向２に対応する倍率をβ２としたときに、
β１  ＝  βＡ  ×  β２
となるように配置している。
【００４８】
次に、このような倍率変換方向の配置による効果について説明する。
まず、前提として、対物レンズの開口数をＮＡ、フォーカス引き込み範囲をＳｐｐ、方向１のスポット径をΦ１、方向２のスポット径をΦ２、デフォーカス量をΔＤｅｆとする。
ここで、上述のようにアナモルフィックプリズムの倍率変換方向をβ１＝βＡ×β２とした場合、デフォーカス量ΔＤｅｆに対する合焦位置シフト量は、
方向１  ；  Δ１≒ΔＤｅｆ×２×（βＡ×β２）2
方向２  ；  Δ２≒ΔＤｅｆ×２×β２2
となる。
また、合焦時のスポット径Φ１は、
Φ１  ≒  （Ｓｐｐ／２）×２×（βＡ×β２）2
×｛（２・ＮＡ）／（βＡ×β２）｝
＝  ２・ＮＡ・Ｓｐｐ・（βＡ×β２）        ……式（１）
となる。
【００４９】
次に、ΔＤｅｆのデフォーカスが発生した場合のスポット径Φ２の変化量ΔΦ
２は、
ΔΦ２  ≒  ΔＤｅｆ×２×β２2 ×（２・ＮＡ）／β２
＝  ４・ＮＡ・β２・ΔＤｅｆ              ……式（２）
次に、上述の式（１）において、フォーカス引き込み範囲Ｓｐｐを固定し、スポット径Φ１（合焦時）を固定したとすると、
Φ１  ≒  ２・ＮＡ・Ｓｐｐ・（βＡ×β２）＝  Ｃｏｎｓ（定数）
となるので、
β２  ∝  １／βＡ
となる。
【００５０】
したがって、デフォーカスΔＤｅｆに対するスポット径Φ２の変化量は、
ΔΦ２／ΔＤｅｆ  ≒  ４・ＮＡ・β２  ∝  １／βＡ    ……式（３）
となり、アナモルフィックプリズムの倍率βＡに反比例する（なお、アナモルフィックプリズムの倍率方向をＲａｄｉａｌ方向にしたときには、βＡを１／βＡで置換すればよい）。
この結果、アナモルフィックプリズムの倍率方向をＴａｎｇｅｎｔｉａｌ方向とすれば、デフォーカスに対するスポット径Φ２の変化を小さくすることができる。
【００５１】
以上のように、フォーカスエラーを検出する方向（方向１）とトラッキングエラー／ランドグルーブ判別信号を検出する方向（方向２）とが直交、すなわち、方向１をＴａｎｇｅｎｔｉａｌ方向、方向２をＲａｄｉａｌ方向にし、アナモルフィックプリズム（倍率βＡ）による倍率変換方向を、方向１に対応する倍率をβ１、方向２に対応する倍率をβ２としたときに、
β１  ＝  βＡ  ×  β２
となるように配置することによって、デフォーカスによるトラッキングエラー／ランドグルーブ判別信号を検出する方向（方向２）のスポット径変化を小さくすることができ、デフォーカスによるトラッキングエラー／ランドグルーブ判別信号の特性変化を抑制することができる。
また、方向２に直交する方向に、トラッキングエラー／ランドグルーブ判別信号を検出するための３つのスポットが配置されることになるが、それらのスポットを光検出素子上で分離する場合に、光ディスク上での分離の何倍分離するかを決定するのは方向１の倍率β１であり、ディスク上でのスポット分離を一定とすると、光検出素子上でより大きな分離を確保することができ、設計の自由度が増すという効果を得ることができる。
【００５２】
図１２は、本発明の実施の形態による光ヘッドのさらに他の例（第５実施例）を示す構成図である。
この実施例では、光の往復路でコリメータレンズも共通化し、アナモルフィックプリズムと立上げミラーとを一体化させている。また、４０５ｎｍ帯の短波長光源を用いる場合の色収差の発生を考えて、色収差補正レンズを設けてある。
次に、図１２における光ヘッド４の光路を簡単に説明する。
まず、半導体レーザ６１を出射した光は、カップリングレンズ７９によって偏光ビームスプリッタプリズム８０、コリメータ８１に入射するＮＡを小さく変換され、光回折素子６５によってトラッキングエラー検出、及びランドグルーブ判別に用いられる３ビームに分離され、偏光ビームスプリッタプリズム８０の入射側に固定された半波長板によって偏光方向を回転変換された後、偏光ビームスプリッタ面をＰ偏光として透過し、コリメータ８１によって平行光に変換され、アナモミラー８２に入射する。
【００５３】
アナモミラー８２によって、θ//方向に対応した方向の光束の断面が拡大され、光束内における光強度分布の不均一性が補正されるとともに、θ//方向とθ⊥方向とでの倍率差が発生される。
光強度分布を補正された光束は、「ＤＶＲ−ＢＬＵＥ」等の高ＮＡな系において、ディスク基板厚誤差等により発生する球面収差補正用の液晶素子７７によって最適な球面収差状態になされた後、１／４波長板６８によって円偏光になり、色収差補正レンズ８３によって最適な色収差を付加され、対物レンズ７０に入射する。そして、この対物レンズ７０によって光ディスクＤの信号記録面上に集光され、信号の記録再生が行われる。
【００５４】
光ディスクＤから反射されて戻ってきた光ビームは、再び対物レンズ７０によって平行光に変換され、色収差補正レンズ８３を透過し、１／４波長板６８に入射する。
この１／４波長板６８によって、往路に対して９０度偏光方向を変換され、液晶素子７７をそのまま透過した後、再びアナモミラー８２で反射され、コリメータ８１によって収束光に変換された後、偏光ビームスプリッタプリズム６６の偏向ビームスプリッタ面をＳ偏光として反射した後、ホログラム素子７２に入射する。
その後、ホログラム素子７２によって、フォーカスエラー信号をスポットサイズ法によって検出するために、Ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ方向のみ合焦位置をシフトされた±１次光と、ＲＦ信号検出、トラッキングエラー信号、及びランドグルーブ判別信号検出を行うための０次光とに分離される。
【００５５】
そして、この分離された光束は、シリンドリカルレンズ付き光検出素子７８のシリンドリカルレンズにより、ホログラム素子による０次光を用いて差動プッシュプル法によりトラッキングエラー信号を得られるように、ディスクＤ上のトラック方向を横断する方向（Ｒａｄｉａｌ方向）に対応する方向のみ合焦位置を延長され、光検出素子７４によって受光される。
光検出素子７４では、この受光された光信号をもとに、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号、ランドグルーブ判別信号等のサーボ信号、及びＲＦ信号が生成され、情報の再生、及びディスク上の光スポットの制御が行われる。光検出素子７４上におけるスポットと受光部との関係は、図１３で説明した例と同様である。
以上のような構成により、上述した第３、第４実施例に対して、さらに部品点数の削減、光ヘッドの小型化が可能となる。
【００５６】
以上のように、本実施の形態によれば、合焦位置を一方向にだけシフトする光回折手段としてのシリンドリカルタイプのホログラムを用いたことから、スポットサイズ法をとる場合に、格子ピッチがより大きくでき製造性がよいホログラムを実現でき、それを用いた光ヘッドや受発光素子の小型化、低コスト化を実現することが可能となる。
また、複合プリズム等によって往復路を分離するような構成の光ヘッドや受発光素子においても、部品の寸法ばらつきに対して特性の変化がないようにすることが可能である。
また、ディスクリート光学系においても、構成部品に対する製造精度や、組立精度を必要以上に厳しくしなくても、良好な特性が得られる光学構成を実現することが可能となる。
また、これにより、小型、かつ低コストで、特性の安定した光ヘッド、光記録媒体記録再生装置が実現できる。
【００５７】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種種の応用及び変形が考えられる。
例えば、上述の説明においては、一方向にのみ合焦位置をシフトするような場合について述べたが、実際には、他の特性との関係によって、スポットサイズ検出を行う方向の焦点位置シフト量を、そうでない方向の焦点位置シフト量よりも大きくするようにしてもよい。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の光ヘッドでは、対物レンズと光検出手段との間に設けられた光回折手段によって反射光ビームを回折し、光検出手段に入射させてスポットサイズ法によるフォーカスエラー信号等の検出を行なう場合に、光回折手段は、反射光ビームの回折光が光検出手段上に形成されるスポット群に対し、上記回折光のスポットサイズ検出に用いる方向の合焦位置のシフト量を、それに直交する上記回折光のスポットサイズ検出に用いない方向の合焦位置のシフト量よりも大きくなるように制御するようにした。
したがって、このような各スポット光の合焦位置のシフトにより、各スポット光の形状を検出に必要な方向に自在に制御することができるため、光検出手段上に多数のスポット光を集光させる場合でも、各スポット光の間隔を小さくして有効な検出を行なうことができる。
この結果、光回折手段における格子ピッチを大きくとることも可能となり、製造性がよい光回折手段を実現し、それを用いた光ヘッドの小型化や低コスト化を実現できる。
また、ディスクリート光学系においても、構成部品に対する製造精度や、組立精度を必要以上に厳しくしなくても、良好な特性が得られる構成を実現することが可能となり、光ヘッドの小型化や低コスト化を実現できる。
【００５９】
また、本発明の受発光素子では、光記録媒体と光検出手段との間に設けられた光回折手段によって反射光ビームを回折し、光検出手段に入射させてスポットサイズ法によるフォーカスエラー信号等の検出を行なう場合に、光回折手段は、反射光ビームの回折光が光検出手段上に形成されるスポット群に対し、上記回折光のスポットサイズ検出に用いる方向の合焦位置のシフト量を、それに直交する上記回折光のスポットサイズ検出に用いない方向の合焦位置のシフト量よりも大きくなるように制御するようにした。
したがって、このような各スポット光の合焦位置のシフトにより、各スポット光の形状を検出に必要な方向に自在に制御することができるため、光検出手段上に多数のスポット光を集光させる場合でも、各スポット光の間隔を小さくして有効な検出を行なうことができる。
この結果、光回折手段における格子ピッチを大きくとることも可能となり、製造性がよい光回折手段を実現し、それを用いた受発光素子の小型化や低コスト化を実現できる。
【００６０】
また、以上のような光ヘッドや受発光素子を設けた光記録媒体記録再生装置においても同様に、光ヘッドや受発光素子の光回折手段における格子ピッチを大きくとることも可能となり、製造性がよい光回折手段を実現し、それを用いた光ヘッドや受発光素子の小型化、低コスト化により、光記録媒体記録再生装置の小型化や低コスト化を実現できる。
また、ディスクリート光学系を用いた光記録媒体記録再生装置においても、上述のような光回折手段を有する光ヘッドや受発光素子により、構成部品に対する製造精度や、組立精度を必要以上に厳しくしなくても、良好な特性が得られる構成を実現することが可能となり、光記録媒体記録再生装置の小型化や低コスト化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態における受発光素子及び光ヘッドを組み込んだ光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
【図２】  本発明の実施の形態による受発光素子を組み込んだ光ヘッドの一例（第１実施例）を示す斜視図である。
【図３】  図１に示す光ヘッドに組み込まれた受発光素子を示す構成図である。
【図４】  図３に示す光検出素子に用いられるホログラム素子のパターン例を従来のホログラム素子のパターン例と比較して示す説明図である。
【図５】  本発明の実施の形態による受発光素子を用いた光ヘッドの他の例（第２実施例）を示す構成図である。
【図６】  図５に示す光ヘッドに組み込まれた受発光素子の一例を示す構成図である。
【図７】  図６に示す光検出素子に用いられるホログラム素子による各スポット光の制御例を示す説明図である。
【図８】  図６に示す受発光素子に設けられる分割型ホログラム素子の構成を示す斜視図である。
【図９】  本発明の実施の形態による光ヘッドのさらに他の例（第３実施例）を示す構成図である。
【図１０】  図９に示す光ヘッドに設けられる光検出素子の例を示す平面図である。
【図１１】  本発明の実施の形態による光ヘッドのさらに他の例（第４実施例）を示す構成図である。
【図１２】  本発明の実施の形態による光ヘッドのさらに他の例（第５実施例）を示す構成図である。
【図１３】  従来の受発光素子を組み込んだ光ヘッドの一例を示す斜視図である。
【図１４】  図１３に示す光ヘッドに組み込まれた受発光素子を示す構成図である。
【符号の説明】
１……光ヘッド、１１……受発光素子、１２……ミラー、１３……対物レンズ、２１……光源、２３……ホログラム素子、２４……光検出素子、１１０１……光記録媒体記録再生装置、１１０２……光ディスク、１１０３……スピンドルモータ、１１０４……光ヘッド、１１０５……送りモータ、１１０７……システムコントローラ、１１０８……信号変復調部及びＥＣＣブロック、１１０９……サーボ制御回路、１１１１……インタフェース、１１１２……Ｄ／Ａ，Ａ／Ｄ変換器、１１１３……オーディオ・ビジュアル処理部、１１１４……オーディオ・ビジュアル信号入出力部、１１２０……プリアンプ部、１１３０……外部コンピュータ。
【図１】
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【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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