JP4332693B2

JP4332693B2 - Optical head, light emitting / receiving element, and optical recording medium recording / reproducing apparatus

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Publication number: JP4332693B2
Application number: JP2000349152A
Authority: JP
Inventors: 紀彰西
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-11-16
Filing date: 2000-11-16
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2020-11-16
Also published as: JP2002157757A

Description

【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。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to an optical recording medium recording / reproducing apparatus such as an optical disc apparatus that records and reproduces an optical signal, an optical head used in the optical recording medium recording / reproducing apparatus, and a light receiving / emitting element used in the optical head, in particular. The present invention relates to an optical head, a light emitting / receiving element, and an optical recording medium recording / reproducing apparatus which are effective when applied to the case where an error is detected by a spot size method.
[0002]
[Prior art]
  Conventionally, an optical head used in an optical recording medium recording / reproducing apparatus for recording / reproducing an information signal on / from an optical disc not only reproduces information recorded on a disc or the like from reflected light information but also reproduces laser light. Error information such as focus and tracking for accurate recording / reproduction scanning can be obtained.
  For example, as a simple method for obtaining error information (focus error signal) for controlling the focal position of laser light with respect to a recording surface such as a disk, light receiving elements are arranged before and after the focus position of return light, A spot size method using a change in spot diameter at the position is often used.
[0003]
  Further, in recent years, optical heads using a light receiving / emitting element integrated with an optical system have been increasing due to demands for cost reduction and high reliability of optical heads. FIG. 13 is a perspective view showing an example of such an optical head.
  An optical head 200 shown in FIG. 13 includes a light emitting / receiving element 201 in which a light source, a light detecting element, and an optical component are combined and integrated, a mirror 202 that reflects a light beam emitted from the light receiving / emitting element 201, and a mirror 202. The reflected light beam from the light emitting / receiving element 201 is condensed and irradiated onto the signal recording surface of the optical disk (not shown), and the return light reflected by the signal recording surface of the optical disk is introduced into the light receiving / emitting element 201. It is composed of a magnification objective lens 203.
  As an optical disk, it corresponds to CD, CD-R, CD-RW and the like.
[0004]
  The objective lens 203 is supported by a lens support member (not shown) so as to be movable in a biaxial direction, ie, a radial direction of the optical disc and a direction in which the objective lens 203 is in contact with or separated from the optical disc. The objective lens 203 is received by the light emitting / receiving element 201, and the focus / tracking servo mechanism moves the lens support member based on the control signal generated by the signal processing circuit, so that the objective lens 203 is in contact with the radial direction of the optical disk or the optical disk. Moved away.
  The objective lens 203 condenses this light beam so that the light beam emitted from the light emitting / receiving element 201 is always in focus on the signal recording surface of the optical disc, and the condensed light beam is applied to the optical disc. Follow the track.
[0005]
  14A and 14B are configuration diagrams illustrating an example of the light receiving and emitting element 201. FIG. 14A is a cross-sectional view illustrating the outline of the light receiving and emitting element 201, and FIG. 14B illustrates the structure of the light receiving surface of the light detecting element. It is a top view.
  In the light emitting / receiving element 201, the light source 211 and the light detecting element 214 are individually mounted at predetermined positions inside the package 215.
  Further, on the light receiving surface of the light detection element 214, as shown in the figure, a divided light receiving unit group is provided. A grating 212 and a divided hologram element 213 are disposed on the upper surface of the package 215.
[0006]
  Next, the optical path in the light emitting / receiving element 201 will be described.
  In the light emitting / receiving element 201, a light beam emitted from the light source 211 is first incident on the grating 212, and is separated into three light beams for detecting a tracking error by a differential push-pull method.
  The separated light beam is transmitted through the divided hologram element 213, and only the light beam of diffraction zero-order light of the hologram passes through the mirror 202 and the finite magnification objective lens 203 shown in FIG. Focused. The light beam reflected by the signal recording surface on the optical disc is incident on the divided hologram element 213 of the light emitting / receiving element 201 again through the objective lens 203 and the mirror 202.
[0007]
  Then, the divided hologram element 213 is separated from the forward path, and the light beam of the ± first-order light of the hologram has different diffraction angles depending on the region depending on the hologram divided into two regions for push-pull detection. And the focus position is shifted to obtain a focus error by spot size detection, and is received by the light receiving unit on the light detection element 214.
  Here, focus error signal detection by the spot size method and tracking error signal detection by the differential push-pull method are performed.
  From the output values a1 to h2 of each light receiving area, each signal is detected by the following equation, for example.
    Focus error signal = {(b1 + d1)-(a1 + c1)}-{(b2 + d2)-(a2 + c2)}
    Tracking error signal = {(a1 + b1 + a2 + b2)-(c1 + d1 + c2 + d2)}
                                  -K * {(e1 + e2 + g1 + g2)-(f1 + f2 + h1 + h2)}
                                    Where K is a coefficient.
      Address signal = (a1 + b1 + a2 + b2)-(c1 + d1 + c2 + d2)
      RF signal = a1 + b1 + a2 + b2 + c1 + d1 + c2 + d2
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
  However, in the case of the optical system as described above, the area of the hologram is divided in order to perform differential push-pull detection. Therefore, if it is attempted to ensure sufficient spot separation on the light detection element, the hologram There is a problem that it is necessary to increase the diffraction angle, and the pitch of the diffraction grating becomes too small, resulting in poor productivity.
  Furthermore, with respect to the division of holograms, with the advent of the DVD format, for example, as described in p.253 of Optical Technology Contact Vol.36, No.6 (1998), an example in which more complicated division is performed. Therefore, depending on the correspondence to the new format in the future, a more complicated division may be considered, and in that case, a larger diffraction angle and a smaller grating pitch are likely to be required.
  Further, as the light source is shortened from near infrared to red, blue, and purple in the future, there is a problem that the grating pitch becomes smaller even at the same diffraction angle.
  In other words, a smaller grating pitch not only makes manufacturing difficult, but also causes a deviation in the ratio of the amount of diffracted light by increasing the deviation in the ratio between the crests and troughs of the grooves or by reducing the shape. Also become.
[0009]
  Therefore, the present invention realizes an optical diffraction means such as a hologram element having a larger grating pitch and good manufacturability when the spot size method is adopted, and an optical head, a light emitting / receiving element, and an optical recording medium using the same. It is an object to realize downsizing and cost reduction of a recording / reproducing apparatus.
  In addition, even in the discrete optical system, an optical head using such a configuration is realized by realizing a configuration in which good characteristics can be obtained even if the manufacturing accuracy and assembly accuracy for the component parts are not stricter than necessary. It is an object of the present invention to stabilize characteristics in an optical recording medium recording / reproducing apparatus, and to achieve downsizing and cost reduction.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, an optical head of the present invention includes an objective lens that is movably supported, a light source that emits a light beam, and a light detection unit that receives a reflected light beam from an optical recording medium. In the above, a light diffracting means for diffracting a reflected light beam is provided between the objective lens and the light detecting means, and spot size detection of the diffracted light of the reflected light beam by the light diffracting means is performed in a direction orthogonal to the diffraction direction Thus, focusing position control with respect to the optical recording medium is performed.A hologram element having a diffraction pattern composed of repetition of the same curved pattern in the diffraction direction,The amount of shift of the in-focus position in the direction used for spot size detection of the diffracted light with respect to a part or all of the spot group in which the diffracted light of the reflected light beam is formed on the light detection means is orthogonal to the above. It is characterized in that it is larger than the shift amount of the focus position in the direction not used for detecting the spot size of the diffracted light.
[0011]
  The optical head of the present invention is characterized in that the shift amount of the in-focus position in a direction not used for detecting the spot size of the diffracted light is substantially zero..
MaThe spot size detection direction corresponds to the direction along the track on the optical recording medium, and the optical diffraction means corresponds to the direction of the diffracted light along the track on the optical recording medium. The shift amount of the in-focus position in the direction to be focused is made larger than the shift amount of the in-focus position in the direction orthogonal thereto.
  Further, a magnification difference generating means is provided between the light diffracting means and the objective lens, and the magnification difference generating means makes the magnification in the direction used for focus error detection larger than the magnification in the other direction. It is characterized by.
[0012]
  The light emitting / receiving element of the present invention is a light emitting / receiving element having a light source that emits a light beam and a light detecting unit that receives a reflected light beam from the optical recording medium. By providing a light diffracting means for diffracting the reflected light beam in between and detecting the spot size of the diffracted light of the reflected light beam by the light diffracting means in the direction orthogonal to the diffraction direction, the focus position control with respect to the optical recording medium is performed. The light diffracting means isA hologram element having a diffraction pattern composed of repetition of the same curved pattern in the diffraction direction,The amount of shift of the in-focus position in the direction used for spot size detection of the diffracted light with respect to a part or all of the spot group in which the diffracted light of the reflected light beam is formed on the light detection means is orthogonal to the above. It is characterized in that it is larger than the shift amount of the focus position in the direction not used for detecting the spot size of the diffracted light.
[0013]
  Further, the optical recording medium recording / reproducing apparatus of the present invention irradiates light through a driving means for rotationally driving the optical recording medium and an objective lens supported so as to be movable with respect to the rotating optical recording medium. An optical head for detecting the reflected light beam from the signal recording surface of the recording medium by the light detection means via the objective lens, a signal processing circuit for generating a reproduction signal based on the detection signal from the light detection means, and an optical In an optical recording medium recording / reproducing apparatus having a servo circuit for moving the objective lens based on a detection signal from a detecting means, the optical head includes a light source that emits a light beam and a reflected light beam from the optical recording medium. And a light diffracting means for diffracting the reflected light beam between the objective lens and the light detecting means, and diffracting the reflected light beam by the light diffracting means. By performing the direction orthogonal to the spot size detection and diffraction directions, which performs focus position control for the optical recording medium, the diffraction means,A hologram element having a diffraction pattern composed of repetition of the same curved pattern in the diffraction direction,The amount of shift of the in-focus position in the direction used for spot size detection of the diffracted light with respect to a part or all of the spot group in which the diffracted light of the reflected light beam is formed on the light detection means is orthogonal to the above. It is characterized in that it is larger than the shift amount of the focus position in the direction not used for detecting the spot size of diffracted light.
[0014]
  In the optical head of the present invention, the reflected light beam is diffracted by the light diffracting means provided between the objective lens and the light detecting means, and incident on the light detecting means to detect a focus error signal or the like by the spot size method. .
  Here, the light diffracting means shifts the in-focus position in the direction used for detecting the spot size of the diffracted light with respect to a part or all of the spot group in which the diffracted light of the reflected light beam is formed on the light detecting means. Is controlled to be larger than the shift amount of the in-focus position in the direction not used for detecting the spot size of the diffracted light orthogonal thereto.
  By shifting the in-focus position of each spot light, the shape of each spot light can be freely controlled in the direction necessary for detection, so even when many spot lights are condensed on the light detection means. It is possible to make effective detection by reducing the interval between the spot lights.
  As a result, it is possible to increase the grating pitch in the optical diffracting means, to realize an optical diffracting means with good manufacturability, and to realize downsizing and cost reduction of an optical head using it.
  In addition, even in the discrete optical system, it is possible to realize a configuration that can obtain good characteristics without making manufacturing accuracy and assembly accuracy stricter than necessary, thereby reducing the size and cost of the optical head. Can be realized.
[0015]
  In the light emitting / receiving element of the present invention, the reflected light beam is diffracted by the light diffracting means provided between the optical recording medium and the light detecting means, and is incident on the light detecting means to generate a focus error signal by the spot size method. Is detected.
  Here, the light diffracting means shifts the in-focus position in the direction used for detecting the spot size of the diffracted light with respect to a part or all of the spot group in which the diffracted light of the reflected light beam is formed on the light detecting means. Is controlled to be larger than the shift amount of the in-focus position in the direction not used for detecting the spot size of the diffracted light orthogonal thereto.
  By shifting the in-focus position of each spot light, the shape of each spot light can be freely controlled in the direction necessary for detection, so even when many spot lights are condensed on the light detection means. It is possible to make effective detection by reducing the interval between the spot lights.
  As a result, it is possible to increase the grating pitch in the light diffracting means, to realize a light diffracting means with good manufacturability, and to realize downsizing and cost reduction of a light emitting / receiving element using the same.
[0016]
  Similarly, in the optical recording medium recording / reproducing apparatus provided with the optical head and the light receiving / emitting element as described above, the grating pitch in the optical diffracting means of the optical head or the light receiving / emitting element can be increased. By realizing good light diffraction means and reducing the size and cost of the optical head and light emitting / receiving element using the means, it is possible to reduce the size and cost of the optical recording medium recording / reproducing apparatus.
  Also, in an optical recording medium recording / reproducing apparatus using a discrete optical system, the manufacturing accuracy and assembly accuracy for the component parts are not made stricter than necessary by the optical head and the light emitting / receiving element having the optical diffraction means as described above. However, it is possible to realize a configuration that can obtain good characteristics, and to realize downsizing and cost reduction of the optical recording medium recording / reproducing apparatus.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Embodiments of an optical head, a light emitting / receiving element, and an optical recording medium recording / reproducing apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
  The embodiment described below is a preferred specific example of the present invention, and thus technically preferable various kinds of limitations are given. However, the scope of the present invention is not limited to the following description. As long as there is no description which limits, it is not restricted to these aspects.
[0018]
  FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an optical disc apparatus incorporating a light emitting / receiving element and an optical head according to an embodiment of the present invention. The optical recording medium recording / reproducing apparatus shown in FIG. 1 is an example of an optical recording medium recording / reproducing apparatus capable of mounting a light emitting / receiving element and an optical head according to each embodiment of the present invention described below. In the embodiment, description will be made assuming that the configuration is common to the following embodiments.
  In FIG. 1, this optical recording medium recording / reproducing apparatus 1101 includes a spindle motor 1103 as a driving means for rotationally driving an optical disk 1102, an optical head 1104, and a feed motor 1105 as the driving means.
  Here, the spindle motor 1103 is driven and controlled by the system controller 1107 and the servo control circuit 1109, and is rotated at a predetermined rotational speed.
[0019]
  The signal modulation / demodulation unit and ECC block 1108 performs signal modulation, demodulation, and addition of ECC (error correction code). The optical head 1104 irradiates the signal recording surface of the rotating optical disk 1102 with light according to the signal modulation and the instruction of the ECC block 1108. Recording and reproduction with respect to the optical disc 1102 are performed by such light irradiation.
  The optical head 1104 detects various light beams as will be described later based on the reflected light beam from the signal recording surface of the optical disc 1102, and supplies signals corresponding to the respective light beams to the preamble unit 1120.
[0020]
  The preamplifier unit 1120 is configured to generate a focus error signal, a tracking error signal, an RF signal, and the like based on a signal corresponding to each light beam. In accordance with the type of recording medium to be reproduced, predetermined processing such as demodulation and error correction processing based on these signals is performed by the servo control circuit 1109, signal modulation and ECC block 1108, and the like.
  Thus, the demodulated recording signal is sent to the external computer 1130 or the like via the interface 1111 if it is for data storage of a computer, for example. Accordingly, the external computer 1130 and the like can receive a signal recorded on the optical disc 1102 as a reproduction signal.
[0021]
  For audio / visual use, the digital / analog conversion is performed by the D / A conversion unit of the D / A / A / D converter 1112, and is supplied to the audio / visual processing unit 1113. The audio / video processing unit 1113 performs audio / video signal processing, and the audio / visual signal input / output unit 1114 transmits the signal to an external imaging / projection device.
  The optical head 1104 is connected to a feed motor 1105 for moving to a predetermined recording track on the optical disk 1102, for example. The servo control circuit 1109 controls the spindle motor 1103, the feed motor 1105, and the focusing direction and tracking direction of the biaxial actuator that holds the objective lens of the optical head 1104.
[0022]
  FIG. 2 is a perspective view showing an example (first example) of an optical head incorporating the light emitting and receiving element according to the embodiment of the present invention.
  3 is a block diagram showing an example of the optical head shown in FIG. 2. FIG. 3 (A) is an internal cross-sectional view, and FIG. 3 (B) is a plan view showing the configuration of the light receiving surface of the light detection element. is there.
  The optical head 1 shown in FIG. 2 has exactly the same configuration as the optical head 200 shown in FIG. 13 used in the description of the conventional example, and only the light receiving and emitting elements are different.
  Further, the light emitting / receiving element 11 shown in FIG. 3 is different from the light emitting / receiving element 201 shown in FIG.
[0023]
  In the case of the light emitting / receiving element 201 shown in FIG. 14, since the focusing position of the ± first-order diffracted light is simply shifted by the divided hologram element 213, each spot is substantially circular (separated into two on the light detecting element 214). Has been made into a semi-circular shape).
  On the other hand, in the case of the light emitting / receiving element 11 shown in FIG. 3, the spot on the light detecting element 24 is focused in the separation direction of each spot (lateral direction in FIG. 3) and becomes a focal line. Has been made.
  This is because the focus position of ± primary light is shifted only in the direction in which the spot size detection is performed by the hologram element. Therefore, the direction is independent of the spot size detection of ± primary light, that is, the spot is separated. The in-focus position does not change.
  Therefore, the size of each light receiving region for spot size detection in the spot separation direction can be reduced, and as a result, the diffraction angle of the hologram element can be reduced and the diffraction grating pitch can be increased.
[0024]
  FIG. 4 is a diagram for explaining the hologram pattern of the hologram element 213 shown in FIG. 14 in comparison with the hologram pattern of the divided hologram element 23 shown in FIG. 3, and FIG. 4 (A) shows the hologram pattern of the hologram element 213 shown in FIG. FIG. 4B shows a hologram pattern of the hologram element 23 shown in FIG.
  In FIG. 4, region division is not performed for the sake of simplicity.
  As can be seen from FIG. 4, the hologram pattern P1 shown in FIG. 4A also has power in the spot separation direction (the horizontal direction on the paper surface), and therefore the characteristics change depending on the light beam transmission position in the spot separation direction. On the other hand, the hologram pattern shown in FIG. 4B has the same pattern in the spot separation direction because it has no power in the spot separation direction.
[0025]
  In this embodiment, the spot shape is controlled by the hologram pattern P2 shown in FIG. 4B, and is long only in the spot size detection direction and thin in the spot separation direction, as shown in FIG. 3B. Is what you get.
  Thereby, there is an advantage that the spot interval can be further reduced and the grating interval of the hologram element can be further increased.
  Further, the hologram element 23 has an advantage that the characteristics are always kept constant even if the light beam transmission position changes.
  In this embodiment, the divided hologram element 23 having such an action is referred to as a cylindrical type divided hologram element.
[0026]
  Next, especially for recording / reproducing optical recording medium recording / reproducing apparatuses such as “CD-R / RW”, “DVD-R”, “DVD-RAM”, “DVD-R / RW”, “DVD + RW”, “DVR-BLUE”, etc. An embodiment in which a suitable optical head is realized by using a light emitting / receiving element will be described.
  FIG. 5 is a configuration diagram showing an example (second example) of an optical head using the light receiving and emitting elements according to the embodiment of the present invention.
  In FIG. 5, an optical head 5 includes a light receiving / emitting element 130 in which a light source, a light detecting element, and an optical component are combined and integrated, and a light beam emitted from the light receiving / emitting element 130 is collected on an optical disk D in an optimal state. It consists of other parts for light.
[0027]
  FIG. 6 is a configuration diagram illustrating an example of the light receiving and emitting element 130 described above.
  Next, the light path of the light emitting / receiving element 130 and the optical head 5 shown in FIG. 5 will be briefly described.
  First, the light emitted from the light source 131 is bent in the optical path by the mirror prism 132, passes through the aperture on the substrate 133, is rotated in the polarization direction by the half-wave plate 134, and enters the compound lens 135.
  Then, it is separated into three beams used for tracking error detection and land / groove discrimination by the light diffraction element 135a on the composite lens 135, and enters the composite prism 136 and the collimator 81 by the coupling lens 135b on the composite lens. The NA is converted to a small value, and the polarization beam splitter film 136a of the compound lens 136 (P-polarized light is transmitted and S-polarized light is reflected) is transmitted as P-polarized light and travels toward the collimator 81.
  Here, since the diffraction grating uses the land / groove discrimination signal (CTS signal) proposed by the present applicant in Japanese Patent Application No. 11-375339, the diffraction spot is slightly defocused. Yes.
[0028]
  Next, the light transmitted through the compound lens 136 is converted into parallel light by the collimator 81 and enters the anamorphic mirror 82. The anamorphic mirror 82 enlarges the cross section of the light beam in the direction corresponding to the θ // direction (direction parallel to the bonding surface of the semiconductor laser), corrects the nonuniformity of the light intensity distribution in the light beam, and // A magnification difference is generated between the direction and the θ⊥ direction (direction perpendicular to the bonding surface of the semiconductor laser).
  The light beam whose light intensity distribution has been corrected is brought into an optimum spherical aberration state by a liquid crystal element 77 for correcting spherical aberration caused by a disk substrate thickness error or the like in a high NA system such as “DVR-BLUE”. After that, the light becomes circularly polarized light by the quarter wavelength plate 68, optimal chromatic aberration is added by the chromatic aberration correction lens 83, and enters the objective lens 70. Then, the objective lens 70 collects the light on the signal recording surface of the optical disc D, and the signal is recorded and reproduced.
[0029]
  The light beam reflected and returned from the optical disk D is converted again into parallel light by the objective lens 70, passes through the chromatic aberration correction lens 83, and enters the quarter-wave plate 68. Then, the direction of polarization is changed by 90 degrees with respect to the forward path by the quarter-wave plate 68, and after passing through the liquid crystal element 77 as it is, is reflected again by the anamorphic mirror 82 and converted into convergent light by the collimator 81. The polarizing beam splitter film 136a of the prism 136 is reflected as S-polarized light, and partly reflected and partly transmitted by the half mirror 136b.
  The reflected light is extended in focus only in a direction corresponding to a direction (Radial direction) crossing the track direction on the disk D by the cylindrical lens 135c on the compound lens 135, and the hologram element on the compound lens 135 is obtained. In order to detect the focus error signal by the spot size method by 135d, ± first-order light whose focus position is shifted only in the Tangential direction, and zero-order for performing RF signal detection, tracking error signal, and land groove discrimination signal detection. It is separated into light and received by the light detection element 137.
[0030]
  7A and 7B are explanatory views showing the action of the hologram element and the cylindrical lens on the spot light. FIG. 7A shows the state of the spot light in the radial direction, and FIG. 7B shows the spot light in the tangential direction. Shows the state.
  FIG. 7C shows the relationship between each light receiving portion and the spot in the light detection element.
  7 is an example in which the hologram element (Cyl-HOE) 111 shown in FIG. 7 is provided integrally on the plane of the cylindrical lens (Cyl-Lens) 110.
  As shown in FIG. 7A, in the radial direction, only the focal position shift by the cylindrical lens 110 acts on each spot light, and the diameters of the spots become substantially equal. That is, the action of the hologram element 111 (HOE power) does not work.
[0031]
  On the other hand, as shown in FIG. 7B, in the tangential direction, the focus position of each spot light is individually shifted by the action of the hologram element 111 (HOE power), and the focus position of the 0th-order light is detected by light. It almost coincides with the light receiving surface of the element. In addition, one of the in-focus positions of the ± primary light is extended and the other is shortened, so that the light detection elements receive light in a state where they are enlarged to the same spot diameter.
  FIG. 7B shows ± first-order light on both sides of the 0th-order light, but this is for explanation. Actually, each spot of 0th-order light and ± 1st-order light is Radial. Since they are arranged in a row in the direction, they overlap in the paper surface direction of FIG.
  With the configuration as described above, the spot diameter of the zero-order light in the direction in which push-pull detection is performed (Radial direction) can be increased within a limited light receiving area, and the spot diameter due to defocusing can be increased. It is also possible to mitigate the deterioration of characteristics due to a decrease in detection accuracy, for example, a positional shift caused by a change in the spot or a change in the environment of the spot with respect to the light receiving unit.
[0032]
  Next, the light transmitted through the half mirror 136b is totally reflected by the total reflection surface 136e, the in-focus position is adjusted by the concave lens 135e on the compound lens, and an RF signal is detected by the split hologram element 135g. The zero-order light and the ± first-order light for detecting the DPD signal are separated and condensed by the light detection element 137.
[0033]
  As described above, the focus position of ± primary light is shifted only in the direction (Tangential direction) in which spot size detection is performed by the hologram element 135d of the present embodiment. For this reason, the focal positions in the radial direction of the three spots of 0th-order light and ± 1st-order light are kept substantially equal. Therefore, even if the focusing position in the radial direction is shifted by the cylindrical lens 135c, the asymmetry of the spot shape of ± primary light does not occur.
  Therefore, it is possible to further increase the spot diameter in the direction in which push-pull detection is performed (Radial direction), and the characteristic deterioration due to the positional deviation due to the change of the spot diameter due to defocusing, the environmental change of the spot with respect to the light receiving portion, etc. Is also eased.
  Further, if the distance between the polarizing beam splitter film 136a and the half mirror 136b of the composite prism 136 varies due to manufacturing variations, the position where the light beam is transmitted on the hologram element 135d is shifted in the horizontal direction in the figure. However, in this case as well, the hologram element 135d of the present embodiment repeats the same pattern in the horizontal direction, and therefore has no influence on the characteristics.
[0034]
  On the other hand, FIG. 8 is a perspective view showing the configuration of a split hologram element 135g for RF / DPD signals.
  The transmitted light of the divided areas A, B, C, and D of the split hologram element 135g is combined as shown in the figure, and the RF signal detecting light receiving portion 137F and the DPD signal detecting light receiving portions 137G, 137H, and 137I. 137J receives light.
  That is, the light receiving unit 137G receives the minus first-order light transmitted through the divided regions A and C of the split hologram element 135g, and the light receiving unit 137H transmits the split regions B and D of the split hologram element 135g. -1st order light is received. The light receiving unit 137I receives + 1st order light transmitted through the divided regions B and D of the split hologram element 135g, and the light receiving unit 137J transmits +1 through the split regions A and C of the split hologram element 135g. Next light is received.
[0035]
  Each signal in the photodetecting element 130 having such a configuration is as follows.
  First, the focus error signal, tracking error signal, and land / groove discrimination signal are as follows when the outputs of the respective light receiving regions of the light receiving portions 137A, 137B, 137C, 137D, and 137E as shown in FIG. It is detected by the formula of
  Focus error signal = (a + c−b−n−o) − (d + f−e−p−q)
  Tracking error signal = (j−k) −K × {(h−i) + (1−m)}
  Here, K is a coefficient.
  If the output of the RF signal detection light receiving portion 137F shown in FIG. 6C is RF, the RF signal can be detected by the equation RF signal = RF.
  Furthermore, when the sum of the outputs of the light receiving portions 137G and 137J for detecting the tracking signal by the DPD method shown in FIG. 6C is AC and the sum of the outputs of the light receiving portions 137H and 137I is BC, the DPD signal is
  DPD signal = detected by the equation of phase difference signal between output AC and output BD.
[0036]
  FIG. 9 is a block diagram showing another example (third embodiment) in which the present invention is applied to a discrete optical head.
  Next, the optical path of the optical head 2 will be briefly described.
  First, light emitted from the semiconductor laser 61 is converted into parallel light by the forward-path collimator lens 62 and enters the anamorphic prism 63. Here, a straight-ahead anamorphic prism proposed by the present applicant in Japanese Patent Application No. P2000-123723 is used.
  The anamorphic prism 63 enlarges the cross section of the light beam in the direction corresponding to the θ // direction, and corrects the nonuniformity of the light intensity distribution in the light beam.
[0037]
  The light beam whose light intensity distribution is corrected is rotationally converted in the polarization direction by the half-wave plate 64, and then separated into three beams used for tracking error detection and land / groove discrimination by the diffraction grating 65, and the polarization beam splitter prism 66 The polarizing beam splitter surface 66a (P-polarized light is transmitted and S-polarized light is reflected) is transmitted as P-polarized light and becomes circularly-polarized light by the quarter-wave plate 68, so that the optical head 1 can be made thinner. The traveling direction is converted by 90 degrees by the raising mirror 69 and enters the objective lens 70.
  Then, the objective lens 70 collects the light on the signal recording surface of the optical disc D, and the signal is recorded and reproduced.
  The light beam reflected and returned from the optical disk D is converted again into parallel light by the objective lens 70, the optical path is converted by 90 degrees by the rising mirror 69, and enters the quarter-wave plate 68.
[0038]
  The quarter wavelength plate 68 converts the polarization direction by 90 degrees with respect to the forward path, reflects the deflected beam splitter surface 66a of the polarization beam splitter prism 66 as S-polarized light, then totally reflects the total reflection surface 66b, and returns. The light enters the collimator lens 71. Then, the light is converted into convergent light by the return path collimator lens 71 and then incident on the hologram element 72.
  Thereafter, in the same manner as in the first embodiment, the hologram element 72 generates ± first-order light for detecting a focus error signal by the spot size method, and zero-order light for performing RF signal detection and tracking error signal detection. To be separated.
[0039]
  The separated luminous flux is used in a direction (radial direction) that traverses the track direction on the disk D by the cylindrical lens 73 so that a tracking error signal can be obtained by a differential push-pull method using zero-order light from the hologram element 72. The in-focus position is extended only in the corresponding direction, and the light detection element 74 receives the light.
  Based on the received optical signal, servo signals such as a focus error signal, tracking error signal, and land / groove discrimination signal, and an RF signal are generated to reproduce information and control the light spot on the disk. Is called.
[0040]
  FIG. 10 is a plan view showing the relationship between the spot on the light detection element 74 and the light receiving portion.
  Also in the present embodiment, the focus position of ± first-order light is shifted only in the direction in which the spot size detection is performed by the hologram element 72 (Tangential direction).
  Therefore, as shown in FIG. 10, the in-focus positions in the radial direction of the three spots of 0th-order light and ± first-order light are kept substantially equal. Therefore, even if the focusing position in the radial direction is shifted by the cylindrical lens 73, the asymmetry of the spot shape of ± primary light does not occur.
  Therefore, it is possible to further increase the spot diameter in the direction in which push-pull detection is performed (Radial direction), and the characteristic deterioration due to the positional deviation due to the change of the spot diameter due to defocusing, the environmental change of the spot with respect to the light receiving portion, etc. Is also eased.
[0041]
  The pattern of the hologram element 72 is a repetition of the same pattern in the radial direction because the pattern does not have power in the radial direction, as in FIG. 4 described above. Therefore, even if the light beam transmission position changes, the characteristics are always kept constant. For this reason, even if the transmission position of the light beam slightly changes on the hologram element due to component variations or the like, there is no influence.
  When the outputs of the light receiving areas of the light receiving portions 741 to 745 of the light detecting element 74 shown in FIG. 10 are denoted by a to t, each signal is detected by the following equation, for example.
  Focus error signal = (a + c−b−n−o) − (d + f−e−p−q)
  Tracking error signal = (j−k) −K × {(h−i) + (1−m)}
  Here, K is a coefficient.
  Land groove discrimination signal = {(h + i) −r} − {(l + m) −t}
  RF signal = j + k + s
[0042]
  FIG. 11 is a configuration diagram showing still another example (fourth example) of the optical head according to the embodiment of the present invention.
  As in the second embodiment, this embodiment shows an example of an optical head of a type that is configured so as to pass through an anamorphic prism in both round trip paths.
  Next, the optical path of the optical head 3 will be briefly described.
  First, the light emitted from the semiconductor laser 61 is converted into parallel light by the forward collimator lens 62, separated into three beams used for tracking error detection and land / groove discrimination by the light diffraction element 65, and the polarization beam splitter prism 75 After the polarization direction is rotationally converted by the half-wave plate 75c fixed on the incident side, the polarization beam splitter surface 75a of the polarization beam splitter prism 75 (P-polarized light is transmitted and S-polarized light is reflected) is set as P-polarized light. The light passes through and enters the anamorphic prism 76.
[0043]
  The anamorphic prism 76 enlarges the cross section of the light beam in the direction corresponding to the θ // direction, corrects the non-uniformity of the light intensity distribution in the light beam, and provides the θ // direction and the θ⊥ direction. A magnification difference is generated.
  The light flux whose light intensity distribution has been corrected is brought into an optimal spherical aberration state by a liquid crystal element 77 for correcting spherical aberration caused by a disk substrate thickness error or the like in a high NA system such as “DVR-BLUE”. The circularly polarized light is formed by the quarter-wave plate 68, the traveling direction is converted by 90 degrees by the rising mirror 69 to make the optical head 3 thin, and the light enters the objective lens 70. Then, the objective lens 70 collects the light on the signal recording surface of the optical disc D, and the signal is recorded and reproduced.
[0044]
  The light beam reflected and returned from the optical disk D is again converted into parallel light by the objective lens 70, the optical path is converted by 90 degrees by the rising mirror 69, and is incident on the quarter-wave plate 68.
  In addition, the polarization direction is changed by 90 ° with respect to the forward path by the quarter wavelength plate 68, passes through the liquid crystal element 77 as it is, passes through the anamorphic prism 76 again, and is deflected by the polarizing beam splitter prism 66. After the surface 66 a is reflected as S-polarized light, the total reflection surface 66 b is totally reflected and incident on the return path collimator lens 71. After being converted into convergent light by this return path collimator lens 71, it enters the hologram element 72.
[0045]
  Thereafter, in order to detect the focus error signal by the spot size method by the hologram element 72, ± first-order light whose focus position is shifted only in the tangential direction, RF signal detection, tracking error signal, and land groove discrimination signal detection are performed. For 0th order light.
  This separated light beam traverses the track direction on the disk by the cylindrical lens of the photodetection element 78 with the cylindrical lens so that a tracking error signal can be obtained by the differential push-pull method using the zero-order light from the hologram element. The focus position is extended only in the direction corresponding to the direction (Radial direction), and the light detection element 74 receives the light.
[0046]
  Based on the received optical signal, servo signals such as a focus error signal, a tracking error signal, and a land / groove discrimination signal, and an RF signal are generated to reproduce information and control the optical spot on the disk. . The relationship between the spot on the photodetecting element and the light receiving part is the same as in the third embodiment.
  And each signal in this case is detected by the following formula, for example.
  Focus error signal = (a + c−b−n−o) − (d + f−e−p−q)
  Tracking error signal = (j−k) −K × {(h−i) + (1−m)}
  Here, K is a coefficient.
  Land groove discrimination signal = {(h + i) −r} − {(l + m) −t}
  RF signal = j + k + s
[0047]
  By the way, in the case of this example, by reciprocally transmitting through the anamorphic prism, the magnification between the light condensing point on the disk and the light detection element becomes a direction where there is a magnification conversion by the anamorphic prism and a direction where there is no magnification conversion. It will be different.
  On the other hand, in the present embodiment, the direction in which the focus error is detected (direction 1) and the direction in which the tracking error / land groove discrimination signal is detected (direction 2) are orthogonal to each other. That is, direction 1 is the tangential direction and direction 2 is the radial direction.
  Therefore, in this example, when the magnification conversion direction by the anamorphic prism (magnification βA) is β1 as the magnification corresponding to direction 1 and β2 as the magnification corresponding to direction 2,
  β1 = βA × β2
It arrange | positions so that it may become.
[0048]
  Next, the effect of the arrangement in the magnification conversion direction will be described.
  First, it is assumed that the numerical aperture of the objective lens is NA, the focus pull-in range is Spp, the spot diameter in direction 1 is Φ1, the spot diameter in direction 2 is Φ2, and the defocus amount is ΔDef.
  Here, when the magnification conversion direction of the anamorphic prism is β1 = βA × β2 as described above, the in-focus position shift amount with respect to the defocus amount ΔDef is
  Direction 1; Δ1≈ΔDef × 2 × (βA × β2)²
  Direction 2; Δ2≈ΔDef × 2 × β2²
It becomes.
  In addition, the spot diameter Φ1 at the time of focusing is
  Φ1 ≈ (Spp / 2) × 2 × (βA × β2)²
                                × {(2 · NA) / (βA × β2)}
            = 2 · NA · Spp · (βA × β2) (1)
It becomes.
[0049]
  Next, the change amount ΔΦ of the spot diameter Φ2 when the defocus of ΔDef occurs
2 is
  ΔΦ2 ≒ ΔDef × 2 × β2² × (2 · NA) / β2
  = 4 · NA · β2 · ΔDef …… Formula (2)
  Next, in the above formula (1), if the focus pull-in range Spp is fixed and the spot diameter Φ1 (during focusing) is fixed,
  .PHI.1.apprxeq.2.NA.Spp. (. Beta.A.times..beta.2) = Cons (constant)
So,
  β2 １／ 1 / βA
It becomes.
[0050]
  Therefore, the amount of change of the spot diameter Φ2 with respect to the defocus ΔDef is
  ΔΦ2 / ΔDef ≒ 4 ・ NA ・ β2 ∝ 1 / βA (3)
Therefore, it is inversely proportional to the magnification βA of the anamorphic prism (note that when the magnification direction of the anamorphic prism is set to the radial direction, βA may be replaced with 1 / βA).
  As a result, if the magnification direction of the anamorphic prism is the tangential direction, the change in the spot diameter Φ2 with respect to defocus can be reduced.
[0051]
  As described above, the direction in which the focus error is detected (direction 1) and the direction in which the tracking error / land groove discrimination signal is detected (direction 2) are orthogonal, that is, direction 1 is the tangential direction and direction 2 is the radial direction. When the magnification conversion direction by the anamorphic prism (magnification βA) is β1, the magnification corresponding to direction 1 is β1, and the magnification corresponding to direction 2 is β2.
  β1 = βA × β2
  By arranging so that the change in spot diameter in the direction (direction 2) in which the tracking error / land groove discrimination signal due to defocus is detected can be reduced, the characteristics of the tracking error / land groove discrimination signal due to defocusing can be reduced. Change can be suppressed.
  In addition, three spots for detecting the tracking error / land groove discrimination signal are arranged in a direction orthogonal to the direction 2, and when these spots are separated on the light detection element, the spots on the optical disc are detected. It is the magnification β1 in the direction 1 that determines how many times the separation at 1 is performed. If the spot separation on the disk is constant, a larger separation can be secured on the photodetecting element, and The effect of increasing the degree of freedom can be obtained.
[0052]
  FIG. 12 is a configuration diagram showing still another example (fifth example) of the optical head according to the embodiment of the present invention.
  In this embodiment, the collimator lens is also shared in the light reciprocation path, and the anamorphic prism and the rising mirror are integrated. A chromatic aberration correction lens is provided in consideration of the occurrence of chromatic aberration when a short wavelength light source in the 405 nm band is used.
  Next, the optical path of the optical head 4 in FIG. 12 will be briefly described.
  First, the light emitted from the semiconductor laser 61 is converted by the coupling lens 79 so that the NA incident on the polarization beam splitter prism 80 and the collimator 81 is reduced, and is used for tracking error detection and land / groove discrimination by the light diffraction element 65 3. After the polarization direction is rotationally converted by a half-wave plate separated into a beam and fixed on the incident side of the polarization beam splitter prism 80, the polarization beam splitter surface is transmitted as P-polarized light, and is converted into parallel light by a collimator 81. Incident on the anamorphic mirror 82.
[0053]
  The anamorphic mirror 82 enlarges the cross section of the light beam in the direction corresponding to the θ // direction, corrects the non-uniformity of the light intensity distribution in the light beam, and reduces the magnification difference between the θ // direction and the θ⊥ direction. Generated.
  The light beam whose light intensity distribution has been corrected is made into an optimal spherical aberration state by a liquid crystal element 77 for correcting spherical aberration caused by a disk substrate thickness error or the like in a high NA system such as “DVR-BLUE”. It becomes circularly polarized light by the quarter-wave plate 68, optimal chromatic aberration is added by the chromatic aberration correction lens 83, and enters the objective lens 70. Then, the objective lens 70 collects the light on the signal recording surface of the optical disc D, and the signal is recorded and reproduced.
[0054]
  The light beam reflected and returned from the optical disk D is converted again into parallel light by the objective lens 70, passes through the chromatic aberration correction lens 83, and enters the quarter-wave plate 68.
  The quarter wave plate 68 converts the polarization direction by 90 degrees with respect to the forward path, passes through the liquid crystal element 77 as it is, reflects again by the anamorphic mirror 82, converts it to convergent light by the collimator 81, and then converts the polarized beam. The deflected beam splitter surface of the splitter prism 66 is reflected as S-polarized light and then enters the hologram element 72.
  After that, in order to detect the focus error signal by the spot size method, the hologram element 72 detects ± first-order light whose focus position is shifted only in the tangential direction, RF signal detection, tracking error signal, and land groove discrimination signal detection. Are separated into zero-order light for performing
[0055]
  The separated light flux is tracked on the disk D so that a tracking error signal can be obtained by the differential push-pull method using the zero-order light from the hologram element by the cylindrical lens of the light detecting element 78 with the cylindrical lens. The focusing position is extended only in the direction corresponding to the direction crossing the direction (Radial direction), and the light detection element 74 receives the light.
  The photodetection element 74 generates a servo signal such as a focus error signal, a tracking error signal, and a land / groove discrimination signal, and an RF signal based on the received optical signal, reproduces information, and reproduces light on the disk. Spot control is performed. The relationship between the spot on the light detection element 74 and the light receiving unit is the same as the example described in FIG.
  With the configuration as described above, the number of parts can be further reduced and the optical head can be miniaturized compared to the third and fourth embodiments described above.
[0056]
  As described above, according to the present embodiment, since the cylindrical type hologram is used as the light diffracting means that shifts the in-focus position only in one direction, the grating pitch is more improved when the spot size method is used. It is possible to realize a hologram that can be made large and has good manufacturability, and it is possible to reduce the size and cost of an optical head and a light emitting / receiving element using the hologram.
  Further, even in an optical head or a light emitting / receiving element configured to separate a round trip path by a composite prism or the like, it is possible to prevent a change in characteristics with respect to dimensional variations of parts.
  Also, in the discrete optical system, it is possible to realize an optical configuration that can obtain good characteristics without making manufacturing accuracy and assembly accuracy of component parts unnecessarily strict.
  Accordingly, it is possible to realize an optical head and an optical recording medium recording / reproducing apparatus which are small in size and low in cost and have stable characteristics.
[0057]
  Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various applications and modifications can be considered without departing from the gist of the present invention.
  For example, in the above description, the case where the in-focus position is shifted only in one direction has been described. In practice, however, the focal position shift amount in the direction in which spot size detection is performed is determined according to the relationship with other characteristics. Alternatively, the focal position shift amount in a direction other than that may be set larger.
[0058]
【The invention's effect】
  As described above, in the optical head of the present invention, the reflected light beam is diffracted by the light diffracting means provided between the objective lens and the light detecting means, and is incident on the light detecting means, and the focus error signal by the spot size method is used. In the case of detecting the diffracted light, the light diffracting means shifts the focusing position in the direction used for detecting the spot size of the diffracted light with respect to the spot group in which the diffracted light of the reflected light beam is formed on the light detecting means. Is controlled to be larger than the shift amount of the in-focus position in the direction not used for detecting the spot size of the diffracted light orthogonal to the above.
  Therefore, since the shape of each spot light can be freely controlled in the direction necessary for detection by shifting the focusing position of each spot light, a large number of spot lights are condensed on the light detection means. Even in this case, effective detection can be performed by reducing the interval between the spot lights.
  As a result, it is possible to increase the grating pitch in the optical diffracting means, to realize an optical diffracting means with good manufacturability, and to realize downsizing and cost reduction of an optical head using it.
  In addition, even in the discrete optical system, it is possible to realize a configuration that can obtain good characteristics without making manufacturing accuracy and assembly accuracy stricter than necessary, thereby reducing the size and cost of the optical head. Can be realized.
[0059]
  In the light emitting / receiving element according to the present invention, the reflected light beam is diffracted by the light diffracting means provided between the optical recording medium and the light detecting means, and incident on the light detecting means to obtain a focus error signal by the spot size method. In this case, the light diffracting means sets the shift amount of the in-focus position in the direction used for detecting the spot size of the diffracted light with respect to the spot group in which the diffracted light of the reflected light beam is formed on the light detecting means. In addition, control is performed so that the amount of shift of the in-focus position in a direction not used for spot size detection of the diffracted light orthogonal to the above is larger.
  Therefore, since the shape of each spot light can be freely controlled in the direction necessary for detection by shifting the focusing position of each spot light, a large number of spot lights are condensed on the light detection means. Even in this case, effective detection can be performed by reducing the interval between the spot lights.
  As a result, it is possible to increase the grating pitch in the light diffracting means, to realize a light diffracting means with good manufacturability, and to realize downsizing and cost reduction of a light emitting / receiving element using the same.
[0060]
  Similarly, in the optical recording medium recording / reproducing apparatus provided with the optical head and the light receiving / emitting element as described above, the grating pitch in the optical diffracting means of the optical head or the light receiving / emitting element can be increased. By realizing good light diffraction means and reducing the size and cost of the optical head and light emitting / receiving element using the means, it is possible to reduce the size and cost of the optical recording medium recording / reproducing apparatus.
  Also, in an optical recording medium recording / reproducing apparatus using a discrete optical system, the manufacturing accuracy and assembly accuracy for the component parts are not made stricter than necessary by the optical head and the light emitting / receiving element having the optical diffraction means as described above. However, it is possible to realize a configuration that can obtain good characteristics, and to realize downsizing and cost reduction of the optical recording medium recording / reproducing apparatus.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an optical disc apparatus incorporating a light emitting / receiving element and an optical head in an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing an example (first example) of an optical head incorporating the light emitting and receiving element according to the embodiment of the invention.
3 is a configuration diagram showing a light receiving and emitting element incorporated in the optical head shown in FIG. 1. FIG.
4 is an explanatory diagram showing a pattern example of a hologram element used in the light detection element shown in FIG. 3 in comparison with a pattern example of a conventional hologram element.
FIG. 5 is a configuration diagram showing another example (second example) of the optical head using the light receiving and emitting elements according to the embodiment of the present invention.
6 is a configuration diagram showing an example of a light receiving and emitting element incorporated in the optical head shown in FIG.
7 is an explanatory diagram showing an example of control of each spot light by a hologram element used in the light detection element shown in FIG. 6. FIG.
8 is a perspective view showing a configuration of a split hologram element provided in the light emitting / receiving element shown in FIG. 6. FIG.
FIG. 9 is a configuration diagram showing still another example (third example) of the optical head according to the embodiment of the present invention;
10 is a plan view showing an example of a light detection element provided in the optical head shown in FIG. 9. FIG.
FIG. 11 is a configuration diagram showing still another example (fourth example) of an optical head according to an embodiment of the present invention;
FIG. 12 is a configuration diagram showing still another example (fifth example) of an optical head according to an embodiment of the present invention;
FIG. 13 is a perspective view showing an example of an optical head incorporating a conventional light emitting / receiving element.
14 is a configuration diagram showing a light receiving and emitting element incorporated in the optical head shown in FIG.
[Explanation of symbols]
  DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical head, 11 ... Light emitting / receiving element, 12 ... Mirror, 13 ... Objective lens, 21 ... Light source, 23 ... Hologram element, 24 ... Photodetection element, 1101 ... Optical recording medium recording / reproduction Apparatus 1102 ... Optical disk 1103 ... Spindle motor 1104 ... Optical head 1105 ... Feed motor 1107 ... System controller 1108 ... Signal modulation / demodulation unit and ECC block 1109 ... Servo control circuit 1111 ... Interface 1112 D / A, A / D converter 1113 Audio / visual processing unit 1114 Audio / visual signal input / output unit 1120 Preamplifier unit 1130 External computer

Claims

In an optical head having an objective lens that is movably supported, a light source that emits a light beam, and a light detection means that receives a reflected light beam from an optical recording medium,
By providing a light diffracting means for diffracting the reflected light beam between the objective lens and the light detecting means, and detecting the spot size of the diffracted light of the reflected light beam by the light diffracting means in a direction orthogonal to the diffraction direction. The focus position control for the optical recording medium is performed.
The light diffracting means is a hologram element having a diffraction pattern composed of repetition of the same curved pattern in the diffraction direction, and a part of a spot group in which the diffracted light of the reflected light beam is formed on the light detecting means or For all, the shift amount of the in-focus position in the direction used for detecting the spot size of the diffracted light is larger than the shift amount of the in-focus position in the direction not used for detecting the spot size of the diffracted light orthogonal thereto. did,
An optical head characterized by that.

2. The optical head according to claim 1, wherein a shift amount of a focusing position in a direction not used for spot size detection of the diffracted light is set to approximately zero.

The spot size detection direction is a direction corresponding to the direction along the track on the optical recording medium, and the light diffracting means is a direction corresponding to the direction of the diffracted light along the track on the optical recording medium. 2. The optical head according to claim 1, wherein a shift amount of the in-focus position is larger than a shift amount of the in-focus position in a direction orthogonal to the in-focus position.

Between the objective lens and the light detecting means, the reflected light beam corresponds to a part or all of the spot group formed on the light detecting means in a direction along the track on the optical recording medium. 4. The optical head according to claim 3, further comprising return light spot shape correcting means for controlling the spot diameter in the direction corresponding to the direction crossing the track to be larger than the direction.

5. The optical head according to claim 4 , wherein the light diffracting means is a hologram element, and the return light spot shape correcting means is an element having a cylindrical lens function.

A magnification difference generating means is provided between the light diffracting means and the objective lens, and the magnification difference generating means makes the magnification in the direction used for focus error detection larger than the magnification in the other direction. The optical head according to claim 1.

7. The optical head according to claim 6 , wherein the magnification difference generating means includes an anamorphic prism.

In a light receiving and emitting element having a light source that emits a light beam and a light detection means that receives a reflected light beam from an optical recording medium,
A light diffracting means for diffracting the reflected light beam is provided between the optical recording medium and the light detecting means, and spot size detection of the diffracted light of the reflected light beam by the light diffracting means is performed in a direction orthogonal to the diffraction direction. To perform in-focus position control with respect to the optical recording medium,
The light diffracting means is a hologram element having a diffraction pattern composed of repetition of the same curved pattern in the diffraction direction, and a part of a spot group in which the diffracted light of the reflected light beam is formed on the light detecting means or For all, the shift amount of the in-focus position in the direction used for detecting the spot size of the diffracted light is larger than the shift amount of the in-focus position in the direction not used for detecting the spot size of the diffracted light orthogonal thereto. did,
A light emitting / receiving element.

9. The light emitting / receiving element according to claim 8, wherein a shift amount of a focus position in a direction not used for spot size detection of the diffracted light is set to approximately zero.

The spot size detection direction is a direction corresponding to a direction along the track on the optical recording medium, and the light diffracting means is a direction corresponding to the direction of the diffracted light along the track on the optical recording medium. 9. The light emitting / receiving element according to claim 8, wherein a shift amount of the in-focus position is larger than a shift amount of the in-focus position in a direction orthogonal thereto.

Between the optical recording medium and the light detection means, the reflected light beam corresponds to a part or all of the spot group formed on the light detection means in the direction along the track on the optical recording medium. 11. The light emitting / receiving element according to claim 10, further comprising return light spot shape correcting means for controlling the spot diameter in a direction corresponding to a direction crossing the track to be larger than a direction in which the track is traversed.

12. The light emitting / receiving element according to claim 11 , wherein the light diffracting means is a hologram element, and the return light spot shape correcting means is an element having a cylindrical lens function.

Light is irradiated through a driving means for rotationally driving the optical recording medium and an objective lens movably supported with respect to the rotating optical recording medium, and the reflected light beam from the signal recording surface of the optical recording medium is irradiated with the light. An optical head that is detected by the light detection means via the objective lens, a signal processing circuit that generates a reproduction signal based on the detection signal from the light detection means, and the objective lens that is based on the detection signal from the light detection means In an optical recording medium recording / reproducing apparatus having a servo circuit to be moved,
The optical head includes a light source that emits a light beam and light detection means that receives a reflected light beam from an optical recording medium, and diffracts the reflected light beam between the objective lens and the light detection means. By providing a light diffracting means and detecting the spot size of the diffracted light of the reflected light beam by the light diffracting means in the direction orthogonal to the diffraction direction, the focus position control for the optical recording medium is performed.
The light diffracting means is a hologram element having a diffraction pattern composed of repetition of the same curved pattern in the diffraction direction, and a part of a spot group in which the diffracted light of the reflected light beam is formed on the light detecting means or For all, the shift amount of the in-focus position in the direction used for detecting the spot size of the diffracted light is larger than the shift amount of the in-focus position in the direction not used for detecting the spot size of the diffracted light orthogonal thereto. did,
An optical recording medium recording / reproducing apparatus.

14. The optical recording medium recording / reproducing apparatus according to claim 13 , wherein the optical head sets a shift amount of a focus position in a direction not used for detection of the spot size of the diffracted light to substantially zero.

The spot size detection direction is a direction corresponding to a direction along the track on the optical recording medium, and the light diffracting means is a direction corresponding to the direction of the diffracted light along the track on the optical recording medium. 14. The optical recording medium recording / reproducing apparatus according to claim 13, wherein the shift amount of the in-focus position is larger than the shift amount of the in-focus position in the direction orthogonal thereto.

Between the objective lens and the light detecting means, the reflected light beam corresponds to a part or all of the spot group formed on the light detecting means in a direction along the track on the optical recording medium. 16. The optical recording medium recording / reproducing apparatus according to claim 15, further comprising return light spot shape correcting means for controlling the spot diameter in a direction corresponding to a direction crossing the track to be larger than a direction.

17. The optical recording medium recording / reproducing apparatus according to claim 16 , wherein the light diffracting means is a hologram element, and the return light spot shape correcting means is an element having a cylindrical lens function.