JPH038128A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、いわゆる、コンパクトディスク、ビデオディ
スク等の光メモリ素子の再生装置等として使用する光ピ
ンクアップ装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第１４図に示すように、従来の光ビックアンプ装置にお
いて、半導体レーザ１の出射光は第１回折素子２により
メインビーム、つまり、０次回折光と、紙面とほぼ直交
する平面内で上記メインビームに対し所定の角度を成し
て離間する１対のサブビーム、つまり、±１次回折光と
に分割され、第２回折素子３に導かれる。ここで、３つ
のビームはそれぞれ更に回折され、各Ｏ次回折光がコリ
メートレンズ４を１ｌＴｌ過し、対物レンズ５によって
記録担体６上に集光される。

その際、メインビームは、例えば、コンパクトディスク
であれば、ピントとして記録された記録情報を読み取る
べく、記録担体６上のビットに集光され、その反射強度
に基づいて記録情報の再生が行われる。又、メインビー
ムに基づいて、後述の如く、フォーカスエラー信号が得
られる。

一方、２つのサブビー１、は、上記のメインビームに対
し、記録担体６のトランク方向に互いに逆向きに比較的
太きくｋすれ、かつ、記録担体６のラジアル方向には互
いに逆向きに僅かにずれた位置に集光され、２つのサブ
ビームの反射強度からトラッキングエラー信号が得られ
る。

記録担体６から反射されたメインビーム支びサブビーム
は、対物レンズ５及びコリメートレンズ４を通過し、第
２回折素子３にて回折され、各１次回折光が光検出器７
に導かれる。

第１５図（ａ）に記録担体６側から見た第２回折素子３
の格子の配置の説明図を、同図（ｂ）に光検出器７の光
検出部７８〜７［の配置の説明図をそれぞれ示す。第２
回折素子３は、この第２回折素子３の回折方向に延びる
分割′ＭＡ３ｃにより２つの領域３ａ・３ｂに分割され
ている。各領域３ａ・３ｂには、それぞれ格子３ｄ・３
ｄ・・・、３ｅ・３ｅ・・・が互いに異なる周期で分υ
Ｉ線３ｃに対し直角方向に形成されている。

一方、光検出器７は、それぞれ第２回折素子３における
回折方向に延びる６つの光検出部７ａ〜７ｒに分割され
ている。そして、フォーカスエラーがない合焦点状態で
は、第２回折素子３０領域３ａで回折されたメインビー
ムは分割線７　ｇ　上ζこ集光されてスポットＰ１′を
形成し、領域３ｂで回折されたメインビームは分ｖ１線
７ｈ上るこ集光すれてスポットＰ２’を形成する。又、
２つのサブビームはそれぞれ光検出部７ｅ・７ｆに集光
される。

そして、各光検出部７ａ〜７ｆから得られる出力信号Ｓ
　ａ−３１に基づいて、フォーカスエラー信号ＦＥＳは
ＦＥＳ＝　（Ｓａ＋Ｓｄ）　　　（Ｓｂ＋Ｓｃ）の演算
で得られ、トラッキングエラー信号ＲＥＳはＲＥＳ＝Ｓ
ｅ−３ｒの演算で得られ、ピット信号（記録情報）Ｒ３
はＲ３＝Ｓａ＋Ｓｂ十Ｓｃ＋Ｓｄの演算で得られる。

なお、第２回折素子３における格子３ｄ・３ｄ・・・３
ｅ・３ｅ・・・の断面形状としては、従来からｆｌｌ用
されている第１６図（ａ）に示すような矩形断面の他に
、同図（ｂ）に示す如くの光の利用効率の高いのこぎり
形のブレーズ形状も検討されている。

Ｃ発明が解決しようとする課題〕 ところが、上記の構成では、第１５図（ｂ）において、
光検出部７ａと７０及び７ｂと７ｄをそれぞれ長手方向
に並べて配置し、２つのビームスポットＰｌ′　・２２
′を記録担体６のラジアル方向にかなり大きく湘して集
光させるようになっているため、光検出部７３〜７ｆが
第２回折素子３での回折方向に見てかなり塔長となるも
のである。その結果、光検出部７ａ〜７Ｆの専有面積が
大きくなる七ともに、製造コストも増大するという不具
合が生じる。

又、第２回折素子３における格子３ｄ・３ｄ・・・３ｅ
・３ｅ・・・の断面形状として第１６図（ｂ）に示すブ
レーズ形状を採用する場合、第２回折素子３の２つの領
域３ａ・３ｂでの回折角の差がかなり大きいため、格子
３ｄ　３ｄ・・・と格子３ｅ３ｅ・・・のピンチを大き
く相違させる必要がある。

そのため、領域３ａと３ｂとで同一断面のブレーズ形状
への加工が困難となるので、格子３ｄ・３ｄ・・・　３
ｅ・３ｅ・・・の加工作業が煩雑となるばかりでなく、
２つの領域３ａ・３ｂ間で格子３ｄ・３ｄ・・・　３ｅ
・３ｅ・・・の断面形状の相違により光の利用効率に差
が生し、フォーカスエラーの検出が正確に行えなくなる
という問題が生しる。なお、領域３ａと３ｂでの光の利
用効率の差を低減させるためには、両頭域３ａ・３ｂに
おけるブレーズ形状をそれぞれ最適形状とは異なる形状
に変化させる必要があるが、その場合は、充分に高い光
の利用効率が得られなくなるという不具合が生しる。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る光ピンクアップ装置は、上記の課題を解決
するために、光発生手段と、この光発生手段から出射さ
れる光を記録担体上に集光させるとともに記録担体から
の反射光を第２回折素子に導く光学系と、光発生手段か
らの光を記録信号及びフォーカスエラー検出用のＯ次回
折光とトラッキングエラー検出用の１対の１次回折光と
に分添する第１回折素子と、光発生手段と記録担体とを
結ぶ光軸を含む平面によって第１及び第２領域に分割さ
れ、これら２つの領域により記録担体からの反射光をそ
れぞれ異なる方向へ回折させる第２回折素子と、複数の
光検出部を有し、上記第２回折素子からの光を各光検出
部にて電気信号に変換する光検出器とを備えた光ピック
アップ装置において、上記光検出器の複数の光検出部は
第２回折素子の回折方向とほぼ直交する方向のみに並設
されており、上記第２回折素子は記録担体から反射され
てくる０次回折光のうち第１領域で回折された光の焦点
距離と第２領域で回折された光との焦点位置とが相違し
、かつ、フォーカスエラーのない合焦点時に上記第２回
折素子の第１領域で回折された光の焦点位置と第２領域
で回折された光の焦点位置とのほぼ中間位置に上記光検
出器が位置するようになるとともに、上記第ｔ？ｉＩ域
で回折された光の光検出器上のスポットと第２領域で回
折された光の光検出器上のスポットとが第２回折素子の
回折方向とほぼ直交する方向にずれて位置するように設
定されていることを特徴とするものである。

なお、上記第２回折素子における分割された第１及び第
２領域からの回折光の焦点距離を相違させるために、例
えば、上記第１及び第２領域の一方には回折光に対し光
の収束機能を付与し、他方には回折光に対し光の発散機
能を付与することができる。

［作　用］ 上記の構成によれば、光検出器はほぼ第２回折素子にお
ける回折方向に延びる分割線のみによって複数の光検出
部に分割されているので、第２回折素子における回折方
向に見た光検出器の長さを短縮することができ、それに
より、光検出器の専有面積の減少及び製造コストの低減
を図ることができる。

その場合、合焦点状態では第２回折素子の第１領域から
の回折光の焦点位置と第２領域からの回折光の焦点位置
とのほぼ中間位置に光検出器が位置するので、上記第１
領域からの回折光の光検出器上でのスポットのサイズと
第２領域からの回折光の光検出器上でのスポットのサイ
ズとがほぼ等しくなる。一方、フォーカスエラーが生じ
ると、上記第１及び第２領域からの各回折光の焦点位置
の中間位置が光検出器の受光面からずれるため、光検出
器上での各スポットのサイズが変化し、第２回折素子に
おける回折方向とほぼ直交する方向に伸縮するので、上
記の如く、はぼ第２回折素子における回折方向に延びる
分割線のみで分割された複数の光検出部の出力信号を比
較することにより、フォーカスエラーの検出を行うこと
ができる。

又、上記の構成では、上記第２回折素子の第１領域での
回折光の光検出器上でのスポットと第２領域での回折光
の光検出器上でのスポットとが第２回折素子における回
折方向とほぼ直交する方向にずれて位置するようにした
ので、第１領域及び第２領域における回折角の差を充分
に小さくすることができる。それにより、第１及び第２
領域における格子の断面形状をブレーズ形状とする場合
、第１及び第２領域のブレーズ形状をほぼ等しくするこ
とができるので、格子の製造が容易に行えるようになる
とともに、第１及び第２間域での光の利用効率を充分高
く、かつ、利用効率の差を充分小さくすることができる
ようになる。

（実施例１〕 本発明の一実施例を第１図乃至第４図に基づいて説明す
れば、以下の通りである。

本実施例に係る光ピックアップ装置は、例えば、コンパ
クトディスク、ビデオディスク等の再生装置として使用
されるものである。第２図に示すように、光発生手段と
しての半導体レーザ１１の出射光は第１回折素子１２に
よりメインビーム（Ｏ次回折光）と、紙面とほぼ直交す
る平面内で上記メインビームに対し所定の角度を成して
離間する１対のサブビーム（±１次回折光）とに分割さ
れ、第２回折素子１３に導かれる。ここで、３つのビー
ムはそれぞれ更に回折され、各Ｏ次回折光がコリメー］
・レンズ１４を通過し、対物レンズ１５によって記録担
体１６上に集光される。コリメートレンズ１４及び対物
レンズ１５は光学系を構成する。

対物レンズ１５を通過したメインビームは、例えば、記
録担体１６がコンパクトディスクであれば、ピットとし
て記録された記録情報を読み取るべく、記録担体１６上
のピットに集光される。

方、２つのサブビームは、上記のメインビームに対し、
記録担体１６のトラック方向（第２図のＹ方向）に互い
に逆向きに比較的太き（離れ、かつ記録担体１６のラジ
アル方向（第２図のＸ方向）には互いに逆向きに僅かに
ずれた位置に集光される。

記録担体１６から反射されたメインビーム及びサブビー
ムは、対物レンズ１５及びコリメートレンズ１４を通過
し、第２回・折素子１３にてＸ方向に回折され、各１次
回折光が光検出器１７に導かれるようになっている。

第１図（ｂ）に示すように、光検出器１７はそれぞれ第
２回折素子１３による回折方向に延びる４つの矩形状の
光検出部１７ａ〜１７ｄを備えている。光検出部１７ａ
と１７ｂは第１回折素子１２による回折方向に延びる分
割線１７ｅにより互いに分割されている。又、光検出部
１７ｃと１７ｄは、光検出部１７ａ・１７ｂの両側に所
定のＹ方向の間隔を置いて形成されている。上記のよう
に、光検出部１７ａ〜１７ｄは第２回折素子１３の回折
方向と直行するＹ方向のみに並設され、第２回折素子１
３の回折方向であるＸ方向に２つ以−Ｆの光検出部１７
ａ−１７ｄが並設されることはない。

第３図に示すように、第２回折素子１３はＹ方向、つま
り、第２回折素子１３における回折方向と直交する方向
に延びる分割線１３ｃにより、それぞれほぼ半円形状を
なす第１及び第２領域１３ａ・１３ｂに分割されている
。第１領域１３ａには、合焦点時、つまり、対物レンズ
１５と記録担体１６間の距離が適正な時にこの第１領域
１３ａで回折されるメインビームが光検出器１７０手前
側の位置ｆ、で一旦収束し、光検出器１７における光検
出部１７ａ上に第１領域１３ａの半円形状とは左右の向
きが反転した半円状のスボｙトＰ＋を形成するように、
方向及びピッチの定められた格子１３ｄ−１３ｄ・・・
が形成されている。

又、第２領域１３ｂには、上記の合焦点時にこの第２領
域２３ｂで回折されたメインビームの焦点位置ｆ２が光
検出器１７より遠方側となり、従って、第２領域１３ｂ
で回折されたメインビームが収束する以前に光検出器１
７の光検出部１．７　ｂ上にスポットＰ、　と同し向き
の半円状のスポットＰ２を形成するように、方向及びピ
ッチの定められた格子１３ｅ・１３ｅ・・・が形成され
ている。焦点位置ｆ、・ｆ２は、それらのほぼ中心位置
に光検出器１７が位置するように設定されている。この
ように、第１及び第２領域１３ａ・１３ｂからの回折光
の焦点距離を相違させるために、第１領域１３ａには光
の収束機能（凸レンズ機能）が付与され、第２頑域１３
ｂには光の発散機能（凹レンズ機能）が付与されている
。

なお、第１及び第２領域１３ａ・１３ｂの格子１３ｄ−
１３ｄ−１３ｅ・１３ｅ・・・は、良く知られた２光東
干渉法により作成するか、又は電子計算機により干渉縞
の形状を求め、電子ビーム露光装置により乾板に直接干
渉縞を描いて作成することができる。その場合、格子１
．３　ｄ・１３ｄ・・・１３ｅ・１３ｅ・・・の断面形
状は、第１６図（ａ）に示す矩形形状、又は第１６図（
ｂ）に示すブレーズ形状とすることができる。

以下、第１図（ａ）〜（Ｃ）に基づいて、ビット信号（
記録情報）、フォーカスエラー信号及びトラッキングエ
ラー信号の検出につき述べる。

前述したように、対物レンズ１５と記録担体１６間の距
離が適正な合焦点状態では、第１図（ｂ）のように、ス
ポットＰ　＋　　・Ｐ２の大きさが等しい。従って、ス
ポットＰｌは光検出部１７ａ内に収まり、スポットＰ２
は光検出部１７ｂ内に収まるので、光検出部１７ａの出
力信号Ｓａと、光検出部１７ｂの出力信号ｓｂとが等し
くなる。

一方、記録担体１６が対物レンズ１５に接近し過ぎてフ
ォーカスエラー状態になると、上記の焦点位置［、が光
検出部１７ａに接近し、焦点位置ｆ２が光検出部１７ｂ
がら遠ざがるので、第１図（ａ）のように、スポットＰ
１は縮小し、スポットＰ２は拡大して光検出部１７ｂ外
にはみ出すようになる。それにより、光検出部１７ａの
出力信号Ｓａが光検出部１７ｂの出力信号ｓｂより太き
（なる。

逆に、記録担体１６が対物レンズ１５がら；流れ過ぎて
フォーカスエラー状態となると、第１図（Ｃ）のように
、スポットＰ、が拡大し、スポットＰ２が縮小するため
、光検出部１７ａの出力信号Ｓａが光検出部１７ｂの出
力信号Ｓｂより小さくなる。

フォーカスエラー信号ＦＥＳはＦＥＳ＝Ｓａｓｂの演算
により求められ、このＦＥＳが′０”′となるように対
物レンズ１５が駆動される。一方、ピント信号Ｒ３はＲ
３＝Ｓａ＋Ｓｂの演算により得られる。

又、記録担体１６で反射して第２回折素子１３で回折さ
れたサブビームは光検出部１７ｃ及び１７ｄに集光され
る。ドラッギングエラー信号ＲＥＳは、光検出部１７ｃ
・１７ｄの出力信号をそれぞれ５ｃ−３ｄとして、ＲＥ
Ｓ＝Ｓｃ−３ｄの演算で求められ、このＲＥＳが“′０
′′となるようにトラッキングの調整が行われる。

以下、光ピ７クア・ノブ装置及び光検出器１７の構成例
を示す。まず、対物レンズ１５としては、開口率ＮＡが
０．５、焦点距離が４．５ｍｍのものを使用し、コリメ
ートレンズ１４としては、開口率ＮＡが０．１４５、焦
点距離が１８．０ｍｍのものを使用する。

又、第２回折素子１３の光軸点Ａ、から半導体レーザ１
１の出射点Ａ３までの光学的路Ｍ：２．７２７ｍｒｎ、
上記出射点Ａ３から光検出器１７上の２つのスポットＰ
、・Ｐ２の中点Ａ２までの光学的距離：１，３ｍｍ、上
記光軸点Ａ１から第２回折素子１３の第１領域１３ａか
らの回折光の焦点位置ｆ１までの光学的距離： ２．９４６５ｍ　ｍ、上記光軸点Ａ１から光検出器１７
の受光点Ａ２までの光学的距離：　３．０２１１ｍ　ｍ
、上記光軸点Ａ、から第２回折素子１３の第２領域１３
ｂからの回折光の焦点位置ｒ２までの光学的距離：　３
．０９４４ｍ　ｍとした。なお、第２回折素子１３の光
軸点Ａ１を原点として各点を３次元の座標系で表すと、
Ａ、：　　（０，Ｏ，Ｏ）、Ａ２　二　（１３００，０
０，０，−２７２７，０）　、Ａｊ　　：　　（０，Ｏ
，−２７２７，０）ｆ、　　：　　（１２６７，９，９
，８，−２７２７，０）、ｆ２　：　（１３３３，７，
−１０，３，−２７９７，８）となる。但し、各座標の
単位はμｍである。

又、光検出器１７における光検出部１．７　ａ及び１７
ｂのＹ方向の幅ｄ、は２５μｍ、分割線１７ＣのＹ方向
の輻は５μｍとした。

上記した構成例では、第１図（ｂ）の合焦点時に、スポ
ットＰ１　・Ｐ２の直径は２０μｍとなる。上記の構成
例で、対物レンズ１５を記録担体１６に対し光軸方向に
移動させた際の光検出部１７ａ及び１７ｂの出力信号Ｓ
ａ及びｓｂは、それぞれ第４図中曲線Ｉ及びＨの如く推
移する。又、フォーカスエラー信号ＦＥＳ　（＝Ｓａ−
３ｂ）は第４図中曲綿■の如く推移する。なお、第４図
の横軸の右側はファー（ＦＡＲ）側、つまり、対物レン
ズ１５が記録担体１６から遠ざかる側、左側がニア−（
ＮＥＡＲ）側、つまり、対物レンズ１５が記録担体１６
に接近する側である。

以上のように、本実施例では、光検出器１７の各光検出
部１７ａ〜１７ｄを第２回折素子１３における回折方向
と直交する方向のみに並設し、第２回折素子Ｉ３の回折
方向には複数の光検出部を並設しないようにしたので、
光検出部１７ａ〜１７ｄの専有面積を減少させ、かつ、
製造コストの低廉化も図ることができるようになる。

又、第２回折素子１３の第１及び第２領域１３ａ・１３
ｂで回折されるメインビームによる光検出器１７上のス
ボ７　）Ｐ＋　　’　Ｐｚが第２回折素子Ｉ３における
回折方向と直交する方向にずれて位置するように第２回
折素子１３の格子１３ｄ・１３ｄ・・・　１３ｅ・１３
ｅ・・・を形成したので、第１及び第２領域１３ａ・１
３ｂにおける回折角がほぼ等しくなり、従って、格子１
３ｄ・１３ｄ・・・及び１３ｅ・１３ｅ・・・の断面形
状を第１６図（ｂ）に示すブレーズ形状とする場合、格
子１３ｃｌ・１３ｄ・・・及び１３ｅ・１３ｅ・・・の
ピッチをほぼ等しくできるので、第２回折素子１３の加
工を円滑に行えるようになり、かつ、光の利用効率の差
がなく、充分に高い利用効率が得られる最適なブレーズ
形状に形成できる。

Ｃ実施例２〕 次に、第５図及び第６図に基づいて、第２実施例を説明
する。

第５図に示すように、第２実施例では光検出器１７にお
ける光検出部１７ａ及び１７ｂ間に所定のＹ方向の間隔
ｄ３が設けられ、合焦点時に第２回折素子１３の第１領
域１３ａで回折されるメインビームが光検出部１７ａ上
に半円状のスポットＰ、を形成し、第２領域１３ｂで回
折されるメインビームが光検出部１７ｂ上に半円状のス
ポットＰ２を形成し、かつ、スポットＰ１　・Ｐ２の大
きさが等しくなるように第２回折素子１３が形成されて
いる。なお、第１実施例と同様に、第１　？ＩＭ域１３
ａからの回折光の焦点位置は光検出器１７の手前側に位
置し、かつ、合焦点時に第１及び第２領域１３ａ・１３
ｂからの回折光の各焦点位置のほぼ中間位置に光検出器
１７が位置するように設定されている。

第２実施例においても、各光検出部１７ａ〜１７ｄの出
力信号をＳ　ａ　−Ｓ　ｄとして、第１実施例と同様に
ピント信号Ｒ３＝Ｓａ＋Ｓｂ、フォーカスエラー信号Ｆ
ＥＳ＝Ｓａ−３ｂ、トラッキングエラー信号ＲＥＳ＝Ｓ
ｃ−３ｄの演算が行われる。

次に、第２実施例における光ビックアンプ装ｒ及び光検
出器１７の構成例を示す。光ピンクアップ装置は第１実
施例の構成例と同一とする。一方、第２回折素子１３の
光軸点Ａ、から半導体レーザ１１の出射点Ａ、までの光
学的距離及び半導体レーザ１１の出射点Ａ３から光検出
器２０上の２つのスポットＰ１　・２２間の中点Ａ２ま
での光学的距離も第１実施例の構成例と同一である。

又、合焦点時における上記光軸点Ａ、から第２回折素子
１３の第１領域１３ａで回折したメインビームの焦点位
置ｆ１までの光学的路４１　：　２．８７５９ｍｍ、上
記光軸点Ａ、から上記光検出器１７上の２つのスポット
Ｐ１　・２２間の中点Ａ２までの光学的路Ｍ　：　３．
０２１３ｍ　ｍ、合焦点時における上記光軸点Ａ１から
第２回折素子１８の第２領域１８ｂで回折したメインビ
ームの焦点値Ｚｆｚまでの光学的路Ｍ　：　３．１８２
３ｍ　ｍとする。この場合、各点の３次元座標は、Ａ、
：　　（０，Ｏ，Ｏ）、ＡＺ　　：　　（１３００，０
，０，０，−２７２７，０）、ｆ、　　：　　（１２３
７，４，４２，８，−２５９５，７）　、ｆ、　　：　
　（１３６９，３，−４７，４，−２８７２，３）とな
る。但し、各座標の単位はμｍである。

この時、光検出器１７における光検出部１７ａ及び光検
出部１７ｂのＹ方向の幅ｄ２を２５μｍ、光検出部１７
ａ・１７ｂ間のＹ方向の間隔ｄ３を６５μｍとする。そ
の場合、合焦点時のスポットＰ１　・Ｐ２の直径は４０
μｍとなる。

又、対物レンズＩ５を記録担体１６に対し光軸方向に移
動させた場合、光検出部１７ａ及び１７ｂの出力信号５
ａ−３ｂ及びフォーカスエラー信号ＦＥＳはそれぞれ第
６図中曲線Ｉ〜■の如く推移する。

〔実施例３〕 次に、第７図及び第８図に基づいて、第３実施例を説明
する。

第７図に示すように、第３実施例における光検出器１７
は、第２回折素子１３における回折方向であるＸ方向に
延びる分割線１７ｎ〜１７ｒにより分割され、それぞれ
Ｘ方向に延びるビット信号Ｒ３及びフォーカスエラー信
号ＦＥＳ検出用の６つの光検出部１７［〜１７にと、光
検出部１７ｆ〜１７にの両側に所定の間隔を置いて配置
されるトラッキングエラー信号ＲＥＳ検出用の２つの光
検出部１７！・１７ｍとを備えている。各光検出部１７
ｆ−１７ｍは第２回折素子１３における回折方向と直交
する方向のみに並設されている。

第２回折素子１３は合焦点時に第１領域１３ａで回折さ
れたメインビームによるスポットＰ、がほぼ光検出部１
７ｇ上に位置し、第２領域１３ｂで回折されたメインビ
ームによるスポットＰ２がほぼ光検出部１７に上に位置
し、かつ、スポットＰ、、Ｐ、の大きさが等しくなるよ
うに、前述の格子１３ｄ１３ｄ・　　１３ｅ−１３ｅ・
・・が形成されている。なお、第１実施例と同様、合焦
点時に第１領域１３ａで回折されるメインビームの焦点
位置ｆ、が光検出器１７の手前側に位置し、がつ、２つ
の焦点位置ｒＩ　・「２のほぼ中間位置に光検出器１７
が位置するように設定されている。

第３実施例では、各光検出部１７ｆ〜１７ｍからの出力
信号をＳｒ−３ｍとして、ビット信号Ｒ３がＲ３＝Ｓｆ
＋Ｓｇ＋Ｓｈ＋Ｓｉ＋Ｓｊ＋Ｓｋの演算で得られ、フォ
ーカスエラー信号ＦＥＳがＦＥＳ−（Ｓｆ＋Ｓｈ＋Ｓｊ
）　　　（Ｓｇ＋Ｓｉ’。

Ｓｋ）の演算で得られる。又、トラッキングエラー信号
ＲＥＳはＲＥＳ＝Ｓｆｆｉ−３ｍの演算で求められる。

第３実施例において、光ビックアンプ装置として、第２
実施例における構成例と同一のものを使用し、かつ、光
検出器１７における各光検出部１７ｆ〜１７にのＸ方向
の幅ｄ４を２５μｍ、各分割線１７ｎ〜１．７　ｒの幅
を５μｍとした場合、合焦点時にスポットＰｌ及びＰｚ
の直径は４０μｍとなる。

上記の構成例において、対物レンズ１５を記録担体１６
に対し光軸方向に移動させた場合、各光検出部１７ｆ〜
１７ｍからの出力信号Ｓｆ−３ｍはそれぞれ第８図中曲
線Ｉ〜■の如く推移する。

又、フォーカスエラー信号ＦＥＳは第８図中曲、腺■の
如く推移する。

〔実施例４〕 次に、第４実施例を説明する。

第１０図及び第１１閏に示すように、第４実施例は第２
回折素子１８における分割線１８ｃの方向を、第２回折
素子１８における回折方向であるＸ方向とした点で第１
〜第３実施例と相違するものである。又、第９図（ｂ）
に示すように、光検出器２０はそれぞれ第２回折素子１
８における回折方向であるＸ方向に延びる分割線２Ｏｆ
・２０ｇにより分割されたピント信号Ｒ３及びフォーカ
スエラー信号ＦＥＳ検出用の３つの光検出部２０ａ〜２
０ｃと、光検出部２０ａ〜２０ｃの両側に所定のＸ方向
の間隔を置いて設けられたトラッキングエラー信号ＲＥ
Ｓ検出用の２つの光検出部２０ｄ・２０ｅを備えている
。各光検出部２０ａ〜２０ｅは第２回折素子１８におけ
る回折方向に延び、かつ、上記回折方向と直交する方向
のみに並設されている。

第２回折素子１８における第１及び第２領域１８ａ・１
８ｂには、それぞれ第１及び第２領域１８ａ・１８ｂで
回折されたメインビームが光検出器２０における光検出
部２０ｂ・２Ｏｃ内にスポットＰｌ　・Ｐ２を形成する
ように、方向及びピンチの定められた格子１８ｄ　−１
８ｄ・・・　１８ｅ・１８ｅ・・・が形成されている。

この場合も、第９図（ｂ）の合焦点時に第２回折素子１
８の第１領域１８ａで回折したメインビームの焦点位置
［、が光検出器２ｏの手前側に位置し、第２　ｉＪ域１
８ｂで回折したメインビームの焦点位置ｆ２が光検出器
２０より遠方側に位置し、かつ、合焦点時にｆ、と１２
のほぼ中間位置に光検出器２０が位置するようになって
いる。又、スポットＰ、・Ｐ２の第９図（ｂ）中の上０
１ｉ　４＆はそれぞれ分割線２Ｏｆ・２０ｇ上に位置し
、かつ、合焦点時にスポットＰ１　・Ｐ２の大きさが等
しくなるように設定されている。又、第２回折素子１８
で回折されたサブビームは光検出部２０ｅ・２０【上に
集光されるようになっている。なお、第４実施例におい
て、上記の第１実施例と共通の部材には同一の参照番号
を付して説明を省略する。

上記の構成において、記録ｍ体１６が対物レンズ１５に
接近し過ぎてフォーカスエラーが生じると、第９図（ａ
）のように、スポットＰ１が縮小し、一方、スポットＰ
２が拡大される。この場合、スポットＰ、・Ｐ２全体の
光量はスボッ）Ｐ・Ｐ２の大きさに拘わらず一定である
が、実際には第１２図に示すように、分割線２０［・２
０ｇは所定の幅ｄ、を有していて、これら分割線２０ｆ
・２０ｇの中央にスポットＰ　＋　　・Ｐ２の上端縁が
位置するようになっており、かつ、分割線２０ｆ・２０
ｇ上では光信号に対する怒度がなくなるか、又は減衰さ
せられている。そして、第１２図（第９図（ａ））の状
態では、スポットＰ２の方が分υ１線２０ｇ上にはみ出
す割合（面積率）が小さいため、光検出部２０ｃの受光
量が光検出部２ｏｂの受光量より大きくなる。

逆に、記録担体１６が対物レンズ１５から離れ過ぎてフ
ォーカスエラーが生じた場合は、第９図（Ｃ）の如く、
スボッｌ−Ｐ、が拡大され、スポットＰ２が縮小される
。この場合は、上記と同様の理由で、光検出部２Ｑｂの
受光量が光検出部２０Ｃの受光量より大きくなる。

この実施例では、各光検出部２０ａ〜２０ｅの出力信号
をＳ　ａ　−Ｓ　ｅとして、フォーカスエラー信号ＦＥ
ＳはＦＥＳ＝Ｓｂ−（Ｓａ＋Ｓｃ）の演算で得られ、ピ
ット信号Ｒ３はＲ３＝Ｓｓ十Ｓｂ＋Ｓｃの演算で得られ
、又、トラッキングエラー信号ＲＥＳはＲＥＳ＝Ｓｄ−
３ｅの演算で求められる。

なお、第４実施例では、第２回折素子１日における分割
線１８ｃが第２回折素子１８における回折方向とされて
いるので、第１及び第２領域１８ａ・１８ｂの回折角の
差を第１実施例よりも更に小さくすることができる。こ
れにより、第１及び第２領域１８ａ・１８ｂにおける光
の利用効率の差を更に減少させ、かつ、第２回折素子１
８の加工を一層容易にすることができる。

次に、この第４実施例による光ピックアップ装置の具体
的な構成例を示す。

コリメートレンズＩ４及び対物レンズ１５の開口率ＮＡ
及び焦点距離は第１実施例における構成例と同一である
。又、第２回折素子１８の光軸点Ａ、から半導体レーザ
１１の出射点Ａ、までの光学的距離及び半導体レーザ１
１の出射点Ａ３がら光検出器２０上の２つのスポットＰ
ｉ　　・２２間の中点Ａ２までの光学的距離も第１実施
例の構成例と同一である。

一方、合焦点時における上記光軸点Ａ、がら第２回折素
子１８の第１領域１８ａで回折したメインビームの焦点
位置ｆ１までの光学的距離：　２．９４６６ｍｍ、上記
光軸点Ａ１から上記受光点Ａ２までの光学的距離：　３
．０２１１　ｍ　ｍ、合焦点時における上記光軸点Ａ、
から第２回折素子１８の第２領域１８ｂで回折したメイ
ンビームの焦点位置ｆ２までの光学的距離：　３．０９
９５ｍ　ｍとする。この場合、各点の３次元座標は、Ａ
、　　：　（０，Ｏ，Ｏ）、Ａ２：　　（１３００，０
，０，０，〜２７２７．０）　、ｆ　、　　：　　（１
２６７，９、２９，３，−２６５９，７）　、ｆ、　　
：　　（１３３３，７，−３０，８゜−２７９７，８＞
となる。但し、各座標の単位はμｍである。

又、光検出器２０における各光検出部２０ａ〜２０ｃの
Ｙ方向の幅ｄ、は２５μｍ、分割線２０ｒ・２０ｇのＹ
方向の幅は５μｍとする。

上記の構成例では、合焦点時にスポットＰＰ２の直径は
２０μｍとなる。又、対物レンズ１５を記録担体１６に
対し光軸方向に移動させた場合、５ａ−３ｃはそれぞれ
第１３図中曲線Ｉ〜■のように推移し、フォーカスエラ
ー信号ＦＥＳ　（＝Ｓｂ−（Ｓａ＋５ｃ））は曲線■の
ように推移する。

〔発明の効果〕

本発明に係る光ビックアンプ装置は、以上のように、光
発生手段と、この光発生手段から出射される光を記録担
体上に集光させるとともに記録担体からの反射光を第２
回折素子に導く光学系と、光発生手段からの光を記録信
号及びフォーカスエラー検出用の０次回折光とトラッキ
ングエラー検出用の１対の１次回折光とに分離する第１
回折素子と、光発生手段と記録担体とを結ふ光軸を含む
平面によって第１及び第２領域に分割され、これら２つ
の領域により記録担体からの反射光をそれぞれ異なる方
向へ回折させる第２回折素子と、複数の光検出部を有し
、上記第２回折素子からの光を各光検出部にて電気信号
に変換する光検出器とを備えた光ビックアンプ装置にお
いて、上記光検出器の複数の光検出部は第２回折素子の
回折方向とほぼ直交する方向のみに並設されており、上
記第２回折素子は記録担体から反射されてくるＯ次回折
光のうち第１領域で回折された光の焦点距離と第２領域
で回折された光との焦点位置とが相違し、かつ、フォー
カスエラーのない合焦点時に上記第２回折素子の第１Ｓ
Ｉ域で回折された光の焦点位置と第２領域で回折された
光の色点位置とのほぼ中間位置に上記光検出器が位置す
るようになるとともに、上記第１領域で回折された光の
光検出器上のスポットと第２領域で回折された光の光検
出器上のスポットとが第２回折素子の回折方向とほぼ直
交する方向にずれて位置するように設定されている構成
である。

これにより、光検出器はほぼ第２回折素子における回折
方向に延びる分割線のみによって複数の光検出部に分割
されているので、第２回折素子における回折方向に見た
光検出器の長さを短縮するこ七ができ、それにより、光
検出器の専有面積の減少及び製造コストの低減を図るこ
とができる。

又、上記の構成では、上記第２回折素子の第１領域での
回折光の光検出器上でのスポットと第２領域での回折光
の光検出器上でのスポットとが第２回折素子における回
折方向とほぼ直交する方向にずれて位置するようにした
ので、第１領域及び第２領域における回折角の差を充分
に小さくすることができる。それにより、第１及び第２
８１域における格子の断面形状をブレーズ形状とする場
合、第１及び第２領域のブレーズ形状をほぼ等しくする
ことができるので、格子の製造が容易に行えるようにな
るとともに、第１及び第２領域での光の利用効率を充分
高く、かつ、利用効率の差を充分小さくすることができ
るようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の一実施例を示すものである
。 第１図（ａ）−（ｃ）は対物レンズを光軸方向に移動さ
せた場合の光検出器上のスポットの変化を示す概略説明
図である。 第２図は光ピックアップ装置の概略正面図である。 第３図は第２回折素子の概略平面図である。 第４図は対物レンズを光軸方向に移動させた場合のフォ
ーカスエラー信号の推移を示すグラフである。 第５図及び第６図は他の実施例を示すものである。 第５図は光検出器の概略説明図である。 第６図は対物レンズを光軸方向に移動させた場合のフォ
ーカスエラー信号の推移を示すグラフである。 第７図及び第８図は更に別の実施例を示すものである。 第７図は光検出器の概略説明図である。 第８図は対物レンズを光軸方向に移動させた場合のフォ
ーカスエラー信号の推移を示すグラフである。 第９図乃至第１３図は別の実施例を示すものである。 第９図（ａ）〜（ｃ）は対物レンズを光軸方向に移動さ
せた場合の光検出器上のスポットの変化を示す概略説明
図である。 第１０図は光ピックアップ装置の概略正面図である。 第１１図は第２回折素子の概略平面図である。 第１２図は光検出器の部分拡大説明図である。 第１３図は対物レンズを光軸方向に移動させた場合のフ
ォーカスエラー信号の推移を示すグラフである。 第１４図乃至第１６図は従来例を示すものである。 第１４図は光ピックアップ装置の概略正面図である。 第１５図（ａ）は第２回折素子の概略平面図である。 第１５図（ｂ）は光検出器の概略説明図である。 第１６図（ａ）（ｂ）はそれぞれ第２回折素子の格子の
断面形状を示す部分断面図である。 １１は半導体レーザ（光発生手段）、１２は第１回折素
子、１３・１８は第２回折素子、１３ａ・１８ａは第１
領域、１３ｂ−１８ｂは第２領域１４はコリメートレン
ズ（光学系）、１５は対物レンズ（光学系）、１６は記
録担体である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光発生手段と、この光発生手段から出射される光を
   記録担体上に集光させるとともに記録担体からの反射光
   を第２回折素子に導く光学系と、光発生手段からの光を
   記録信号及びフォーカスエラー検出用の０次回折光とト
   ラッキングエラー検出用の１対の１次回折光とに分離す
   る第１回折素子と、光発生手段と記録担体とを結ぶ光軸
   を含む平面によって第１及び第２領域に分割され、これ
   ら２つの領域により記録担体からの反射光をそれぞれ異
   なる方向へ回折させる第２回折素子と、複数の光検出部
   を有し、上記第２回折素子からの光を各光検出部にて電
   気信号に変換する光検出器とを備えた光ピックアップ装
   置において、 上記光検出器の複数の光検出部は第２回折素子の回折方
   向とほぼ直交する方向のみに並設されており、上記第２
   回折素子は記録担体から反射されてくる０次回折光のう
   ち第１領域で回折された光の焦点距離と第２領域で回折
   された光との焦点位置とが相違し、かつ、フォーカスエ
   ラーのない合焦点時に上記第２回折素子の第１領域で回
   折された光の焦点位置と第２領域で回折された光の焦点
   位置とのほぼ中間位置に上記光検出器が位置するように
   なるとともに、上記第１領域で回折された光の光検出器
   上のスポットと第２領域で回折された光の光検出器上の
   スポットとが第２回折素子の回折方向とほぼ直交する方
   向にずれて位置するように設定されていることを特徴と
   する光ピックアップ装置。 ２、上記第２回折素子における分割された第１及び第２
   領域の一方は回折光に対し光の収束機能を有し、他方は
   回折光に対し光の発散機能を有するように形成されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の光ピ
   ックアップ装置。