JPH076381A - 焦点誤差検出装置 - Google Patents
焦点誤差検出装置Info
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- JPH076381A JPH076381A JP14072193A JP14072193A JPH076381A JP H076381 A JPH076381 A JP H076381A JP 14072193 A JP14072193 A JP 14072193A JP 14072193 A JP14072193 A JP 14072193A JP H076381 A JPH076381 A JP H076381A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 焦点ずれに対する焦点誤差信号が線形に変化
する範囲を広げるとともに、焦点誤差検出特性の光検知
器への入射光量依存性をなくし、さらに、光検知器の高
周波特性を改善した焦点誤差検出装置を得る。 【構成】 光源１からの出射光束Ｅを集束手段４を介し
て情報記録媒体５に集光照射し、この情報記録媒体５か
らの反射光束Ｒの一部を遮蔽板９によって遮蔽し、一部
が除かれた前記反射光束を２分割帯近傍に集光照射し、
前記２分割光検知器２９の出力信号に基づいて焦点誤差
信号を得る焦点誤差検出装置において、２分割光検知器
２９の分割線３３を鋸歯状もしくは三角波状、正弦波状
とした。さらに、分割線３３の周期性が焦点誤差検出特
性に影響を与えないように、円筒レンズ等の非点収差発
生手段２８を２分割光検知器２９の前に挿入することに
より２分割光検知器２９上の集光スポット３１を一方向
のみ拡大した。
する範囲を広げるとともに、焦点誤差検出特性の光検知
器への入射光量依存性をなくし、さらに、光検知器の高
周波特性を改善した焦点誤差検出装置を得る。 【構成】 光源１からの出射光束Ｅを集束手段４を介し
て情報記録媒体５に集光照射し、この情報記録媒体５か
らの反射光束Ｒの一部を遮蔽板９によって遮蔽し、一部
が除かれた前記反射光束を２分割帯近傍に集光照射し、
前記２分割光検知器２９の出力信号に基づいて焦点誤差
信号を得る焦点誤差検出装置において、２分割光検知器
２９の分割線３３を鋸歯状もしくは三角波状、正弦波状
とした。さらに、分割線３３の周期性が焦点誤差検出特
性に影響を与えないように、円筒レンズ等の非点収差発
生手段２８を２分割光検知器２９の前に挿入することに
より２分割光検知器２９上の集光スポット３１を一方向
のみ拡大した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光学的に情報の記録再生
を行う光記録再生装置における焦点誤差検出装置に関
し、特に、焦点誤差信号が線形に変化する範囲が広く、
かつ安定で、さらに、周波数特性が良好な焦点誤差検出
装置に関するものである。
を行う光記録再生装置における焦点誤差検出装置に関
し、特に、焦点誤差信号が線形に変化する範囲が広く、
かつ安定で、さらに、周波数特性が良好な焦点誤差検出
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図２１は例えば，特公昭62-18973号公
報，及び“G. Bouwhuis et al., Principles of Optica
l Disc System, Adam Hilger, pp. 77-79 (1985)”に
記載された瞳遮蔽法または半光束法と呼ばれる一般的な
焦点誤差検出装置を示す構成図である。図２２〜２４は
情報記録面上での光スポットの焦点ずれ状態と上記焦点
誤差検出装置の光検知器上での光スポット位置、形状の
関係を示したものである。図２１において、１は記録再
生用の光束を放射する半導体レーザなどの光源である。
図２１では光源１からの出射光束をＥと称している。２
は光源１からの出射光束Ｅを平行光束に変換するコリメ
ータレンズである。３はコリメータレンズ２からの平行
光束を反射すると共に後述する情報記録媒体５からの反
射光束Ｒを透過させるビームスプリッタ、４は出射光束
Ｅを後述する情報記録媒体５の情報記録面２０上に集光
するとともに情報記録媒体５からの反射光束Ｒを平行光
束にする対物レンズである。５は光ディスクなどの情報
記録媒体であり、６は情報記録媒体５の情報記録面２０
上に形成された集光スポットである。７は案内溝と呼ば
れるもので、図に示したようにｘ方向に刻まれている。
ここで、ｙ方向とは情報記録媒体５と平行な面内にあ
り、かつ、案内溝７に垂直な方向である。また、ｚ方向
は情報記録面２０に垂直な方向である。８は反射光束Ｒ
を後述の２分割光検知器１１上に集光する集束レンズで
あり、９は情報記録媒体５からの反射光束Ｒのほぼ半分
を遮蔽する遮蔽板であり、１０は遮蔽板９の上縁であ
る。１１はその半分が遮蔽された反射光束Ｒを受光する
２分割光検知器であり、光軸Ａに垂直な平面内に配列さ
れた２つの受光面１２、１３から構成されている。１４
は２分割光検知器１１上の光スポットである。受光面１
２、１３の境界である分割線１５の方向は、遮蔽板９の
上縁１０の方向（ｙ方向）にほぼ一致している。通常、
これら２分割光検知器はＰＩＮ型フォトダイオードによ
り構成されている。Ｓ１は受光面１２から得られる出力
信号を表わしており、Ｓ２は受光面１３から得られる出
力信号を表わしている。そして、Ｓ１とＳ２の差が差動
増幅器１６によって取り出され、焦点誤差信号ＦＥＳと
なる。この焦点誤差信号ＦＥＳは位相補償回路／増幅器
１７を介して対物レンズ駆動機構１８、１９に供給され
る。また、図２５は図２１における遮蔽板９の代わりに
屋根型プリズム２１を用いた従来の焦点誤差検出装置で
あり、屋根型プリズム２１の屋根２２が遮蔽板９の上縁
１０に対応している。図２５では反射光束Ｒは２つの半
光束に分割されるので、２分割検知器１１とこれと全く
同じ２分割検知器２３が用意されている。２４と２５は
２分割光検知器２３の２つの受光面、２６は２分割光検
知器２３上の光スポット、２７は２つの受光面２４、２
５の分割線である。
報，及び“G. Bouwhuis et al., Principles of Optica
l Disc System, Adam Hilger, pp. 77-79 (1985)”に
記載された瞳遮蔽法または半光束法と呼ばれる一般的な
焦点誤差検出装置を示す構成図である。図２２〜２４は
情報記録面上での光スポットの焦点ずれ状態と上記焦点
誤差検出装置の光検知器上での光スポット位置、形状の
関係を示したものである。図２１において、１は記録再
生用の光束を放射する半導体レーザなどの光源である。
図２１では光源１からの出射光束をＥと称している。２
は光源１からの出射光束Ｅを平行光束に変換するコリメ
ータレンズである。３はコリメータレンズ２からの平行
光束を反射すると共に後述する情報記録媒体５からの反
射光束Ｒを透過させるビームスプリッタ、４は出射光束
Ｅを後述する情報記録媒体５の情報記録面２０上に集光
するとともに情報記録媒体５からの反射光束Ｒを平行光
束にする対物レンズである。５は光ディスクなどの情報
記録媒体であり、６は情報記録媒体５の情報記録面２０
上に形成された集光スポットである。７は案内溝と呼ば
れるもので、図に示したようにｘ方向に刻まれている。
ここで、ｙ方向とは情報記録媒体５と平行な面内にあ
り、かつ、案内溝７に垂直な方向である。また、ｚ方向
は情報記録面２０に垂直な方向である。８は反射光束Ｒ
を後述の２分割光検知器１１上に集光する集束レンズで
あり、９は情報記録媒体５からの反射光束Ｒのほぼ半分
を遮蔽する遮蔽板であり、１０は遮蔽板９の上縁であ
る。１１はその半分が遮蔽された反射光束Ｒを受光する
２分割光検知器であり、光軸Ａに垂直な平面内に配列さ
れた２つの受光面１２、１３から構成されている。１４
は２分割光検知器１１上の光スポットである。受光面１
２、１３の境界である分割線１５の方向は、遮蔽板９の
上縁１０の方向（ｙ方向）にほぼ一致している。通常、
これら２分割光検知器はＰＩＮ型フォトダイオードによ
り構成されている。Ｓ１は受光面１２から得られる出力
信号を表わしており、Ｓ２は受光面１３から得られる出
力信号を表わしている。そして、Ｓ１とＳ２の差が差動
増幅器１６によって取り出され、焦点誤差信号ＦＥＳと
なる。この焦点誤差信号ＦＥＳは位相補償回路／増幅器
１７を介して対物レンズ駆動機構１８、１９に供給され
る。また、図２５は図２１における遮蔽板９の代わりに
屋根型プリズム２１を用いた従来の焦点誤差検出装置で
あり、屋根型プリズム２１の屋根２２が遮蔽板９の上縁
１０に対応している。図２５では反射光束Ｒは２つの半
光束に分割されるので、２分割検知器１１とこれと全く
同じ２分割検知器２３が用意されている。２４と２５は
２分割光検知器２３の２つの受光面、２６は２分割光検
知器２３上の光スポット、２７は２つの受光面２４、２
５の分割線である。
【０００３】次に、図２２〜図２４を参照しながら、図
２１に示した焦点誤差検出装置の動作について説明す
る。情報の記録再生を行う場合には、光源１から放射さ
れる出射光束Ｅは、コリメータレンズ２で平行光束とな
り、ビームスプリッタ３で反射され、対物レンズ４に向
かう。次に、この出射光束Ｅは対物レンズ４で集光され
情報記録面２０上に集光スポット６として照射される。
そして、情報記録面２０で反射された反射光束Ｒは対物
レンズ４、ビームスプリッタ３を通過し、集束レンズ８
によって集束光束となる。次いで、遮蔽板９によってそ
の一部が遮蔽され、２分割光検知器１１に入射する。
２１に示した焦点誤差検出装置の動作について説明す
る。情報の記録再生を行う場合には、光源１から放射さ
れる出射光束Ｅは、コリメータレンズ２で平行光束とな
り、ビームスプリッタ３で反射され、対物レンズ４に向
かう。次に、この出射光束Ｅは対物レンズ４で集光され
情報記録面２０上に集光スポット６として照射される。
そして、情報記録面２０で反射された反射光束Ｒは対物
レンズ４、ビームスプリッタ３を通過し、集束レンズ８
によって集束光束となる。次いで、遮蔽板９によってそ
の一部が遮蔽され、２分割光検知器１１に入射する。
【０００４】ところで、出射光束Ｅの集光スポット６が
情報記録媒体５の情報記録面２０上に位置しているとき
は、図２２に示すよう、反射光束Ｒの光スポット１４が
２分割光検知器１１上に位置するように、かつ、反射光
束Ｒの光スポット１４が受光面１２と１３の間の分割線
１５上に位置するように、２分割光検知器１１の位置は
調整されてる。ここで、２Ｗｘ、２Ｗｙはｘ、ｙ方向そ
れぞれのスポットの直径である。従って、出射光束Ｅの
集光スポット６が情報記録面２０上に位置している時に
は受光面１２、１３に入射する光量は等しくなる。よっ
て、受光面１２から得られる出力信号Ｓ１と受光面１３
から得られる出力信号Ｓ２は等しくなる。次に、情報記
録媒体５が対物レンズ５にΔＺ（通常５μｍから１００
μｍ）近づいた場合を考える。図２３に示すように、反
射光束Ｒは集光する前に２分割光検知器１１それぞれに
入射する。ここで、ａ１、ｂ１は、ｘ、ｙ方向それぞれ
のスポットの大きさである。従って、反射光束Ｒの大半
は受光面１２に入射し、受光面１３にはほとんど入射し
なくなる。よって、受光面１２から得られる出力信号で
あるＳ１は受光面１３から得られる出力信号Ｓ２より大
きくなる。逆に、情報記録媒体５と対物レンズ５との距
離がΔＺ遠くなれば、図２４に示すように、反射光束Ｒ
は２分割光検知器１１の手前で集光する。ここで、ａ
２、ｂ２は、ｘ、ｙ方向それぞれのスポットの大きさで
ある。従って、反射光束Ｒの大半は受光面１３に入射
し、受光面１２にはほとんど入射しなくなる。よって、
受光面１２から得られる出力信号Ｓ１は受光面１３から
得られる出力信号Ｓ２より小さくなる。
情報記録媒体５の情報記録面２０上に位置しているとき
は、図２２に示すよう、反射光束Ｒの光スポット１４が
２分割光検知器１１上に位置するように、かつ、反射光
束Ｒの光スポット１４が受光面１２と１３の間の分割線
１５上に位置するように、２分割光検知器１１の位置は
調整されてる。ここで、２Ｗｘ、２Ｗｙはｘ、ｙ方向そ
れぞれのスポットの直径である。従って、出射光束Ｅの
集光スポット６が情報記録面２０上に位置している時に
は受光面１２、１３に入射する光量は等しくなる。よっ
て、受光面１２から得られる出力信号Ｓ１と受光面１３
から得られる出力信号Ｓ２は等しくなる。次に、情報記
録媒体５が対物レンズ５にΔＺ（通常５μｍから１００
μｍ）近づいた場合を考える。図２３に示すように、反
射光束Ｒは集光する前に２分割光検知器１１それぞれに
入射する。ここで、ａ１、ｂ１は、ｘ、ｙ方向それぞれ
のスポットの大きさである。従って、反射光束Ｒの大半
は受光面１２に入射し、受光面１３にはほとんど入射し
なくなる。よって、受光面１２から得られる出力信号で
あるＳ１は受光面１３から得られる出力信号Ｓ２より大
きくなる。逆に、情報記録媒体５と対物レンズ５との距
離がΔＺ遠くなれば、図２４に示すように、反射光束Ｒ
は２分割光検知器１１の手前で集光する。ここで、ａ
２、ｂ２は、ｘ、ｙ方向それぞれのスポットの大きさで
ある。従って、反射光束Ｒの大半は受光面１３に入射
し、受光面１２にはほとんど入射しなくなる。よって、
受光面１２から得られる出力信号Ｓ１は受光面１３から
得られる出力信号Ｓ２より小さくなる。
【０００５】以上で説明したように、焦点誤差信号ＦＥ
ＳはＳ１、Ｓ２の差をとることで得ることができる。何
故ならば、図２２に示したように情報記録媒体５と対物
レンズ４との距離が適正で出射光束Ｅの集光スポット６
がちょうど情報記録面２０上に位置する場合には、Ｓ１
とＳ２の差は零となるからである。また、図２３に示し
たように情報記録媒体６と対物レンズ５との距離が近い
場合には正、図２４に示したように情報記録媒体６と対
物レンズ５との距離が遠い場合には負となるからであ
る。このようにして得られた焦点誤差信号ＦＥＳは位相
補償器／増幅器１７を通して対物レンズ駆動機構１８、
１９に供給され、出射光束Ｅの集光スポット６は情報記
録面２０上に常に保たれることになる。ところで、従来
例の構成の部分で説明したように、遮蔽板９の上縁１０
の方向は前記情報記録媒体５の案内溝７の接線方向（ｘ
方向）に対して略直交する方向に設定されている。これ
は集光スポット６が情報記録媒体５の案内溝７を横切る
時に、焦点誤差信号ＦＥＳに現れる外乱をできるだけ小
さく保つためである。これに関しては“入江他、Focus
Sensing Characteristics of the Pupil Obscuration M
ethod for Continuously Grooved Disks、Japan Journa
l of Applied Phisics, vol.26,pp.183-186(1987)”に
詳しく説明されている。
ＳはＳ１、Ｓ２の差をとることで得ることができる。何
故ならば、図２２に示したように情報記録媒体５と対物
レンズ４との距離が適正で出射光束Ｅの集光スポット６
がちょうど情報記録面２０上に位置する場合には、Ｓ１
とＳ２の差は零となるからである。また、図２３に示し
たように情報記録媒体６と対物レンズ５との距離が近い
場合には正、図２４に示したように情報記録媒体６と対
物レンズ５との距離が遠い場合には負となるからであ
る。このようにして得られた焦点誤差信号ＦＥＳは位相
補償器／増幅器１７を通して対物レンズ駆動機構１８、
１９に供給され、出射光束Ｅの集光スポット６は情報記
録面２０上に常に保たれることになる。ところで、従来
例の構成の部分で説明したように、遮蔽板９の上縁１０
の方向は前記情報記録媒体５の案内溝７の接線方向（ｘ
方向）に対して略直交する方向に設定されている。これ
は集光スポット６が情報記録媒体５の案内溝７を横切る
時に、焦点誤差信号ＦＥＳに現れる外乱をできるだけ小
さく保つためである。これに関しては“入江他、Focus
Sensing Characteristics of the Pupil Obscuration M
ethod for Continuously Grooved Disks、Japan Journa
l of Applied Phisics, vol.26,pp.183-186(1987)”に
詳しく説明されている。
【０００６】ここで、焦点誤差信号ＦＥＳが焦点ずれΔ
ｚ（出射光束Ｅの集光点６と情報記録面２０との間隔）
に比例して変化する範囲をリニアゾーンと呼べば、対物
レンズの開口数が０. ５から０. ６の場合、従来例に示
した瞳遮蔽法のリニアゾーンの幅は２〜３μｍであるこ
とがわかっている。詳細は、“G. Bouwhuis et al.,Pri
nciples of Optical Disc System, Adam Hilger社, pp.
77-79 (1985)”および“入江他、Focus Sensing Chara
cteristics of the Pupil Obscuration Method for Con
tinuously Grooved Disks、Japan Journal of Applied
Phisics, vol.26, pp.183-186 (1987)”に開示されてい
る。
ｚ（出射光束Ｅの集光点６と情報記録面２０との間隔）
に比例して変化する範囲をリニアゾーンと呼べば、対物
レンズの開口数が０. ５から０. ６の場合、従来例に示
した瞳遮蔽法のリニアゾーンの幅は２〜３μｍであるこ
とがわかっている。詳細は、“G. Bouwhuis et al.,Pri
nciples of Optical Disc System, Adam Hilger社, pp.
77-79 (1985)”および“入江他、Focus Sensing Chara
cteristics of the Pupil Obscuration Method for Con
tinuously Grooved Disks、Japan Journal of Applied
Phisics, vol.26, pp.183-186 (1987)”に開示されてい
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の焦点誤差検出装
置は以上のように構成されるので、焦点誤差信号ＦＥＳ
が焦点ずれに対して線形に変化する範囲、即ち、リニア
ゾーンの幅が２〜３μｍと狭いという問題点があった。
リニアゾーンが狭すぎると、外部からのショックによっ
て焦点制御のためのサーボがはずれやすく、出射光束Ｅ
の集光点６を情報記録媒体５上に維持できないという現
象が発生し易くなる。また、２分割光検知器１１のわず
かの位置ずれが焦点誤差信号ＦＥＳに大きなオフセット
を与えたり、サーボ回路内のわずかな電気的オフセット
が焦点誤差として現れ易くなる。
置は以上のように構成されるので、焦点誤差信号ＦＥＳ
が焦点ずれに対して線形に変化する範囲、即ち、リニア
ゾーンの幅が２〜３μｍと狭いという問題点があった。
リニアゾーンが狭すぎると、外部からのショックによっ
て焦点制御のためのサーボがはずれやすく、出射光束Ｅ
の集光点６を情報記録媒体５上に維持できないという現
象が発生し易くなる。また、２分割光検知器１１のわず
かの位置ずれが焦点誤差信号ＦＥＳに大きなオフセット
を与えたり、サーボ回路内のわずかな電気的オフセット
が焦点誤差として現れ易くなる。
【０００８】瞳遮蔽法において焦点誤差検出のリニアゾ
ーンの幅を拡大する方法としては、分割線１５の幅を拡
大する方法が特開昭６３−１３１３３３号公報、または
“入江他、Focus Sensing Characteristics of the Pup
il Obscuration Method forContinuously Grooved Disk
s、Japan Journal of Applied Phisics, vol.26,pp.183
-186(1987)”に示されている。図２６は従来例における
２分割光検知器の分割線帯部の拡大図であり、ｄが分割
線の幅を示している。例えば、上記文献の一つである
（入江著）には、分割線１５の幅ｄ，光源１の波長λ
（＝０. ７８μｍ），２分割光検知器１１へ入射する反
射光束Ｒの遮蔽板９の手前での開口数ＮＡ1（＝０. ０
５３）の間に、 ｄ ≧ λ／ＮＡ1 ＝０. ７８μｍ／０. ０５３ ＝
１４. ７μｍ の関係が成立すれば、リニアゾーンが拡大できることが
示されている。図２７には、分割線の幅ｄが１０μｍと
５０μｍの各々の場合について、焦点誤差信号ＦＥＳと
焦点ずれΔｚの関係を示した。実際、上記ｄを５０μｍ
に設定した場合、ｄが１０μｍの２分割光検知器に比べ
てリニアゾーンの幅は２倍以上になる。このときの対物
レンズ４のＮＡは０.５、光源１の波長λは０.７８μ
ｍ、上記ＮＡ1は０.０５３とした。図２８は、この解析
に用いられた２分割光検知器１１の受光面１２、１３が
分割線１５近傍でどの様な感度（単位受光量当りの出力
電流）分布を有するかを示したものであり、Ｋ１は受光
面１２の感度分布、Ｋ２は受光面１３の感度分布を示し
ている。この図ではｘ座標の座標原点（ｘ＝０）が分割
線１５の中央にとられており、座標原点（ｘ＝０）に入
射した光束は受光面１２、１３両方に等量の電流を生じ
させる（即ち、ｘ＝０において受光面１２、１３の感度
Ｋ１，Ｋ２が等しい）ことになる。また、分割線１５の
中ではそれぞれの受光面の感度はｘ座標に関して直線的
に変化し、相対する受光面の端部で零になっている。
ーンの幅を拡大する方法としては、分割線１５の幅を拡
大する方法が特開昭６３−１３１３３３号公報、または
“入江他、Focus Sensing Characteristics of the Pup
il Obscuration Method forContinuously Grooved Disk
s、Japan Journal of Applied Phisics, vol.26,pp.183
-186(1987)”に示されている。図２６は従来例における
２分割光検知器の分割線帯部の拡大図であり、ｄが分割
線の幅を示している。例えば、上記文献の一つである
（入江著）には、分割線１５の幅ｄ，光源１の波長λ
（＝０. ７８μｍ），２分割光検知器１１へ入射する反
射光束Ｒの遮蔽板９の手前での開口数ＮＡ1（＝０. ０
５３）の間に、 ｄ ≧ λ／ＮＡ1 ＝０. ７８μｍ／０. ０５３ ＝
１４. ７μｍ の関係が成立すれば、リニアゾーンが拡大できることが
示されている。図２７には、分割線の幅ｄが１０μｍと
５０μｍの各々の場合について、焦点誤差信号ＦＥＳと
焦点ずれΔｚの関係を示した。実際、上記ｄを５０μｍ
に設定した場合、ｄが１０μｍの２分割光検知器に比べ
てリニアゾーンの幅は２倍以上になる。このときの対物
レンズ４のＮＡは０.５、光源１の波長λは０.７８μ
ｍ、上記ＮＡ1は０.０５３とした。図２８は、この解析
に用いられた２分割光検知器１１の受光面１２、１３が
分割線１５近傍でどの様な感度（単位受光量当りの出力
電流）分布を有するかを示したものであり、Ｋ１は受光
面１２の感度分布、Ｋ２は受光面１３の感度分布を示し
ている。この図ではｘ座標の座標原点（ｘ＝０）が分割
線１５の中央にとられており、座標原点（ｘ＝０）に入
射した光束は受光面１２、１３両方に等量の電流を生じ
させる（即ち、ｘ＝０において受光面１２、１３の感度
Ｋ１，Ｋ２が等しい）ことになる。また、分割線１５の
中ではそれぞれの受光面の感度はｘ座標に関して直線的
に変化し、相対する受光面の端部で零になっている。
【０００９】ところが、このような２分割光検知器を用
いた場合、情報記録媒体５からの反射光束Ｒの大半が分
割線１５上に入射することになり、以下のような問題点
が発生した。通常、２分割光検知器はＰＩＮフォトダイ
オードで構成されているので、分割線１５の幅が広い場
合には低いバイアス電圧では分割線の領域に空乏層が形
成されにくく、入射光束によって生成される電子やホー
ルの移動速度が遅くなるという現象が発生した。従っ
て、分割線の幅が広い２分割光検知器の出力を情報信号
の再生にも使った場合、周波数特性が劣化し、高域での
再生出力が減少するという問題点があった。さらに、入
射光量が増大すると分割線の領域に滞留する電子やホー
ルの量が増大し、これらに起因する電界が空乏層の幅を
変化させる現象も現れた。これは、焦点誤差検出感度が
２分割光検知器への入射光量に依存することを意味して
おり、２分割光検知器への入射光量の変化によって焦点
誤差補正のためのサーボのループゲインが変動すること
になった。
いた場合、情報記録媒体５からの反射光束Ｒの大半が分
割線１５上に入射することになり、以下のような問題点
が発生した。通常、２分割光検知器はＰＩＮフォトダイ
オードで構成されているので、分割線１５の幅が広い場
合には低いバイアス電圧では分割線の領域に空乏層が形
成されにくく、入射光束によって生成される電子やホー
ルの移動速度が遅くなるという現象が発生した。従っ
て、分割線の幅が広い２分割光検知器の出力を情報信号
の再生にも使った場合、周波数特性が劣化し、高域での
再生出力が減少するという問題点があった。さらに、入
射光量が増大すると分割線の領域に滞留する電子やホー
ルの量が増大し、これらに起因する電界が空乏層の幅を
変化させる現象も現れた。これは、焦点誤差検出感度が
２分割光検知器への入射光量に依存することを意味して
おり、２分割光検知器への入射光量の変化によって焦点
誤差補正のためのサーボのループゲインが変動すること
になった。
【００１０】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたもので、瞳遮蔽法に使われる２分割光検知器の分
割線の幅を広げることなくリニアゾーンを拡大すること
により、焦点制御動作の安定化を図るとともに、上記２
分割光検知器の高周波数特性の劣化を防止した焦点誤差
検出装置を得ることを目的とする。
されたもので、瞳遮蔽法に使われる２分割光検知器の分
割線の幅を広げることなくリニアゾーンを拡大すること
により、焦点制御動作の安定化を図るとともに、上記２
分割光検知器の高周波数特性の劣化を防止した焦点誤差
検出装置を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る焦
点誤差検出装置は、情報記録媒体からの反射光束の一部
を遮蔽し、かつ、この反射光束を受光する２分割光検知
器において２つの受光面が相対する分割帯での受光面端
部の形状を略鋸歯状もしくは略三角波状もしくは略正弦
波状とするとともに、それぞれの受光面端部が歯車の歯
のように噛み合うように前記２分割光検知器を構成し、
さらに、この２分割光検知器の手前に非点収差発生手段
を配置したものである。
点誤差検出装置は、情報記録媒体からの反射光束の一部
を遮蔽し、かつ、この反射光束を受光する２分割光検知
器において２つの受光面が相対する分割帯での受光面端
部の形状を略鋸歯状もしくは略三角波状もしくは略正弦
波状とするとともに、それぞれの受光面端部が歯車の歯
のように噛み合うように前記２分割光検知器を構成し、
さらに、この２分割光検知器の手前に非点収差発生手段
を配置したものである。
【００１２】また、請求項２の発明に係る焦点誤差検出
装置は、情報記録媒体からの反射光束を２分割する手段
としてプリズムを用い、かつ、複数の反射光束を受光す
る２分割光検知器において２つの受光面が相対する分割
帯での受光面端部の形状を略鋸歯状もしくは略三角波状
もしくは略正弦波状とするとともに、それぞれの受光面
端部が歯車の歯のように噛み合うように前記２分割光検
知器を構成し、さらに、この２分割光検知器の手前に非
点収差発生手段を配置したものである。
装置は、情報記録媒体からの反射光束を２分割する手段
としてプリズムを用い、かつ、複数の反射光束を受光す
る２分割光検知器において２つの受光面が相対する分割
帯での受光面端部の形状を略鋸歯状もしくは略三角波状
もしくは略正弦波状とするとともに、それぞれの受光面
端部が歯車の歯のように噛み合うように前記２分割光検
知器を構成し、さらに、この２分割光検知器の手前に非
点収差発生手段を配置したものである。
【００１３】また、請求項３の発明に係る焦点誤差検出
装置は、情報記録媒体からの反射光束を分割する手段と
して略半面が回折格子部である光束分割素子を用い、か
つ、複数の反射光束を受光する２分割光検知器において
２つの受光面が相対する分割帯での受光面端部の形状を
略鋸歯状もしくは略三角波状もしくは略正弦波状とする
とともに、それぞれの受光面端部が歯車の歯のように噛
み合うように前記２分割光検知器を構成し、さらに、こ
の２分割光検知器の手前に非点収差発生手段を配置した
ものである。
装置は、情報記録媒体からの反射光束を分割する手段と
して略半面が回折格子部である光束分割素子を用い、か
つ、複数の反射光束を受光する２分割光検知器において
２つの受光面が相対する分割帯での受光面端部の形状を
略鋸歯状もしくは略三角波状もしくは略正弦波状とする
とともに、それぞれの受光面端部が歯車の歯のように噛
み合うように前記２分割光検知器を構成し、さらに、こ
の２分割光検知器の手前に非点収差発生手段を配置した
ものである。
【００１４】また、請求項４の発明に係る焦点誤差検出
装置は、情報記録媒体からの反射光束を分割する手段と
して互いに周期の異なる第１の回折格子部と第２の回折
格子部を具備する光束分割素子を用い、かつ、複数の反
射光束を受光する２分割光検知器において２つの受光面
が相対する分割帯での受光面端部の形状を略鋸歯状もし
くは略三角波状もしくは略正弦波状とするとともに、そ
れぞれの受光面端部が歯車の歯のように噛み合うように
前記２分割光検知器を構成し、さらに、この２分割光検
知器の手前に非点収差発生手段を配置したものである。
装置は、情報記録媒体からの反射光束を分割する手段と
して互いに周期の異なる第１の回折格子部と第２の回折
格子部を具備する光束分割素子を用い、かつ、複数の反
射光束を受光する２分割光検知器において２つの受光面
が相対する分割帯での受光面端部の形状を略鋸歯状もし
くは略三角波状もしくは略正弦波状とするとともに、そ
れぞれの受光面端部が歯車の歯のように噛み合うように
前記２分割光検知器を構成し、さらに、この２分割光検
知器の手前に非点収差発生手段を配置したものである。
【００１５】
【作用】本発明においては、非点収差発生手段が２分割
光検知器上の光スポットをその分割帯に平行な方向に拡
大するので、略鋸歯状もしくは略三角波状もしくは略正
弦波状の分割線の周期をある程度大きくしてもその周期
性が焦点誤差検出特性に影響を与えなくなる。また、分
割線の鋸歯状化により分割線の幅が２分割光検知器上の
光スポットの大きさに比べて十分小さく設定されるの
で、２分割光検知器の分割線上に入射する光束の量が変
化しても焦点誤差検出特性が変化しなくなるし、高周波
に対する応答特性が向上する。さらに、分割線の鋸歯状
化は焦点誤差信号が焦点ずれに対して直線的に変化する
範囲を拡大する。
光検知器上の光スポットをその分割帯に平行な方向に拡
大するので、略鋸歯状もしくは略三角波状もしくは略正
弦波状の分割線の周期をある程度大きくしてもその周期
性が焦点誤差検出特性に影響を与えなくなる。また、分
割線の鋸歯状化により分割線の幅が２分割光検知器上の
光スポットの大きさに比べて十分小さく設定されるの
で、２分割光検知器の分割線上に入射する光束の量が変
化しても焦点誤差検出特性が変化しなくなるし、高周波
に対する応答特性が向上する。さらに、分割線の鋸歯状
化は焦点誤差信号が焦点ずれに対して直線的に変化する
範囲を拡大する。
【００１６】また、光束分割手段としてのプリズムは、
焦点誤差検出感度を向上するし、光束分割手段としての
回折格子型素子は焦点誤差検出装置を安価なものとす
る。
焦点誤差検出感度を向上するし、光束分割手段としての
回折格子型素子は焦点誤差検出装置を安価なものとす
る。
【００１７】
実施例１．図１は請求項１の発明の一実施例による焦点
誤差検出装置の構成を示す斜視図である。図において、
２８は円筒レンズ等の非点収差発生手段、２９は鋸歯状
分割線を持つ２分割光検知器である。ここで、非点収差
発生手段２８と２分割光検知器２９以外の焦点誤差検出
装置の構成要素は図２０に示した従来例と同様であり、
従来例中の２分割光検知器１１を上記２分割光検知器２
９と置き換え、非点収差発生手段２８を遮蔽板９と２分
割光検知器２９の間に配置すれば本実施例の焦点誤差検
出装置が構成できる。図２は図１における２分割光検知
器の構成図であり、図３は図１における２分割光検知器
の分割帯部の拡大図である。ここで、３０と３１が受光
面であり、３２は上記２分割光検知器２９上の光スポッ
ト、３３が分割線である。図２、図３において、２つの
受光面３０と３１が相対する領域を分割帯と定義すれ
ば、分割帯の長手方向（図１中ではｙ方向）は遮蔽板の
上縁１０の接線方向とほぼ一致している。図２、図３に
示すように分割帯の中での受光面端部の形状は鋸歯状で
あり、２つの受光面３０、３１の端部は歯車の歯のよう
に噛み合っている。受光面３０、３１の境界を成す分割
線３３はｙ方向に鋸歯状に変化しており、分割線３３の
幅ｓは２分割光検知器上の光スポット３２の大きさに比
べて十分小さい。ｗは分割帯の幅、ｐは分割帯に於ける
鋸歯状部分の周期である。分割線３３の幅ｓが十分小さ
いと仮定した場合、分割線の座標は、 ｙ＝ （ｐ／ｗ）ｘ ＋ ２ｎｐ、 ｙ = −（ｐ／ｗ）ｘ ＋（２ｎ − １）ｐ、 但し、− ｗ／２ ≦ ｘ≦ ｗ／２、ｎ：整数 で表現される。ここで、ｘｙ座標系の原点は分割帯の中
心に設定した。ところで、図では分割線３３の形状が鋸
歯状であったが、略鋸歯状、もしくは、略三角波状、略
正弦波状であってもよい。
誤差検出装置の構成を示す斜視図である。図において、
２８は円筒レンズ等の非点収差発生手段、２９は鋸歯状
分割線を持つ２分割光検知器である。ここで、非点収差
発生手段２８と２分割光検知器２９以外の焦点誤差検出
装置の構成要素は図２０に示した従来例と同様であり、
従来例中の２分割光検知器１１を上記２分割光検知器２
９と置き換え、非点収差発生手段２８を遮蔽板９と２分
割光検知器２９の間に配置すれば本実施例の焦点誤差検
出装置が構成できる。図２は図１における２分割光検知
器の構成図であり、図３は図１における２分割光検知器
の分割帯部の拡大図である。ここで、３０と３１が受光
面であり、３２は上記２分割光検知器２９上の光スポッ
ト、３３が分割線である。図２、図３において、２つの
受光面３０と３１が相対する領域を分割帯と定義すれ
ば、分割帯の長手方向（図１中ではｙ方向）は遮蔽板の
上縁１０の接線方向とほぼ一致している。図２、図３に
示すように分割帯の中での受光面端部の形状は鋸歯状で
あり、２つの受光面３０、３１の端部は歯車の歯のよう
に噛み合っている。受光面３０、３１の境界を成す分割
線３３はｙ方向に鋸歯状に変化しており、分割線３３の
幅ｓは２分割光検知器上の光スポット３２の大きさに比
べて十分小さい。ｗは分割帯の幅、ｐは分割帯に於ける
鋸歯状部分の周期である。分割線３３の幅ｓが十分小さ
いと仮定した場合、分割線の座標は、 ｙ＝ （ｐ／ｗ）ｘ ＋ ２ｎｐ、 ｙ = −（ｐ／ｗ）ｘ ＋（２ｎ − １）ｐ、 但し、− ｗ／２ ≦ ｘ≦ ｗ／２、ｎ：整数 で表現される。ここで、ｘｙ座標系の原点は分割帯の中
心に設定した。ところで、図では分割線３３の形状が鋸
歯状であったが、略鋸歯状、もしくは、略三角波状、略
正弦波状であってもよい。
【００１８】図４、図５は図１に示した焦点誤差検出装
置における主要部の平面図を示しており、図４がｘｚ面
上、図５がｙｚ面上のものである。図４には、出射光束
Ｅの集光スポット６が情報記録面２０上に位置している
（即ち、合焦状態である）とき、反射光束Ｒの２分割光
検知器２９上の光スポット３２がｘｚ面上でどのように
集光されているかが示されている。図から明らかなよう
に、２分割光検知器２９上で光スポット３２がちょうど
ｘ方向に集光されるように２分割光検知器２９のｚ方向
の位置が調整され、かつ、光スポット３２が分割帯上に
くるように２分割光検知器２９のｘ方向の位置が調整さ
れている。ところで、図５に示したように、出射光束Ｅ
の集光スポット６が情報記録面２０上に位置していると
きには、２分割光検知器２９上での光スポット３２はｙ
方向には集光されていない。これは、非点収差発生手段
２８が１方向にのみレンズ作用を持つからである。
置における主要部の平面図を示しており、図４がｘｚ面
上、図５がｙｚ面上のものである。図４には、出射光束
Ｅの集光スポット６が情報記録面２０上に位置している
（即ち、合焦状態である）とき、反射光束Ｒの２分割光
検知器２９上の光スポット３２がｘｚ面上でどのように
集光されているかが示されている。図から明らかなよう
に、２分割光検知器２９上で光スポット３２がちょうど
ｘ方向に集光されるように２分割光検知器２９のｚ方向
の位置が調整され、かつ、光スポット３２が分割帯上に
くるように２分割光検知器２９のｘ方向の位置が調整さ
れている。ところで、図５に示したように、出射光束Ｅ
の集光スポット６が情報記録面２０上に位置していると
きには、２分割光検知器２９上での光スポット３２はｙ
方向には集光されていない。これは、非点収差発生手段
２８が１方向にのみレンズ作用を持つからである。
【００１９】次に、図１に示したこの発明の一実施例の
動作について、図６〜図８を参照しながら、説明する。
図６に示すように、出射光束Ｅの集光スポット６が情報
記録面２０上に位置しているとき、ｘ方向に集光された
反射光束Ｒが２分割光検知器２９上に位置するように、
かつ、反射光束Ｒの光スポット３２が分割帯上に位置し
受光面３０、３１からの出力電流Ｓ１，Ｓ２が等しくな
るようにように、２分割光検知器２９の位置は調整され
ている。非点収差発生手段２８の作用により、光スポッ
ト３２の分割帯に平行な方向（ｙ方向）のスポット直径
２Ｗｙは鋸歯状部の周期ｐに比べ大きくなっているの
で、２分割光検知器２９がｙ方向に移動しても焦点誤差
信号ＦＥＳが変動することがない。ここで、２Ｗｘは分
割帯に垂直な方向（ｘ方向）のスポット直径である。次
に、情報記録媒体５が対物レンズ４に近づいた場合に
は、反射光束Ｒはｘ方向に集光する前に２分割光検知器
２９に入射する。従って、図７に示すように、反射光束
Ｒの受光面３０に入射する量が増加し、受光面３１に入
射する量は減少する。ここで、ａ１、ｂ１はｘ、ｙ方向
それぞれのスポットの大きさを表している。逆に、情報
記録媒体５と対物レンズ４との距離が遠くなれば、反射
光束Ｒは２分割光検知器２９の手前で集光する。従っ
て、図８に示すように、反射光束Ｒの受光面３１に入射
する量が増加し、受光面３０に入射する量は減少する。
ここで、ａ２、ｂ２はｘ、ｙ方向それぞれのスポットの
大きさを表している。
動作について、図６〜図８を参照しながら、説明する。
図６に示すように、出射光束Ｅの集光スポット６が情報
記録面２０上に位置しているとき、ｘ方向に集光された
反射光束Ｒが２分割光検知器２９上に位置するように、
かつ、反射光束Ｒの光スポット３２が分割帯上に位置し
受光面３０、３１からの出力電流Ｓ１，Ｓ２が等しくな
るようにように、２分割光検知器２９の位置は調整され
ている。非点収差発生手段２８の作用により、光スポッ
ト３２の分割帯に平行な方向（ｙ方向）のスポット直径
２Ｗｙは鋸歯状部の周期ｐに比べ大きくなっているの
で、２分割光検知器２９がｙ方向に移動しても焦点誤差
信号ＦＥＳが変動することがない。ここで、２Ｗｘは分
割帯に垂直な方向（ｘ方向）のスポット直径である。次
に、情報記録媒体５が対物レンズ４に近づいた場合に
は、反射光束Ｒはｘ方向に集光する前に２分割光検知器
２９に入射する。従って、図７に示すように、反射光束
Ｒの受光面３０に入射する量が増加し、受光面３１に入
射する量は減少する。ここで、ａ１、ｂ１はｘ、ｙ方向
それぞれのスポットの大きさを表している。逆に、情報
記録媒体５と対物レンズ４との距離が遠くなれば、反射
光束Ｒは２分割光検知器２９の手前で集光する。従っ
て、図８に示すように、反射光束Ｒの受光面３１に入射
する量が増加し、受光面３０に入射する量は減少する。
ここで、ａ２、ｂ２はｘ、ｙ方向それぞれのスポットの
大きさを表している。
【００２０】反射光束Ｒが入射する受光面３０、３１は
それぞれの受光量に比例した出力電流Ｓ１、Ｓ２を発生
するので、焦点誤差信号ＦＥＳはＳ１、Ｓ２の差をとる
ことで得ることができる。何故ならば、図６に示したよ
うに情報記録媒体６と対物レンズ５との距離が適正で出
射光束Ｅの集光スポット６がちょうど情報記録面２０上
に位置する場合には、Ｓ１とＳ２の差は零となるからで
ある。また、図７に示したように情報記録媒体６と対物
レンズ５との距離が近い場合には正、図８に示したよう
に情報記録媒体６と対物レンズ５との距離が遠い場合に
は負となるからである。このようにして得られた焦点誤
差信号ＦＥＳは位相補償器／増幅器１７を通して対物レ
ンズ駆動機構１８、１９に供給され、出射光束Ｅの集光
スポット６は情報記録面２０上に常に保たれることにな
るのも従来例と同じである。
それぞれの受光量に比例した出力電流Ｓ１、Ｓ２を発生
するので、焦点誤差信号ＦＥＳはＳ１、Ｓ２の差をとる
ことで得ることができる。何故ならば、図６に示したよ
うに情報記録媒体６と対物レンズ５との距離が適正で出
射光束Ｅの集光スポット６がちょうど情報記録面２０上
に位置する場合には、Ｓ１とＳ２の差は零となるからで
ある。また、図７に示したように情報記録媒体６と対物
レンズ５との距離が近い場合には正、図８に示したよう
に情報記録媒体６と対物レンズ５との距離が遠い場合に
は負となるからである。このようにして得られた焦点誤
差信号ＦＥＳは位相補償器／増幅器１７を通して対物レ
ンズ駆動機構１８、１９に供給され、出射光束Ｅの集光
スポット６は情報記録面２０上に常に保たれることにな
るのも従来例と同じである。
【００２１】次に、この２分割光検知器２９を用いた焦
点誤差検出装置のリニアゾーンについて考える。いま、
ｘ座標の原点を２分割光検知器２９の分割帯の中心にと
り、２分割光検知器２９に入射する光束のうちｘ＝ｕ
（−ｗ／２≦ｕ≦ｗ／２）の部分を考える。いま、光束
のｙ方向の幅が周期ｐに比べて十分大きいと仮定する
と、この部分光束のうち（ｗ／２−ｕ）／ｗが受光面３
０に当り、（ｗ／２＋ｕ）／ｗが受光面３１に当たるの
で、受光面３０、３１の出力電流Ｓ１、Ｓ２は部分光束
の座標ｘ1 に対して、分割帯内で直線的に変化する。即
ち、受光面３０、３１の感度分布は図２７と同じにな
る。従って、２分割光検知器２９の分割帯の幅ｗを広げ
ることは、従来例で示された２分割光検知器１１の分割
線１５の幅ｄを広げることと等価になりうる。よって、
分割帯の幅ｗを広げることにより、リニアゾーンの拡大
が可能となる。さらに、２分割光検知器２９の分割線３
３の幅ｓを全く広げる必要はないので、分割線３３の近
傍には十分な空乏層が形成され、２分割光検知器２９の
周波数特性が劣化したり入射光量によって焦点誤差検出
特性が変化することはない。
点誤差検出装置のリニアゾーンについて考える。いま、
ｘ座標の原点を２分割光検知器２９の分割帯の中心にと
り、２分割光検知器２９に入射する光束のうちｘ＝ｕ
（−ｗ／２≦ｕ≦ｗ／２）の部分を考える。いま、光束
のｙ方向の幅が周期ｐに比べて十分大きいと仮定する
と、この部分光束のうち（ｗ／２−ｕ）／ｗが受光面３
０に当り、（ｗ／２＋ｕ）／ｗが受光面３１に当たるの
で、受光面３０、３１の出力電流Ｓ１、Ｓ２は部分光束
の座標ｘ1 に対して、分割帯内で直線的に変化する。即
ち、受光面３０、３１の感度分布は図２７と同じにな
る。従って、２分割光検知器２９の分割帯の幅ｗを広げ
ることは、従来例で示された２分割光検知器１１の分割
線１５の幅ｄを広げることと等価になりうる。よって、
分割帯の幅ｗを広げることにより、リニアゾーンの拡大
が可能となる。さらに、２分割光検知器２９の分割線３
３の幅ｓを全く広げる必要はないので、分割線３３の近
傍には十分な空乏層が形成され、２分割光検知器２９の
周波数特性が劣化したり入射光量によって焦点誤差検出
特性が変化することはない。
【００２２】実際の２分割光検知器においては、作成プ
ロセスの制約から分割線の幅ｓはある幅以下にはできな
いので、鋸歯状部の周期ｐもある値以下にはできない。
例えば、分割線の幅ｓの最小値が５μｍの場合、分割帯
の幅ｗを５０μｍにしようとすれば、分割帯の周期ｐは
大体３０μｍ以上は必要となる。従って、２分割光検知
器２９上の光スポット３２のｙ方向の直径２ｗy が周期
ｐに比べて十分大きくなるよう、非点収差発生手段２８
の仕様を設定する必要がある。図９は本発明の実施例１
における焦点誤差検出装置によって得られる焦点誤差信
号と焦点づれとの関係を示す図である。対物レンズ４の
開口数を０.５５、集束レンズ８の開口数を０.０２９、
光束直径を３.３ｍｍ、非点収差発生手段２８によって
与えられた非点隔差Δを４ｍｍとし、分割帯の幅ｗを５
０μｍ、分割帯の周期ｐを３０μｍとしたときの焦点ず
れと焦点誤差信号の関係を示したものである。この条件
において、集光スポット６が情報記録面２０に対してほ
ぼ合焦状態にある場合、２分割光検知器２９のｙ方向の
移動が焦点誤差信号ＦＥＳに与える影響は殆ど無くな
る。また、５から６μｍのリニアゾーンが得られること
が、図９からわかる。
ロセスの制約から分割線の幅ｓはある幅以下にはできな
いので、鋸歯状部の周期ｐもある値以下にはできない。
例えば、分割線の幅ｓの最小値が５μｍの場合、分割帯
の幅ｗを５０μｍにしようとすれば、分割帯の周期ｐは
大体３０μｍ以上は必要となる。従って、２分割光検知
器２９上の光スポット３２のｙ方向の直径２ｗy が周期
ｐに比べて十分大きくなるよう、非点収差発生手段２８
の仕様を設定する必要がある。図９は本発明の実施例１
における焦点誤差検出装置によって得られる焦点誤差信
号と焦点づれとの関係を示す図である。対物レンズ４の
開口数を０.５５、集束レンズ８の開口数を０.０２９、
光束直径を３.３ｍｍ、非点収差発生手段２８によって
与えられた非点隔差Δを４ｍｍとし、分割帯の幅ｗを５
０μｍ、分割帯の周期ｐを３０μｍとしたときの焦点ず
れと焦点誤差信号の関係を示したものである。この条件
において、集光スポット６が情報記録面２０に対してほ
ぼ合焦状態にある場合、２分割光検知器２９のｙ方向の
移動が焦点誤差信号ＦＥＳに与える影響は殆ど無くな
る。また、５から６μｍのリニアゾーンが得られること
が、図９からわかる。
【００２３】非点収差発生手段２８が無く、かつ、２分
割光検知器２９上の光スポット３２の直径２Ｗy が周期
ｐに比べて小さい場合には、２分割光検知器２９のｙ方
向の移動が焦点誤差信号ＦＥＳに大きな影響を与える。
いま、２分割光検知器２９に入射する反射光束Ｒの収束
をα（αは光軸Ａと集束レンズ８によって収束される反
射光束Ｒの最も外側の光線が成す角度である）とすれ
ば、集束レンズ８の開口数ＮＡ1 はｓｉｎαで与えられ
る。反射光束Ｒのちょうど半分が遮蔽板９によって遮蔽
され、残りの半分が２分割光検知器２９に入射するもの
とすれば、分割帯に平行な方向（ｙ方向）のスポット直
径（最初に光強度が零となる直径）２ｗｙは、大略１．
２２（λ／ＮＡ1 ）で与えられる。ここで、出射光束
Ｅの集光点が情報記録面２０上にちょうど位置している
と仮定している。いま、ＮＡ１の値が一定であるとし
て、ｐのいくつかの値について焦点誤差信号を計算して
みた。ｐがλ／（２・ＮＡ1 ）より小さくなると、焦点
誤差信号は光スポット３２のｙ方向の位置とは無関係と
なる。光源の波長λが０.７８μｍの場合、ＮＡ1 が０.
０２９の場合、ｙ方向のスポット径２ｗyは３２.８μｍ
で、焦点誤差信号ＦＥＳが２分割光検知器２９のｙ方向
の位置とは無関係となるｐの最小値は１３．４μｍであ
る。図１０は上記ＮＡ1 を０. ０２９、分割帯の周期ｐ
を３０μｍ、分割帯の幅ｄを５０μｍに設定し、対物レ
ンズのＮＡが０. ５３の場合の焦点誤差信号を示したも
のである。分割帯の周期ｐが３０μｍより小さいので、
２分割光検知器２９のｙ方向の移動により焦点誤差信号
が大きく変動することがわかる。
割光検知器２９上の光スポット３２の直径２Ｗy が周期
ｐに比べて小さい場合には、２分割光検知器２９のｙ方
向の移動が焦点誤差信号ＦＥＳに大きな影響を与える。
いま、２分割光検知器２９に入射する反射光束Ｒの収束
をα（αは光軸Ａと集束レンズ８によって収束される反
射光束Ｒの最も外側の光線が成す角度である）とすれ
ば、集束レンズ８の開口数ＮＡ1 はｓｉｎαで与えられ
る。反射光束Ｒのちょうど半分が遮蔽板９によって遮蔽
され、残りの半分が２分割光検知器２９に入射するもの
とすれば、分割帯に平行な方向（ｙ方向）のスポット直
径（最初に光強度が零となる直径）２ｗｙは、大略１．
２２（λ／ＮＡ1 ）で与えられる。ここで、出射光束
Ｅの集光点が情報記録面２０上にちょうど位置している
と仮定している。いま、ＮＡ１の値が一定であるとし
て、ｐのいくつかの値について焦点誤差信号を計算して
みた。ｐがλ／（２・ＮＡ1 ）より小さくなると、焦点
誤差信号は光スポット３２のｙ方向の位置とは無関係と
なる。光源の波長λが０.７８μｍの場合、ＮＡ1 が０.
０２９の場合、ｙ方向のスポット径２ｗyは３２.８μｍ
で、焦点誤差信号ＦＥＳが２分割光検知器２９のｙ方向
の位置とは無関係となるｐの最小値は１３．４μｍであ
る。図１０は上記ＮＡ1 を０. ０２９、分割帯の周期ｐ
を３０μｍ、分割帯の幅ｄを５０μｍに設定し、対物レ
ンズのＮＡが０. ５３の場合の焦点誤差信号を示したも
のである。分割帯の周期ｐが３０μｍより小さいので、
２分割光検知器２９のｙ方向の移動により焦点誤差信号
が大きく変動することがわかる。
【００２４】図１においては非点収差発生手段２８が円
筒レンズである場合が示されていたが、図１１に示すよ
うに円筒レンズの代わりに光軸Ａに対して斜めに傾けた
平行平板３４を使うこともできる。図１２に示すよう
に、平行平板の発生する非点収差は、非点隔差Δとし
て、 Δ＝ｔ・｛１−（ｎ2・cos2ｉ）／（sin2ｉ）｝／（ｎ2
−sin2ｉ）1/2 ｔ：基板厚、ｎ：平行平板の屈折率、ｉ：入射角 と表されるのは公知である（W. J. Smith,“Modern Opt
ical Engineering,”McGraw-Hill 社、p.84 (1966)参
照）。ところで、円筒レンズや平行平板の替わりに非点
収差を発生できるフレネルレンズやウェッジ板やホログ
ラムも使うことができるのはいうまでもない。
筒レンズである場合が示されていたが、図１１に示すよ
うに円筒レンズの代わりに光軸Ａに対して斜めに傾けた
平行平板３４を使うこともできる。図１２に示すよう
に、平行平板の発生する非点収差は、非点隔差Δとし
て、 Δ＝ｔ・｛１−（ｎ2・cos2ｉ）／（sin2ｉ）｝／（ｎ2
−sin2ｉ）1/2 ｔ：基板厚、ｎ：平行平板の屈折率、ｉ：入射角 と表されるのは公知である（W. J. Smith,“Modern Opt
ical Engineering,”McGraw-Hill 社、p.84 (1966)参
照）。ところで、円筒レンズや平行平板の替わりに非点
収差を発生できるフレネルレンズやウェッジ板やホログ
ラムも使うことができるのはいうまでもない。
【００２５】実施例２．図１３は請求項２の発明の一実
施例による焦点誤差検出装置の構成を示す斜視図であ
る。図において、２１は屋根型プリズム、２２は屋根型
プリズム２１の屋根、２９、３５は鋸歯状分割線をもつ
２分割光検知器である。これは、図２１に示した従来例
において、２分割光検知器１１、２３を鋸歯状分割線を
もつ２分割光検知器２９、３５で置き換え、非点収差発
生手段２８を屋根型プリズム２１と２分割光検知器２
９、３５の間に配置したものであり、それ以外の構成要
素は図２１に示した従来例と同様である。情報記録媒体
５からの反射光束Ｒは屋根型プリズム２１によって２つ
の半光束Ｒ１とＲ２にほぼ２分割されるとともに、半光
束Ｒ１はｘ方向に偏向され、半光束Ｒ２は―ｘ方向に偏
向される。そして、半光束Ｒ１は２分割光検知器２９
に、半光束Ｒ２は２分割光検知器３５に入射する。２分
割光検知器３５は２分割光検知器２９と同じ構造をして
おり、３６及び３７は受光面で、３８は上記２分割光検
知器３５上の光スポット、３９は分割線である。分割線
３９の形状は略鋸歯状もしくは略正弦波状もしくは略三
角波状であってもよい。図に示されているように、受光
面３７は受光面３０に、受光面３１は受光面３６に接続
されており、受光面３０と３７の出力の和をＳ１、受光
面３１と３６の出力の和をＳ２と表示している。Ｓ１と
Ｓ２の差が焦点誤差信号ＦＥＳであるのは、実施例１と
同じである。さらに、受光面３０と３１が相対する分割
帯の長手方向、および、受光面３６と３７が相対する分
割帯の長手方向はともに屋根型プリズム２１の屋根２２
の接線方向（ｙ方向）とほぼ一致している。
施例による焦点誤差検出装置の構成を示す斜視図であ
る。図において、２１は屋根型プリズム、２２は屋根型
プリズム２１の屋根、２９、３５は鋸歯状分割線をもつ
２分割光検知器である。これは、図２１に示した従来例
において、２分割光検知器１１、２３を鋸歯状分割線を
もつ２分割光検知器２９、３５で置き換え、非点収差発
生手段２８を屋根型プリズム２１と２分割光検知器２
９、３５の間に配置したものであり、それ以外の構成要
素は図２１に示した従来例と同様である。情報記録媒体
５からの反射光束Ｒは屋根型プリズム２１によって２つ
の半光束Ｒ１とＲ２にほぼ２分割されるとともに、半光
束Ｒ１はｘ方向に偏向され、半光束Ｒ２は―ｘ方向に偏
向される。そして、半光束Ｒ１は２分割光検知器２９
に、半光束Ｒ２は２分割光検知器３５に入射する。２分
割光検知器３５は２分割光検知器２９と同じ構造をして
おり、３６及び３７は受光面で、３８は上記２分割光検
知器３５上の光スポット、３９は分割線である。分割線
３９の形状は略鋸歯状もしくは略正弦波状もしくは略三
角波状であってもよい。図に示されているように、受光
面３７は受光面３０に、受光面３１は受光面３６に接続
されており、受光面３０と３７の出力の和をＳ１、受光
面３１と３６の出力の和をＳ２と表示している。Ｓ１と
Ｓ２の差が焦点誤差信号ＦＥＳであるのは、実施例１と
同じである。さらに、受光面３０と３１が相対する分割
帯の長手方向、および、受光面３６と３７が相対する分
割帯の長手方向はともに屋根型プリズム２１の屋根２２
の接線方向（ｙ方向）とほぼ一致している。
【００２６】次に、動作について説明する。基本的に
は、焦点誤差信号を得るための２分割光検知器の個数が
２個になった点が従来例と違うだけであるが、以下に簡
単にその動作を説明する。出射光束Ｅの集光スポット６
が情報記録面２０上に位置しているとき、ｘ方向に集光
された半光束Ｒ１が２分割光検知器２９上に位置するよ
うに、かつ、半光束Ｒ１の光スポット３２が分割帯上に
位置し受光面３０、３１からの出力電流が等しくなるよ
うにように、２分割光検知器２９の位置は調整されてい
る。同様に、ｘ方向に集光された半光束Ｒ２も２分割光
検知器３５上に位置するように、かつ、半光束Ｒ２の光
スポット３８が分割帯上に位置し受光面３６、３７から
の出力電流が等しくなるようにように、２分割光検知器
３５の位置は調整されている。従って、Ｓ１とＳ２は等
しく、焦点誤差信号ＦＥＳは零となる。ところで、円筒
レンズ２８の作用により、光スポット３２、３８の分割
帯に平行な方向（ｙ方向）のスポット直径２Ｗｙは鋸歯
状部の周期ｐに比べ大きくなっているので、２分割光検
知器２９および３５がｙ方向に移動しても焦点誤差信号
ＦＥＳが変動することがない。
は、焦点誤差信号を得るための２分割光検知器の個数が
２個になった点が従来例と違うだけであるが、以下に簡
単にその動作を説明する。出射光束Ｅの集光スポット６
が情報記録面２０上に位置しているとき、ｘ方向に集光
された半光束Ｒ１が２分割光検知器２９上に位置するよ
うに、かつ、半光束Ｒ１の光スポット３２が分割帯上に
位置し受光面３０、３１からの出力電流が等しくなるよ
うにように、２分割光検知器２９の位置は調整されてい
る。同様に、ｘ方向に集光された半光束Ｒ２も２分割光
検知器３５上に位置するように、かつ、半光束Ｒ２の光
スポット３８が分割帯上に位置し受光面３６、３７から
の出力電流が等しくなるようにように、２分割光検知器
３５の位置は調整されている。従って、Ｓ１とＳ２は等
しく、焦点誤差信号ＦＥＳは零となる。ところで、円筒
レンズ２８の作用により、光スポット３２、３８の分割
帯に平行な方向（ｙ方向）のスポット直径２Ｗｙは鋸歯
状部の周期ｐに比べ大きくなっているので、２分割光検
知器２９および３５がｙ方向に移動しても焦点誤差信号
ＦＥＳが変動することがない。
【００２７】次に、情報記録媒体６が対物レンズ５に近
づいた場合には、半光束Ｒ１、Ｒ２はｘ方向に集光する
前に２分割光検知器２９、３５に入射する。従って、図
７に示したように、半光束Ｒ１の受光面３０に入射する
量が増加し、受光面３１に入射する量は減少する。同様
に、半光束Ｒ２の受光面３７に入射する量が増加し、受
光面３６に入射する量は減少する。よって、Ｓ１はＳ２
より大きくなり、焦点誤差信号ＦＥＳは正となる。逆
に、情報記録媒体６と対物レンズ５との距離が遠くなれ
ば、半光束Ｒ１、Ｒ２は２分割光検知器２９、３５の手
前で集光する。従って、図８に示したように、反射光束
Ｒ１の受光面３１に入射する量が増加し、受光面３０に
入射する量は減少する。同様に、半光束Ｒ２の受光面３
６に入射する量も増加し、受光面３７に入射する量は減
少する。よって、Ｓ２はＳ１より大きくなり、焦点誤差
信号ＦＥＳは負となる。
づいた場合には、半光束Ｒ１、Ｒ２はｘ方向に集光する
前に２分割光検知器２９、３５に入射する。従って、図
７に示したように、半光束Ｒ１の受光面３０に入射する
量が増加し、受光面３１に入射する量は減少する。同様
に、半光束Ｒ２の受光面３７に入射する量が増加し、受
光面３６に入射する量は減少する。よって、Ｓ１はＳ２
より大きくなり、焦点誤差信号ＦＥＳは正となる。逆
に、情報記録媒体６と対物レンズ５との距離が遠くなれ
ば、半光束Ｒ１、Ｒ２は２分割光検知器２９、３５の手
前で集光する。従って、図８に示したように、反射光束
Ｒ１の受光面３１に入射する量が増加し、受光面３０に
入射する量は減少する。同様に、半光束Ｒ２の受光面３
６に入射する量も増加し、受光面３７に入射する量は減
少する。よって、Ｓ２はＳ１より大きくなり、焦点誤差
信号ＦＥＳは負となる。
【００２８】遮蔽板９の代わりに屋根型プリズム２１を
用いる大きな利点は、以下の２点であり、この分野の専
門家にはよく知られている。一つは、屋根型プリズムを
用いる光学系では情報記録媒体５からの反射光束Ｒを遮
蔽することなく利用できるので、基本的には焦点誤差信
号検出感度を遮蔽板９を用いる光学系に比べて２倍に高
めることができる点である。もう一つの利点は、２分割
光検知器２９と３５を一つのパッケージに入れた場合、
このパッケージが図１３におけるｘ方向に移動しても、
焦点誤差信号ＦＥＳにオフセットとして現われにくい点
である。
用いる大きな利点は、以下の２点であり、この分野の専
門家にはよく知られている。一つは、屋根型プリズムを
用いる光学系では情報記録媒体５からの反射光束Ｒを遮
蔽することなく利用できるので、基本的には焦点誤差信
号検出感度を遮蔽板９を用いる光学系に比べて２倍に高
めることができる点である。もう一つの利点は、２分割
光検知器２９と３５を一つのパッケージに入れた場合、
このパッケージが図１３におけるｘ方向に移動しても、
焦点誤差信号ＦＥＳにオフセットとして現われにくい点
である。
【００２９】図１３では屋根型プリズム２２を使った実
施例を示したが、これの代わりに図１４に示す組み合わ
せプリズム４０を使っても良い。組み合わせプリズム４
０は傾きの異なるウェッジ板を２枚貼り合わせた構造を
しており、２枚のウェッジ板の境界線が反射光束Ｒを幾
何学的に略２分する。図では、組み合わせプリズム４０
は反射光束Ｒを２つの半光束Ｒ１とＲ２に分割するとも
に、それぞれをｙ方向に偏向している。。屋根型プリズ
ム２２を使った光学系では２つの２分割光検知器２９、
３５がｘ方向に配列したが、組み合わせプリズム４０を
使った光学系では２つの２分割光検知器２９、３５がｙ
方向に配列することになる。なお、組み合せプリズム４
０を平行平板とウェッジ板が貼り合わさった構造として
もよい。この場合、ひとつの半光束は光軸Ａと平行に伝
搬することになる。
施例を示したが、これの代わりに図１４に示す組み合わ
せプリズム４０を使っても良い。組み合わせプリズム４
０は傾きの異なるウェッジ板を２枚貼り合わせた構造を
しており、２枚のウェッジ板の境界線が反射光束Ｒを幾
何学的に略２分する。図では、組み合わせプリズム４０
は反射光束Ｒを２つの半光束Ｒ１とＲ２に分割するとも
に、それぞれをｙ方向に偏向している。。屋根型プリズ
ム２２を使った光学系では２つの２分割光検知器２９、
３５がｘ方向に配列したが、組み合わせプリズム４０を
使った光学系では２つの２分割光検知器２９、３５がｙ
方向に配列することになる。なお、組み合せプリズム４
０を平行平板とウェッジ板が貼り合わさった構造として
もよい。この場合、ひとつの半光束は光軸Ａと平行に伝
搬することになる。
【００３０】実施例３．図１５は請求項３の発明の一実
施例による焦点誤差検出装置の構成を示す斜視図であ
る。図において、４１は情報記録媒体５からの反射光束
Ｒを２つ以上の光束に分割する回折格子型光束分割素子
であり、略半面に回折格子が形成されている。回折格子
型光束分割素子４１において、４２は回折格子が形成さ
れた回折格子部であり、４３は回折格子がない非回折格
子部である。さらに、回折格子部４１と非回折格子部４
２との間の境界線はほぼｙ方向を向いており、反射光束
Ｒを幾何学的に略２等分するように配置されている。図
においては回折格子部４２からの光束Ｒ１と非回折格子
部４３からの光束Ｒ２の２つが示されているが、回折格
子部４２の回折作用によって２つ以上の光束が生じる場
合には、光束分割素子４１は反射光束Ｒを３つ以上の光
束に分割することになる。２９は光束Ｒ１を受光する鋸
歯状分割線を有する２分割光検知器であり、３５は光束
Ｒ２を受光する鋸歯状分割線を有する２分割光検知器で
ある。なお、分割線の形状は略鋸歯状もしくは略正弦波
状もしくは略三角波状であってもよい。受光面３０と３
１との間の分割帯の方向、および、受光面３６と３７と
の間の分割帯の方向は、回折格子型光束分割素子４１の
回折格子部４２と非回折格子部４３との間の境界線の方
向（ｙ方向）にほぼ一致している。次に、ＦＥＳａは２
分割光検知器２９から得られる焦点誤差信号で、受光面
３０からの出力信号と受光面３１からの出力信号の差を
表している。同様に，ＦＥＳｂは２分割光検知器３５か
ら得られる焦点誤差信号で、受光面３７からの出力信号
と受光面３６からの出力信号の差を表している。４４、
４５はこれら焦点誤差信号ＦＥＳａ、ＦＥＳｂを得るた
めの差動増幅器である。焦点誤差信号ＦＥＳａ、ＦＥＳ
ｂは加算器４６によって加え合わせられ、焦点誤差信号
ＦＥＳとなる。
施例による焦点誤差検出装置の構成を示す斜視図であ
る。図において、４１は情報記録媒体５からの反射光束
Ｒを２つ以上の光束に分割する回折格子型光束分割素子
であり、略半面に回折格子が形成されている。回折格子
型光束分割素子４１において、４２は回折格子が形成さ
れた回折格子部であり、４３は回折格子がない非回折格
子部である。さらに、回折格子部４１と非回折格子部４
２との間の境界線はほぼｙ方向を向いており、反射光束
Ｒを幾何学的に略２等分するように配置されている。図
においては回折格子部４２からの光束Ｒ１と非回折格子
部４３からの光束Ｒ２の２つが示されているが、回折格
子部４２の回折作用によって２つ以上の光束が生じる場
合には、光束分割素子４１は反射光束Ｒを３つ以上の光
束に分割することになる。２９は光束Ｒ１を受光する鋸
歯状分割線を有する２分割光検知器であり、３５は光束
Ｒ２を受光する鋸歯状分割線を有する２分割光検知器で
ある。なお、分割線の形状は略鋸歯状もしくは略正弦波
状もしくは略三角波状であってもよい。受光面３０と３
１との間の分割帯の方向、および、受光面３６と３７と
の間の分割帯の方向は、回折格子型光束分割素子４１の
回折格子部４２と非回折格子部４３との間の境界線の方
向（ｙ方向）にほぼ一致している。次に、ＦＥＳａは２
分割光検知器２９から得られる焦点誤差信号で、受光面
３０からの出力信号と受光面３１からの出力信号の差を
表している。同様に，ＦＥＳｂは２分割光検知器３５か
ら得られる焦点誤差信号で、受光面３７からの出力信号
と受光面３６からの出力信号の差を表している。４４、
４５はこれら焦点誤差信号ＦＥＳａ、ＦＥＳｂを得るた
めの差動増幅器である。焦点誤差信号ＦＥＳａ、ＦＥＳ
ｂは加算器４６によって加え合わせられ、焦点誤差信号
ＦＥＳとなる。
【００３１】次に、動作について説明する。情報の記録
再生を行う場合には、光源１から放射される出射光束Ｅ
は、コリメータレンズ２で平行光束となり、ビームスプ
リッタ３で反射され、対物レンズ４に向かう。次に、こ
の出射光束Ｅは対物レンズ４で集光され情報記録面２０
上に集光スポット６として照射される。そして、情報記
録面２０で反射された反射光束Ｒは対物レンズ４、ビー
ムスプリッタ３を通過し、集束レンズ８によって収束光
束となる。次いで、この光束Ｒは回折格子型光束分割素
子４１に入射し、回折格子部４２に入射したその断面が
半円状の光束Ｒ１は回折格子部４２の回折作用により偏
向され、２分割光検知器２９に向かう。また、非回折格
子部４３に入射したその断面が半円状の光束Ｒ２はその
まま直進し、２分割光検知器３５に向かう。ところで、
回折格子型光束分割素子４１の回折格子部４２と非回折
格子部４３との間の境界線が、従来例における屋根型プ
リズム２１の屋根２２と同じ働きをするのは上述したと
おりである。光スポット６が情報記録媒体５の案内溝７
を横切る時に、焦点誤差信号ＦＥＳに現れる外乱をでき
るだけ小さく保つために回折格子部４２と非回折格子部
４３との間の境界線の方向は前記情報記録媒体５の案内
溝７の接線方向（ｘ方向）に対して略直交する方向（ｙ
方向）に設定されている。
再生を行う場合には、光源１から放射される出射光束Ｅ
は、コリメータレンズ２で平行光束となり、ビームスプ
リッタ３で反射され、対物レンズ４に向かう。次に、こ
の出射光束Ｅは対物レンズ４で集光され情報記録面２０
上に集光スポット６として照射される。そして、情報記
録面２０で反射された反射光束Ｒは対物レンズ４、ビー
ムスプリッタ３を通過し、集束レンズ８によって収束光
束となる。次いで、この光束Ｒは回折格子型光束分割素
子４１に入射し、回折格子部４２に入射したその断面が
半円状の光束Ｒ１は回折格子部４２の回折作用により偏
向され、２分割光検知器２９に向かう。また、非回折格
子部４３に入射したその断面が半円状の光束Ｒ２はその
まま直進し、２分割光検知器３５に向かう。ところで、
回折格子型光束分割素子４１の回折格子部４２と非回折
格子部４３との間の境界線が、従来例における屋根型プ
リズム２１の屋根２２と同じ働きをするのは上述したと
おりである。光スポット６が情報記録媒体５の案内溝７
を横切る時に、焦点誤差信号ＦＥＳに現れる外乱をでき
るだけ小さく保つために回折格子部４２と非回折格子部
４３との間の境界線の方向は前記情報記録媒体５の案内
溝７の接線方向（ｘ方向）に対して略直交する方向（ｙ
方向）に設定されている。
【００３２】実施例２でのプリズム２１、４０の替わり
に本実施例３で述べた回折格子型光束分割素子４１を用
いる利点として以下の３つの点があげられる。ひとつ
は、回折格子部４２と非回折格子部４３との間の境界領
域の幅が極めて小さくできる（例えば、１０μｍ以下）
ので、この部分での散乱損失を低く抑さえることができ
るという利点である（それ故、この境界領域を境界線と
呼んでいる）。他の利点は、回折格子型光束分割素子４
１における境界線の位置精度を数１０μｍ以下に容易に
保てることと光束分割素子の製造コストを屋根型プリズ
ムに比べて安くできるという点である。これらはすべ
て、光学研磨の替わりとして、半導体プロセスでの光リ
ソグラフィやエッチングの技術、もしくは、ホログラフ
ィの作成技術がこの回折格子型光束分割素子の製作に使
えるからである。
に本実施例３で述べた回折格子型光束分割素子４１を用
いる利点として以下の３つの点があげられる。ひとつ
は、回折格子部４２と非回折格子部４３との間の境界領
域の幅が極めて小さくできる（例えば、１０μｍ以下）
ので、この部分での散乱損失を低く抑さえることができ
るという利点である（それ故、この境界領域を境界線と
呼んでいる）。他の利点は、回折格子型光束分割素子４
１における境界線の位置精度を数１０μｍ以下に容易に
保てることと光束分割素子の製造コストを屋根型プリズ
ムに比べて安くできるという点である。これらはすべ
て、光学研磨の替わりとして、半導体プロセスでの光リ
ソグラフィやエッチングの技術、もしくは、ホログラフ
ィの作成技術がこの回折格子型光束分割素子の製作に使
えるからである。
【００３３】回折格子型光束分割素子４１に形成された
回折格子としては、体積型や平面型の回折格子が使え
る。図１６はこの一例であり、回折格子部４２には鋸歯
状のレリーフ構造を有する平面型回折格子が形成されて
いる。溝の深さをｈ、回折格子型光束分割素子４１の材
料の屈折率をん、光源１の波長をλとすれば、 ｈ ＝ λ ／（ｎ―１） をほぼ満たすように、溝の深さｈを選ぶのが望ましい。
この場合、回折格子型光束分割素子４１の表面、裏面そ
れぞれでのフレネル損失がないと仮定すれば、回折格子
部４２に入射した光束は全ては１次回折光として回折さ
れることになる。図１７は図１６に示した回折格子型光
束分割素子４１を使用した光学系である。
回折格子としては、体積型や平面型の回折格子が使え
る。図１６はこの一例であり、回折格子部４２には鋸歯
状のレリーフ構造を有する平面型回折格子が形成されて
いる。溝の深さをｈ、回折格子型光束分割素子４１の材
料の屈折率をん、光源１の波長をλとすれば、 ｈ ＝ λ ／（ｎ―１） をほぼ満たすように、溝の深さｈを選ぶのが望ましい。
この場合、回折格子型光束分割素子４１の表面、裏面そ
れぞれでのフレネル損失がないと仮定すれば、回折格子
部４２に入射した光束は全ては１次回折光として回折さ
れることになる。図１７は図１６に示した回折格子型光
束分割素子４１を使用した光学系である。
【００３４】また、図１８に示した構造をもつ回折格子
型光束分割素子４１は作製が容易である。回折格子部４
２には矩形状のレリーフ構造を持つ平面型回折格子が形
成されている。溝の深さをｈ、回折格子型光束分割素子
４１の材料の屈折率をｎ、光源１の波長をλとすれば、 ｈ ＝ λ ／｛２（ｎ―１）｝ をほぼ満たすように、溝の深さｈを選ぶのが望ましい。
この場合、回折格子型光束分割素子４１の表面、裏面そ
れぞれでのフレネル損失がないと仮定すれば、回折格子
部に入射した光束の４０．５％が１次回折光として、同
じく４０．５％がマイナス１次回折光として回折され、
０次回折光は発生しないこととなる。残りの２０％は３
次以上の奇数次回折光となる。
型光束分割素子４１は作製が容易である。回折格子部４
２には矩形状のレリーフ構造を持つ平面型回折格子が形
成されている。溝の深さをｈ、回折格子型光束分割素子
４１の材料の屈折率をｎ、光源１の波長をλとすれば、 ｈ ＝ λ ／｛２（ｎ―１）｝ をほぼ満たすように、溝の深さｈを選ぶのが望ましい。
この場合、回折格子型光束分割素子４１の表面、裏面そ
れぞれでのフレネル損失がないと仮定すれば、回折格子
部に入射した光束の４０．５％が１次回折光として、同
じく４０．５％がマイナス１次回折光として回折され、
０次回折光は発生しないこととなる。残りの２０％は３
次以上の奇数次回折光となる。
【００３５】図１９は請求項３の発明のさらに他の実施
例による焦点誤差検出装置の構成を示す斜視図である。
図１９では、回折格子型光束分割素子４１によって情報
記録媒体５からの反射光束Ｒは３つの光束Ｒ１、Ｒ２、
Ｒ３に分割され、回折格子部４２と非回折格子部４３と
の境界線は反射光束Ｒを略２等分するように配置されて
いる。ここで、Ｒ２は非回折格子部４３をそのまま通過
した光束であり、Ｒ１は回折格子部４２によってプラス
１次回折光として＋ｙ方向へ回折された光束であり、Ｒ
３は回折格子部４２によってＲ１とは反対方向にマイナ
ス１次回折光として回折された光束である。光束分割素
子４１への反射光束Ｒが強度分布が一様の円形ビームで
あり、光束分割素子４１の回折格子部４２と非回折格子
部４３との境界線がこの円形ビームをちょうど２等分す
る場合を考えると、上記ビームの５０％が光束Ｒ２に、
２０. ２５％が光束Ｒ１に、２０. ２５％が光束Ｒ３に
なる。上記ビームの残りの９. ５％は高次回折光として
より大きな角度で偏向されるので、図１８では光検知器
に入射はできないが、これら高次回折光も受光して焦点
誤差信号を発生するための光検知器を用意することは容
易である。図１９においては、実施例３での光束Ｒ１を
受光する鋸歯状分割線を有する２分割光検知器２９と光
束Ｒ２を受光する鋸歯状分割線を有する２分割光検知器
３５に加えて、光束Ｒ３を受光する鋸歯状分割線を有す
る２分割光検知器４７が示されている。２分割光検知器
４７は光軸Ａに垂直な平面内に配列された２つの受光面
４８，４９から構成されており、５０は２分割光検知器
４７上の光スポットである。受光面４８、４９との間の
分割帯の方向も、光束分割素子４１の回折格子部４２と
非回折格子部４３との間の境界線の方向（ｙ方向）にほ
ぼ一致しているし、これら３つの２分割光検知器２９、
３５、４７のそれぞれの分割帯は一本の直線５４の上に
ほぼ並んでいる。ＦＥＳａ、ＦＥＳｂはそれぞれ２分割
光検知器２９、３５から得られる焦点誤差信号であるの
は図１５と同じである。ＦＥＳｃは２分割光検知器４７
から得られる焦点誤差信号であり、受光面４８からの出
力信号と受光面４９￥からの出力信号の差を表してい
る。５２はこれら焦点誤差信号ＦＥＳｃを得るための差
動増幅器である。焦点誤差信号ＦＥＳａ、ＦＥＳｂ、Ｆ
ＥＳｃは加算器５３によって加え合わせられ、焦点誤差
信号ＦＥＳとなる。
例による焦点誤差検出装置の構成を示す斜視図である。
図１９では、回折格子型光束分割素子４１によって情報
記録媒体５からの反射光束Ｒは３つの光束Ｒ１、Ｒ２、
Ｒ３に分割され、回折格子部４２と非回折格子部４３と
の境界線は反射光束Ｒを略２等分するように配置されて
いる。ここで、Ｒ２は非回折格子部４３をそのまま通過
した光束であり、Ｒ１は回折格子部４２によってプラス
１次回折光として＋ｙ方向へ回折された光束であり、Ｒ
３は回折格子部４２によってＲ１とは反対方向にマイナ
ス１次回折光として回折された光束である。光束分割素
子４１への反射光束Ｒが強度分布が一様の円形ビームで
あり、光束分割素子４１の回折格子部４２と非回折格子
部４３との境界線がこの円形ビームをちょうど２等分す
る場合を考えると、上記ビームの５０％が光束Ｒ２に、
２０. ２５％が光束Ｒ１に、２０. ２５％が光束Ｒ３に
なる。上記ビームの残りの９. ５％は高次回折光として
より大きな角度で偏向されるので、図１８では光検知器
に入射はできないが、これら高次回折光も受光して焦点
誤差信号を発生するための光検知器を用意することは容
易である。図１９においては、実施例３での光束Ｒ１を
受光する鋸歯状分割線を有する２分割光検知器２９と光
束Ｒ２を受光する鋸歯状分割線を有する２分割光検知器
３５に加えて、光束Ｒ３を受光する鋸歯状分割線を有す
る２分割光検知器４７が示されている。２分割光検知器
４７は光軸Ａに垂直な平面内に配列された２つの受光面
４８，４９から構成されており、５０は２分割光検知器
４７上の光スポットである。受光面４８、４９との間の
分割帯の方向も、光束分割素子４１の回折格子部４２と
非回折格子部４３との間の境界線の方向（ｙ方向）にほ
ぼ一致しているし、これら３つの２分割光検知器２９、
３５、４７のそれぞれの分割帯は一本の直線５４の上に
ほぼ並んでいる。ＦＥＳａ、ＦＥＳｂはそれぞれ２分割
光検知器２９、３５から得られる焦点誤差信号であるの
は図１５と同じである。ＦＥＳｃは２分割光検知器４７
から得られる焦点誤差信号であり、受光面４８からの出
力信号と受光面４９￥からの出力信号の差を表してい
る。５２はこれら焦点誤差信号ＦＥＳｃを得るための差
動増幅器である。焦点誤差信号ＦＥＳａ、ＦＥＳｂ、Ｆ
ＥＳｃは加算器５３によって加え合わせられ、焦点誤差
信号ＦＥＳとなる。
【００３６】実施例４．図２０は請求項４の発明の一実
施例による焦点誤差検出装置の構成を示す斜視図であ
る。図においては、光束分割手段として互いに周期の異
なる第１の回折格子部と第２の回折格子部を具備する回
折格子型光束分割素子５４を用いている。５４は情報記
録媒体５からの反射光束Ｒを２つ以上の光束に分割し、
略半面が第１の回折格子部５５で他の略半面が第２の回
折格子部５６である。さらに、第１の回折格子部５５と
第２の回折格子部５６との間の境界線はほぼｙ方向を向
いており、反射光束Ｒを幾何学的に略２等分するように
配置されている。図においては第１の回折格子部５５か
らの光束Ｒ１と第２の回折格子部５６からの光束Ｒ２の
２つが示されているが、回折格子の回折作用によって３
つ以上の光束が生じる場合には、光束分割素子５４は反
射光束Ｒを３つ以上の光束に分割することになる。２９
が光束Ｒ１を受光する鋸歯状分割線を有する２分割光検
知器であり、３５が光束Ｒ２を受光する鋸歯状分割線を
有する２分割光検知器であるのは図１４と同じである。
受光面３０と３１との間の分割帯の方向、および、受光
面３６と３７との間の分割帯の方向は、回折格子型光束
分割素子５４の２つの回折格子部５５と非回折格子部５
６との間の境界線の方向（ｙ方向）にほぼ一致してい
る。２分割光検知器２９から得られる焦点誤差信号ＦＥ
Ｓａと２分割光検知器３５から得られる焦点誤差信号Ｆ
ＥＳｂが加算器４６によって加え合わせられ、焦点誤差
信号ＦＥＳとなるのも図１４と同じである。
施例による焦点誤差検出装置の構成を示す斜視図であ
る。図においては、光束分割手段として互いに周期の異
なる第１の回折格子部と第２の回折格子部を具備する回
折格子型光束分割素子５４を用いている。５４は情報記
録媒体５からの反射光束Ｒを２つ以上の光束に分割し、
略半面が第１の回折格子部５５で他の略半面が第２の回
折格子部５６である。さらに、第１の回折格子部５５と
第２の回折格子部５６との間の境界線はほぼｙ方向を向
いており、反射光束Ｒを幾何学的に略２等分するように
配置されている。図においては第１の回折格子部５５か
らの光束Ｒ１と第２の回折格子部５６からの光束Ｒ２の
２つが示されているが、回折格子の回折作用によって３
つ以上の光束が生じる場合には、光束分割素子５４は反
射光束Ｒを３つ以上の光束に分割することになる。２９
が光束Ｒ１を受光する鋸歯状分割線を有する２分割光検
知器であり、３５が光束Ｒ２を受光する鋸歯状分割線を
有する２分割光検知器であるのは図１４と同じである。
受光面３０と３１との間の分割帯の方向、および、受光
面３６と３７との間の分割帯の方向は、回折格子型光束
分割素子５４の２つの回折格子部５５と非回折格子部５
６との間の境界線の方向（ｙ方向）にほぼ一致してい
る。２分割光検知器２９から得られる焦点誤差信号ＦＥ
Ｓａと２分割光検知器３５から得られる焦点誤差信号Ｆ
ＥＳｂが加算器４６によって加え合わせられ、焦点誤差
信号ＦＥＳとなるのも図１４と同じである。
【００３７】上記説明では、本発明を光記録再生装置の
焦点誤差検出装置に利用する場合について述べたが、自
動焦点カメラ等の焦点誤差検出装置にも利用できること
はいうまでもない。
焦点誤差検出装置に利用する場合について述べたが、自
動焦点カメラ等の焦点誤差検出装置にも利用できること
はいうまでもない。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
２分割光検知器の受光面を分離する分割線を略鋸歯状も
しくは略正弦波状もしくは略三角波状鋸歯状に形成する
とともに、分割線の周期性が焦点誤差信号に影響しない
ように、非点収差発生手段を用いて前記２分割光検知器
上の光スポット径を一方向に拡大したので、焦点誤差信
号が焦点ずれに対して直線的に変化する範囲が拡大でき
る。さらに、２分割光検知器の受光面を分離する分割線
の幅を広げる必要がないので、２分割光検知器に入射す
る光量が変化しても焦点誤差検出特性は変化せず、さら
に、２分割光検知器の出力を信号再生に用いる場合にも
周波数特性の劣化は生じない。従って、遮蔽板を用いる
瞳遮蔽法おいて、焦点制御動作が安定な焦点誤差検出装
置を実現できるとともに、情報信号再生時の周波数特性
を向上できる効果がある。
２分割光検知器の受光面を分離する分割線を略鋸歯状も
しくは略正弦波状もしくは略三角波状鋸歯状に形成する
とともに、分割線の周期性が焦点誤差信号に影響しない
ように、非点収差発生手段を用いて前記２分割光検知器
上の光スポット径を一方向に拡大したので、焦点誤差信
号が焦点ずれに対して直線的に変化する範囲が拡大でき
る。さらに、２分割光検知器の受光面を分離する分割線
の幅を広げる必要がないので、２分割光検知器に入射す
る光量が変化しても焦点誤差検出特性は変化せず、さら
に、２分割光検知器の出力を信号再生に用いる場合にも
周波数特性の劣化は生じない。従って、遮蔽板を用いる
瞳遮蔽法おいて、焦点制御動作が安定な焦点誤差検出装
置を実現できるとともに、情報信号再生時の周波数特性
を向上できる効果がある。
【００３９】また、上記遮蔽板の代わりにプリズムによ
る光束分割素子を用いた場合は、上記効果に加えて、焦
点誤差検出装置に入射する光束を全て利用できるので焦
点誤差検出感度を向上できる効果がある。
る光束分割素子を用いた場合は、上記効果に加えて、焦
点誤差検出装置に入射する光束を全て利用できるので焦
点誤差検出感度を向上できる効果がある。
【００４０】さらに、上記遮蔽板の代わりに回折格子に
よる光束分割素子を用いた場合は、上記遮蔽板やプリズ
ムを用いた時の効果に加えて、回折格子は光学リソグラ
フィやエッチングの技術で作製できるので、簡単な構成
ながら安価な焦点誤差検出装置を実現できる効果があ
る。
よる光束分割素子を用いた場合は、上記遮蔽板やプリズ
ムを用いた時の効果に加えて、回折格子は光学リソグラ
フィやエッチングの技術で作製できるので、簡単な構成
ながら安価な焦点誤差検出装置を実現できる効果があ
る。
【図１】請求項１の発明の一実施例による焦点誤差検出
装置の構成を示す斜視図である。
装置の構成を示す斜視図である。
【図２】図１における２分割光検知器の構成図である。
【図３】図１における２分割光検知器の分割帯部の拡大
図である。
図である。
【図４】図１における焦点誤差検出装置の主要部を示す
平面図である。
平面図である。
【図５】図１における焦点誤差検出装置の主要部の他の
一つを示す平面図である。
一つを示す平面図である。
【図６】本発明の実施例１において、対物レンズからの
出射光束の集光スポットがちょうど情報記録面上にある
とき、即ち、合焦時の２分割光検知器上での光束の状態
を示す図である。
出射光束の集光スポットがちょうど情報記録面上にある
とき、即ち、合焦時の２分割光検知器上での光束の状態
を示す図である。
【図７】本発明の実施例１において、情報記録面が対物
レンズに近づいたため、対物レンズからの出射光束の集
光スポットが合焦ではなくなったときの２分割光検知器
上での光束の状態を示す図である。
レンズに近づいたため、対物レンズからの出射光束の集
光スポットが合焦ではなくなったときの２分割光検知器
上での光束の状態を示す図である。
【図８】本発明の実施例１において、情報記録面が対物
レンズから離れたため、対物レンズからの出射光束の集
光スポットが合焦ではなくなったときの２分割光検知器
上での光束の状態を示す図である。
レンズから離れたため、対物レンズからの出射光束の集
光スポットが合焦ではなくなったときの２分割光検知器
上での光束の状態を示す図である。
【図９】本発明の実施例１における焦点誤差検出装置に
よって得られる焦点誤差信号と焦点ずれとの関係を示す
図である。
よって得られる焦点誤差信号と焦点ずれとの関係を示す
図である。
【図１０】本発明の実施例１における焦点誤差検出装置
において、非点収差発生手段がない場合に得られる焦点
誤差信号と焦点ずれとの関係を示す図である。
において、非点収差発生手段がない場合に得られる焦点
誤差信号と焦点ずれとの関係を示す図である。
【図１１】本発明の実施例１における焦点誤差検出装置
において、非点収差発生手段として斜めに傾けた平行平
板を用いた構成を示す斜視図である。
において、非点収差発生手段として斜めに傾けた平行平
板を用いた構成を示す斜視図である。
【図１２】非点収差発生手段としての斜めに傾けた平行
平板を示す構成図である。
平板を示す構成図である。
【図１３】請求項２の発明の一実施例による焦点誤差検
出装置の構成を示す斜視図である。
出装置の構成を示す斜視図である。
【図１４】請求項２の発明の他の実施例による焦点誤差
検出装置の構成を示す斜視図である。
検出装置の構成を示す斜視図である。
【図１５】請求項３の発明の一実施例による焦点誤差検
出装置の構成を示す斜視図である。
出装置の構成を示す斜視図である。
【図１６】鋸歯状のレリーフ構造を有する回折格子型光
束分割素子の構成図である。
束分割素子の構成図である。
【図１７】請求項３の発明の他の実施例による焦点誤差
検出装置の構成を示す斜視図である。
検出装置の構成を示す斜視図である。
【図１８】矩形状のレリーフ構造を有する回折格子型光
束分割素子の構成図である。
束分割素子の構成図である。
【図１９】請求項３の発明のさらに他の実施例による焦
点誤差検出装置の構成を示す斜視図である。
点誤差検出装置の構成を示す斜視図である。
【図２０】請求項４の発明の一実施例による焦点誤差検
出装置の構成を示す斜視図である。
出装置の構成を示す斜視図である。
【図２１】従来の焦点誤差検出装置の構成を示す斜視図
である。
である。
【図２２】従来例において、対物レンズからの出射光束
の集光スポットがちょうど情報記録面上にあるとき、即
ち、合焦時の２分割光検知器上での光束の状態を示す図
である。
の集光スポットがちょうど情報記録面上にあるとき、即
ち、合焦時の２分割光検知器上での光束の状態を示す図
である。
【図２３】従来例において、情報記録面が対物レンズに
近づいたため、対物レンズからの出射光束の集光スポッ
トが合焦ではなくなったときの２分割光検知器上での光
束の状態を示す図である。
近づいたため、対物レンズからの出射光束の集光スポッ
トが合焦ではなくなったときの２分割光検知器上での光
束の状態を示す図である。
【図２４】従来例において、情報記録面が対物レンズか
ら離れたため、対物レンズからの出射光束の集光スポッ
トが合焦ではなくなったときの２分割光検知器上での光
束の状態を示す図である。
ら離れたため、対物レンズからの出射光束の集光スポッ
トが合焦ではなくなったときの２分割光検知器上での光
束の状態を示す図である。
【図２５】従来の焦点誤差検出装置のもう一つの構成を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図２６】従来例における２分割光検知器の分割帯部の
拡大図である。
拡大図である。
【図２７】従来の焦点誤差検出装置における焦点誤差検
出特性を示す図である。
出特性を示す図である。
【図２８】従来例で使用される２分割光検知器の分割帯
部における感度分布特性図である。
部における感度分布特性図である。
１ 光源 ４ 対物レンズ ５ 情報記録媒体 ９ 遮蔽板 ２９、３５、４７ ２分割光検知器 ３３、３９、５１ 分割線 ２８ 非点収差発生手段 ２１、４０ プリズム ４１、５４ 回折格子型光束分割素子
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年１月１０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２２】実際の２分割光検知器においては、作成プ
ロセスの制約から分割線の幅ｓはある幅以下にはできな
いので、鋸歯状部の周期ｐもある値以下にはできない。
例えば、分割線の幅ｓの最小値が５μｍの場合、分割帯
の幅ｗを５０μｍにしようとすれば、分割帯の周期ｐは
大体３０μｍ以上は必要となる。従って、２分割光検知
器２９上の光スポット３２のｙ方向の直径２ｗy が周期
ｐに比べて十分大きくなるよう、非点収差発生手段２８
の仕様を設定する必要がある。図９は本発明の実施例１
における焦点誤差検出装置によって得られる焦点誤差信
号と焦点ずれとの関係を示す図である。対物レンズ４の
開口数を０.５５、集束レンズ８の開口数を０.０２９、
光束直径を３.３ｍｍ、非点収差発生手段２８によって
与えられた非点隔差Δを４ｍｍとし、分割帯の幅ｗを５
０μｍ、分割帯の周期ｐを３０μｍとしたときの焦点ず
れと焦点誤差信号の関係を示したものである。この条件
において、集光スポット６が情報記録面２０に対してほ
ぼ合焦状態にある場合、２分割光検知器２９のｙ方向の
移動が焦点誤差信号ＦＥＳに与える影響は殆ど無くな
る。また、５から６μｍのリニアゾーンが得られること
が、図９からわかる。
ロセスの制約から分割線の幅ｓはある幅以下にはできな
いので、鋸歯状部の周期ｐもある値以下にはできない。
例えば、分割線の幅ｓの最小値が５μｍの場合、分割帯
の幅ｗを５０μｍにしようとすれば、分割帯の周期ｐは
大体３０μｍ以上は必要となる。従って、２分割光検知
器２９上の光スポット３２のｙ方向の直径２ｗy が周期
ｐに比べて十分大きくなるよう、非点収差発生手段２８
の仕様を設定する必要がある。図９は本発明の実施例１
における焦点誤差検出装置によって得られる焦点誤差信
号と焦点ずれとの関係を示す図である。対物レンズ４の
開口数を０.５５、集束レンズ８の開口数を０.０２９、
光束直径を３.３ｍｍ、非点収差発生手段２８によって
与えられた非点隔差Δを４ｍｍとし、分割帯の幅ｗを５
０μｍ、分割帯の周期ｐを３０μｍとしたときの焦点ず
れと焦点誤差信号の関係を示したものである。この条件
において、集光スポット６が情報記録面２０に対してほ
ぼ合焦状態にある場合、２分割光検知器２９のｙ方向の
移動が焦点誤差信号ＦＥＳに与える影響は殆ど無くな
る。また、５から６μｍのリニアゾーンが得られること
が、図９からわかる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３５】図１９は請求項３の発明のさらに他の実施
例による焦点誤差検出装置の構成を示す斜視図である。
図１９では、回折格子型光束分割素子４１によって情報
記録媒体５からの反射光束Ｒは３つの光束Ｒ１、Ｒ２、
Ｒ３に分割され、回折格子部４２と非回折格子部４３と
の境界線は反射光束Ｒを略２等分するように配置されて
いる。ここで、Ｒ２は非回折格子部４３をそのまま通過
した光束であり、Ｒ１は回折格子部４２によってプラス
１次回折光として＋ｙ方向へ回折された光束であり、Ｒ
３は回折格子部４２によってＲ１とは反対方向にマイナ
ス１次回折光として回折された光束である。光束分割素
子４１への反射光束Ｒが強度分布が一様の円形ビームで
あり、光束分割素子４１の回折格子部４２と非回折格子
部４３との境界線がこの円形ビームをちょうど２等分す
る場合を考えると、上記ビームの５０％が光束Ｒ２に、
２０. ２５％が光束Ｒ１に、２０. ２５％が光束Ｒ３に
なる。上記ビームの残りの９. ５％は高次回折光として
より大きな角度で偏向されるので、図１８では光検知器
に入射はできないが、これら高次回折光も受光して焦点
誤差信号を発生するための光検知器を用意することは容
易である。図１９においては、実施例３での光束Ｒ１を
受光する鋸歯状分割線を有する２分割光検知器２９と光
束Ｒ２を受光する鋸歯状分割線を有する２分割光検知器
３５に加えて、光束Ｒ３を受光する鋸歯状分割線を有す
る２分割光検知器４７が示されている。２分割光検知器
４７は光軸Ａに垂直な平面内に配列された２つの受光面
４８，４９から構成されており、５０は２分割光検知器
４７上の光スポットである。受光面４８、４９との間の
分割帯の方向も、光束分割素子４１の回折格子部４２と
非回折格子部４３との間の境界線の方向（ｙ方向）にほ
ぼ一致しているし、これら３つの２分割光検知器２９、
３５、４７のそれぞれの分割帯は一本の直線５４の上に
ほぼ並んでいる。ＦＥＳａ、ＦＥＳｂはそれぞれ２分割
光検知器２９、３５から得られる焦点誤差信号であるの
は図１５と同じである。ＦＥＳｃは２分割光検知器４７
から得られる焦点誤差信号であり、受光面４８からの出
力信号と受光面４９からの出力信号の差を表している。
５２はこれら焦点誤差信号ＦＥＳｃを得るための差動増
幅器である。焦点誤差信号ＦＥＳａ、ＦＥＳｂ、ＦＥＳ
ｃは加算器５３によって加え合わせられ、焦点誤差信号
ＦＥＳとなる。
例による焦点誤差検出装置の構成を示す斜視図である。
図１９では、回折格子型光束分割素子４１によって情報
記録媒体５からの反射光束Ｒは３つの光束Ｒ１、Ｒ２、
Ｒ３に分割され、回折格子部４２と非回折格子部４３と
の境界線は反射光束Ｒを略２等分するように配置されて
いる。ここで、Ｒ２は非回折格子部４３をそのまま通過
した光束であり、Ｒ１は回折格子部４２によってプラス
１次回折光として＋ｙ方向へ回折された光束であり、Ｒ
３は回折格子部４２によってＲ１とは反対方向にマイナ
ス１次回折光として回折された光束である。光束分割素
子４１への反射光束Ｒが強度分布が一様の円形ビームで
あり、光束分割素子４１の回折格子部４２と非回折格子
部４３との境界線がこの円形ビームをちょうど２等分す
る場合を考えると、上記ビームの５０％が光束Ｒ２に、
２０. ２５％が光束Ｒ１に、２０. ２５％が光束Ｒ３に
なる。上記ビームの残りの９. ５％は高次回折光として
より大きな角度で偏向されるので、図１８では光検知器
に入射はできないが、これら高次回折光も受光して焦点
誤差信号を発生するための光検知器を用意することは容
易である。図１９においては、実施例３での光束Ｒ１を
受光する鋸歯状分割線を有する２分割光検知器２９と光
束Ｒ２を受光する鋸歯状分割線を有する２分割光検知器
３５に加えて、光束Ｒ３を受光する鋸歯状分割線を有す
る２分割光検知器４７が示されている。２分割光検知器
４７は光軸Ａに垂直な平面内に配列された２つの受光面
４８，４９から構成されており、５０は２分割光検知器
４７上の光スポットである。受光面４８、４９との間の
分割帯の方向も、光束分割素子４１の回折格子部４２と
非回折格子部４３との間の境界線の方向（ｙ方向）にほ
ぼ一致しているし、これら３つの２分割光検知器２９、
３５、４７のそれぞれの分割帯は一本の直線５４の上に
ほぼ並んでいる。ＦＥＳａ、ＦＥＳｂはそれぞれ２分割
光検知器２９、３５から得られる焦点誤差信号であるの
は図１５と同じである。ＦＥＳｃは２分割光検知器４７
から得られる焦点誤差信号であり、受光面４８からの出
力信号と受光面４９からの出力信号の差を表している。
５２はこれら焦点誤差信号ＦＥＳｃを得るための差動増
幅器である。焦点誤差信号ＦＥＳａ、ＦＥＳｂ、ＦＥＳ
ｃは加算器５３によって加え合わせられ、焦点誤差信号
ＦＥＳとなる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３６】実施例４．図２０は請求項４の発明の一実
施例による焦点誤差検出装置の構成を示す斜視図であ
る。図においては、光束分割手段として互いに周期の異
なる第１の回折格子部と第２の回折格子部を具備する回
折格子型光束分割素子５４を用いている。５４は情報記
録媒体５からの反射光束Ｒを２つ以上の光束に分割し、
略半面が第１の回折格子部５５で他の略半面が第２の回
折格子部５６である。さらに、第１の回折格子部５５と
第２の回折格子部５６との間の境界線はほぼｙ方向を向
いており、反射光束Ｒを幾何学的に略２等分するように
配置されている。図においては第１の回折格子部５５か
らの光束Ｒ１と第２の回折格子部５６からの光束Ｒ２の
２つが示されているが、回折格子の回折作用によって複
数の光束が生じる場合には、光束分割素子５４は反射光
束Ｒを３つ以上の光束に分割することになる。２９が光
束Ｒ１を受光する鋸歯状分割線を有する２分割光検知器
であり、３５が光束Ｒ２を受光する鋸歯状分割線を有す
る２分割光検知器であるのは図１４と同じである。受光
面３０と３１との間の分割帯の方向、および、受光面３
６と３７との間の分割帯の方向は、回折格子型光束分割
素子５４の２つの回折格子部５５と非回折格子部５６と
の間の境界線の方向（ｙ方向）にほぼ一致している。２
分割光検知器２９から得られる焦点誤差信号ＦＥＳａと
２分割光検知器３５から得られる焦点誤差信号ＦＥＳｂ
が加算器４６によって加え合わせられ、焦点誤差信号Ｆ
ＥＳとなるのも図１４と同じである。
施例による焦点誤差検出装置の構成を示す斜視図であ
る。図においては、光束分割手段として互いに周期の異
なる第１の回折格子部と第２の回折格子部を具備する回
折格子型光束分割素子５４を用いている。５４は情報記
録媒体５からの反射光束Ｒを２つ以上の光束に分割し、
略半面が第１の回折格子部５５で他の略半面が第２の回
折格子部５６である。さらに、第１の回折格子部５５と
第２の回折格子部５６との間の境界線はほぼｙ方向を向
いており、反射光束Ｒを幾何学的に略２等分するように
配置されている。図においては第１の回折格子部５５か
らの光束Ｒ１と第２の回折格子部５６からの光束Ｒ２の
２つが示されているが、回折格子の回折作用によって複
数の光束が生じる場合には、光束分割素子５４は反射光
束Ｒを３つ以上の光束に分割することになる。２９が光
束Ｒ１を受光する鋸歯状分割線を有する２分割光検知器
であり、３５が光束Ｒ２を受光する鋸歯状分割線を有す
る２分割光検知器であるのは図１４と同じである。受光
面３０と３１との間の分割帯の方向、および、受光面３
６と３７との間の分割帯の方向は、回折格子型光束分割
素子５４の２つの回折格子部５５と非回折格子部５６と
の間の境界線の方向（ｙ方向）にほぼ一致している。２
分割光検知器２９から得られる焦点誤差信号ＦＥＳａと
２分割光検知器３５から得られる焦点誤差信号ＦＥＳｂ
が加算器４６によって加え合わせられ、焦点誤差信号Ｆ
ＥＳとなるのも図１４と同じである。
Claims (4)
- 【請求項１】 光源からの出射光を集束手段を介して情
報記録媒体に集光照射し、この情報記録媒体からの反射
光束の一部を遮蔽し、一部が除かれた前記反射光束を２
分割光検知器の分割帯近傍に集光照射し、前記２分割光
検知器の出力信号に基づいて焦点誤差信号を得る焦点誤
差検出装置において、前記２分割光検知器の分割帯にお
ける受光面端部の形状を略鋸歯状もしくは略三角波状も
しくは略正弦波状とするとともに、２つの受光面が相互
に噛み合うように前記２分割光検知器を構成し、かつ、
非点収差発生手段を前記集束手段との前記２分割光検知
器との間に配置し、前記情報記録媒体上に上記出射光の
集光スポットがあるときに前記反射光束の焦線が前記分
割帯上にほぼ位置するように前記２分割光検知器を配置
したことを特徴とする焦点誤差検出装置。 - 【請求項２】 光源からの出射光を集束手段を介して情
報記録媒体に集光照射し、この情報記録媒体からの反射
光束を光束分割手段を用いて光束の中央から２つの方向
に分割し、分割された前記反射光束の各々を２つの２分
割光検知器の分割帯近傍に集光照射し、前記２つの２分
割光検知器の出力信号に基づいて焦点誤差信号を得る焦
点誤差検出装置において、前記光束分割手段をプリズム
によって構成し、かつ、前記２分割光検知器の分割帯に
おける受光面端部の形状を略鋸歯状もしくは略三角波状
もしくは略正弦波状とするとともに、２つの受光面が相
互に噛み合うように前記２分割光検知器を構成し、非点
収差発生手段を前記集束手段との前記２分割光検知器と
の間に配置し、前記情報記録媒体上に上記出射光の集光
スポットがあるときに前記反射光束の焦線が前記分割帯
上にほぼ位置するように前記２分割光検知器を配置した
ことを特徴とする焦点誤差検出装置。 - 【請求項３】 光源からの出射光を集束手段を介して情
報記録媒体に集光照射し、この情報記録媒体からの反射
光束を光束分割手段を用いて光束の中央から２つ以上の
方向に分割し、分割された前記反射光束の各々を２つ以
上の２分割光検知器の分割帯近傍に集光照射し、前記２
つ以上の２分割光検知器の出力信号に基づいて焦点誤差
信号を得る焦点誤差検出装置において、前記光束分割手
段を略半面が回折格子部である素子によって構成し、か
つ、前記２分割光検知器の分割帯における受光面端部の
形状を略鋸歯状もしくは略三角波状もしくは略正弦波状
とするとともに、２つの受光面が相互に噛み合うように
前記２分割光検知器を構成し、さらに、非点収差発生手
段を前記集束手段との前記２分割光検知器との間に配置
し、前記情報記録媒体上に上記出射光の集光スポットが
あるときに前記反射光束の焦線が前記分割帯上にほぼ位
置するように前記２分割光検知器を配置したことを特徴
とする焦点誤差検出装置。 - 【請求項４】 光源からの出射光を集束手段を介して情
報記録媒体に集光照射し、この情報記録媒体からの反射
光束を光束分割手段を用いて光束の中央から２つ以上の
方向に分割し、分割された前記反射光束の各々を２つ以
上の２分割光検知器の分割帯近傍に集光照射し、前記２
つ以上の２分割光検知器の出力信号に基づいて焦点誤差
信号を得る焦点誤差検出装置において、前記光束分割手
段を互いに周期の異なる第１の回折格子部と第２の回折
格子部を具備する素子によって構成し、かつ、前記２分
割光検知器の分割帯における受光面端部の形状を略鋸歯
状もしくは略三角波状もしくは略正弦波状とするととも
に、２つの受光面が相互に噛み合うように前記２分割光
検知器を構成し、非点収差発生手段を前記集束手段との
前記２分割光検知器との間に配置し、前記情報記録媒体
上に上記出射光の集光スポットがあるときに前記反射光
束の焦線が前記分割帯上にほぼ位置するように前記２分
割光検知器を配置したことを特徴とする焦点誤差検出装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14072193A JP3198724B2 (ja) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | 焦点誤差検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14072193A JP3198724B2 (ja) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | 焦点誤差検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH076381A true JPH076381A (ja) | 1995-01-10 |
| JP3198724B2 JP3198724B2 (ja) | 2001-08-13 |
Family
ID=15275166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14072193A Expired - Fee Related JP3198724B2 (ja) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | 焦点誤差検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3198724B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100430276B1 (ko) * | 2001-02-06 | 2004-05-04 | 엘지전자 주식회사 | 비점 수차법을 이용한 광픽업 장치 |
-
1993
- 1993-06-11 JP JP14072193A patent/JP3198724B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100430276B1 (ko) * | 2001-02-06 | 2004-05-04 | 엘지전자 주식회사 | 비점 수차법을 이용한 광픽업 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3198724B2 (ja) | 2001-08-13 |
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