JPH0679380B2 - 焦点誤差検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、コンパクトディスク、ビデオディスク、等か
らの記録信号の再生、光ディスク、光磁気ディスク等へ
の情報信号の記録、再生、消去に用いられる光ヘッドの
焦点誤差検出装置に関する。

〔従来の技術〕

コンパクトディスク、ビデオディスク等からの記録信号
の再生、光ディスク、光磁気ディスク等への情報信号の
記録、再生、消去に用いられる光ヘッドは、光記録シス
テムの中で最も重要かつ基本的な部分である。光ヘッド
には、長寿命、高信頼という特性とともに、光ディスク
ドライブの小型化、高転送レート化、高アクセス速度化
のために、小型で軽量あることが望まれており、この要
求を満足するために、焦点誤差検出用光学系に用いられ
てきた従来のバルク形の光学部品を、ホログラムや単純
格子などの薄膜状の格子光学素子で置き換える試みが進
められている。

第２図は従来提案されてきた反射形ホログラム光学素子
を用いた光ヘッドの焦点誤差検出用の光学系を示す斜視
図である。光源である半導体レーザ１を出射した光は反
射形ホログラム光学素子２で正反射されて収束レンズ３
に導かれ、光記録媒体である光ディスク４上に集光す
る。光ディスク４からの反射光は収束レンズ３の作用に
より収束波となって反射形ホログラム光学素子２に再入
射する。反射形ホログラム光学素子２には入射収束波を
半導体レーザ近傍に配置された光検出器５に導く作用を
持つ表面レリーフが形成されているため、光ディスク４
からの反射光を光検出器５で検出することができ、焦点
誤差検出動作を実現している。

第３図は反射型ホログラム光学素子２と光検出器５の関
係を模式的に示したものである。図において、反射型ホ
ログラム光学素子２は、半導体レーザ１から見た場合
を、光検出器５は受光面側からみた場合、すなわち反射
型ホログラム光学素子２側から見た場合を示している。
反射型ホログラム素子２の上部に入射した光（上部入射
光）６は光検出器５の第２の分割線７の左側の第１の分
割線８上に終息し、反射型ホログラム光学素子２の下部
に入射した光（下部入射光）９は光検出器５の第２の分
割線７の右側の第１の分割線８上に収束する。

第４図は光ディスク４の焦点ずれが生じた場合の光検出
器上でのスポット形状を模式的に示したもので、第４図
（ｂ）が焦点が合った状態である。光ディスク４が収束
レンズ３に近づく方向にずれた場合（第４図（ａ））、
光スポットは、光検出器５の第１セグメント10と第４セ
グメント13に入射する。反対に、収束レンズ３から遠ざ
かる方向にずれた場合（第４図（ｃ））は、光検出器５
の第２セグメント11と第３セグメント12にのみ入射す
る。従って、焦点誤差信号Sfeは、各セグメントの出力
をVn（ｎ＝１〜４）としたとき Sfe＝（V₁−V₂）＋（V₄−V₃） で与えられる。この焦点誤差検出装置では、おもに第１
の分割線８の上下方向での光強度の差から焦点誤差を検
出するために、光検出器と光スポットの第１の分割線８
に沿う方向の相対的な位置ずれは、どちらかの光スポッ
トが第２の分割線７を越えない限りは焦点誤差検出動作
になんら影響を与えない。

〔発明が解決しようとする課題〕

ホログラムのような格子光学素子を用いた場合に最も大
きな問題となるのは光源である半導体レーザの発振波長
変動である。発振波長が変動するとそれにより格子光学
素子の回折角が変動する。このため従来の技術では、第
２図において、光検出器の第１の分割線８と半導体レー
ザ１の発光点18と反射型ホログラム光学素子２の分割線
21が同一平面内にあるよう配置して、つまり、第２図に
示すＡ、Ａ′が同一平面内になるよう配置して、回折角
変動の焦点誤差検出動作への影響を除去しようとしてい
た。しかしながら、従来の技術による解決法により焦点
移動の影響を完全に除去できるのは、ホログラム光学素
子への入射光線と反射光線及び回折光線がすべて同一平
面内にあるときのみであり、この条件からはずれる場合
には収束点は光検出器５の第１の分割線８とある角度を
持った方向に移動し、結果として焦点誤差信号強度の劣
化や、焦点誤差信号オフセットの発生等の問題が生じて
いた。さらに、焦点ずれが生じた場合の光検出器上での
スポット形状変化に関しては、第４図に示したように、
光ディスク４が接近する方向への焦点ずれと、光ディス
クが遠ざかる方向への焦点ずれに対して、分割線に対し
て対称な形状変化となるのは、ホログラム光学素子への
入射光線と反射光線及び回折光線がすべて同一平面内に
あるときのみであり、それ以外では対称な形状変化とな
らない。第５図はその一例を示している。第５図（ａ）
は光ディスク４が収束レンズ３に近づく方向にずれた場
合であり、第５図（ｃ）は収束レンズ３から遠ざかる方
向にずれた場合、第５図（ｂ）は焦点が合った場合を表
わしている。このような形状変化の非対称性は、焦点誤
差信号強度の劣化を招いていた。

本発明は、上記問題点を解決した温度安定性に優れた焦
点誤差検出装置を供給することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、本発明が提供する手段
は、常温での発振波長λ_１を有する光源と、光源を出射
した光を光記録媒体上に集光させる結像光学系と、第１
の分割線と該第１の分割線と略直交する第２の分割線に
より少なくとも４個のセグメントに分けられた光検出器
と、前記光記録媒体で反射し、前記結像光学系を経てき
た反射光を前記光検出器に導くためのは反射型格子光学
素子とを少なくとも有し、前記反射型格子光学素子は、
前記光源の出射光の光軸と交差する反射型格子光学素子
分割線直線により第１の領域と第２の領域に分けられ、
前記反射型格子光学素子の第１の領域への波長λ_１の入
射光を回折光として前記光検出器の前記第１の分割線上
の点（第１の収束点）に、前記反射型格子光学素子の第
２の領域への波長λ_１の入射光を回折光として前記光検
出器の前記第１の分割線上の点（第１の収束点）にそれ
ぞれ収束させる作用を有し、前記光軸と前記反射型格子
光学素子分割直線との交点、前記第１の分割線と前記第
２の分割線の交点及び前記光源の発光点が同一平面上に
あるように前記光源、前記反射型格子光学素子、前記光
検出器を配置し、さらに、前記反射型格子光学素子の反
射面をＸ−Ｙ平面、前記交点を原点、原点を通りＸ−Ｙ
平面に垂直な軸をＺ軸にとった直交座標系を定めて、前
記第１の収束点の座標を（xf₁,yf₁,zf₁）、前記第２の
収束点の座標を（xf₂,yf₂,zf₂）、前記光源の発光点の
座標を（xg,yg,zg）、前記第１の収束点と前記第２の収
束点を結ぶ線分上の中点の座標を（xf,yf,zf）、動作保
障温度域に対応する前記光源の発振波長変動幅をλ_０〜
λ_２（λ_０＜λ_１＜λ_２）、前記第１の分割線幅をｗと
し、 nouti（λ）＝［１−｛（louti（λ）｝^２ −｛mouti（λ）｝^２］^1/2 ti（λ）＝df²/｛xf・louti（λ）＋yf・mout（λ） ＋zf・nouti（λ）｝ xpi（λ）＝louti（λ）・ti（λ） ypi（λ）＝mouti（λ）・ti（λ） zpi（λ）＝nouti（λ）・ti（λ） Ａ＝yfzg−ygzf Ｂ＝xgzf−xfzg Ｃ＝xfyg−xgyf としたとき、Y₁（λ_０）とY₂（λ_０）は同符号で、 |Y₁（λ_０）|,|Y₂（λ_０）｜2.8W となる関係を満足し、かつ、Y₁（λ_２）とY₂（λ_２）は
同符号で、 |Y₁（λ_２）|,|Y₂（λ_２）｜2.8W 成る関係を満足し、前記反射型格子光学素子分割直線
は、結像光学系の倍率をmf、焦点誤差検出のダイナミッ
クレンジを±αｄとし、 ｍ＝２・▲ｍ² _f▼・αｄ α＝xfzfzg−xgzf²−xgyf² β＝yfzfzg−ygzf²−xf²yg γ＝｛▲ｘ² _f▼（yfyg−xfzg）＋▲ｙ² _f▼（xfxg−zfz
g） ＋zf²（xfxg−yfyg）｝/zf lin＝｛xg（dg＋ｍ）−xhdg｝/DB₁ min＝｛yg（dg＋ｍ）−yhdg｝/DB₁ DB₁＝［d²d（dg＋ｍ）^２−dg（dg＋ｍ）（xgxh＋ygyh） ＋（xh²＋yh²）dg²］^1/2 lout＝lin−｛（xg−xh）/DB₂−（xf−xh）/DB₃｝ mout＝min−｛（yg−yh）/DB₂−（yf−yh）/DB₃｝ tp＝｛xh（zfyg−yfzg）＋yh（xfzg−xgzf）｝／ ｛lout（yfzg−zfyg）＋mout（xgzf−xfzg） ＋nout（xfyg−xgyf）｝ xp＝lout・tp＋xh yp＝mout・tp＋yh zp＝nout・tp としたとき、 xp−xf:yp−yf:zp−zf＝α：β：γ なる関係を略満足する反射型格子光学素子上の点（xh、
yh、Ｏ）と、座標原点を結ぶ直線となることを特徴とす
る構成になっている。

〔作用〕

以下、本発明の作用を図面と数式を用いて詳しく説明す
る。以下、光ビームの光検出器上への到達点をスポット
と呼び、特に、半導体レーザの発振波長が設計上の波長
と等しい場合、すなわち、反射型ホログラム光学素子の
設計上の光スポット位置をそれぞれ第１収束点、第２収
束点と呼ぶことにする。

本発明では、ダブルナイフエッジ法の原理による焦点誤
差検出が、ナイフエッジと光学的に垂直な方向への光検
出器の位置ずれに対して大きなトランスを有することを
用いて上述の問題を解決している。第６図はダブルナイ
フエッジ法の原理による焦点誤差検出における分割線と
垂直方向への光検出器の位置ずれに対するトレランスを
説明するための図で、第６図（ｂ）は合焦時のスポット
形状を示している。焦点誤差信号Sfeは光検出器22のセ
グメント31〜34の各出力をそれぞれV₁〜V₄としたとき Sfe＝（V₁＋V₄）−（V₂＋V₃） で与えられるので、光スポット25,26の位置が光検出器2
2ナイフエッジと光学的に平行な第１の分割線23に対し
て上にずれた場合（第６図（ａ））でも、下にずれた場
合（第６図（ｃ））でも焦点誤差信号は相殺されて零に
なり、焦点誤差信号オフセットは生じない。ただし、分
割線からのずれが大きくなりすぎると、焦点誤差検出感
度が低下し、読み出し信号強度が低下する。ここで、読
み出し信号強度と光スポット25,26の第１及び第２収束
点位置からの位置ずれとの関係を実験的に求めたとこ
ろ、分割線の幅10μｍ、光スポット径10μｍの場合、読
み出し信号強度が第１及び第２収束点16,17に光スポッ
ト25,26がある場合に比べて80％にまで低下するのは、
位置ずれ量が28μｍの時であった。つまり、位置ずれ量
が分割線の幅2.8倍以内であれば、信号強度量は実用上
問題無いレベルを確保することができる。したがって、
光源の発振波長変動にともなう光検出器上での光スポッ
ト25,26の移動が、２つの光スポットに対して同一方向
で、かつ、その移動量が光検出器の分割線幅の2.8倍以
内であるように、光検出器の分割線及び、分割線上の収
束点位置を決定すればよい。

以下、上述の条件を数式を用いて記述する。第７図は、
計算上の反射型ホログラム光学素子27の位置、半導体レ
ーザの発光点14、光検出器上の光ビームの収束点15を示
すための図である。反射型ホログラム光学素子27はＸ−
Ｙ平面にあり、このＸ−Ｙ平面に垂直な軸をＺ軸とした
直交座標系を考え、半導体レーザの発光点14を（xg、y
g、zg）、光検出器上の第１または第２収束点の位置15
を（xf、yf、zf）とする。

ここで、 とする。ホログラム光学素子の記録される干渉縞はこれ
ら２点からの発散球面波によるものであり、その位相伝
達関数は次式で与えられる。

ここで、λ_１は、反射型ホログラム光学素子の設計波長
であり、通常、半導体レーザの常温での発振波長に対応
する。このような位相伝達関数を持つ反射型ホログラム
光学素子の方向余弦（lin、min、nin）を持つ光線が入
射するとする。ここでは、反射型のホログラム光学素子
を考えているので、入射光線の方向余弦は反射型ホログ
ラム光学素子の表面で正反射した光線の方向余弦を考え
ればよい。いま、半導体レーザを出射した光は光ディス
ク上に正しく集光しているとすると、光ディスクからの
戻り光は、レーザの発光点14を収束点に持つような波面
となって反射型ホログラム光学素子27に入射する。従っ
て反射型ホログラム光学素子27への入射光線の方向余弦
は、原点を通過する光線について lin＝xg/dg （４） min＝yg/dg （５） nin＝zg/dg （６） となる。1981年発行のアプライド オプティックス（Ap
plied Optics）誌、第20巻、第208ページより掲載のエ
イチ．ダブリュ．ホロウェイ（H.W.Holloway）らの文献
によると、ホログラム光学素子の作用を受けた出射光線
の方向余弦（lout、mout、nout）は次式で与えられる。

ここで、λ_２は、動作時のレーザの発振波長である。従
って、方向余弦（lin、min、nin）で原点に入射した光
線が反射型ホログラム光学素子の作用を受けて出射する
と、その出射光線を表わす方程式 ここで、光検出器の受光面を、点（xf、yf、zf）を含
み、原点と点（xf、yf、zf）を結ぶ直線と直交する平面
に取ると、その方程式は、 xf（ｘ−xf）＋yf（ｙ−yf）＋zf（ｚ−zf）＝０（11） となる。従って、ホログラム光学素子の回折の作用を受
けた光線の光検出器上での位置、すなわち、光スポット
の位置（xpd、ypd、zpd）は（10）、（11）式より、 xpd＝lout・df²/A （12） ypd＝mout・df²/A （13） zpd＝nout・df²/A （14） Ａ＝xf・lout＋yf・mout＋zf・nout （15） となる。したがって、光検出器の分割線の中心と点（xp
d、ypd、zpd）との距離Ｙ（λ）は（11）〜（15）式を
用いて、 となる。ここで、本焦点誤差検出装置の動作保障温度範
囲に対応する発振波長変動幅をλ_０〜λ_２（λ_０＜λ_１
＜λ_２）とすると、Ｙ（λ）の満足すべき条件はｗを光
検出器の分割線幅とすると、 |Y（λ_０）｜2.8W （17） |Y₁（λ_２）｜2.8W （18） とかくことができる。ここで、本発明による焦点誤差検
出装置では光検出器上に２つの光スポットを形成し、４
分割された光検出器の対角和の差成分から焦点誤差検出
を行なうために、２つの光スポットに対するＹ（λ）の
符号は常に同じとなるようにする。

さらに、従来の技術で問題となった焦点ずれが生じた場
合の光検出器上でのスポット形状変化の非対称性に関し
て、本発明では次のような方法で解決している。光ディ
スクが収束レンズから遠ざかる方向に位置ずれした時
は、戻り光の収束位置は光軸上をレーザの発光点から収
束レンズに近付く方向にずれる。逆に、光ディスクが収
束レンズに近付く方向に位置ずれすると戻り光の収束位
置は光軸上をレーザの発光点から収束レンズに遠ざかる
方向にずれる。ここで、戻り光の収束位置とレーザの発
光点の距離をｍ、戻り光の収束位置を（xg′、yg′、z
g′）、ホログラム光学素子上の点を（xh、yh、０）と
すると、 （xg′、yg′、zg′）と（xh、yh、０）を結ぶ直線の方
向ベクトル（Ｌ、Ｍ、Ｎ）は Ｌ＝xg（dg＋ｍ）−xh・dg （19） Ｍ＝yg（dg＋ｍ）−yh・dg （20） Ｎ＝zg（dg＋ｍ） （21） となるので、点（xh、yh、０）に入射する光線の方向余
弦（ｌ′in、ｍ′in、ｎ′in）は、 Ｉ′in＝L/B′＝｛xg（dg＋ｍ）−xh・dg｝/B′ （22） ｍ′in＝M/B′＝｛yg（dg＋ｍ）−yh・dg）/B′ （23） ｎ′in＝N/B′＝｛zg（dg＋ｍ）｝/B′ （24） となる。ホログラム光学素子により回折の効果を受けた
光線の方向余弦は（ｌ′out、ｍ′out、ｎ′out）上述
の場合と同様に、 となる。ここでλ_２＝λ_１とおく。点（xh、yh、０）を
とおり、方向余弦（ｌ′out、ｍ′out、ｎ′out）を持
つ光線が光検出器の受光面と交わる点を（xp、yp、zp）
とすれば、（12）式を用いて xp＝ｌ′out・tp＋xh （29） yp＝ｍ′out・tp＋yh （30） zp＝ｎ′out・tp （31） tp＝｛xh（zfyg−yfzg）＋yh（xfzg−xgzf）｝／ ｛ｌ′out（yfzg−zfyg）＋ｍ′out（xgzf−xfzg） ＋ｎ′out（xfyg−xgyf）｝ （32） となる。いま光検出器受光面上の基準となる直線（基準
線）として、光検出器上の点（xf,yf,zf）と半導体レー
ザの発光点（xg,yg,zg）及び原点の３点を含む平面と光
検出器受光面との光線を考える。上記３点を含む平面
は、 ｘ（yfzg−ygzf）−ｙ（xfzg−xgzf）＋ｚ（xfyg−xgy
f）＝０ で表されるから、求める光線の方向ベクトル（α，β，
γ）は α＝xfzfzg−xgxf²−xgyf² β＝yfzfzg−ygzf²−xf²yg γ＝｛xf²（yfyg−zfzg）＋yf²（xfxg−zfzg） ＋zf²（xfxg−yfzg）｝/zf となる。

ここで、 xp−xf:yp−yf:zp−zf＝α：β：γ （33） を満足させるようなホログラム光学素子上の点（xh′、
yh′、０）が存在する。従って、この点（xh′、yh′、
０）と原点を結ぶ直線を反射型ホログム光学素子の分割
線とすればよい。ここで式（19）〜（33）からわかるよ
うに、点（ｘ′ｈ、ｙ′ｎ、０）はｍの関数であるの
で、特定のｍについてのみ式（33）を満足することにな
る。ホログラム光学素子の分割線を決定するためには、
所望の焦点誤差検出のダイナミックレンジからｍ値を決
定すればよい。結像光学系の倍率をmf、焦点誤差検出の
ダイナミックレンジを±αｄとすれば、ｍ値はおよそ、 ｍ＝２・mf²・αｄ （34） で与えられる。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明
する。第１図は本発明の実施例を説明するための斜視図
である。なお、説明では、これまで用いてきた座標系
（反射型ホログラム光学素子はＸ−Ｙ平面にあり、中心
が座標原点）を用いる。

本実施例では入射光線と正反射光線のなす角を90度と
し、実装上の観点から光検出器22上の第１収束点16（xf
₁,yf₁,zf₁）、と第２の収束点17（xf₂,yf₂,zf₂）を結ぶ
線分の中点（xf,yf,zf）、半導体レーザ１の発光点（x
g,yg,zg）18、および反射型ホログラム光学素子27の中
心（座標原点19）が同一平面（以下、基準平面20と呼
ぶ）上にくるように配置している。ここで、 とする。反射軽ホログラム光学素子27のフォーカルパワ
ーを極力取り除いて、波長変動による縦方向の収差の発
生を抑えるために、df₁＝df₂＝dgとしている。

第８図は光検出器22の各セグメントと、反射型ホログラ
ム光学素子27の２つの領域の相互関係を示すための図で
ある。図において、反射型ホログラム光学素子27は、半
導体レーザ１から見た場合を、光検出器22は受光面側か
らみた場合、すなわち反射型ホログラム光学素子27側か
ら見た場合を示している。光検出器22は第１の分割線23
と第２の分割線24により４分割されている。第１の分割
線23は第１の収束点16と第２の収束点17を含んでいる。

第９図はオンフォーカスの場合の光スポット位置の波長
変動による軌跡を計算により求めたものである。ここで
反射型ホログラム光学素子27の中心（座標原点19）と半
導体レーザ１の発光点、および光検出器上の２つの収束
点16、17との距離を14.56mm、光検出器上の２つの収束
点間の距離を260μｍ、２つの収束点を結ぶ線分の中点
に対する平均回折角を22.48゜、基準平面20と光検出器2
2の第１分割線23となす角を10゜、光検出器の分割線幅
を10μｍとしている。またここで、半導体レーザの発振
波長変動幅を、0.78μｍを基準波長として、0.775μｍ
から0.79μｍとした。この変動幅は約60℃の温度変動に
対応する。この配置で、第１の分割線23に直交する方向
（Ｙ方向）への絶対移動量が最も大きくなるのはλ＝0.
79μｍの場合で、第１の収束点16に対する移動量は約6.
2μｍ、第２の収束点17に対する移動量は約2.7μｍとな
り、許容移動量（分割線幅×2.8）より十分小さい値と
することができた。

反射型ホログラム光学素子27の領域分割線28は上述の
（33）式で与えられる条件をほぼ満足するように設定し
た。本実施例では、倍率5.5倍の収束レンズを用い、焦
点誤差検出のダイナミックレンジを±７μｍとして設計
したのでｍ値は ｍ＝２×７μｍ×5.5²＝423.5μｍとなる。この式から
与えられるｍ値と第１の収束点16の位置、及び第２の収
束点17の位置から、それぞれの位置に対して（33）式を
満足する反射型ホログラム光学素子分割線の28の方程式
が求められる。通常の場合、第１の収束点と第２の収束
点間の距離は反射型ホログラム光学素子とそれぞれの収
束点間の距離に比べて十分小さい。したがって、求めら
れた２つの直線はほとんど等しいものとなる。そこで、
第１の収束点と第２の収束点の中点に対して（33）式を
満足する直線を反射型ホログラム光学素子の分割線28と
して用いた。この場合、分割線に対して常に非対称な形
状変化となるが、その量はごくわずかなものであり、焦
点誤差検出動作にはなんら影響を与えない。

第10図は焦点ずれが生じた際の光検出器22上での光スポ
ット形状を模式的に示したもので、第10図（ｂ）がオン
・フォーカスの場合を示している。光ディスク４が収束
レンズ３に近づく方向に位置ずれした場合（第10図
（ａ））、光スポットは光検出器22の第１セグメント31
と第４セグメント34にのみ入射する。反対に光ディスク
４が収束レンズ３から遠ざかる方向に位置ずれした場合
（第10図（ｃ））、光スポットは光検出器22の第２セグ
メント32と第３セグメント33にのみ入射する。従って各
セグメントの出力をV₁、V₂、V₃、V₄とすると、焦点誤差
信号Sfeは、 Sfe＝（V₁−V₂）＋（V₄−V₃） で与えられる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、光源の波長変動に対して非常に安定な
誤差検出特性を有する焦点誤差検出装置を提供できる。
また、本発明で用いる反射型格子光学素子は、半導体デ
バイスを作製する製造プロセスと類似の製造プロセスを
用いることにより、安定に、大量にかつ安価に作製でき
るので、非常に低価格な焦点誤差検出装置を提供するこ
とが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を説明するための斜視図、第２
図は従来の装置の斜視図、第３図、第４図、第５図は従
来の技術を説明するための図、第６図は本発明の作用を
説明するための図、第７図、第８図、第９図、第10図は
本発明の実施例を説明するための図である。 １……半導体レーザ、２……反射型ホログラム、３……
収束レンズ、４……光ディスク、５……光検出器、６…
…上部入射光、７……第２の分割線、８……第１の分割
線、９……下部入射光、10……第１セグメント、11……
第２セグメント、12……第３セグメント、13……第４セ
グメント、14,18……発光点、15……収束点、16……第
１の収束点、17……第２の収束点、19……座標原点、20
……基準平面、21……反射型ホログラム光学素子分割
線、22……光検出器、23……第１の分割線、24……第２
の分割線、25,26……光スポット、27……反射型ホログ
ラム光学素子、28……反射型ホログラム光学分割線、31
……第１セグメント、32……第２セグメント、33……第
３セグメント、34……第４セグメント。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】常温での発振波長λ_１を有する光源と、光
   源を出射した光を光記録媒体上に集光させる結像光学系
   と、第１の分割線と該第１の分割線に略直交する第２の
   分割線により少なくとも４個のセグメントに分けられた
   光検出器と、前記光記録媒体で反射し、前記結像光学系
   を経てきた反射光を前記光検出器に導くため反射型格子
   光学素子とを少なくとも有し、前記反射型格子光学素子
   は、前記光源の出射光の光軸と交差する反射型格子光学
   素子分割直線により第１の領域と第２の領域に分けら
   れ、前記反射型格子光学素子の第１の領域への波長λ_１
   の入射光を回折光として前記光検出器の前記第１の分割
   線上の点（第１の収束点）に、前記反射型格子光学素子
   の第２の領域への波長λ_１の入射光を回折光として前記
   光検出器の前記第１の分割線上の点（第２の収束点）に
   それぞれ収束させる作用を有し、前記光軸と前記反射型
   格子光学素子分割直線との交点、前記第１の分割線と前
   記第２の分割線の交点及び前記光源の発光点が同一平面
   上にあるように前記光源、前記反射型格子光学素子、前
   記光検出器を配置し、さらに、前記反射型格子光学素子
   の反射面をＸ−Ｙ平面、前記交点を原点、原点を通りＸ
   −Ｙ平面に垂直な軸をＺ軸にとった直交座標系を定め
   て、前記第１の収束点の座標を（xf₁,yf₁,zf₁）、前記
   第２の収束点の座標を（xf₂,yf₂,zf₂）、前記光源の発
   光点の座標を（xg,yg,zg）、前記第１の収束点と前記第
   ２の収束点を結ぶ線分上の中点の座標を（xf,yf,zf）、
   動作保障温度領域に対応する前記光源の発振波長変動幅
   をλ_０〜λ_２（λ_０＜λ_１＜λ_２）、前記第１の分割線
   幅をｗとし、 nouti（λ）＝［１−｛louti（λ）｝^２−｛mouti
   （λ）｝^２］^1/2 ti（λ）＝▲ｄ² _f▼／｛xf・louti（λ）＋yf・mouti
   （λ）＋zf・nouti（λ）｝ xpi（λ）＝louti（λ）・ti（λ） ypi（λ）＝mouti（λ）・ti（λ） zpi（λ）＝nouti（λ）・ti（λ） Ａ＝yfzg−ygzf Ｂ＝xfzg−xgzf Ｃ＝xfyg−xgyf としたとき、Y₁（λ_０）とY₂（λ_０）は同符合で、 |Y₁（λ_０）|,|Y₂（λ_０）｜2.8W となる関係を満足し、かつ、Y₁（λ_２）とY₂（λ_２）は
   同符合で、 |Y₁（λ_２）|,|Y₂（λ_２）｜2.8W なる関係を満足し、前記反射型格子光学素子分割直線
   は、結像光学系の倍率をmf、焦点誤差検出のダイナミッ
   クレンジを±adとし、 ｍ＝２・▲ｍ² _f▼・ad xf＝（x₁f＋x₂f）/2 yf＝（y₁f＋y₂f）/2 zf＝（z₁f＋z₂f）/2 α＝xfzfzg−xg▲ｚ² _f▼−xg▲ｙ² _f▼ β＝yfzfzg−yg▲ｚ² _f▼−▲ｘ² _f▼yg γ＝｛▲ｘ² _f▼（yfyg−zfzg）＋yf（xfxg−zfzg＋▲ｚ
   ² _f▼（xfxg−yfyg）｝/zf lin＝｛xg（dg＋ｍ）−xhdg｝/DB₁ min＝｛yg（dg＋ｍ）−yhdg｝/DB₁ DB₁＝［▲ｄ² _g▼（dg＋ｍ）^２−2dg（dg＋ｍ）（xgxh＋
   ygyh）＋（▲ｘ² _h▼＋▲ｙ² _h▼）▲ｄ² _g]^1/2▼ lout＝lin−｛（xg−xh）/DB₂−（xf−xh）/DB₃｝ mout＝min−｛（yg−yh）/DB₂−（yf−yh）/DB₃｝ tp＝｛xh（zfyg−yfzg）＋yh（xfzg−xgzf）／ ｛lout（yfzg−zfyg）＋mout（xgzf−xfzg） ＋nout（xf・yg−xgyf）｝ xp＝lout・tp＋xh yp＝mout・tp＋yh zp＝nout・tp＋zh としたとき、 xp−xf:yp−yf:zp−zf＝α：β：γ なる関係を略満足する反射型格子光学素子上の点（xh,y
   h,O）と、座標原点を結ぶ直線となることを特徴とする
   焦点誤差検出装置。