JP3303250B2 - 変位測定装置および光ピックアップ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク等の記録担
体などの被測定物の変位を測定する変位測定装置および
光ピックアップに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光ディスクなどの光学的な記録担
体に記録された情報をその反射光を利用して再生した
り、あるいは情報を記録したりする光ピックアップが知
られている。

【０００３】この種の光ピックアップにはフォーカスサ
ーボ方式が使用されており、フォーカスサーボ方式とし
ては、非点収差法，臨界角法，イフエッジ法などがあ
る。中でも非点収差法(尾上守夫監修 光ディスク技術
ラジオ技術社 ｐ９９)は磁気ディスク用光学ヘッドの
ほか、コンパクトディスク，レーザーディスクを含めて
光ディスク全般にも良く用いられている。

【０００４】その原理は、受光手段(光検出器)が４分割
受光面(各出力をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとする)となっていると
すると、入射光の焦点がディスクに合っているとき、そ
の反射光の像は光検出器の４分割受光面で円形となり、
このとき、フォーカス誤差出力である対角の受光面間の
差動出力(Ａ＋Ｃ)−(Ｂ＋Ｄ)は零となる。一方、ディス
クが対物レンズから遠くなったり近くなったりすると、
光検出器の４分割受光面の像が円形から長円形状にな
る。そのため、フォーカス誤差出力は正(遠い)あるいは
負(近い)になるので、この出力が零になるように対物レ
ンズの位置を調整して焦点を合わせる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に、こ
の種の装置において、アクセスタイムを速めるために
は、光ピックアップの小型軽量化が重要である。しかし
ながら、従来の非点収差法のようなフォーカス検出法で
はビームの形状の変化を検出するため受光手段(受光素
子)までの距離(検出長)をある程度大きく（数ｃｍ）し
検出しなければ十分な感度を得ることができず、従っ
て、小型化には限界がある。また、受光素子上のスポッ
トは数ミクロンから数十ミクロンとかなり小さく、調整
が難しく、環境によってオフセットが生じるので不安定
である。

【０００６】本発明は、小型化等に適した変位測定装置
および光ピックアップを提供することを目的としてい
る。

【０００７】さらに、本発明は、小さな面積の受光手段
を用いることができ、この場合にも、被測定物の変位を
精度良く検出することの可能な変位測定装置および光ピ
ックアップを提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために、本願出願人は、例えば図１に示すような
変位測定装置(光ピックアップ)を案出した。図１を参照
すると、この変位測定装置は、光源１からの光をコリメ
ートレンズ２，ビームスプリッタ３を介し対物レンズ４
によって被測定物(例えば光ディスク)５に集光照射し、
該被測定物５からの反射光を対物レンズ４，ビームスプ
リッタ３を介して２つの回折格子６ａ，６ｂからなる二
重回折格子６に平行光として入射させ、二重回折格子６
に平行光を入射させることで、回折光の間での干渉によ
り生ずる干渉縞の位相とピッチをフォトダイオードなど
の受光手段(受光素子)７で受光し、被測定物５の変位，
例えば被測定物５の光軸方向(被測定物への入射光の光
軸方向；対物レンズ４の光軸方向)ｘへの変位(移動量)
を検知するようになっている。

【０００９】ここで、第１の回折格子６ａと第２の回折
格子６ｂとからなる二重回折格子６を用いた干渉縞発生
原理について、図２乃至図４を用いて説明する。いま、
二重回折格子６の第１の回折格子６ａ，第２の回折格子
６ｂが、それぞれピッチΛ₁，Λ₂を有し、第１の回折格
子６ａに波長λの光が垂直に入射するとする。なお、垂
直入射でなくとも本発明の一般性は失われない。

【００１０】この二重回折格子６においては、第１の回
折格子６ａで±ｎ次光(ｎは正とする)を発生させ、第２
の回折格子６ｂではその＋ｎ次光の−ｍ次光(ｍは正と
する)とその−ｎ次光の＋ｍ次光(ｍは正とする)を発生
させる。そして、第２の回折格子６ａにより発生した±
ｍ次光同士を干渉させて干渉縞を発生させる。なお、＋
は入射光に対し進行方向左に回折する場合、−はその反
対の場合を表わす。

【００１１】ここで、＋ｎ次光の第１の回折格子６ａで
の回折条件は次式で表わされる。なお、−ｎ次の場合は
ｎを−ｎに替えれば良いので以下省略する。

【００１２】

【数１】ｓｉｎθ₁＝ｎλ／Λ₁

【００１３】また、第２の回折格子６ｂでの回折条件は
次式で表わされる。

【００１４】

【数２】−ｓｉｎθ₂＋ｓｉｎθ₁＝ｍλ／Λ₂

【００１５】数１と数２よりθ₂について次式が導かれ
る。

【００１６】

【数３】ｓｉｎθ₂＝λ(ｎ／Λ₁−ｍ／Λ₂)

【００１７】図４(ａ)に示すように、θ₂の入射角の２
つの光(平面波)ＢＭ₁，ＢＭ₂による干渉縞のピッチΛ₀
は数４で表わされ、相対的な位相による干渉縞の位相は
数５で表わされる。

【００１８】

【数４】Λ₀＝λ／(２ｓｉｎθ₂)

【００１９】

【数５】β₀＝β₁

【００２０】ここで、β₀は干渉縞の位相、β₁は平面波
ＢＭ₁，ＢＭ₂間の位相である。従って、干渉縞のピッチ
と二重回折格子のピッチとの関係は数３，数４を用いて
数６で表わされる。

【００２１】

【数６】１／(２Λ₀)＝ｎ／Λ₁−ｍ／Λ₂

【００２２】また、二重回折格子６の場合（図４(ｂ)参
照）の位相関係については、正負の次数の回折光の干渉
についてのみ問題とすると、回折格子直後での位相関係
が逆になることから干渉縞の位相は数７で表わされる。

【００２３】

【数７】β₀＝２β₂

【００２４】これより、干渉縞のピッチは二重回折格子
６のピッチ(すなわち、第１の回折格子６ａのピッチΛ₁
と第２の回折格子６ｂのピッチΛ₂)のみに依存し、入射
光の波長λに全く無関係となることがわかる。光の径を
Ｗ₀とし、式６の右辺と左辺に掛けると数８が得られ
る。

【００２５】

【数８】(Ｗ₀／Λ₀)／２＝ｎＷ₀／Λ₁−ｍＷ₀／Λ₂

【００２６】ここで、Ｗ₀／Λ₀は光径内に生じる干渉縞
の本数であり、ｎＷ₀／Λ₁とｍＷ₀／Λ₂は第１の回折格
子６ａと第２の回折格子６ｂにおける光径内の回折格子
本数にそれぞれの次数を掛けたものである。すなわち、
次式となる。

【００２７】

【数９】《干渉縞の本数》／２＝次数×《第１の回折格
子の本数》−次数×《第２の回折格子の本数》

【００２８】このように干渉縞の本数と第１及び第２の
回折格子６ａ，６ｂの本数、さらにはそれぞれの次数の
関係が明らかになった。どの次数を用いても干渉縞は発
生するが、±１次光は回折効率が高いので、高次回折光
よりも優れている。すなわち、第１の回折格子６ａで発
生する＋１次光であって第２の回折格子６ｂの−１次光
(図３中Ｅ)及び、第１の回折格子６ａで発生する−１次
光であって第２の回折格子６ｂの＋１次光(図３中Ｆ)を
用いる場合が最も効率が良い。

【００２９】干渉縞本数の例としては±１次光のみ用い
た場合、高分解能化を目指し、Λ₁＝０．９４８μｍと
非常に高密度な回折格子を用いるとき、Λ₀＝１ｍｍと
大きくとるためには、Λ₂＝０．９４７６８μｍとな
る。

【００３０】Λ₁とΛ₂の違いは約０．０３％と非常に小
さいものとなるが作成は可能である。コリメート光の光
径を２ｍｍ程度とすると干渉縞が１，２本観測されるこ
ととなる。

【００３１】以上が二重回折格子６を用いた干渉縞発生
原理である。

【００３２】この二重回折格子を用いて被測定物の変位
を測定する仕方を図５に従って以下に述べる。

【００３３】図５を参照すると、被測定物５の面上に略
焦点を結ぶようにしたレンズ１０１を設定し、また、こ
のレンズ１０１の光軸上に二重回折格子６を設定する。

【００３４】なお、図５において、レンズ１０１の焦点
距離をｆ、レンズと被測定物の面までの距離をｂ₁、二
重回折格子側の集光位置をｂ₂、レンズ開口をＡとして
いる。また、レンズ焦点位置と被測定物の面との間の距
離(デフォーカス量)をｄとし、二重回折格子６(６ａ，
６ｂ)へ入射する角をθ(光軸の上の角をθ₁、下の角を
θ₂)としている。この場合、二重回折格子６の第１，第
２の回折格子６ａ，６ｂ間の間隔をＴとし、ｄ＜＜ｆと
すると、次式が成立する。

【００３５】

【数１０】１／ｆ＝１／ｂ₁＋１／ｂ₂ θ＝Ａ／ｂ₂ ｂ₁＝ｆ＋ｄ

【００３６】数１０よりｂ₂は次式で表わされる。

【００３７】

【数１１】ｂ₂＝ｆｂ₁／(ｂ₁−ｆ)

【００３８】数１０，数１１からθは次式で表わされ
る。

【００３９】

【数１２】θ＝Ａ(ｂ₁−ｆ)／ｆｂ₁＝Ａｄ／ｆ(ｆ＋ｄ)
≒Ａｄ／ｆ²

【００４０】ここで、デフォーカス量ｄが微小すなわ
ち、ｄ＜＜ｆであるとした。この場合には、レンズ１０
１からの出射光はコリメート状態に近く、レンズ１０１
と二重回折格子６とが接近しているとすると、図６のよ
うに第１の回折格子６ａに沿ってｘ軸(光軸上でｘ＝０)
をとり、また、第２の回折格子６ｂに沿って、Ｘ軸(光
軸上でＸ＝０)をとるとき、Ａ＝ｘとできるから数１２
は次式となる。

【００４１】

【数１３】θ＝ｘｄ／ｆ²

【００４２】このように、位置(x)によって光線の入射
角が異なる。光軸に対して両側から二重回折格子６に入
射してきた光であって、二重回折格子６を２回とも回折
した光は図５に示すように出射面(干渉縞発生面)で交わ
る。この２つの光ＢＭ₃，ＢＭ₄は出射角が異なるので、
これらの間で干渉が生じ干渉縞が発生する。

【００４３】次に各位置での干渉縞のピッチを求める。
ｙ＝０でｘの所に光軸より上の光が入射してきた光が出
射面で出射する角θ₃は次式で表わされる(図７参照)。

【００４４】

【数１４】 ｓｉｎθ₁−ｓｉｎθ₃＝λ(１／Λ₂−１／Λ₁)

【００４５】θ₁〜０、θ₃〜０なのでθ₃は次式とな
る。

【００４６】

【数１５】θ₃＝θ₁＋λ(１／Λ₁−１／Λ₂)

【００４７】数１３を数１５に代入すると次式を得る。

【００４８】

【数１６】θ₃＝ｘｄ／ｆ²＋λ(１／Λ₁−１／Λ₂)

【００４９】二重回折格子６の第２の回折格子６ｂの出
射面(ｙ＝Ｔ)での光の位置Ｘを規定したいが、簡単のた
め、第１回折光の回折角を４５°とすると、次式が得ら
れる。

【００５０】

【数１７】Ｘ＝ｘ−Ｔ

【００５１】数１７を数１６に代入すると次式を得る。

【００５２】

【数１８】 θ₃＝ｄ(Ｘ＋Ｔ)／ｆ²＋λ(１／Λ₁−１／Λ₂)

【００５３】同様に、ｙ＝０でｘの所に光軸より下の光
が入射してきた光が出射面で出射する角θ₄は次式で表
わされる。

【００５４】

【数１９】 θ₄＝ｄ(Ｘ−Ｔ)／ｆ²＋λ(１／Λ₁−１／Λ₂)

【００５５】二光束の入射角がそれぞれθ₃とθ₄であっ
て、θ₃〜０、θ₄〜０のときの干渉縞のピッチΛ₀は次
式で表わされる。

【００５６】

【数２０】Λ₀＝λ／(｜ｓｉｎθ₃+ｓｉｎθ₄｜)＝λ／
(｜θ₃＋θ₄｜)

【００５７】数２０に数１８，数１９を代入すると、次
式が得られる。

【００５８】

【数２１】Λ₀(ｄ)＝λ／〔｜２ｄＴ／ｆ²＋２λ(１／
Λ₁−１／Λ₂)｜〕

【００５９】ここで、前述のように、λは波長、Ｔは２
つの回折格子６ａ，６ｂ間の距離、ｆは対物レンズ４の
焦点距離、Λ₁は第１の回折格子６ａのピッチ、Λ₂は第
２の回折格子６ｂのピッチである。この式から、二重回
折格子６によって発生する干渉縞は、位置Ｘに関わら
ず、デフォーカス量ｄに依存する等ピッチΛ₀(ｄ)の干
渉縞であることがわかる。なお、回折格子６ａと回折格
子６ｂのピッチが同じ場合(Λ₁＝Λ₂)には、干渉縞のピ
ッチΛ₀(ｄ)は次式で表される。

【００６０】

【数２２】Λ₀(ｄ)＝ｆ²／〔｜(ｄ／λ)｜２Ｔ〕

【００６１】デフォーカスのないとき(ｄ＝０のとき)
は、数２２よりΛ₀→∞となるが、デフォーカスの生じ
たときに干渉縞が発生する。従って、干渉縞のピッチや
位相のデフォーカスによる変化を読み取って、被測定物
の変位(より正確には、微小変位)ｄを得たり、フォーカ
スエラー信号Ｆｏを得ることができる。

【００６２】例えば、ピッチの同じ２つの回折格子６
ａ，６ｂからなる二重回折格子６に平行光を入射させ
て、第１の回折格子６ａでの＋１次光であって第２の回
折格子６ｂでの−１次光(Ｅ光とよぶ)と、第１の回折格
子６ａでの−１次光であって第２の回折格子での＋１次
光(Ｆ光とよぶ)とを干渉させて、数２２のピッチΛ
₀(ｄ)の干渉縞を発生させることができる。

【００６３】ここで、２つの回折格子６ａ，６ｂの位相
(回折格子の山と山の間隔)を故意にずらす。図８乃至図
１０には、２つの回折格子６ａ，６ｂの位相をずらした
状態が示されている。すなわち、図８乃至図１０には、
第１の回折格子６ａと第２の回折格子６ｂのピッチをΛ
(＝Λ₁＝Λ₂)としたときに、第１の回折格子６ａの山と
第２の回折格子６ｂの谷との位相差がΛ／８となるよう
にし、回折光として±１次光(前述のＥ光とＦ光)を用い
るとした場合が示されており、この場合、第２の回折格
子６ｂからの２つの回折光(Ｅ光，Ｆ光)の位相は９０°
(１／４ピッチ＝λ／４)ずれる。より詳しくは、デフォ
ーカスでないとき、Ｅ光とＦ光は波面が互いに平行であ
り、その等位相面は互いに櫛のように入り込む状態にな
る。なお、このときには、Ｅ光とＦ光の等位相面が交わ
らないので、干渉縞は発生しない。

【００６４】このように、図８は、上述のようにデフォ
ーカスのない場合を示しているが、デフォーカスｄが発
生すると、Ｅ光，Ｆ光の波面は、ミクロ的には図９，図
１０に示すように各々湾曲する。この湾曲によって等位
相面が交わり、数２２で表されるピッチΛ₀(ｄ)の干渉
縞が発生する。干渉縞はＥ光，Ｆ光の波面が交わってで
きるが、その交点は図中ＣＬＳで示すようにデフォーカ
スの正負によって移動する。これは左右の位相が反転す
ることを表す。干渉縞の光量分布は定性的には図１１に
示すようにデフォーカスによって変化し、干渉面内の左
側ＬＴ，右側ＲＴがｄ＝０を境にして反転することとな
る。従って、これを受光手段で読み取ることで、デフォ
ーカスｄを知ることができる。

【００６５】具体的には、干渉面内の左側ＬＴと右側Ｒ
Ｔのところに、それぞれ受光素子(例えばフォトダイオ
ード)を設置して、左側の受光素子の検知光量(出力)
Ａ’と右側の受光素子の検知光量(出力)Ｂ’との差ＤＩ
Ｆ(＝Ａ’−Ｂ’)を検出すると図１２に示すようないわ
ゆるＳ字カーブが得られる。

【００６６】図１３は上記原理を適用した光ピックアッ
プの構成例を示す図である。ここで、光源１には一般に
半導体レーザ(ＬＤ)が用いられる。この光ピックアップ
は、光源からの光を記録担体に集光照射して情報の記録
または再生を行なう光記録再生装置に用いられるもので
あり、図１３の構成では、光源１からの光をコリメート
レンズ２でコリメートしてビームスプリッタ３を介して
対物レンズ４に入射させ、対物レンズ４で集光させて被
測定物５としての記録担体に照射する。記録担体５から
の反射光は再び対物レンズ４，ビームスプリッタ３を介
して二重回折格子６に入射する。二重回折格子６におい
ては、これに入射した反射光により前述の原理で干渉縞
を発生させ、発生した干渉縞を受光手段(例えば図１４
(ａ)に示すような２分割の受光素子)７で受光し、２分
割受光素子の出力差ＤＩＦ（＝Ａ’−Ｂ’）に基づき記
録担体５のデフォーカス量ｄを検出し、検出されたデフ
ォーカス量ｄに基づいてフォーカスエラー信号Ｆｏを得
て、フォーカスサーボを施す。

【００６７】フォーカスエラー信号Ｆｏのみならず、ト
ラックエラー信号Ｔｒをも検知するには、フォーカス検
出法を用いつつ、受光手段７として図１４(ｂ)のように
４分割の受光素子(出力が各々Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ)を用いれ
ばよい。こうすると、フォーカスエラー信号Ｆｏは数２
３で求められ、またプッシュプル法を用いてトラックエ
ラー信号Ｔｒは数２４で求められる。

【００６８】

【数２３】Ｆｏ＝(Ａ＋Ｂ)−(Ｃ＋Ｄ)

【００６９】

【数２４】Ｔｒ＝(Ａ＋Ｄ)−(Ｂ＋Ｃ)

【００７０】なお、トラックを検出する必要のないとき
は４分割の受光素子でなく、図１４(ａ)に示したような
２分割の受光素子(出力が各々Ａ’，Ｂ’)で十分であ
り、このときは２つの受光素子の出力差Ａ'−Ｂ’によ
りフォーカスエラーを検出できる。また、トラックをウ
ォブリング法で検出するときは同様に２つの受光素子の
出力差Ａ'−Ｂ’でフォーカスエラーを検出し、２つの
受光素子の出力の総和Ａ'＋Ｂ’でトラックエラーを検
出することができる。

【００７１】このように、二重回折格子６による干渉縞
を用いることで、小型化等に適した変位測定装置および
光ピックアップを提供できる。

【００７２】ところで、二重回折格子６からの光を受光
手段７で全て受光するには、受光手段７の面積として
(すなわち、２分割受光素子全体の面積，あるいは４分
割受光素子全体の面積，…として)、ビーム径よりやや
大きい面積が必要であり、受光手段７の面積が大きくな
ると応答速度がやや遅くなる。これに対応するには高速
対応の受光素子用の材料が必要であり、通常の受光素子
材料に比べて２割程度、コストが上昇する。

【００７３】本発明は、さらにこのような問題を改善す
ることを意図している。すなわち、被測定物の変位(例
えば対物レンズ４の光軸方向への被測定物の移動量)を
検知する際、小さな面積の受光手段を用いることの可能
な変位測定装置および光ピックアップを提供することを
意図している。

【００７４】このため、請求項１，請求項２記載の発明
は、二重回折格子の一方の回折格子は、対称的な２つの
ブレーズ化回折格子の領域からなり、各ブレーズ化回折
格子は、各々で発生する回折光を重なり合うような方向
に回折させて二重回折格子の他方の回折格子上に照射す
るようにブレーズの具合を有しているか、あるいは、二
重回折格子の一方の回折格子は、対称的な２つのブレー
ズ化回折格子の領域と回折格子が形成されていない領域
とからなり、２つの回折格子の領域で発生する回折光と
回折格子が形成されていない領域を透過した光とを重な
り合うようにさせている。これにより、実質上、光束径
を縮小し、かつ高効率に干渉縞を発生させることがで
き、従って、小さな受光面積の受光素子を用いることが
できて、高速対応の高価な受光素子用材料を用いること
なく、通常の受光素子用材料を用いた受光素子で被測定
物の変位を高感度にかつ精度良く検出することができ
る。

【００７５】また、請求項３記載の発明は、二重回折格
子の一方の回折格子に形成されている２つのブレーズ化
回折格子の領域は、さらに、シリンドリカル集光作用を
もち、発生した回折格子を他方の回折格子上で光束が重
なり合うように集光させる機能を有している。これによ
り、さらに光を集束させて、光束径をより小さくするこ
とができて、より小さな受光面積の受光素子を用いて、
被測定物の変位を高感度にかつ精度良く検出することが
できる。

【００７６】また、請求項４記載の発明は、二重回折格
子の一方の回折格子には、シリンドリカル集光作用をも
つ領域が形成されている。これにより、さらに光を集束
させて、光束径をより小さくすることができ、より小さ
な受光面積の受光素子を用いることができる。

【００７７】また、請求項５，請求項６記載の発明は、
二重回折格子の一方の回折格子は、対称的な２つのブレ
ーズ化回折格子の領域からなり、各ブレーズ化回折格子
は、各々で発生する回折光を重なり合うような方向に回
折させて二重回折格子の他方の回折格子上に照射するよ
うにブレーズの具合を有しているか、あるいは二重回折
格子の一方の回折格子は、対称的な２つのブレーズ化回
折格子の領域と回折格子が形成されていない領域とから
なり、２つの回折格子の領域で発生する回折光と回折格
子が形成されていない領域を透過した光とを重なり合う
ようにさせている。これにより、光ピックアップの高効
率化，小型化が可能となる。

【００７８】また、請求項７記載の発明は、干渉縞の発
生する領域あるいは効率の大きい領域には、フォーカス
エラー信号とトラックエラー信号の少なくとも一方を検
知するための受光手段を配置し、干渉縞の発生しない領
域あるいは効率の小さい領域には、記録信号検知用の受
光手段を配置する。これにより、通常の大きさの受光素
子を分割して用いることができる。

【００７９】また、請求項８記載の発明は、干渉縞の発
生する領域あるいは効率の大きい領域には、フォーカス
エラー信号を検知するための受光手段を配置し、干渉縞
が発生しないかあるいは効率が小さいがトラックパター
ンの発生する領域には、記録信号検知用の受光手段およ
び／または少なくとも一個のトラックエラー信号検知用
受光手段を配置する。これにより、通常の大きさの受光
素子を分割して用いることができる。

【００８０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１５は本発明に係る変位測定装置(例えば光ピ
ックアップ装置)の一実施例の構成図である。図１５を
参照すると、この変位測定装置は、光源(例えば半導体
レーザ)１と、光源１からの光をコリメ−トするコリメ
−トレンズ２と、ビームスプリッタ３と、コリメ−トレ
ンズ２からのコリメ−ト光を被測定物(例えば記録担体)
５に集光照射する対物レンズ４と、被測定物５からの反
射光が対物レンズ４，ビームスプリッタ３を介して入射
し、回折光を発生する回折手段６と、回折手段６で発生
した回折光の間での干渉によって生ずる干渉縞が投影さ
れ、該干渉縞を受光し、該干渉縞に基づいて、被測定物
５の変位に関する情報(光軸方向へのデフォーカス量お
よび／または光軸方向と直交するトラック方向(記録担
体の放射方向)の変位）を検出する受光手段(例えばフォ
トダイオードなどの受光素子)７とを有している。

【００８１】図１６は回折手段６の構成例を示す図であ
る。図１６を参照すると、この回折手段６は、第１の回
折格子６ａと第２の回折格子６ｂとの二重回折格子とし
て構成されており、被測定物５からの反射光が入射する
側の回折格子６ａは、対称的な２つの透過型のブレーズ
化回折格子の領域Ｌ₁，Ｌ₂からなっている。

【００８２】ここで、ブレーズ化回折格子は、図１７に
示すように、回折格子の断面形状がブレーズすなわち三
角形状となっており、＋ないし−の次数の一方の回折光
の効率を他方の回折光に比べて極端に大きくする機能を
もつ回折格子である。本実施例のように透過型の回折格
子の場合は、ブレーズ化回折格子の形を適切に設定する
ことで、図１７のように、一方の回折光を高効率にし、
他方の回折光を低い効率にすることができる。

【００８３】図１６に示す第１の回折格子６ａの各領域
Ｌ₁，Ｌ₂の各ブレーズ化回折格子は、図１７に示すよう
なものとなっており、各領域Ｌ₁，Ｌ₂のブレーズ化回折
格子で発生する回折光が図１６に示すように互いに重な
り合うような方向に(すなわち回折手段６に入射する反
射光の光軸Ｔ側に回折する回折光の効率が大きくなる方
向に)双方の領域Ｌ₁，Ｌ₂で回折されるように、これら
にブレーズの具合をもたせ、これらを対称的に配置して
いる。

【００８４】また、本実施例では、第２の回折格子６ｂ
は断面形状に非対称性のない通常の回折格子となってい
る。なお、この例では、回折格子６ａ，６ｂはピッチが
均一の格子(等ピッチ回折格子)となっている。この際、
回折格子６ａのピッチと回折格子６ｂのピッチとは、後
述のように、互いに同じになっていても良いし、互いに
異なったものとなっていても良い。

【００８５】このような構成では、光源１からの光を対
物レンズ４によって被測定物５に集光照射し、該被測定
物５からの反射光を回折手段６に入射させる。ここで回
折手段６は、図１６に示したように、対称的な２つのブ
レーズ化回折格子が設けられた領域Ｌ₁，Ｌ₂を有する回
折格子６ａと、通常の回折格子６ｂとの二重回折格子と
して構成されており、被測定物５からの反射光は、先
ず、２つの領域Ｌ₁，Ｌ₂に区分された第１の回折格子６
ａに入射し、各領域Ｌ₁，Ｌ₂のブレーズ化回折格子によ
って光軸Ｔ側への回折光の回折効率が大きくなるように
回折されて、第２の回折格子６ｂ上に入射する。

【００８６】次いで、回折格子６ｂから２つの回折光を
生ぜしめ、２つの回折光の間で干渉により発生した干渉
縞を受光手段７で受光し、受光手段７では、この干渉縞
の位相とピッチの変化に基づいて被測定物５の変位を検
出することができる。

【００８７】この際、回折格子６ａの各領域Ｌ₁，Ｌ₂の
ブレーズ化回折格子によって光軸Ｔ側に回折された大き
な効率の回折光に基づく回折格子６ｂからの回折光は、
効率の大きいものとなり、従って、図１６において、二
重回折格子６の中央部ＣＮから出射する回折光は大きな
効率のものとなっている。従って、二重回折格子６の中
央部ＣＮからの領域は、他の領域に比べて効率の大きな
領域となり、この効率の大きい領域に対応する範囲に受
光手段７を配置することで、被測定物５の変位を高感度
かつ高精度に検出することができる。

【００８８】図１８には、回折格子６ａからの＋１次光
と−１次光とを用いて干渉を生じさせる例が示されてお
り、この場合、領域Ｌ₁からの−１次光と領域Ｌ₂からの
＋１次光が高効率のものとなり、これらが干渉する中央
部ＣＮの領域のみが干渉縞発生領域となり、この範囲に
受光手段７を配置することで、被測定物５の変位を高感
度かつ高精度に検出することができる。また、これと同
時に、受光手段７の大きさは、中央部ＣＮの高効率の領
域の範囲に対応したもので良く、従って、小さな面積の
受光手段を用いることができる。

【００８９】いま、この変位測定装置が光ピックアップ
であり、被測定物５が光ディスク等の記録坦体であっ
て、プッシュプル法でトラッキング検出を行なう場合、
被測定物５からの反射光は図１９に示すようなトラック
パターンＰ₁となる。このトラックパターンＰ₁が二重回
折格子６に入射して、２つの対称的なブレーズ化回折格
子が形成されている第１の回折格子６ａによって集めら
れるとパターンを２つに分割して重ね合わせたパターン
Ｐ₂となる。すなわち、パターンＰ₂’のようになる。さ
らに、このパターンＰ₂(Ｐ₂’)は、第２の回折格子６ｂ
によって回折され、回折光間の干渉により干渉縞がトラ
ックパターンと垂直方向に発生する。

【００９０】なお、このとき、二重回折格子６を構成す
る回折格子６ａのピッチと回折格子６ｂのピッチとが同
じものである場合、受光手段７の位置のところでの干渉
縞パターンは、Ｐ₃のようなものとなり(図２０(ａ)参
照)、また、回折格子６ａのピッチと回折格子６ｂのピ
ッチとが異なっている場合には、受光手段７の位置のと
ころでの干渉縞パターンは、Ｐ₄のようなものとなる(図
２０(ｂ)参照)。

【００９１】従って、回折格子６ａのピッチと回折格子
６ｂのピッチとが同じである場合、受光手段７として
は、例えば図２１(ａ)に示すように、４分割の受光素子
(例えば４つの受光面をもつフォトダイオード)７ａ，７
ｂ，７ｃ，７ｄを用いることができる。

【００９２】この場合、被測定物５の光軸方向ｘへの移
動に伴なって干渉縞の位相とピッチが変化することを２
つの受光素子７ａ，７ｂの出力和(Ａ＋Ｂ)と２つの受光
素子７ｃ，７ｄの出力和(Ｃ＋Ｄ)との差〔(Ａ＋Ｂ)−
(Ｃ＋Ｄ)〕として読み取って、被測定物５の光軸方向ｘ
の変位(移動量)、具体的には、記録担体５の光軸方向ｘ
への移動量を検知して、デフォーカス量，すなわちフォ
ーカスエラーを検出することができる。また、記録担体
５の放射方向(トラック方向)のトラックパターンによる
トラックパターン像が変化することを２つの受光部７
ａ，７ｄの出力和(Ａ＋Ｄ)と２つの受光部７ｂ，７ｃの
出力和(Ｂ＋Ｃ)との差〔(Ａ＋Ｄ)−(Ｂ＋Ｃ)〕として読
み取って、記録坦体５のトラックエラーを検出すること
ができる。また、４つの受光部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ
の出力の総和(Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ)をとることで、被測定物
(光ディスク)５の記録信号をも検出することができる。

【００９３】また、二重回折格子６を構成する回折格子
６ａのピッチと回折格子６ｂのピッチとが異なるときに
は、受光手段７として、例えば図２１(ｂ)に示すような
６分割の受光素子７ｅ，７ｆ，７ｇ，７ｈ，７ｉ，７ｊ
を用いることができる。

【００９４】なお、上記いずれの場合にも、受光手段７
への投影像として、二重回折格子６からの回折光の干渉
縞の変化方向とトラックパターン像の変化方向とが直交
したものとなるので、これらが干渉し合うという事態を
なくし、これらを別個独立に信頼性良く検出できる。す
なわち、フォーカスエラーとトラックエラーとを互い独
立に精度良く検出できる。

【００９５】このように、この変位測定装置が光ピック
アップであり、被測定物５が光ディスク等の記録坦体で
あって、プッシュプル法でトラッキングを行なう場合、
Ｐ₃あるいはＰ₄のような干渉縞パターンを図２１(ａ)ま
たは図２１(ｂ)の受光手段７で受光して、フォーカスエ
ラー信号とトラックエラー信号とを得ることができる。

【００９６】このように、受光手段７として、図２１
(ａ)あるいは図２１(ｂ)に示すような４分割あるいは６
分割形状の受光素子を用いることで、フォーカスエラー
信号(Ｆｏ)とトラックエラー信号(Ｔｒ)の両方を検出す
ることができるが、トラックエラー信号をウォブリング
法で検出するときは、受光手段７においてトラック用の
分割線は必要でない。従って、この場合、図２１(ａ)，
(ｂ)のかわりに、図２１(ｃ)，(ｄ)のような２分割，３
分割形状の受光素子を用いることができる。

【００９７】図２２は回折手段すなわち二重回折格子６
の変形例を示す図である。図２２の例では、二重回折格
子６は、被測定物５からの反射光が入射する側の第１の
回折格子６ａが、対称的な２つのブレーズ化回折格子の
領域Ｍ₁，Ｍ₂と回折格子が形成されていない領域Ｍ₃と
から形成されている。ここで、上記各領域Ｍ₁，Ｍ₂のブ
レーズ化回折格子は、各々で発生する回折光とが互いに
重なり合う方向に、すなわち、光軸Ｔ側に回折する回折
光の効率が大きくなる方向に回折されるように、対称的
に配置されており、各領域Ｍ₁，Ｍ₂で発生する回折光と
回折格子が形成されていない領域Ｍ₃を透過した光とを
重なり合わせて受光手段７側の第２の回折格子７ｂ上に
入射させるように構成されている。

【００９８】このような構成では、被測定物５からの反
射光は、３つの領域Ｍ₁，Ｍ₂，Ｍ₃に区分された回折格
子６ａに入射する。すなわち、被測定物５からの反射光
束は、両側の部分がブレーズ化回折格子の領域Ｍ₁，Ｍ₂
に入射し、中央の部分が回折格子の形成されていない領
域Ｍ₃に入射する。領域Ｍ₃に入射した光はこの領域Ｍ₃
を透過し、また、領域Ｍ₁，Ｍ₂に入射した光は、光軸Ｔ
側，すなわち領域Ｍ₃側への効率が大きくなるように回
折し、領域Ｍ₃を透過する光と重ね合わされて、回折格
子７ｂに入射する。次いで、回折格子７ｂから２つの回
折光を生ぜしめ、２つの回折光の間で干渉により発生し
た干渉縞を受光手段７で受光し、この干渉縞の位相とピ
ッチの変化に基づいて被測定物５の変位を検出すること
ができる。

【００９９】いま、この変位測定装置が光ピックアップ
であり、被測定物５が光ディスク等の記録坦体であっ
て、プッシュプル法でトラッキング検出を行なう場合、
被測定物５からの反射光は図２３に示すようなトラック
パターンＰ₁となり、これが二重回折格子６に入射し
て、ブレーズ化回折格子６ａによって集められるとパタ
ーンを３つに分割して重ねたパターンＰ₅となる。すな
わち、パターンＰ₅’のようになる。さらに、このパタ
ーンＰ₅(Ｐ₅’)は、第２の回折格子６ｂによって回折さ
れ、回折光間の干渉により干渉縞がトラックパターンと
垂直方向に発生する。

【０１００】なお、このとき、二重回折格子６を構成す
る回折格子６ａのピッチと回折格子６ｂのピッチとが同
じものである場合、受光手段７の位置のところでの干渉
縞パターンは、Ｐ₆のようなものとなり(図２４(ａ)参
照)、また、回折格子６ａのピッチと回折格子６ｂのピ
ッチとが異なっている場合には、受光手段７の位置のと
ころでの干渉縞パターンは、Ｐ₇のようなものとなる(図
２４(ｂ)参照)。

【０１０１】従って、図１９の例と同様に、回折格子６
ａのピッチと回折格子６ｂのピッチとが同じである場
合、受光手段７としては例えば、図２１(ａ)に示すよう
に、４分割の受光素子(例えば４つの受光面をもつフォ
トダイオード)７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄを用いることが
でき、また、二重回折格子６を構成する回折格子６ａの
ピッチと回折格子６ｂのピッチとが異なるときには、受
光手段７として、例えば図２１(ｂ)に示すような６分割
の受光素子７ｅ，７ｆ，７ｇ，７ｈ，７ｉ，７ｊを用い
ることができて、フォーカスエラー，トラックエラー，
記録信号を検出することができる。

【０１０２】また、トラックエラー信号をウォブリング
法で検出するときは、受光手段７においてトラック用の
分割線は必要でない。従って、この場合、図２１(ａ)，
(ｂ)のかわりに、図２１(ｃ)，(ｄ)のような２分割，３
分割形状の受光素子を用いることができる。

【０１０３】上述の実施例では、回折格子６ａ，６ｂに
ピッチが均一な回折格子(等ピッチ回折格子)を用いた
が、図２５，図２６に示すように、第１の回折格子６ａ
をピッチにチャーピングを施したチャープト回折格子に
することもできる。なお、図２５は図１６に対応してお
り、回折格子６ａをブレーズ化回折格子の２つの領域Ｌ
₁，Ｌ₂で形成するときに、各ブレーズ化回折格子をチャ
ープト回折格子にした場合を示す図、図２６は図２２に
対応しており、光軸Ｔ付近に透過領域Ｍ₃が形成され、
その両側の領域Ｍ₁，Ｍ₂のブレーズ化回折格子をチャー
プト回折格子にした場合を示す図である。

【０１０４】図２５，図２６のいずれの場合にも、回折
格子６ａにおいて、対称的な２つのブレーズ化回折格子
の領域により、回折光を集光して回折光効率を高め、さ
らに、各ブレーズ化回折格子をチャープト回折格子とす
ることによってシリンドリカル集光作用をもたせること
ができる。この結果、受光手段７に、より小さい受光面
積の受光素子を用いることができる。

【０１０５】なお、回折格子６ａをブレーズ化せずにチ
ャープト回折格子とすることもでき、この場合にも、受
光手段７として受光面積の小さな受光素子を用いること
ができるが、この場合は、回折光効率は、回折格子６ａ
がブレーズ化されていないので、やや損じることとな
る。

【０１０６】このように、回折格子６ａとして、チャー
プト回折格子のようなシリンドリカル集光作用をもつ２
つの領域が形成されたものを用い、これら２つの領域で
発生した回折光が回折格子６ｂ上で光束が重なり合うよ
うに、２つの領域が設定されていることにより、受光手
段７に入射する光の光束径をより小さくすることができ
て、より小さな面積の受光手段を用いることが可能とな
る。

【０１０７】また、シリンドリカル集光作用をもつ上記
２つの領域をブレーズ化回折格子(チャープト・ブレー
ズ化回折格子)とすることにより、より小さな面積の受
光手段を用いることができるとともに、回折光の効率を
より高めることができる。

【０１０８】なお、上述の実施例では、小さい受光面積
の受光素子を使用することができるように回折格子を改
良したものであるが、小さい受光面積の受光素子を用い
るという意味では、通常の大きさの受光素子を分割して
用いるということも可能である。これは、回折格子をブ
レーズ化するか否かにかかわらず採用できる。

【０１０９】図２７(ａ)，(ｂ)には、干渉領域あるいは
効率の大きい領域に、前述のように二重回折格子のピッ
チの関係に従って４分割あるいは６分割した受光素子１
７を配置し(図２７(ａ)の例では４分割受光素子を配置
し)、干渉しない領域あるいは効率の小さい干渉領域に
も、受光素子１８，１９を配置した構成が示されてい
る。

【０１１０】このような構成では、干渉縞の発生する領
域あるいは効率の大きい領域に配置した４分割あるいは
６分割の受光素子１７によって、前述のように、フォー
カスエラー信号とトラックエラー信号の少なくとも一方
を検知することができ、また、干渉縞の発生しない領域
あるいは効率の小さい領域に配置した受光素子１８，１
９によって記録信号を検知することができる。あるい
は、全ての受光素子１７，１８，１９の受光量によって
記録信号を検出することもできる。

【０１１１】また、図２８には、干渉領域あるいは効率
の大きい干渉領域に、二重回折格子のピッチの関係に従
って２分割あるいは３分割した受光素子２７を配置し
(図２８の例では、２分割受光素子を配置し)、干渉しな
い領域あるいは効率の小さい干渉領域に、トラック方向
に２分割した受光素子２８，２９を配置した構成が示さ
れている。

【０１１２】このような構成では、干渉縞の発生する領
域あるいは効率の大きい領域に配置した２分割あるいは
３分割の受光素子２７によってフォーカスエラー信号を
検知することができる。また、干渉しない領域あるいは
効率の小さい干渉領域では、干渉縞が発生しないか、あ
るいはその効率は小さいが、トラックパターンは発生す
るので、受光素子２８，２９によってトラックエラー信
号を検知することができる。また、受光素子２８，２９
によって記録信号を検知することもできる。あるいは全
ての受光素子２７，２８，２９の受光量によって記録信
号を検出することもできる。なお、記録信号を検出しよ
うとする場合、トラックエラー信号検出用の２つの受光
素子２８，２９の両方をトラックエラー検出に用いずと
も良く、一方の受光素子，例えば２８を分割なしの受光
素子としてこれを記録信号の検知にのみ用いることもで
きる。

【０１１３】また、上述の実施例では、ビームスプリッ
タ３は、光源１，コリメートレンズ２からの光を透過
し、被測定物５からの反射光を反射するようになってい
るが、これとは逆に、光源１，コリメートレンズ２から
の光を反射して被測定物５に入射させ、被測定物５から
の反射光を透過するように構成されても良い。

【０１１４】

【発明の効果】以上に説明したように、請求項１，請求
項２記載の発明によれば、二重回折格子の一方の回折格
子は、対称的な２つのブレーズ化回折格子の領域からな
り、各ブレーズ化回折格子は、各々で発生する回折光を
重なり合うような方向に回折させて二重回折格子の他方
の回折格子上に照射するようにブレーズの具合を有して
いるか、あるいは、二重回折格子の一方の回折格子は、
対称的な２つのブレーズ化回折格子の領域と回折格子が
形成されていない領域とからなり、２つの回折格子の領
域で発生する回折光と回折格子が形成されていない領域
を透過した光とを重なり合うようにさせていることを特
徴とするので、実質上、光束径を縮小し、かつ高効率に
干渉縞を発生させることができ、従って、小さな受光面
積の受光素子を用いることができて、高速対応の高価な
受光素子用材料を用いることなく、通常の受光素子用材
料を用いた受光素子で被測定物の変位を高感度にかつ精
度良く検出することができる。

【０１１５】また、請求項３記載の発明によれば、二重
回折格子の一方の回折格子に形成されている２つのブレ
ーズ化回折格子の領域は、さらに、シリンドリカル集光
作用をもち、発生した回折格子を他方の回折格子上で光
束が重なり合うように集光させる機能を有しているの
で、さらに光を集束させて、光束径をより小さくするこ
とができて、より小さな受光面積の受光素子を用いて、
被測定物の変位を高感度にかつ精度良く検出することが
できる。

【０１１６】また、請求項４記載の発明によれば、二重
回折格子の一方の回折格子には、シリンドリカル集光作
用をもつ領域が形成されているので、さらに光を集束さ
せて、光束径をより小さくすることができ、より小さな
受光面積の受光素子を用いることができる。

【０１１７】また、請求項５，請求項６記載の発明によ
れば、二重回折格子の一方の回折格子は、対称的な２つ
のブレーズ化回折格子の領域からなり、各ブレーズ化回
折格子は、各々で発生する回折光を重なり合うような方
向に回折させて二重回折格子の他方の回折格子上に照射
するようにブレーズの具合を有しているか、あるいは二
重回折格子の一方の回折格子は、対称的な２つのブレー
ズ化回折格子の領域と回折格子が形成されていない領域
とからなり、２つの回折格子の領域で発生する回折光と
回折格子が形成されていない領域を透過した光とを重な
り合うようにさせているので、光ピックアップの高効率
化，小型化が可能となる。

【０１１８】また、請求項７記載の発明によれば、干渉
縞の発生する領域あるいは効率の大きい領域には、フォ
ーカスエラー信号とトラックエラー信号の少なくとも一
方を検知するための受光手段を配置し、干渉縞の発生し
ない領域あるいは効率の小さい領域には、記録信号検知
用の受光手段を配置するので、通常の大きさの受光素子
を分割して用いることができる。

【０１１９】また、請求項８記載の発明によれば、干渉
縞の発生する領域あるいは効率の大きい領域には、フォ
ーカスエラー信号を検知するための受光手段を配置し、
干渉縞が発生しないかあるいは効率が小さいがトラック
パターンの発生する領域には、記録信号検知用の受光手
段および／または少なくとも一個のトラックエラー信号
検知用受光手段を配置するので、通常の大きさの受光素
子を分割して用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】変位測定装置の一構成例を示す図である。

【図２】干渉縞の発生を説明するための図である。

【図３】干渉縞の発生を説明するための図である。

【図４】干渉縞の発生を説明するための図である。

【図５】微小変位の測定方法を説明するための図であ
る。

【図６】微小変位の測定方法を説明するための図であ
る。

【図７】微小変位の測定方法を説明するための図であ
る。

【図８】図１の変位測定装置による被測定物のデフォー
カス量の検出を説明するための図である。

【図９】図１の変位測定装置による被測定物のデフォー
カス量の検出を説明するための図である。

【図１０】図１の変位測定装置による被測定物のデフォ
ーカス量の検出を説明するための図である。

【図１１】デフォーカス量による干渉光の光量分布を示
す図である。

【図１２】デフォーカス量の変化に応じた２つの受光素
子の出力差の変化を示す図である。

【図１３】光ピックアップの構成例を示す図である。

【図１４】受光手段の構成例を示す図である。

【図１５】本発明に係る変位測定装置の一実施例の構成
図である。

【図１６】回折手段の構成例を示す図である。

【図１７】ブレーズ化回折格子を示す図である。

【図１８】＋１次光と−１次光とを用いて干渉縞を生じ
させる場合を説明するための図である。

【図１９】本発明に係る変位測定装置の動作原理を説明
するための図である。

【図２０】干渉縞パターンを示す図である。

【図２１】受光手段の構成例を示す図である。

【図２２】回折手段の変形例を示す図である。

【図２３】本発明に係る変位測定装置の動作原理を説明
するための図である。

【図２４】干渉縞パターンを示す図である。

【図２５】回折手段の他の構成例を示す図である。

【図２６】回折手段の他の構成例を示す図である。

【図２７】受光手段の他の構成例を説明するための図で
ある。

【図２８】受光手段の他の構成例を説明するための図で
ある。

【符号の説明】

１ 光源 ２ コリメート
レンズ ３ ビームスプ
リッタ ４ 対物レンズ ５ 被測定物 ６ 回折手段 ６ａ，６ｂ 回折格子 ７，１７，１８，１９，２７，２８，２９ 受光手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−250437（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−128327（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−53031（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−169738（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−263341（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−73481（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−212730（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−264202（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−76319（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−172203（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−214232（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 G11B 7/09 - 7/10

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源からの光を被測定物に集光照射し、
   前記被測定物からの反射光に基づき、被測定物の変位を
   測定する変位測定装置において、前記被測定物からの反
   射光が入射することで回折光を生じさせ、回折光の間で
   の干渉により干渉縞を発生させる二重回折格子と、前記
   被測定物に入射する光の光軸方向への前記被測定物の移
   動に伴なう前記干渉縞の変化を読み取って前記光軸方向
   への前記被測定物の変位を検知する受光手段とを有し、
   前記二重回折格子の一方の回折格子は、対称的な２つの
   ブレーズ化回折格子の領域からなり、各ブレーズ化回折
   格子は、各々で発生する回折光を重なり合うような方向
   に回折させて前記二重回折格子の他方の回折格子上に照
   射するようにブレーズの具合を有していることを特徴と
   する変位測定装置。
2. 【請求項２】 光源からの光を被測定物に集光照射し、
   前記被測定物からの反射光に基づき、被測定物の変位を
   測定する変位測定装置において、前記被測定物からの反
   射光が入射することで回折光を生じさせ、回折光の間で
   の干渉により干渉縞を発生させる二重回折格子と、前記
   被測定物に入射する光の光軸方向への前記被測定物の移
   動に伴なう前記干渉縞の変化を読み取って前記光軸方向
   への前記被測定物の変位を検知する受光手段とを有し、
   前記二重回折格子の一方の回折格子は、対称的な２つの
   ブレーズ化回折格子の領域と回折格子が形成されていな
   い領域とからなり、２つのブレーズ化回折格子の領域と
   回折格子が形成されていない領域とは、２つのブレーズ
   化回折格子の領域で発生する回折光と前記回折格子が形
   成されていない領域を透過する光とが重なり合うよう
   に、配置されていることを特徴とする変位測定装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の変位測定
   装置において、前記二重回折格子の一方の回折格子に形
   成されている２つのブレーズ化回折格子の領域は、さら
   に、シリンドリカル集光作用をもち、発生した回折光
   を、二重回折格子の他方の回折格子上で光束が重なり合
   うように集光させる機能を有していることを特徴とする
   変位測定装置。
4. 【請求項４】 光源からの光を被測定物に集光照射し、
   前記被測定物からの反射光に基づき、被測定物の変位を
   測定する変位測定装置において、前記被測定物からの反
   射光が入射することで回折光を生じさせ、回折光の間で
   の干渉により干渉縞を発生させる二重回折格子と、前記
   被測定物に入射する光の光軸方向への前記被測定物の移
   動に伴なう前記干渉縞の変化を読み取って前記光軸方向
   への前記被測定物の変位を検知する受光手段とを有し、
   前記二重回折格子の一方の回折格子には、シリンドリカ
   ル集光作用をもつ回折格子の領域が形成されていること
   を特徴とする変位測定装置。
5. 【請求項５】 光源からの光を記録担体に集光照射して
   情報の記録または再生を行なう光記録再生装置の光ピッ
   クアップにおいて、記録担体からの反射光が入射するこ
   とで回折光を生じさせ、回折光の間での干渉により干渉
   縞を発生させる二重回折格子と、前記記録担体に入射す
   る光の光軸方向への前記記録担体の移動に伴なう前記干
   渉縞の変化を読み取って前記記録担体の前記光軸方向へ
   のデフォーカス量を検知する受光手段とを有しており、
   前記二重回折格子の一方の回折格子は、対称的な２つの
   ブレーズ化回折格子の領域からなり、各ブレーズ化回折
   格子は、各々で発生する回折光を重なり合うような方向
   に回折させて二重回折格子の他方の回折格子上に照射す
   るようにブレーズの具合を有していることを特徴とする
   光ピックアップ。
6. 【請求項６】 光源からの光を記録担体に集光照射して
   情報の記録または再生を行なう光記録再生装置の光ピッ
   クアップにおいて、記録担体からの反射光が入射するこ
   とで回折光を生じさせ、回折光の間での干渉により干渉
   縞を発生させる二重回折格子と、前記記録担体に入射す
   る光の光軸方向への前記記録担体の移動に伴なう前記干
   渉縞の変化を読み取って前記記録担体の前記光軸方向へ
   のデフォーカス量を検知する受光手段とを有し、前記二
   重回折格子の一方の回折格子は、対称的な２つのブレー
   ズ化回折格子の領域と回折格子が形成されていない領域
   とからなり、２つのブレーズ化回折格子の領域と回折格
   子が形成されていない領域とは、２つのブレーズ化回折
   格子の領域で発生する回折光と前記回折格子が形成され
   ていない領域を透過する光とが重なり合うように、配置
   されていることを特徴とする光ピックアップ。
7. 【請求項７】 請求項５または請求項６記載の光ピック
   アップにおいて、前記二重回折格子からの回折光により
   干渉縞の発生する領域あるいは効率の大きい領域には、
   フォーカスエラー信号とトラックエラー信号の少なくと
   も一方を検知するための受光手段を配置し、干渉縞の発
   生しない領域あるいは効率の小さい領域には、記録信号
   検知用の受光手段を配置することを特徴とする光ピック
   アップ。
8. 【請求項８】 請求項５または請求項６記載の光ピック
   アップにおいて、前記二重回折格子からの回折光により
   干渉縞の発生する領域あるいは効率の大きい領域には、
   フォーカスエラー信号を検知するための受光手段を配置
   し、干渉縞が発生しないかあるいは効率が小さいがトラ
   ックパターンの発生する領域には、記録信号検知用の受
   光手段および／または少なくとも一個のトラックエラー
   信号検知用受光手段を配置することを特徴とする光ピッ
   クアップ。