JPH0386930A - 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
ックアップ装置に関するものである。

〔従来の技術〕

コンパクトディスク等の光ディスクに対して情報の記録
又は再生等を行うには、レーザ等の光ビームを光ディス
クの記録トラック上に正確に集光し照射する必要がある
。従来、光ビームのトラッキング制御方式としては、主
として３ビーム法とプッシュプル法のいずれかが採用さ
れている。３ビーム法によれば、トラックの中心に照射
されるメインビームと、トラックを挟むようにトラック
の中心から互いに逆方向に僅かにずれた１対のサブビー
ムとが生成され使用される。プッシュプル法は１本の光
ビームのみを使用し、この光ビームを光学系によって２
分割し、２分割された光ビームの光量を比較する。３ビ
ーム法は、ディスクが反っていたり、トラックを形成す
る案内溝の深さがばらついていたりする場合に、プッシ
ュプル法より優れたトラッキング制御を行えるという利
点がある。

２つの完敗光による干渉縞に基づいて回折格子が形成さ
れた回折格子素子を光学系に用い、３ビーム法によるト
ラッキング制御を行う方式の従来の光ピックアップ装置
の一例を第１３図に基づいて説明する。従来の光ピック
アップ装置において、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（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
度を威して離間する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３に導かれる。ここで、３
つのビームは各々更に回折され、各０次回折光のみがコ
リメートレンズ４を通過し、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（正確にはメインビームのＯ次回
折光）ば、例えば、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
６上のピットに集光され、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つのサブビーム（正確にはサブビームのＯ次回
折光）は、上記のメインビームに対し、記録担体６のト
ラック方向に互いに逆向きに比較的大きく離れ、かつ、
記録担体６のラジアル方向にはメインビームから互いに
逆向きに僅かずつ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及びサブビーム
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、各々の１次回折光のみが光
検出器７に導かれるようになっている。

第２回折素子３の格子及び光検出器７の光検出部７ａ〜
７ｆの記録担体６側から見た配置を第１４図（ａ）（ｂ
）にそれぞれ示す。第２回折素子３は、第１４図（ａ）
に示すように、この第２回折素子３の回折方向に延びる
分割線３Ｃにより仕切られた２つの領域３ａ・３ｂから
構成されている。各領域３ａ・３ｂには、それぞれ格子
３ｄ・３ｄ・・・　３ｅ・３ｅ・・・が互いに異なるピ
ッチで分割線３ｃに対しほぼ直角方向に形威されている
。

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３の領域３ａで回折されたメインビー
ムは分割線７ｇ上に集光されてスポラ）Ｐ、’を形威し
、領域３ｂで回折されたメインビームは分割線７ｈ上に
集光されてスポットＰ、’を形成する。又、２つのサブ
ビームはそれぞれ光検出部７ｅ・７ｒ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５
ａ−３ｒに基づいて、フォーカスエラー信号ＦＥＳはＦ
、ＥＳ＝　（Ｓａ＋５ｄ）−（Ｓｂ−１−３ｃ）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＋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・・・　
３ｅ・３ｅ・・・の断面形状としては、従来から利用さ
れている第１５図（ａ）に示すような矩形断面の他に、
同図（ｂ）に示す如く光利用効率の高い鋸歯形状も検討
されている。

〔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１４図（ｂ）において、
フォーカスエラーの検出のために光検出部７ａと７ｃ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Ｐ　＋ｐ２′を第２回折素子３の回折
方向にかなり大きく離して集光するようになっているの
で、光検出部７ａ〜７ｆが第２回折素子３での回折方向
に見てかなり縦長となる。その結果、光検出部７ａ〜７
ｆの専有面積が大きくなるとともに、製造コストも増大
する不具合がある。

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１５図（ｂ）に示す鋸
歯形状を採用する場合、２つのビームスポットＰＩ′　
・Ｐ２′を第２回折素子３の回折方向にかなり大きく離
して集光させるために、第２回折素子３の２つの領域３
ａ・３ｂでの回折角の差をかなり大きくする必要がある
。つまり、格子３ｄ・３ｄ・・・と格子３ｅ・３ｅ・・
・のピッチを大幅に相違させる必要を生ずる。そのため
、領域３ａと３ｂとで同一断面の鋸歯形状への加工が困
難となるので、格子３ｄ・３ｄ・・・、３ｅ・３ｅ・・
・の加工作業が煩雑となるばかりでなく、２つの領域３
ａ・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じ、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
生じる。なお、領域３ａと３ｂの断面を、光利用効率の
差を低減させる形状に形成することも考えられるが、そ
の場合、最適形状とは異なるものとなるので、充分に高
い光利用効率が得られなくなり、再生信号の品質が悪く
なる等の問題点を生む。

本発明の目的は、回折素子を構成する複数の領域の断面
形状を互いにほぼ等しくし、光利用効率がほぼ均一で充
分高くなるように、かつ、光検出器に照射される複数の
光スポットが互いに近接して形成されるようにした光ピ
ックアップ装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段］ 本発明に係る光ピックアップ装置は、上記の課題を解決
するために、光発生手段たとえば半導体レーザと、この
光発生手段から出射される光を記録担体たとえばコンパ
クトディスク又はビデオディスク上に集光させると共に
記録担体からの反射光を第２回折素子に導く光学系たと
えばコリメートレンズ及び対物レンズと、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
行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、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複数の領域を有する第２
回折素子と、複数の分割線によって複数の光検出部に分
割され、上記第２回折素子からの回折光をそれぞれ受光
して電気信号に変換する光検出器とを備えている。

更に、本発明に係る光ピックアップ装置において、上記
第２回折素子は光発生手段と記録担体とを結ぶ光軸を含
む平面により少なくとも４個の領域に分割されると共に
、各領域の格子断面の形状が互いにほぼ等しく形成され
、かつ、上記光軸を中心に点対称を成す位置の各領域対
は記録担体から反射されたＯ次回行光に対する焦点距離
が互いにほぼ等しくされると共に、上記光学系の合焦点
時に一部の領域対の焦点位置が光検出器の手前側に位置
し、残りの領域対の焦点位置が光検出器より遠方に位置
するように設定されており、光検出器は上記各焦点位置
のほぼ中間に位置し、光検出器の各光検出部は第２回折
素子の各領域に対応して点対称に配置され、上記記録担
体から反射された０次回折光は第２回折素子の各領域に
入射したのち回折されて、少なくとも４個の光スポット
を光検出器上に上記複数の分割線の一部を含むように対
称的に形成することを特徴としている。

なお、上記第２回折素子における一部の領域対で回折さ
れる光の焦点位置を光検出器より手前側とし、残りの領
域対で回折される光の焦点位置を光検出器より遠方とす
るために、例えば、上記−部の領域対には回折光に対し
光の収束機能を付与し、残りの領域対には回折光に対し
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、光学系の合焦点時に第２回折素子
における一部の領域対からの回折光は光検出器より手前
側で焦点を形成し、残りの領域対からの回折光は光検出
器より遠方側で焦点を形成するようになっており、かつ
、光検出器は上記各焦点位置のほぼ中間に位置している
。又、各光検出部は第２回折素子において点対称を成す
それぞれの領域対に対応して点対称に設けられ、各領域
対を介する回折光がそれぞれの光検出部上に上記複数の
分割線の一部を含んで対称的に導かれるので、光学系の
合焦点時にいずれも光検出器上で所定の面積を有する少
なくとも４個の光スポットが対称形に形成されるもので
ある。

第２回折素子を構成する複数の領域における格子断面の
形状を互いにほぼ等しく形成しているので、各領、域の
光利用効率がほぼ均一になり、各領域からの回折光の光
量が互いにほぼ等しくなる。

そして、フォーカスエラーが生じると、一部の領域対か
らの回折光によるスポットが拡大又は縮小し、残り領域
対からの回折光によるスポットは逆に縮小又は拡大する
ことにより、上記複数の光検出部の内、対称的に配置さ
れた所定の光検出部の受光量の変化に基づいてフォーカ
スエラーの検出が行われるものである。なお、光検出器
の分割線の幅は、最適な記録情報信号及びフォーカスエ
ラー信号が得られるように定められる。

この場合、第２回折素子における各領域での回折角の差
を充分に小さくすることができるので、第２回折素子の
各領域からの回折光を受光する光検出器の各光検出部を
互いに比較的接近した位置に設けることができる。この
結果、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、第２回折素子における各格子断面の形状は互いにほ
ぼ等しいので、各格子断面の形状を鋸歯形状とする場合
、第２回折素子の製造が容易に行えるようになるととも
に、第２回折素子の光利用効率を充分高くすることがで
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６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（即ち、第１回折素子１２におけるＯ
次回行光）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（即ち、第１回折素子１２における±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、各々のＯ次回行
光のみがコリメートレンズ１４を通過し、対物レンズ１
５によって記録担体１６上に集光される。上記のコリメ
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（正確にはメイ
ンビームの０次回折光）は、例えば、記録担体１６がコ
ンパクトディスクであれば、ビ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。一方、２つのサブビーム（正確にはサブビーム
の０次回折光）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
きに比較的大きく離れ、かつ、記録担体１６のラジアル
方向（第２図のＸ方向）にはメインビームから互いに逆
向きに僅かずつずれた位置に集光される。Ｘ方向は、後
述する複数の領域で構成された第２回折素子１３の平均
回折方向でもある。

記録担体１６から反射されたメインビーム及び１対のサ
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
々の１次回折光のみが光検出品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、メインビ
ームに基づいて記録情報の再生及びフォーカスエラー信
号の生成に供される主検出′部としての光検出部１７ａ
〜１７ｄと、ｌ対のサブビームに基づいてトラッキング
エラー信号の生成に供される副検出部としての光検出部
１７ｅ・１７ｆとで構成されている。光検出部１７ａ−
１７ｄは、記録担体１６のラジアル方向であるＸ方向に
ほぼ平行に延びる分割線１７ｇと、記録担体１６のトラ
ック方向であるＹ方向にほぼ平行に延びる分割線１７ｈ
とにより、それぞれ矩形状に等分割されている。又、光
検出部１７ｅ−１７ｆは主検出部から所定の距離を隔て
て主検出部を挟み、かつ、はぼＹ方向に沿って主検出部
と並列するように設けられている。

第３図に示すように、第２回折素子１３は半導体レーザ
１１の出射点Ｑと記録担体１６とを結ぶ光軸Ｌ１を含み
、かつ、互いに直交する２千面ＣＩ・Ｃ２により４つの
領域１３ａ〜１３ｄに分割されている。なお、平面Ｃ３
と分割線１７ｇとは方向が一致し、又、平面Ｃ２と分割
線１７ｈとは方向が一致している。

第２回折素子１３の各領域１３ａ〜１３ｄには、記録担
体１６からの反射光をそれぞれＸ方向に回折させるため
の格子１３ｅ１３ｅ・・・〜１３ｈ・１３ｈが形成され
ている。光軸り、を中心として点対称を成す位置の領域
１３ａ・１３ｃの領域対の格子１３ｅ・１３ｅ−＝　　
１３ｇ１３ｇ・・・は、フォーカスエラーのない上記光
学系の合焦点時に、記録担体１６から反射され、領域１
３ａ１３Ｃで回折されたメインビームが光検出ＷＨ１７
（７）手前の同一の点ｆ、で焦点を結ぶように、第２回
折素子１３・半導体レーザ１１の出射点Ｑ・光検出器１
７上の集光点の相対位置に基づいて、方向及びピッチが
定められている。

一方、光軸り、を中心として点対称を成す残りの領域１
３ｂ・１３ｄの領域対における格子１３ｆ−１３ｆ・・
・　１３ｈ・１３ｈ・・・は、上記の合焦点時に記録担
体１６から反射され、領域１３ｂ・１３ｄで回折された
メインビームが光球出品１７より遠方の同一の点ｆ２で
焦点を結ぶように、第２回折素子１３・半導体レーザ１
１の出射点Ｑ・光検出器１７上の集光点の相対位置に基
づいて、方向及びピッチが定められている。

なお、上記の焦点位置ｆ１と１２とはともに、光軸点Ａ
（上記の光軸Ｌ１と第２回折素子１３との交点）、光検
出器１７の中心点Ｏ（光検出器１７上の分割線１７ｇ・
１７ｈ同士の交点）とを結ぶ回折光の光軸Ｌ２上に位置
し、かつ、上記の合焦点時に、光検出器１７が焦点位置
ｒ、・ｒ２のほぼ中間位置に存在するように設定されて
いる。

又、記録担体１６から反射され、第２回折素子１３で回
折された１対のサブビームは、光検出器１７における光
検出部１７ｃ・１７ｆでそれぞれ受光されるようになっ
ている。

」−記のように、領域１３ａ・１３ｅからの回折光の焦
点距離と領域１３ｂ−１３ｄからの回折光の焦点距離と
を相違させるために、例えば、領域１３ａ・１３ｃには
光の収束機能（凸レンズａ能）が付与され、領域１３ｂ
・１３ｄには光の発散機能（凹レンズ機能）が付与され
ている。

なお、各領域１３ａ−１３ｄの格子１３ｅ−１３ｅ・・
・〜１３ｈ・１３ｈ・・・は、良く知られた２光束干渉
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、重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１３ｅ
・１３ｅ・・・〜１３ｈ・１３ｈ・・・の断面形状は、
第１５図（ａ）に示す矩形形状、又は第１５図（ｂ）に
示す鋸歯形状とすることができる。

以下、第１図（ａ）〜（Ｃ）に基づいて、ピント信号（
記録情報）Ｒ３、フォーカスエラー信号ＦＥＳ及びトラ
ッキングエラー信号ＲＥＳの検出につき述べる。

半導体レーザ１１から出射され、記録担体１６で反射さ
れて、第２回折素子１３の領域１３ａで回折されたメイ
ンビームは焦点位置ｒ１で一旦収束したあと反転するこ
とにより、光検出器１７における光検出部１７ａに扇形
のスポットＰ、を形成する。又、記録担体１６から反射
され、領域１３ａと点対称の位置の領域１３ｃで回折さ
れたメインビームは、上記と同一の焦点位置ｆ、で一旦
収束したあと反転することにより、スポットＰ１と点対
称な扇形のスポットＰ３を光検出器１７の光検出部１７
ｃに形成する。

一方、記録担体１６から反射され、第２回折素子１３の
領域１３ｂで回折されたメインビームは、光検出器１７
の後方に位置する焦点位置ｆ２に収束する前に、光検出
部１７ｂ上に扇形のスポットＰ２を形成する。更に、記
録担体１６から反射され、第２回折素子１３における領
域１３ｂと点対称の位置の領域１３ｄで回折されたメイ
ンビームは、同様に焦点位置ｆ２に収束する前に、スポ
ットＰｚと点対称な扇形のスポラｌ−Ｐ、を光検出部１
７ｄ上に形成する。

そして、対物レンズ１５と記’ａｔｏ体１６間の距離が
適正な合焦点状態では、光検出器１７が２つの焦点位置
ｆ１　・ｒ２のほぼ中間位置に存在しているので、第１
図（ｂ）に示すように、各スポットＰＩ　〜Ｐ４の大き
さは等しくなる。しかも、各スポットＰ１〜Ｐ４の光量
が等しくなるように第２回折素子１３の領域１３ａ−１
３ｄが形成されているので、各光検出部１７ａ−１７ｄ
の出力信号５ａ−３ｄは等しくなる。

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ｆ１が光
検出器１７に接近し、一方、焦点位置ｆ２が光検出器１
７から遠ざかるので、第１図（ａ）のように、スポット
Ｐ１　・Ｐ３は縮小し、逆に、スポットＰ２　・Ｐ４は
拡大する。その場合、個々のスポラｌ−Ｐ、〜Ｐ４の光
の密度は変化しても光量自体は大きさにより変化しない
。

一方、分割線１７ｇ・１７ｈは、実際には第４図（ａ）
の如く、所定の幅（例えば、５μｍ程度）を有し、かつ
、各スポットＰ１〜Ｐ４の扇形の弧を挟み直角をなす２
つの半径が分割線１７ｇ・１７ｈの中央線上に位置する
とともに、分割線１７ｇ・１７ｈ上では光信号に対する
感度がなくされるか又は減衰させられている。例えば、
光ビームスポットを第４図（ａ）中の点ｓ、から点ｓ４
まで走査して得られる光検出部１７ｄの受光感度は、第
４図（ｂ）に示すグラフＸＩ　（１７ｄ）のように設定
されている。即ち、点Ｓ、−点８点間２間、光検出部１
７ｄの受光感度は１００％であり、点ｓ２−点Ｓ１間で
は、受光感度はほぼ直線的に減衰し、点Ｓ、以遠では受
光感度がＯとなっている。これに対して、光検出部１７
ａの受光感度は、グラフＸ、　（１７ｄ）と対称形をな
すグラフＹ１（１７ａ）のように設定されている。或い
は、光検出部１７ｄの受光感度は、第４図（Ｃ）に模式
的に示すグラフＸ　２　（１７ｄ）のように設定されて
いてもよい。即ち、点Ｓ、−点３点間２間、光検出部１
７ｄの受光感度は１００％であり、点ｓ２以遠では受光
感度がＯとなっている。これに対して、光検出部１７ａ
の受光感度は、グラフＸ　ｚ　（１７ｄ）と対称形をな
すグラフＹｚ　（１７ａ）のように設定されている。分
割線１７ｈに対する光検出部１７ｂ−１７０の受光感度
、分割線１７ｇに対する光検出部１７ａ１７ｂの受光感
度、及び分割線１７ｇに対する光検出部１７ｃ・１７ｄ
の受光感度も上記と同様になっている。

この結果、第１図（ａ）及び第４図の状態では、スポ７
１・Ｐ　ｒ　　・Ｐ３の方がスポットＰ２　・Ｐ。

に比して分割線１７ｇ・１７ｈ上にはみ出している割合
（面積率）が大きいため、光検出部１７ａ・１７ｃの出
力信号５ａ−３ｃが光検出部１７ｂ・１７ｄの出力信号
５ｂ−３ｄより小さくなる。

逆に、記録担体１６が対物レンズ１５から離れ過ぎてフ
ォーカスエラー状態となると、第１図（Ｃ）のように、
スポットＰ１　・Ｐ３が拡大し、スポラ）Ｐｇ　　・Ｐ
４が縮小するため、光検出部１７ａ・１７ｃの出力信号
５ａ−３ｃが光検出部１７ｂ・１７ｄの出力信号５ｂ−
３ｄより大きくなる。

各分割線１７ｇ・１７ｈの幅は、後述するように、最適
なピット信号Ｒ５及びフォーカスエラー信号ＦＥＳが得
られるように設計される。

フォーカスエラー信号ＦＥＳは点対称に対を成すスポッ
トＰ１　・Ｐ３に基づく和信号Ｓａ＋Ｓｃと、他の点対
称に対を成すスポットＰ２　・Ｐ４に基づく和信号Ｓｂ
＋Ｓｄとの差信号から求められ、ＦＥＳ＝　（Ｓａ＋５
ｃ）−（Ｓｂ＋Ｓｄ）という演算式で表される。このＦ
ＥＳが“０”となるように対物レンズ１５が駆動される
。一方、ピット信号Ｒ３は主検出部全体の出力信号の和
信号により求められ、Ｒ３＝Ｓａ＋Ｓｂ＋Ｓｃ＋Ｓｄと
いう演算式で表される。更に、トラッキングエラー信号
ＲＥＳは、副検出部としての光検出部１７ｅ・１７ｆの
出力信号をそれぞれ５ｅ−３ｆとして、その差信号によ
り求められ、ＲＥＳ＝Ｓｅ−３ｆという演算式で表され
る。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。

なお、半導体レーザ１１から出射されるレーザ光の波長
の変動により、上記レーザ光の波長が、第２回折素子１
３から回折したメインビームが焦点位置ｆ１及びｆ２で
収束するように設定した基準波長より短くなった場合、
領域１．３　ａ・１３ｃからの回折光の収束位置と領域
１３ｂ・１３ｄからの回折光の収束位置とは、焦点位置
点ｆ１　・ｆ２に対してそれぞれ同じ距離だけ光検出器
１７に接近する。このため、光検出器１７上での各スボ
ッ）ＰＩ””Ｐｓは上記の基準波長時より一様に小さく
なるので、半導体レーザ１１の波長変動がフォーカスエ
ラー信号ＦＥＳに影響を与えることはない。又、上記レ
ーザ光の波長が基準波長より長くなると、各スポットＰ
、〜Ｐ４は上記の基準波長時より一様に大きくなるので
、やはりフォーカスエラー信号ＦＥＳに誤差は生じない
。

更に、上記レーザ光に波長変動が生じると、第５図（ａ
）（ｂ）に示すように、スボンｌ−Ｐ、〜Ｐ４が光検出
器１７上でＸ方向、つまり、第２回折素子１３における
回折方向に沿って移動する。

ところが、この場合、光検出部１７ａの受光量の増減量
と光検出部１７ｃの受光量の増減量とが互いに相殺し合
うので、ＦＥＳ＝　（Ｓａ＋５ｃ）−（Ｓｂ＋Ｓｄ）と
いう演算における（Ｓａ＋Ｓｃ）の値は変動しない。同
様に、光検出部１７ｂの受光量の増減量と光検出部１７
ｄの受光量の増減量とが互いに相殺し合うので、（Ｓｂ
＋Ｓｄ）の値も変動しない。結局、全体としてフォーカ
スエラー信号ＦＥＳに誤差は生じない。

なお、本実施例では、光検出器１７の各光検出部１７　
ａ　−４７ｄを互いに接近させて形成するようにしたの
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、光検出部１７ａ〜１７ｄが互いに接近することに
より、第２回折素子１３の各領域１３ａ〜１３ｄにおけ
る回折角がほぼ等しくなり、従って、格子１３ｅ・１３
ｅ・・・〜１３ｈ・１３ｈ・・・の断面形状を第１５図
（ｂ）に示す鋸歯形状とする場合、格子１３ｅ・１３ｅ
・・・〜１３ｈ・１３ｈ・・・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、はぼ均一で充分に高い光の利用効率を得
ることができる。これによって、ピット信号Ｒ３の信号
品質を向上させ、フォーカスエラー信号ＦＥＳの誤差を
小さくすることができる。

なお、第２回折素子１３からの回折光は擬似的に非点収
差の性質を有しているため、その焦点制御手法は、公知
の非点収差法を利用した手法を用いても良い。

以下、第１実施例における光ピックアップ装置の具体的
な設計例を示す。

対物レンズ１５の開口率ＮＡを０．５、焦点距離を４．
５ｍｍとする。又、コリメートレンズ１４の開口率ＮＡ
を０．３、焦点距離を８．３ｍｍとする。

第２図において、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Ｑまでの光学距離乏。

を３．４８０　ｍｍ、第２回折素子１３から光検出器１
７の照射面までのＺ方向の光学路Ｈｐ−ｚを３．１００
ｍｍ、上記の出射点Ｑから光検出器１７の中心点Ｏまで
の光学距離ｌ、を１．６７０　ｍｍ、光軸点Ａと焦点位
置ｆ１との間の光学距離を３．４７９　ｍｍ、光軸点Ａ
から光検出器１７の中心点Ｏまでの光軸Ｌ２に沿う光学
距離を３．５２１　ｍｍ、光軸点Ａと焦点位置ｆ２との
間の光学距離を３．５６５　ｍｍとする。この場合、（
ｘ、ｙ、ｚ）の３次元直交座標系を用いて上記の光軸点
Ａを原点としてその座標を（００，０）とすると、各点
の座標は、 ０　　：　　（１６７０，０，０，０，−３１００，０
）Ｑ　　　：　　（０，Ｏ，−３４８０，０）ｆ、　　
：　　（１６４９，８，０，−３０６２，６）ｆ２　　
：　　（１６９０，７，０，−３１３８，４）となる。

但し、各座標の単位はμｍである。

又、第１図（ｂ）において、光検出器１７の光検出部１
７ａ〜１７ｄ全体の一辺の長さｄを１５５μｍとし、分
割線１７ｇ−１７ｈの幅を５μｍとする。このとき、合
焦点時におけるスポットＰ１〜Ｐ４全体としての直径ｒ
は２０μｍになる。

ここで、分割線１７ｇ−１７ｈの幅を最適値に設計する
ためのデータを示す。分割線１１ｇ−１７ｈに対する各
光検出部１７ａ〜１７ｄの受光感度特性が、既に説明し
た第４図（ｂ）のようになっ、ているものとする。この
受光感度特性を第４図（ｄ）に示されるグラフで近似し
、かつ、上記した設計例に対して分割線１７ｇ・１７ｈ
の幅を共に所定値に設定したとき、光検出器１７におけ
る対角位置の光検出部１７ａ・１７ｃ及び１７ｂ・１７
°ｄの各出力信号の和信号Ｓａ＋Ｓｃ、Ｓｂ＋Ｓｄ並び
にフォーカスエラー信号ＦＥＳ＝　（Ｓａ＋５ｃ）−（
Ｓｂ＋Ｓｄ）をシミュレーションにより求めた結果を第
６図（ａ）〜（ｆ）に示す。但し、和信号Ｓａ＋Ｓｃは
曲線（Ｓａ＋Ｓｃ）で表され、和信号Ｓｂ＋Ｓｄは曲線
（Ｓｂ＋Ｓｄ）、フォーカスエラー信号ＦＥＳは曲線Ｆ
ＥＳで表されている。又、第６図（ａ）〜（ｆ）の縦軸
は相対的な信号強度を表し、横軸は対物レンズ１５の合
焦点位置からの変位量（μｍ）を表している。

従って、原点は対物レンズ１５の合焦点位置であり、変
位量が正（図中ＦＡＲ側）になるほど対物レンズ１５が
記録担体１６に対して合焦点位置から遠ざかった状態、
変位量が負（図中ＮＥＡＲ側）になるほど対物レンズ１
５が記録担体６に対して合焦点位置から接近した状態に
なっている。又、曲線ＦＥＳのピークからピークまで（
ｐｅａｋ　ｔ。

ｐｅａｋ）に相当する変位量の範囲（例えば、第６図（
ａ）では、−４，５μｍ〜＋４．８μｍ）がフォーカス
制御の行われるダイナミックレンジである。

更に、第６図（ａ）〜（ｆ）の各図中に示されたｍの値
は分割線１７ｇ・１７ｈの幅であるが、シミュレーショ
ンのための設定値であって、実際の設計値とは異なって
いる。ｍがおよそ１４μｍのとき、実際の設計値として
の５μｍに相当することが分かっている。

第６図（ａ）〜（ｆ）のシミュレーション結果から、ｍ
の最適値を判断する根拠は以下の通りである。即ち、 ｉ）曲線ＦＥＳのダイナミックレンジの範囲内にある部
分が、直線的で、かつ、急峻であること。

ｉｉ）曲線ＦＥＳの正及び負の極大値が大きいこと。

ｉｉｉ　）合焦点時における和信号Ｓａ＋Ｓｃ及び和信
号Ｓｂ十Ｓｄの値（即ち、曲線Ｓａ＋Ｓｃ及び曲線Ｓｂ
十Ｓｄと縦軸との各交点の値）が大きいこと。

上記の条件ｉ）はフォーカス制御の応答速度に関わり、
条件ｉｉ）はフォーカスエラー信号ＦＥＳのＳＮ比に関
わるものである。又、条件ｉｉｉ　）はピント信号Ｒ３
０３Ｎ比に関わるものである。

第６図＜ａ＞〜（ｆ）のシミュレーション結果では、受
光感度特性が第４図（ｄ）のようになっているために、
条件ｉｉｉ　）については同一になっている。以下の第
１表にフォーカスエラー信号ＦＥＳの極大値の絶対値と
、条件ｉ）に記された曲線ＦＥＳの直線性、および急峻
性を○、Δ、×の３段階で評価した結果を示す。

第１表 従って、第１表より、ｍ＝１０μｍが最適値と結論され
る。この値は、実際の設計値では４μｍ程度であること
が分かっている。

次に、各光検出部１７ａ〜１７ｄの受光感度特性が、既
に説明した第４図（Ｃ）のようになっている場合、同様
に上記した設計例に対して分割線１７ｇ・１７ｈの幅を
共に所定値に設定したとき、和信号Ｓａ＋Ｓｃ、Ｓｂ＋
Ｓｄ並びにフォーカスエラー信号ＦＥＳをシごニレ−ジ
ョンにより求めた結果を第６図（ｇ）〜（１）に示す。

以下の第２表に、フォーカスエラー信号ＦＥＳの極大値
の絶対値、条件ｉｉｉ　）に記された合焦点時における
和信号の値、条件ｉ）に記された曲線ＦＥＳの直線性、
および急峻性を○、Δ、×の３段階で評価した結果を示
す。

第２表 従って、第２表より、ｍ＝５μｍが最適値と結論される
。

〔実施例２〕 次に、第７図乃至第９図に基づいて、第２実施例を説明
する。

第７図に示すように、第２実施例では光検出器１７にお
けるメインビームを受光する部位が、第１実施例と同様
に互いに直交する２本の分割線１７ｇ−１７ｈにより４
個の光検出部１７ａ＝１７ｄに分割されている。但し、
各光検出部１７ａ〜１７ｄは第１実施例に比してＸ方向
の幅が拡大されている。これは、光検出部１７ａ・１７
ｂに対をなして照射されるスポットＰ、・Ｐ２と光検出
部１７ｃ１７ｄに対をなして照射されるスポットＰ３　
　・Ｐ４とがＸ方向に間隔を隔てて分離されるように、
第２回折素子１３が設計されているからである。

第２回折素子１３は第１実施例と同様、第３図の如く、
４個の領域１３ａ−１３ｄに分割されている。但し、第
８図にも示すように、第２回折素子１３の領域１３ａで
回折されたメインビームは、合焦点時に光検出器１７に
おける光検出部１７ａ・１７ｂの手前側の焦点位置ｆ０
て焦点を結んだ後、反転して光検出部１７ａ上にスポッ
トＰＩを形成するように、領域１３ａの格子１３ｅ−１
３ｅ・・・が設計されている（但し、第８図では図を簡
単にするために第１回折素子１２は省略されている）。

又、第２回折素子１３の領域１３ｃで回折されたメイン
ビームは、合焦点時に光検出器１７の光検出部１７ｃ・
１７ｄの手前側の焦点位置ｆ、で焦点を結んだ後、反転
して光検出部１７ｃ上にスポットＰ３を形成するように
、格子１３ｇ・１３ｇ・・・が設計されている。

更に、領域１３ｂの格子１３ｆ・１３ｆ・・・は、この
５ＵＡ１３ｂで回折されたメインビームの焦点位置が光
検出器１７の光検出部１７ａ・１７ｂの後方の点ｒｔｂ
となるように形成されている。これにより、領域１３ｂ
で回折されたメインビームは反転することなく、光検出
部１７ｂにスポットＰｔを形成する。又、領域１３ｄの
格子１３ｈ・１３ｈ・・・は、このＭｉｉ　１３　ｄで
回折されたメインビームの焦点位置が光検出器１７の光
検出部１７ｃ・１７ｄの後方側の点ｆ２□となるように
形成されている。これにより、領域１３ｄで回折された
メインビームが反転することなく、光検出器１７の光検
出部１７ｄにスポットＰ　ａを形成する。

この第２実施例で、フォーカスエラー信号ＦＥＳ、トラ
ッキングエラー信号ＲＥＳ等は第１実施例と同一の演算
式で求められる。

そして、第２実施例では、スポットＰ１　・Ｐ２とスポ
ットＰ、・Ｐ４とをＸ方向に間隔を隔てて分離したので
、半導体レーザ１１からのレーザ光の波長変動によりス
ポットＰ１〜Ｐ４が仮想線の如くＸ方向に移動しても、
各スポットＰ、〜Ｐ４は常に対応する光検出部１７ａ−
１７ｄ内に集光されるようになり、波長変動の影響が無
くなる。

なお、第２実施例では、第２回折素子１３の領域１３ａ
・１３ｂにおける回折角と領域１３ｃ・１３ｄにおける
回折角との差が、第１実施例に比して若干大きくなるが
、従来のものよりはかなり小さくすることができる。

以下、第２実施例の光ピックアップ装置の具体的な設計
例を述べる。

まず、対物レンズ１５及びコリメートレンズ１４の開口
率と焦点距離は第１実施例の設計例と同一とする。第８
図において、第２回折素子１３上の光軸恩人から半導体
レーザ１１の出射点Ｑまでの光学距離ｌ、を３．４８０
　ｍｍ、第２回折素子１３から光検出器１７の照射面ま
でのＸ方向の光学距離ｅ２を３．１００　ｍｍ、半導体
レーザ１１の出射点Ｑから光検出器１７の光検出部１７
ｃ・１７ｄの中心点Ｏ５までのＸ方向の光学距離１３を
１．６７０ｍｍ、半導体レーザ１１の出射点Ｑから光検
出器１７の光検出部１７ａ・１７ｂの中心点０２までの
Ｘ方向の光学距離２４を１．７７０　ｍｍ、上記の光軸
点Ａと焦点位置ｆ、との間の光学距離を３．４７９ｍｍ
、光軸点Ａと光検出部１７ｃ・１７ｄの中心点Ｏ３との
間の光学距離を３．５２１　ｍｍ、光軸点Ａと焦点位置
ｆ２□との間の光学距離を３．５６５　ｍｍ、光軸点Ａ
と焦点位置ｒｉｂとの間の光学距離を３．５２６ｍｍ、
光軸点Ａと光検出部１７ａ１７ｂの中心点Ｏｘとの間の
光学距離を３．５７０　ｍｍ、光軸点Ａと焦点位置ｆｚ
ｂとの間の光学距離を３．６１４　ｍｍとする。

その場合、光軸点Ａの座標を（０，Ｏ，Ｏ）とすると、
各点の座標は以下の如くになる。但し、各座標の単位は
μｍである。

０、　　：　　（１６７０，０，０，０，−３１００，
０）０、　　：　　（１７７０，０，Ｏ，Ｏ，−３１０
０，０”）Ｑ　　：　　（０，Ｏ，−３４８０，０）ｆ
　ｔａ　：　　（１６４９，８，Ｏ，−３０６２，６）
ｆ　、ｂ　：　　（１７４８，６，０、３０６２，６）
ｆｚａ：　　（１６９０，７，０，−３１３８，４）ｆ
　ｚｂ　：　　（１７９１，９，、０、３１３８，４）
又、第７図において、光検出部１７ａ〜１７ｄのＸ方向
の幅ｄ１は２０５μｍ、Ｙ方向の幅ｄ２は１５５μｍと
し、分割線１７ｇ・１７ｈの幅をそれぞれ５μｍとする
。このとき、合焦点時にスボッｌ’　Ｐ　＋　　・Ｐ２
及びＰ３　・Ｐ４の直径ｒがそ°れぞれ２０μｍになる
。

上記の設計例について、対角線位置の光検出部１７ａ　
−１７ｃ及び１７ｂ−１７ｄの出力信号の和Ｓａ十Ｓｃ
及びＳｂ＋Ｓｄを求めた結果を第９図中にそれぞれ曲線
（Ｓａ＋Ｓｃ）及び（Ｓｂ＋Ｓｄ）で示す。又、フォー
カスエラー信号ＦＥＳ＝　（Ｓａ＋５ｃ）−（Ｓｂ＋Ｓ
ｄ）を曲線ＦＥＳで示す。フォーカスエラー検出のダイ
ナミックレンジＤＲ２は、−■５μｍ〜＋１５μｍであ
る。

〔実施例３〕 次に、第１Ｏ図に基づいて第３実施例を説明する。

第３実施例では、光検出器２０における主検出部はＸ方
向にほぼ平行な分割線２０ｉと、Ｙ方向にほぼ平行な分
割線２０にとにより４等分割されるとともに、分割線２
０ｋに対して所定の距離を置いて対称をなし、Ｙ方向に
ほぼ平行な分割線２０ｊ・２Ｏｆにより分割され、計８
個の光検出部２０ａ〜２０ｈによって構成されている。

一方、第２回折素子１３は第１実施例と同様に、第３図
の如く、４分割されている。但し、領域１３ａで回折さ
れたメインビームは焦点位置ｆ１（第２図）で−旦焦点
を結んだ後、反転して光検出器２０上の光検出部２０ｈ
・２０ｇ上にスポットＰＩを形成するようになっている
。又、第２回折素子１３の領域１３ｃで回折されたメイ
ンビームは、焦点位置ｆ、で一旦焦点を結んだ後、反転
して光検出器２０上の光検出部２０ａ・２Ｏｂ上にスポ
ットＰ、と点対称にスボッ）Ｐ３を形成するようになっ
ている。

一方、第２回折素子１３の領域１３ｂ及び１３ｄで回折
されるメインビームの焦点位置はｒ２に設定されている
。従って、領域１３ｂで回折されたメインビームは反転
することなく、光検出部２０Ｃ・２０ｄ上にスポットＰ
２を形威し、又、光検出部２０ｄで回折されたメインビ
ームは反転することなく光検出部２０ｅ・２Ｏｆ上にス
ポットＰ２と点対称にスポットＰ４を形成するようにな
っている。

今、光検出部２０ａ〜２０ｈの出力信号をそれぞれＳａ
〜Ｓｈとすると、フォーカスエラー信号ＦＥＳは主検出
部の中心側の４つの光検出部２０Ｃ・２Ｏｆ・２０ｂ・
２０ｇの出力信号に基づいて、ＦＥＳ＝　（Ｓｃ＋５ｆ
）−（Ｓｂ＋３ｇ）の演算で求められる。又、ピント信
号Ｒ３は主検出部全体の出力信号に基づいて、Ｒ３＝Ｓ
ａ＋Ｓｂ＋Ｓｃ＋Ｓｄ＋Ｓｅ＋Ｓｆ＋Ｓｇ＋Ｓｈの演算
で求められる。なお、この場合も、レーザ光の波長変動
によりスポットＰ１〜Ｐ４がＸ方向に移動しても、実施
例１で説明したのと同様に、主検出部内で受光量の増減
が相殺されるので、フォーカスエラー信号ＦＥＳに誤差
が生じることはない。

なお、図示しないが、領域２０ａ〜２０ｈの両側には、
Ｙ方向の間隙を隔ててトラッキングエラー信号ＲＥＳを
検出するためのｌ対の光検出部が設けられている。

〔実施例４〕 次に、第１１図に基づいて第４実施例を説明する。

第４実施例の光検出器２１の主検出部は、全体として円
形に形成され、かつ、この部位がＸ方向及びＹ方向にそ
れぞれほぼ平行な分割線２１ｉ・２１ｊによって４等分
割され、更に、所定の半径を有する同心円状の分割線２
１ｋによって分割され、計８個の光検出部２１ａ〜２１
ｈによって構成されている。

一方、第２回折素子１３は第１実施例と同様、第３図の
４分割構成を有している。但し、領域１３ａで回折され
たメインビームが第３実施例と同様に反転して光検出部
２１ｇ・２１ｈにスポットＰ、を形成し、領域１３ｃで
回折されたメインビームが反転して光検出部２１ａ・２
１ｂにスポットＰＩと点対称にスポットＰ、を形成する
ようになっている。又、第２回折素子１３の領域１３ｂ
で回折されたメインビームは反転することなく、光検出
器２１の光検出部２１ｃ・２１ｄにスポットＰｚを形威
し、領域１３ｄで回折されたメインビームは反転するこ
となく、光検出部２１ｅ・２ｔｒにスポットＰ２と点対
称にスポットＰ４を形成するようになっている。

各光検出部２１ａ〜２１ｈの出力信号をＳａ〜ｓｈとす
ると、フォーカスエラー信号ＦＥＳは主検出部の中心側
に位置する４つの光検出部２１ｃ・２１ｆ・２１ｂ・２
１ｇの出力信号に基づいて、ＦＥＳ＝　（Ｓｃ＋５ｆ）
−（Ｓｂ＋３ｇ）の演算で求められる。又、合焦点時に
、Ｓａ＋Ｓｄ＋Ｓｅ＋５ｈ＝Ｓｂ＋Ｓｃ＋Ｓｆ＋Ｓｇと
なるように光検出器２１上のスポット径を調整しておく
と、ＦＥＳ＝　（Ｓｄ−３ｃ）＋　（Ｓｅ−３Ｆ）、＋
　（Ｓｇ−３ｈ）＋　（Ｓｂ−３ａ）＝　（Ｓｄ＋Ｓｅ
＋ｓｇ＋５ｂ）−（Ｓｃ＋Ｓｆ＋Ｓｈ＋Ｓａ）の演算に
よってもフォーカスエラー信号ＦＥＳが求められる。こ
の場合も、レーザ光の波長変動によりスポットＰ１〜Ｐ
４がＸ方向に移動しても、フォーカスエラー信号ＦＥＳ
に誤差は生じない。

一方、ピット信号Ｒ３は主検出部全体の出力信号に基づ
いて、Ｒ３＝Ｓａ＋Ｓｂ＋Ｓｃ＋Ｓｄ＋Ｓｅ＋Ｓｆ＋Ｓ
ｇ＋Ｓｈの演算で求められる。

なお、この実施例でも、トラッキングエラー信号は、光
検出部２１ａ〜２１ｈの両側にＹ方向の間隙を隔てて設
けられた図示しない光検出部で検出される。

〔実施例５〕 次に、第１２図に基づいて第５実施例を説明する。

第５実施例では、光検出器２２の主検出部はＹ方向に延
びる５本の分割線２２ｇ〜２２ｋにより６個の光検出部
２２ａ〜２２ｆに分割され、中央の分割線２２ｉの幅は
他の分割線の幅より広く設定されている。

一方、第２回折素子１３は第３図の如く４個の領域１３
ａ〜１３ｄに分割されている。但し、領域１３ａで回折
されたメインビームは、光検出器２２の光検出部２２ａ
〜２２ｃの手前側の図示しない焦点位置で一旦焦点を結
び、反転した後、光検出部２２ｂ及び２２ｃ上にスポッ
トＰ、を形成するように、領域１３ａの格子１３ｅ・１
３ｅ・・・が設計されている。又、第２回折素子１３の
領域１３ｃで回折されたメインビームは上記と同一の焦
点位置で一旦焦点を結び、反転して光検出器２２の光検
出部２２ａ及び２２ｂ上にスポットＰ１と点対称にスポ
ットＰ、を形成するようになっている。

一方、第２回折素子１３の領域１３ｂ及び１３ｄで回折
されたメインビームの図示しない焦点位置は光検出器２
２の光検出部２２ｄ〜２２ｆより遠方側に設定され、従
って、領域１３ｂ及び１３ｄで回折されたメインビーム
は反転することなく、光検出部２２ｄ〜２２ｆ上に互い
に点対称を成すスポットＰ２　・Ｐ４を形成するように
なっている。

本実施例においては、各光検出部２２ａ〜２２ｆの出力
信号をそれぞれ５ａｘＳｆとして、フォーカスエラー信
号ＦＥＳはＦＥＳ＝Ｓｂ−３ｅ又はＦＥＳ＝　（Ｓｂ＋
Ｓｄ＋５ｆ）−（Ｓａ＋Ｓｃ＋Ｓｅ）の演算で求められ
る。一方、ピット信号ＲＦはＲＦ＝Ｓａ＋Ｓｂ＋Ｓｃ＋
Ｓｄ＋Ｓｅ＋Ｓｆの演算で求められる。

本実施例では、スポットＰ、−Ｐ３とスポットＰ２　・
Ｐ４とをＸ方向の間隔を隔てて分離したので、レーザ光
の波長変動によりスポットＰＩ〜Ｐ４がＸ方向に移動し
ても、スポラｌ−Ｐ、　　・Ｐ、は光検出部２２ａ〜２
２ｃ内で受光され、スポラＩ−Ｐｇ・Ｐ４は光検出部２
２ｄ〜２２ｆ内で受光されるようになるので、フォーカ
スエラー信号ＦＥＳは波長変動の影響を受けない。

又、この実施例でも、トラッキングエラー信号は、光検
出部２２ａ〜２２ｆの両側にＹ方向の間隔を隔てて設け
られた図示しない光検出部により検出される。

なお、本発明を具体化するに当たり、第２回折素子１３
及び光検出器１７・２ｏｚ・・の分割は、上記の各実施
例で例示した以外の方法で行っても良い。

〔発明の効果〕

本発明に係る光ピックアップ装置は、以上のように、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
複数の領域を有する第２回折素子は、光発生手段と記録
担体とを結ぶ光軸を含む平面により少なくとも４個の領
域に分割されると共に、各領域の格子断面の形状が互い
にほぼ等しく形威され、かつ、上記光軸を中心に点対称
を成す位置の各領域対は記録担体から反射された０次回
行光に対する焦点距離が互いにほぼ等しくされると共に
、上記光学系の合焦点時に一部の領域対の焦点位置が光
検出器の手前側に位置し、残りの領域対の焦点位置が光
検出器より遠方に位置するように設定されており０、光
検出器は上記各焦点位置のほぼ中間に位置し、光検出器
の各光検出部は第２回折素子の各領域に対応して点対称
に配置され、上記記録担体から反射されたＯ次回行光は
第２回折素子の各領域に入射したのち回折されて、少な
くとも４個の光スポットを光検出器上に上記複数の分割
線の一部を含むように対称的に形成する構成である。

これにより、光学系の合焦点時に第２回折素子における
一部の領域対からの回折光は光検出器より手前側で焦点
を形威し、残りの領域対からの回折光は光検出器より遠
方側で焦点を形成するようにしているので、合焦点時に
いずれも光検出器上で所定の面積を有するスポットを複
数の分割線の一部を含むように形成するものである。そ
して、フォーカスエラーが生じると、一部の領域対から
の回折光によるスポットが拡大又は縮小し、残りの領域
対からの回折光によるスポットは逆に縮小又は拡大する
ことにより、フォーカスエラーの検出が行われるもので
ある。

この場合、第２回折素子を構成する各領域間の回折角の
差を充分に小さくして、第２回折素子の光利用効率をほ
ぼ均一にし、各領域からの回折光の光量が互いにほぼ等
しくすると共に、光検出器の分割線の幅を最適値に設定
しているので、これらの結果、フォーカスエラーの検出
精度が向上する。又、第２回折素子の各領域からの回折
光を受光する光検出器の各光検出部を互いに比較的接近
した位置に設けることができるので、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もできる。更
に、各領域における格子の断面形状を鋸歯形状とする場
合、各領域の鋸歯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共に、第２
回折素子の光利用効率を充分高くすることができるとい
う効果を併せて奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６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（ａ）は第１図（ａ）の要部を拡大して示す部分
拡大説明図である。 第４図（ｂ）〜（ｄ）は光検出器の分割線付近における
受光感度特性を示すグラフである。 第５図（ａ）及び（ｂ）は半導体レーザのレーザ光に波
長変動が生じた場合を示す概略説明図である。 第６図（ａ）〜（Ｉ！、）は、光検出器が有する分割線
の所定の幅に対して、対物レンズが光軸に沿って移動し
たときの所定の光検出部に基づく和信号、及びフォーカ
スエラー信号の推移を示すグラフである。 第７図乃至第９図は第２実施例を示すものである。 第７図は光検出器を示す概略説明図である。 第８図は光ピックアップ装置の部分正面図である。 第９図は対物レンズの位置とフォーカスエラー信号との
関係を示すグラフである。 第１０図乃至第１２図はそれぞれ第３〜第５実施例にお
ける光検出器を示す概略説明図である。 第１３図乃至第１５図は従来例を示すものである。 第１３図は光ピックアップ装置の概略正面図である。 第１４図（ａ）は第２回折素子の概略平面図である。 第１４図（ｂ）は光検出器の概略説明図である。 第１５図（ａ）及び（、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縦断面図である。 １１は半導体レーザ（光発生手段）、１２は第１回折素
子、１３は第２回折素子、１３ａ〜１３ｄは領域、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、１７・２０−２１・２２は光
検出器、１７ａ−１７「・２０ａ〜２０ｈ・２１ａ〜２
１ｈ・２２ａ〜２２ｆは光検出部、１７ｇ・１７ｈ・２
０ｉ〜２０ｆｆｉ・２１ｉ〜２１ｋ・２２ｇ〜２２には
分割線である。

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共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、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複数の領域を有する第２回折素子と
   、複数の分割線によって複数の光検出部に分割され、上
   記第２回折素子からの回折光をそれぞれ受光して電気信
   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、 上記第２回折素子は光発生手段と記録担体とを結ぶ光軸
   を含む平面により少なくとも４個の領域に分割されると
   共に、各領域の格子断面の形状が互いにほぼ等しく形成
   され、かつ、上記光軸を中心に点対称を成す位置の各領
   域対は記録担体から反射された０次回折光に対する焦点
   距離が互いにほぼ等しくされると共に、上記光学系の合
   焦点時に一部の領域対の焦点位置が光検出器の手前側に
   位置し、残りの領域対の焦点位置が光検出器より遠方に
   位置するように設定されており、 光検出器は上記各焦点位置のほぼ中間に位置し、光検出
   器の各光検出部は第２回折素子の各領域に対応して点対
   称に配置され、上記記録担体から反射された０次回折光
   は第２回折素子の各領域に入射したのち回折されて、少
   なくとも４個の光スポットを光検出器上に上記複数の分
   割線の一部を含むように対称的に形成することを特徴と
   する光ピックアップ装置。 ２、上記第２回折素子における一部の領域対は回折光に
   対し光の収束機能を有し、残りの領域対は回折光に対し
   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
   とする請求の範囲第１項に記載の光ピックアップ装置。