JPH0773502A - 微小変位測定装置及び光ピックアップ装置 - Google Patents
微小変位測定装置及び光ピックアップ装置Info
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- JPH0773502A JPH0773502A JP33059393A JP33059393A JPH0773502A JP H0773502 A JPH0773502 A JP H0773502A JP 33059393 A JP33059393 A JP 33059393A JP 33059393 A JP33059393 A JP 33059393A JP H0773502 A JPH0773502 A JP H0773502A
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- diffraction grating
- pitch
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 検出長を短くした状態で高感度な検出を行う
ことができると共に、検出スポット径も数ｍｍと大きく
した状態で信号検出を行うことができる微小変位測定装
置及び光ピックアップ装置を提供する。 【構成】 光源９からの光を対物レンズ１２により集光
して測定物１３に照射しその測定物１３により反射され
対物レンズ１２を再び通過した光が入射することにより
±ｎ次光の第一回折光を発生する第一回折格子１４ａ
と、第一回折光が入射する第一回折格子１４ａとは格子
ピッチが異なり±ｍ次光の第二回折光を発生する第二回
折格子１４ｂとを有し第二回折光の間での干渉により干
渉縞を発生させる干渉縞発生手段１４を設け、その発生
した干渉縞の位相とピッチの変化を受光素子１５により
検出し測定物１３の光軸方向への移動量を算出する測定
物移動量算出手段を設けた。
ことができると共に、検出スポット径も数ｍｍと大きく
した状態で信号検出を行うことができる微小変位測定装
置及び光ピックアップ装置を提供する。 【構成】 光源９からの光を対物レンズ１２により集光
して測定物１３に照射しその測定物１３により反射され
対物レンズ１２を再び通過した光が入射することにより
±ｎ次光の第一回折光を発生する第一回折格子１４ａ
と、第一回折光が入射する第一回折格子１４ａとは格子
ピッチが異なり±ｍ次光の第二回折光を発生する第二回
折格子１４ｂとを有し第二回折光の間での干渉により干
渉縞を発生させる干渉縞発生手段１４を設け、その発生
した干渉縞の位相とピッチの変化を受光素子１５により
検出し測定物１３の光軸方向への移動量を算出する測定
物移動量算出手段を設けた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、微小変位測定装置，フ
ォーカスエラー信号検出装置及び光ピックアップ装置に
関する。
ォーカスエラー信号検出装置及び光ピックアップ装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光磁気ディスク用の光学ヘッドに
使用されているフォーカスエラー信号を用いたフォーカ
スサーボ方式としては、非点収差法、臨界角法、ナイフ
エッジ法などが知られている。この中において、非点収
差法は光磁気ディスク用として用いられる他、コンパク
トディスク、レーザディスクを含む光ディスク全般に用
いられている。非点収差法に関する公知技術としては、
特公昭５３−３９１２３号公報に「自動焦点調整装
置」、特公昭５７−１２１８８号公報に「動いているデ
ータキャリア上に読取光ビームを集束させる装置」、特
公昭６０−４８９４９号公報に「光ビームで情報を読み
取る装置」、特公昭６１−６１１７８号公報に「自動焦
点調節法」としてそれぞれ開示されている。
使用されているフォーカスエラー信号を用いたフォーカ
スサーボ方式としては、非点収差法、臨界角法、ナイフ
エッジ法などが知られている。この中において、非点収
差法は光磁気ディスク用として用いられる他、コンパク
トディスク、レーザディスクを含む光ディスク全般に用
いられている。非点収差法に関する公知技術としては、
特公昭５３−３９１２３号公報に「自動焦点調整装
置」、特公昭５７−１２１８８号公報に「動いているデ
ータキャリア上に読取光ビームを集束させる装置」、特
公昭６０−４８９４９号公報に「光ビームで情報を読み
取る装置」、特公昭６１−６１１７８号公報に「自動焦
点調節法」としてそれぞれ開示されている。
【０００３】図１６は、光ピックアップ装置における非
点収差法の動作原理を示したものである。半導体レーザ
（図示せず）から出射した光は、コリメートレンズ（図
示せず）によりコリメートされ、ビームスプリッタ１を
透過して対物レンズ２により集光され光ディスク３の面
上に照射され、これにより情報の記録等が行われる。ま
た、光ディスク３からの反射光は、対物レンズ２を介し
て、ビームスプリッタ１により今度は反射され、集光レ
ンズ４、円筒レンズ５を順次透過して非点収差の発生し
たビーム６となり、このビーム６は４分割受光面ａ，
ｂ，ｃ，ｄをもつ受光素子７に導かれ、アンプ８に送ら
れることによりフォーカスエラー信号Ｆｏが検出され
る。
点収差法の動作原理を示したものである。半導体レーザ
（図示せず）から出射した光は、コリメートレンズ（図
示せず）によりコリメートされ、ビームスプリッタ１を
透過して対物レンズ２により集光され光ディスク３の面
上に照射され、これにより情報の記録等が行われる。ま
た、光ディスク３からの反射光は、対物レンズ２を介し
て、ビームスプリッタ１により今度は反射され、集光レ
ンズ４、円筒レンズ５を順次透過して非点収差の発生し
たビーム６となり、このビーム６は４分割受光面ａ，
ｂ，ｃ，ｄをもつ受光素子７に導かれ、アンプ８に送ら
れることによりフォーカスエラー信号Ｆｏが検出され
る。
【０００４】この場合、光ディスク３が合焦時には、そ
の光ディスク３からの反射光のビーム６の形状は、受光
素子７の４分割受光面ａ，ｂ，ｃ，ｄにおいて円形とな
る。この円形の時、差動出力｛（ａ＋ｃ）−（ｂ＋
ｄ）｝の値は零となり、フォーカスエラー信号Ｆｏの値
は検出されない。また、光ディスク３が対物レンズ２か
ら遠くなったり近くなったりすると、ビーム６の形状は
真円から長円形状となり、差動出力は零とならず、これ
によりフォーカスエラー信号の値は正（遠い）或いは負
（近い）となって、対物レンズの位置調整が行われる。
の光ディスク３からの反射光のビーム６の形状は、受光
素子７の４分割受光面ａ，ｂ，ｃ，ｄにおいて円形とな
る。この円形の時、差動出力｛（ａ＋ｃ）−（ｂ＋
ｄ）｝の値は零となり、フォーカスエラー信号Ｆｏの値
は検出されない。また、光ディスク３が対物レンズ２か
ら遠くなったり近くなったりすると、ビーム６の形状は
真円から長円形状となり、差動出力は零とならず、これ
によりフォーカスエラー信号の値は正（遠い）或いは負
（近い）となって、対物レンズの位置調整が行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】近年、この種の光ディ
スク装置においては、アクセスタイムの高速化が要求さ
れており、このような目的を達成するためには、光ピッ
クアップ部の小型化、軽量化が必要不可欠となる。しか
し、前述したような非点収差法を用いたフォーカスサー
ボ方式では、ビームの形状変化を検出するために、受光
素子７までの距離（検出長）をある程度大きく（数ｃ
ｍ）しなければ十分な検出感度を得ることができない。
従って、従来の光ディスク装置においては小型化におの
ずと限界がある。また、受光素子７上のスポット径は数
ミクロンから数十ミクロンとかなり小さいため、調整が
難しく、環境によってはオフセットが生じることになる
ため、検出された信号が不安定となる。
スク装置においては、アクセスタイムの高速化が要求さ
れており、このような目的を達成するためには、光ピッ
クアップ部の小型化、軽量化が必要不可欠となる。しか
し、前述したような非点収差法を用いたフォーカスサー
ボ方式では、ビームの形状変化を検出するために、受光
素子７までの距離（検出長）をある程度大きく（数ｃ
ｍ）しなければ十分な検出感度を得ることができない。
従って、従来の光ディスク装置においては小型化におの
ずと限界がある。また、受光素子７上のスポット径は数
ミクロンから数十ミクロンとかなり小さいため、調整が
難しく、環境によってはオフセットが生じることになる
ため、検出された信号が不安定となる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、光源からの光を対物レンズにより集光して測定物に
照射しその測定物により反射され前記対物レンズを再び
通過した光が入射することにより±ｎ次光の第一回折光
を発生する第一回折格子と、前記第一回折光が入射する
前記第一回折格子とは格子ピッチが異なり±ｍ次光の第
二回折光を発生する第二回折格子とを有し前記第二回折
光の間での干渉により干渉縞を発生させる干渉縞発生手
段を設け、その発生した干渉縞の位相とピッチの変化を
受光素子により検出し前記測定物の光軸方向への移動量
を算出する測定物移動量算出手段を設けた。
は、光源からの光を対物レンズにより集光して測定物に
照射しその測定物により反射され前記対物レンズを再び
通過した光が入射することにより±ｎ次光の第一回折光
を発生する第一回折格子と、前記第一回折光が入射する
前記第一回折格子とは格子ピッチが異なり±ｍ次光の第
二回折光を発生する第二回折格子とを有し前記第二回折
光の間での干渉により干渉縞を発生させる干渉縞発生手
段を設け、その発生した干渉縞の位相とピッチの変化を
受光素子により検出し前記測定物の光軸方向への移動量
を算出する測定物移動量算出手段を設けた。
【０００７】請求項２記載の発明では、光源からの光を
対物レンズにより集光して測定物に照射しその測定物に
より反射され前記対物レンズを再び通過した光が入射す
ることにより±ｎ次光の第一回折光を発生する第一等ピ
ッチ回折格子と、前記第一回折光が入射する前記第一等
ピッチ回折格子と格子ピッチが同一でかつその第一等ピ
ッチ回折格子とは相対的な位相が異なる±ｍ次光の第二
回折光を発生する第二等ピッチ回折格子とを有し前記第
二回折光の間での干渉により干渉縞を発生させる干渉縞
発生手段を設け、その発生した干渉縞の位相とピッチの
変化を受光素子により検出し前記測定物の光軸方向への
移動量を算出する測定物移動量算出手段を設けた。
対物レンズにより集光して測定物に照射しその測定物に
より反射され前記対物レンズを再び通過した光が入射す
ることにより±ｎ次光の第一回折光を発生する第一等ピ
ッチ回折格子と、前記第一回折光が入射する前記第一等
ピッチ回折格子と格子ピッチが同一でかつその第一等ピ
ッチ回折格子とは相対的な位相が異なる±ｍ次光の第二
回折光を発生する第二等ピッチ回折格子とを有し前記第
二回折光の間での干渉により干渉縞を発生させる干渉縞
発生手段を設け、その発生した干渉縞の位相とピッチの
変化を受光素子により検出し前記測定物の光軸方向への
移動量を算出する測定物移動量算出手段を設けた。
【０００８】請求項３記載の発明では、請求項１又は２
記載の発明において、干渉縞発生手段の±ｍ次光の第二
回折光の間で発生した干渉縞の位相とピッチの変化を受
光する受光素子は、２分割された受光面をもち、これら
各受光面の出力値の差から移動量を算出するようにし
た。
記載の発明において、干渉縞発生手段の±ｍ次光の第二
回折光の間で発生した干渉縞の位相とピッチの変化を受
光する受光素子は、２分割された受光面をもち、これら
各受光面の出力値の差から移動量を算出するようにし
た。
【０００９】請求項４記載の発明では、光源からの光を
対物レンズにより集光して記録媒体に照射し、その記録
媒体からの反射光を受光素子に検出することにより情報
の記録や再生を行う光ピックアップ装置において、前記
記録媒体からの反射光が入射することにより±ｎ次光の
第一回折光を発生する第一回折格子と、前記第一回折光
が入射する前記第一回折格子とは格子ピッチが異なり±
ｍ次光の第二回折光を発生する第二回折格子とを有し前
記第二回折光の間での干渉により干渉縞を発生させる干
渉縞発生手段を前記受光素子の前段に設け、その発生し
た干渉縞の位相とピッチの変化を前記受光素子の４分割
された受光面により検出し、それら各受光面上での干渉
縞の分布を読取ることによりフォーカスエラー信号を求
めかつ前記記録媒体上のトラックパターンに対応する前
記干渉縞を読取ることによりトラックエラー信号を求め
かつ前記４分割された受光面の総出力値から再生記録信
号を求める記録媒体移動量算出手段を設けた。
対物レンズにより集光して記録媒体に照射し、その記録
媒体からの反射光を受光素子に検出することにより情報
の記録や再生を行う光ピックアップ装置において、前記
記録媒体からの反射光が入射することにより±ｎ次光の
第一回折光を発生する第一回折格子と、前記第一回折光
が入射する前記第一回折格子とは格子ピッチが異なり±
ｍ次光の第二回折光を発生する第二回折格子とを有し前
記第二回折光の間での干渉により干渉縞を発生させる干
渉縞発生手段を前記受光素子の前段に設け、その発生し
た干渉縞の位相とピッチの変化を前記受光素子の４分割
された受光面により検出し、それら各受光面上での干渉
縞の分布を読取ることによりフォーカスエラー信号を求
めかつ前記記録媒体上のトラックパターンに対応する前
記干渉縞を読取ることによりトラックエラー信号を求め
かつ前記４分割された受光面の総出力値から再生記録信
号を求める記録媒体移動量算出手段を設けた。
【００１０】請求項５記載の発明では、光源からの光を
対物レンズにより集光して記録媒体に照射し、その記録
媒体からの反射光を受光素子に検出することにより情報
の記録や再生を行う光ピックアップ装置において、前記
記録媒体からの反射光が入射することにより±ｎ次光の
第一回折光を発生する第一等ピッチ回折格子と、前記第
一回折光が入射する前記第一等ピッチ回折格子と格子ピ
ッチが同一でかつその第一等ピッチ回折格子とは相対的
な位相が異なる±ｍ次光の第二回折光を発生する第二等
ピッチ回折格子とを有し前記第二回折光の間での干渉に
より干渉縞を発生させる干渉縞発生手段を前記受光素子
の前段に設け、その発生した干渉縞の位相とピッチの変
化を前記受光素子の４分割された受光面により検出し、
それら各受光面上での干渉縞の分布を読取ることにより
フォーカスエラー信号を求めかつ前記記録媒体上のトラ
ックパターンに対応する前記干渉縞を読取ることにより
トラックエラー信号を求めかつ前記４分割された受光面
の総出力値から再生記録信号を求める記録媒体移動量算
出手段を設けた。
対物レンズにより集光して記録媒体に照射し、その記録
媒体からの反射光を受光素子に検出することにより情報
の記録や再生を行う光ピックアップ装置において、前記
記録媒体からの反射光が入射することにより±ｎ次光の
第一回折光を発生する第一等ピッチ回折格子と、前記第
一回折光が入射する前記第一等ピッチ回折格子と格子ピ
ッチが同一でかつその第一等ピッチ回折格子とは相対的
な位相が異なる±ｍ次光の第二回折光を発生する第二等
ピッチ回折格子とを有し前記第二回折光の間での干渉に
より干渉縞を発生させる干渉縞発生手段を前記受光素子
の前段に設け、その発生した干渉縞の位相とピッチの変
化を前記受光素子の４分割された受光面により検出し、
それら各受光面上での干渉縞の分布を読取ることにより
フォーカスエラー信号を求めかつ前記記録媒体上のトラ
ックパターンに対応する前記干渉縞を読取ることにより
トラックエラー信号を求めかつ前記４分割された受光面
の総出力値から再生記録信号を求める記録媒体移動量算
出手段を設けた。
【００１１】
【作用】請求項１記載の発明においては、第一及び第二
回折格子を有する干渉縞発生手段を設けたことにより、
この干渉縞発生手段から出射した光の断面内においてデ
フォーカスによって角度の変位の異なる光束を干渉さ
せ、これにより発生した干渉縞のピッチと位相とをデフ
ォーカスによって変化させることが可能となる。また、
互いにピッチの異なる回折格子を用いることにより、デ
フォーカスのない状態で干渉縞を発生させることが可能
となる。
回折格子を有する干渉縞発生手段を設けたことにより、
この干渉縞発生手段から出射した光の断面内においてデ
フォーカスによって角度の変位の異なる光束を干渉さ
せ、これにより発生した干渉縞のピッチと位相とをデフ
ォーカスによって変化させることが可能となる。また、
互いにピッチの異なる回折格子を用いることにより、デ
フォーカスのない状態で干渉縞を発生させることが可能
となる。
【００１２】請求項２記載の発明においては、第一等ピ
ッチ回折格子と第二等ピッチ回折格子とを同一ピッチと
することにより、回折格子の作成を簡単に行うことが可
能となる。
ッチ回折格子と第二等ピッチ回折格子とを同一ピッチと
することにより、回折格子の作成を簡単に行うことが可
能となる。
【００１３】請求項３記載の発明においては、受光素子
の受光面を２分割とすることにより、受光素子の作成プ
ロセスを簡易化させることが可能となる。
の受光面を２分割とすることにより、受光素子の作成プ
ロセスを簡易化させることが可能となる。
【００１４】請求項４，５記載の発明においては、干渉
縞発生手段により得られた干渉縞を４つの受光面をもつ
受光素子に導くようにしたことにより、このような干渉
測定法は従来のナイフエッジ法や非点収差法のようなビ
ーム形状の変化を検出する方法に比べて検出感度を格段
に向上させることが可能となり、また、ビーム形状が大
きいため光学位置の調整を極めてラフに行え、耐環境性
能を向上させることが可能となり、さらに、プラスチッ
ク筐体を使用することが可能であるため、光ピックアッ
プ部の構成の小型化、薄型化を図ることが可能となる。
縞発生手段により得られた干渉縞を４つの受光面をもつ
受光素子に導くようにしたことにより、このような干渉
測定法は従来のナイフエッジ法や非点収差法のようなビ
ーム形状の変化を検出する方法に比べて検出感度を格段
に向上させることが可能となり、また、ビーム形状が大
きいため光学位置の調整を極めてラフに行え、耐環境性
能を向上させることが可能となり、さらに、プラスチッ
ク筐体を使用することが可能であるため、光ピックアッ
プ部の構成の小型化、薄型化を図ることが可能となる。
【００１５】
【実施例】請求項１記載の発明の一実施例を図１〜図９
に基づいて説明する。本実施例の主要部の構成である干
渉縞発生手段の説明に入る前に、まず、その干渉縞発生
手段を備えた微小変位測定装置の全体構成を図１に基づ
いて述べる。光源としての半導体レーザ９（ＬＤ）から
出射した光は、コリメートレンズ１０により平行光とさ
れた後、ビームスプリッタ１１により反射され、対物レ
ンズ１２により集光されたビームとなって測定物１３の
面上に照射される。そして、その測定物１３からの反射
光は、再び対物レンズ１２を通過した後、今度はビーム
スプリッタ１１を透過して干渉縞発生手段としての二重
回折格子１４に入射する。この場合、二重回折格子１４
は、±ｎ次光の第一回折光を発生する第一回折格子１４
ａと、この第一回折格子１４ａとは格子ピッチが異なり
±ｍ次光の第二回折光を発生する第二回折格子１４ｂと
よりなっている。そして、その二重回折格子１４により
発生した干渉縞は、受光素子１５（例えば、ＣＣＤ）に
導かれることにより、干渉縞の位相及びピッチの測定が
行われる。このＣＣＤ面上の周期的な光量分布によるそ
の周期を算出し、測定物の１３の移動量を算出する方法
としては測定物移動量算出手段（後述する）を用いて行
うことができる。
に基づいて説明する。本実施例の主要部の構成である干
渉縞発生手段の説明に入る前に、まず、その干渉縞発生
手段を備えた微小変位測定装置の全体構成を図１に基づ
いて述べる。光源としての半導体レーザ９（ＬＤ）から
出射した光は、コリメートレンズ１０により平行光とさ
れた後、ビームスプリッタ１１により反射され、対物レ
ンズ１２により集光されたビームとなって測定物１３の
面上に照射される。そして、その測定物１３からの反射
光は、再び対物レンズ１２を通過した後、今度はビーム
スプリッタ１１を透過して干渉縞発生手段としての二重
回折格子１４に入射する。この場合、二重回折格子１４
は、±ｎ次光の第一回折光を発生する第一回折格子１４
ａと、この第一回折格子１４ａとは格子ピッチが異なり
±ｍ次光の第二回折光を発生する第二回折格子１４ｂと
よりなっている。そして、その二重回折格子１４により
発生した干渉縞は、受光素子１５（例えば、ＣＣＤ）に
導かれることにより、干渉縞の位相及びピッチの測定が
行われる。このＣＣＤ面上の周期的な光量分布によるそ
の周期を算出し、測定物の１３の移動量を算出する方法
としては測定物移動量算出手段（後述する）を用いて行
うことができる。
【００１６】次に、二重回折格子１４を用いた干渉縞の
発生機構を図２〜図５に基づいて説明する。図２におい
て、半導体レーザ９から出射した光がコリメートレンズ
１０によりコリメートされた光路上には、光源側に第一
回折格子１４ａが配置されその反対側に第二回折格子１
４ｂが配置されてなる二重回折格子１４が設けられてい
る。ここで、図３に示すように、第一回折格子１４ａの
格子ピッチをΛ1 とし、第二回折格子１４ｂの格子ピッ
チをΛ2 とし、また、第一回折格子１４ａでの回折角を
θ1 とし、第二回折格子１４ｂでの回折角をθ2 とす
る。さらに、第一回折格子１４ａへの入射角は、説明の
簡略化のために垂直入射とする。
発生機構を図２〜図５に基づいて説明する。図２におい
て、半導体レーザ９から出射した光がコリメートレンズ
１０によりコリメートされた光路上には、光源側に第一
回折格子１４ａが配置されその反対側に第二回折格子１
４ｂが配置されてなる二重回折格子１４が設けられてい
る。ここで、図３に示すように、第一回折格子１４ａの
格子ピッチをΛ1 とし、第二回折格子１４ｂの格子ピッ
チをΛ2 とし、また、第一回折格子１４ａでの回折角を
θ1 とし、第二回折格子１４ｂでの回折角をθ2 とす
る。さらに、第一回折格子１４ａへの入射角は、説明の
簡略化のために垂直入射とする。
【００１７】今、第一回折格子１４ａでは±ｎ次光（ｎ
は正とする）を発生させ、第二回折格子１４ｂではその
＋ｎ次光の−ｍ次光（ｍは正とする）と、その−ｎ次光
の＋ｍ次光（ｍは正とする）とを発生させる。そして、
±ｍ次光同志を干渉させて干渉縞を発生させる。＋は入
射光に対して進行方向左に回折する場合を示し、−はそ
の入射光に対して進行方向右に回折する場合を示す。
は正とする）を発生させ、第二回折格子１４ｂではその
＋ｎ次光の−ｍ次光（ｍは正とする）と、その−ｎ次光
の＋ｍ次光（ｍは正とする）とを発生させる。そして、
±ｍ次光同志を干渉させて干渉縞を発生させる。＋は入
射光に対して進行方向左に回折する場合を示し、−はそ
の入射光に対して進行方向右に回折する場合を示す。
【００１８】この時、＋ｎ次光の第一回折格子１４ａで
の回折条件式は、 ｓｉｎθ1＝ｎλ／Λ1 …（１） となる。なお、−ｎ次光の場合はｎを−ｎに替えればよ
いため、その説明については省略する。また、第二回折
格子１４ｂでの回折条件式は、 −ｓｉｎθ2＋ｓｉｎθ1＝ｍλ／Λ2 …（２） となる。（１）、（２）式より、θ2 について、 ｓｉｎθ2＝λ（ｎ／Λ1−ｍ／Λ2） …（３） となる。図３（ｂ）に示すように、θ2 の入射角の２つ
の平面波２３ａ，２３ｂがスリット２４を通ることによ
る干渉縞２５ａ，２５ｂの光強度分布２６のピッチΛ0
は（４）式のようになる。また、相対的な位相による干
渉縞２６の位相β0 は、（５）式のように表される。 Λ0 ＝λ／（２ｓｉｎθ2） …（４） β0 ＝β1 …（５） β0 ：干渉縞の位相 β1 ：平面波同士の位相 これにより、干渉縞ピッチと二重回折格子１４のピッチ
との関係は、（３）、（４）式を用いて、 １／（２Λ0）＝ｎ／Λ1−ｍ／Λ2 …（６） として表される。また、二重回折格子１４の場合の位相
関係については、図３（ｃ）に示すように、正負の次数
の回折光の干渉についてのみ問題にすると、回折格子直
後での位相関係が逆になることから、干渉縞の位相β0
は、 β0 ＝２β2 …（７） として表される。これにより、干渉縞のピッチは二重回
折格子１４のピッチのみに依存することがわかり、入射
光の波長に全く無関係となる。そして、図４に示すよう
に光の径をＷ0 として、その値を（６）式の左右両辺に
それぞれ掛けると、 （Ｗ0／Λ0）／２＝ｎＷ0／Λ1−ｍＷ0／Λ2 …（８） となる。ここで、Ｗ0／Ａ0は光径内に生じる干渉縞の本
数であり、ｎＷ0／Ａ1とｎＷ0／Ａ2は第一回折格子１４
ａと第二回折格子１４ｂにおける光径内の回折格子本数
にそれぞれの次数を掛けたものである。すなわち、 （干渉縞の本数）／２ ＝次数×（第一回折格子の本数）−次数×（第二回折格子の本数） …（９） となる。これにより、干渉縞の本数と第一回折格子１４
ａ及び第二回折格子１４ｂの本数、及び、それぞれの次
数の関係が明らかになった。この場合、どの次数を用い
ても干渉縞は当然ながら発生するが、±１次光を用いる
ことは回折効率が高い面で高次回折光に優れている。具
体的には、図５のＰに示すような第一回折格子１４ａで
発生する＋１次光であって第二回折格子１４ｂの−１次
光、及び、図５のＱに示すような第一回折格子１４ａで
発生する−１次光であって第二回折格子１４ｂの＋１次
光の効率が一番よい。
の回折条件式は、 ｓｉｎθ1＝ｎλ／Λ1 …（１） となる。なお、−ｎ次光の場合はｎを−ｎに替えればよ
いため、その説明については省略する。また、第二回折
格子１４ｂでの回折条件式は、 −ｓｉｎθ2＋ｓｉｎθ1＝ｍλ／Λ2 …（２） となる。（１）、（２）式より、θ2 について、 ｓｉｎθ2＝λ（ｎ／Λ1−ｍ／Λ2） …（３） となる。図３（ｂ）に示すように、θ2 の入射角の２つ
の平面波２３ａ，２３ｂがスリット２４を通ることによ
る干渉縞２５ａ，２５ｂの光強度分布２６のピッチΛ0
は（４）式のようになる。また、相対的な位相による干
渉縞２６の位相β0 は、（５）式のように表される。 Λ0 ＝λ／（２ｓｉｎθ2） …（４） β0 ＝β1 …（５） β0 ：干渉縞の位相 β1 ：平面波同士の位相 これにより、干渉縞ピッチと二重回折格子１４のピッチ
との関係は、（３）、（４）式を用いて、 １／（２Λ0）＝ｎ／Λ1−ｍ／Λ2 …（６） として表される。また、二重回折格子１４の場合の位相
関係については、図３（ｃ）に示すように、正負の次数
の回折光の干渉についてのみ問題にすると、回折格子直
後での位相関係が逆になることから、干渉縞の位相β0
は、 β0 ＝２β2 …（７） として表される。これにより、干渉縞のピッチは二重回
折格子１４のピッチのみに依存することがわかり、入射
光の波長に全く無関係となる。そして、図４に示すよう
に光の径をＷ0 として、その値を（６）式の左右両辺に
それぞれ掛けると、 （Ｗ0／Λ0）／２＝ｎＷ0／Λ1−ｍＷ0／Λ2 …（８） となる。ここで、Ｗ0／Ａ0は光径内に生じる干渉縞の本
数であり、ｎＷ0／Ａ1とｎＷ0／Ａ2は第一回折格子１４
ａと第二回折格子１４ｂにおける光径内の回折格子本数
にそれぞれの次数を掛けたものである。すなわち、 （干渉縞の本数）／２ ＝次数×（第一回折格子の本数）−次数×（第二回折格子の本数） …（９） となる。これにより、干渉縞の本数と第一回折格子１４
ａ及び第二回折格子１４ｂの本数、及び、それぞれの次
数の関係が明らかになった。この場合、どの次数を用い
ても干渉縞は当然ながら発生するが、±１次光を用いる
ことは回折効率が高い面で高次回折光に優れている。具
体的には、図５のＰに示すような第一回折格子１４ａで
発生する＋１次光であって第二回折格子１４ｂの−１次
光、及び、図５のＱに示すような第一回折格子１４ａで
発生する−１次光であって第二回折格子１４ｂの＋１次
光の効率が一番よい。
【００１９】ここで、干渉縞の本数の例について述べ
る。±１次光のみを用い、高分解能化を目指し、Λ1 ＝
０．９４８μｍと非常に高密度な回折格子を用いる場
合、Λ0＝１ｍｍと大きくとるためには、Λ2 ＝０．９
４７６８μｍとなる。Λ1 とΛ2の違いは約０．０３％
と非常に小さいものとなるが、作成は可能である。ま
た、コリメート光の光径を２ｍｍ程度とすると、干渉縞
が１，２本観測されることとなる。
る。±１次光のみを用い、高分解能化を目指し、Λ1 ＝
０．９４８μｍと非常に高密度な回折格子を用いる場
合、Λ0＝１ｍｍと大きくとるためには、Λ2 ＝０．９
４７６８μｍとなる。Λ1 とΛ2の違いは約０．０３％
と非常に小さいものとなるが、作成は可能である。ま
た、コリメート光の光径を２ｍｍ程度とすると、干渉縞
が１，２本観測されることとなる。
【００２０】次に、上述したような二重回折格子１４を
用い、測定物移動量算出手段により微小変位の測定を行
う方法を、図６〜図９に基づいて説明する。今、測定物
９の面上に略焦点を結ぶようにした対物レンズ１０と、
その光軸上に二重回折格子１４とを配置する。対物レン
ズ１０の焦点距離をｆ、対物レンズ１０と測定物９の面
までの距離をｂ1 、二重回折格子１４側の集光位置をｂ
2 、レンズ開口をＡ、レンズ焦点距離と測定物の面の距
離（デフォーカスとする）をｄ、二重回折格子１４へ入
射する角をθ（図６中、光軸の上側をθ1 、光軸の下側
をθ2 とする）、二重回折格子１４間の距離をＴ、ｄ＜
＜ｆとすると、 １／ｆ＝１／ｂ1＋１／ｂ2 …（１０） θ＝Ａ／ｂ2 …（１１） ｂ1 ＝ｆ＋ｄ …（１２） が成り立つ。そして、（１０）式より、ｂ2 は、 ｂ2 ＝ｆｂ1／（ｂ1−ｆ） …（１３） として表わされる。
用い、測定物移動量算出手段により微小変位の測定を行
う方法を、図６〜図９に基づいて説明する。今、測定物
９の面上に略焦点を結ぶようにした対物レンズ１０と、
その光軸上に二重回折格子１４とを配置する。対物レン
ズ１０の焦点距離をｆ、対物レンズ１０と測定物９の面
までの距離をｂ1 、二重回折格子１４側の集光位置をｂ
2 、レンズ開口をＡ、レンズ焦点距離と測定物の面の距
離（デフォーカスとする）をｄ、二重回折格子１４へ入
射する角をθ（図６中、光軸の上側をθ1 、光軸の下側
をθ2 とする）、二重回折格子１４間の距離をＴ、ｄ＜
＜ｆとすると、 １／ｆ＝１／ｂ1＋１／ｂ2 …（１０） θ＝Ａ／ｂ2 …（１１） ｂ1 ＝ｆ＋ｄ …（１２） が成り立つ。そして、（１０）式より、ｂ2 は、 ｂ2 ＝ｆｂ1／（ｂ1−ｆ） …（１３） として表わされる。
【００２１】 θ＝Ａ（ｂ1−ｆ）／ｆｂ1＝Ａｄ／ｆ（ｆ＋ｄ） ≒Ａｄ／ｆ2 …（１４） ここで、ｄ＜＜ｆとすることにより、対物レンズ１０か
らの光がコリメート状態に近く、対物レンズ１０と二重
回折格子１４とが接近し、図７のようにＸ軸（光軸上で
Ｘ＝０）をとると、Ａ＝ｘとできることから、θの値
は、 θ＝ｘｄ／ｆ2 …（１５） となる。このように、位置（ｘ）によって光線の入射角
が異なる。光線に対して両側から二重回折格子１４に入
射してきた光で、かつ、二重回折格子１４を２回とも回
折した光は、図７に示すように出射面（干渉縞発生面）
Ｒで交わる。この２つの光は出射角が異なるため干渉縞
を発生させることになる。
らの光がコリメート状態に近く、対物レンズ１０と二重
回折格子１４とが接近し、図７のようにＸ軸（光軸上で
Ｘ＝０）をとると、Ａ＝ｘとできることから、θの値
は、 θ＝ｘｄ／ｆ2 …（１５） となる。このように、位置（ｘ）によって光線の入射角
が異なる。光線に対して両側から二重回折格子１４に入
射してきた光で、かつ、二重回折格子１４を２回とも回
折した光は、図７に示すように出射面（干渉縞発生面）
Ｒで交わる。この２つの光は出射角が異なるため干渉縞
を発生させることになる。
【００２２】次に、各位置での干渉縞のピッチを求め
る。ｙ＝０でｘの位置に光軸より上側の光が入射する
と、その出射面Ｒで出射する角θ3 は、図８を参考にし
て、 ｓｉｎθ1−ｓｉｎθ3＝λ（１／Λ2−１／Λ1） …（１６） として表わされる。θ1≒０、θ3≒０なので、θ3 は、 θ3＝θ1＋λ（１／Λ1−１／Λ2） …（１７） となる。そして、（１４）式を（１５）式に代入する
と、 θ3 ＝ｘｄ／ｆ2＋λ（１／Λ1−１／Λ2） …（１８） を得る。ｙ＝Ｔでの出射面での光の位置Ｘは、簡単化の
ため、第一回折光の回折角を４５°とすると、 Ｘ＝ｘ−Ｔ …（１９） となる。（１９）式を（１８）式に代入すると、 θ3 ＝ｄ（Ｘ＋Ｔ）／ｆ2＋λ（１／Λ1−１／Λ2） …（２０） となる。また、これと同様に、ｙ＝０でｘのところに光
軸より下側の光が入射すると、その出射面Ｒで出射する
角θ4 は、 θ4 ＝ｄ（Ｘ−Ｔ）／ｆ2＋λ（１／Λ1−１／Λ2） …（２１） となる。２光束の入射角がそれぞれθ3とθ4であり、θ
3 〜０、θ4〜０の時、干渉縞のピッチΛ0 は、 Λ0 ＝λ／（｜ｓｉｎθ3＋ｓｉｎθ4｜）＝λ／（｜θ3＋θ4｜）…（２２） となる。そして、（２２）式に（２０）、（２１）式を
代入すると、 Λ0（ｄ）＝λ／｛｜２ｄＴ／ｆ2＋２λ（１／Λ1−１／Λ2）｜｝…（２３） となる。これにより、位置Ｘに関わらず、デフォーカス
ｄに依存する等ピッチの干渉縞であることが分かる。こ
こで、ｄ＝０の時、Λ0（０）＝Λ0とし、Λ0 ＝１／２
（１／Λ1−１／Λ2）とすると、 Λ0（ｄ，Ｘ）＝λ／（｜２ｄＴ／ｆ2＋λ／Λ0｜） ＝１／（｜１／Λ0＋２（ｄ／λ）Ｔ／ｆ2｜） …（２４） この（２４）式が干渉縞のピッチを記述する基本式とな
る。一例として、Ｔ＝１ｍｍ、ｆ＝４ｍｍ、Λ0 ＝１ｍ
ｍの時のΛ0（ｄ）は、図９に示すように、干渉縞のピ
ッチΛ0 を測定することにより、測定物９の微小変位ｄ
が求まる。また、干渉縞の位相については（７）式と同
様である。従って、このようなことから、二重回折格子
１４を図１に示すような微小変位測定装置に適用させる
ことによって、干渉縞のピッチの測定を行い、測定物９
の微小変位ｄを算出することができる。
る。ｙ＝０でｘの位置に光軸より上側の光が入射する
と、その出射面Ｒで出射する角θ3 は、図８を参考にし
て、 ｓｉｎθ1−ｓｉｎθ3＝λ（１／Λ2−１／Λ1） …（１６） として表わされる。θ1≒０、θ3≒０なので、θ3 は、 θ3＝θ1＋λ（１／Λ1−１／Λ2） …（１７） となる。そして、（１４）式を（１５）式に代入する
と、 θ3 ＝ｘｄ／ｆ2＋λ（１／Λ1−１／Λ2） …（１８） を得る。ｙ＝Ｔでの出射面での光の位置Ｘは、簡単化の
ため、第一回折光の回折角を４５°とすると、 Ｘ＝ｘ−Ｔ …（１９） となる。（１９）式を（１８）式に代入すると、 θ3 ＝ｄ（Ｘ＋Ｔ）／ｆ2＋λ（１／Λ1−１／Λ2） …（２０） となる。また、これと同様に、ｙ＝０でｘのところに光
軸より下側の光が入射すると、その出射面Ｒで出射する
角θ4 は、 θ4 ＝ｄ（Ｘ−Ｔ）／ｆ2＋λ（１／Λ1−１／Λ2） …（２１） となる。２光束の入射角がそれぞれθ3とθ4であり、θ
3 〜０、θ4〜０の時、干渉縞のピッチΛ0 は、 Λ0 ＝λ／（｜ｓｉｎθ3＋ｓｉｎθ4｜）＝λ／（｜θ3＋θ4｜）…（２２） となる。そして、（２２）式に（２０）、（２１）式を
代入すると、 Λ0（ｄ）＝λ／｛｜２ｄＴ／ｆ2＋２λ（１／Λ1−１／Λ2）｜｝…（２３） となる。これにより、位置Ｘに関わらず、デフォーカス
ｄに依存する等ピッチの干渉縞であることが分かる。こ
こで、ｄ＝０の時、Λ0（０）＝Λ0とし、Λ0 ＝１／２
（１／Λ1−１／Λ2）とすると、 Λ0（ｄ，Ｘ）＝λ／（｜２ｄＴ／ｆ2＋λ／Λ0｜） ＝１／（｜１／Λ0＋２（ｄ／λ）Ｔ／ｆ2｜） …（２４） この（２４）式が干渉縞のピッチを記述する基本式とな
る。一例として、Ｔ＝１ｍｍ、ｆ＝４ｍｍ、Λ0 ＝１ｍ
ｍの時のΛ0（ｄ）は、図９に示すように、干渉縞のピ
ッチΛ0 を測定することにより、測定物９の微小変位ｄ
が求まる。また、干渉縞の位相については（７）式と同
様である。従って、このようなことから、二重回折格子
１４を図１に示すような微小変位測定装置に適用させる
ことによって、干渉縞のピッチの測定を行い、測定物９
の微小変位ｄを算出することができる。
【００２３】上述したように、二重回折格子１４を設け
たことにより、この格子を出射した光の断面内において
デフォーカスによって角度の変位の異なる光束を干渉さ
せ、この発生した干渉縞のピッチと位相とをデフォーカ
スによって変化させることができ、これにより微小変位
を測定することができる。また、格子ピッチの異なる２
つの回折格子１４ａ，１４ｂを用いているため、デフォ
ーカスのない状態で干渉縞が発生し、デフォーカスの方
向（ｄの正負）を検出することができる。
たことにより、この格子を出射した光の断面内において
デフォーカスによって角度の変位の異なる光束を干渉さ
せ、この発生した干渉縞のピッチと位相とをデフォーカ
スによって変化させることができ、これにより微小変位
を測定することができる。また、格子ピッチの異なる２
つの回折格子１４ａ，１４ｂを用いているため、デフォ
ーカスのない状態で干渉縞が発生し、デフォーカスの方
向（ｄの正負）を検出することができる。
【００２４】次に、請求項２記載の発明の一実施例を図
１０及び図１１に基づいて説明する。なお、前述した請
求項１記載の発明と同一部分についての説明は省略し、
その同一部分については同一符号を用いる。前述した請
求項１記載の実施例では、第一回折格子１４ａと第二回
折格子１４ｂの格子ピッチが互いに異なる二重回折格子
１４の場合について述べたが、ここでは、第一及び第二
等ピッチ回折格子としての第一及び第二回折格子１４
ａ，１４ｂにおける格子ピッチを同一とし、かつ、これ
ら２つの回折格子の相対的な位相が異なるようにした場
合について述べるものである。
１０及び図１１に基づいて説明する。なお、前述した請
求項１記載の発明と同一部分についての説明は省略し、
その同一部分については同一符号を用いる。前述した請
求項１記載の実施例では、第一回折格子１４ａと第二回
折格子１４ｂの格子ピッチが互いに異なる二重回折格子
１４の場合について述べたが、ここでは、第一及び第二
等ピッチ回折格子としての第一及び第二回折格子１４
ａ，１４ｂにおける格子ピッチを同一とし、かつ、これ
ら２つの回折格子の相対的な位相が異なるようにした場
合について述べるものである。
【００２５】この場合、格子ピッチが同一であるという
ことは、測定物９にデフォーカスのない時は干渉縞が発
生しない（Λ0 →∞）が、デフォーカスの生じた時に干
渉縞が発生することを意味するため、これにより干渉縞
のピッチを読み取ることによって、測定物９の微小変位
を測定することができる。数式的に言えば、（２４）式
において、Λ0→∞とすると、 Λ0（ｄ）＝ｆ2／｛｜（ｄ／λ）２Ｔ｜｝ …（２５） となる。また、ここでは、２つの回折格子（すなわち、
第一及び第二回折格子１４ａ，１４ｂ）の位相を故意に
異ならせている。そこで、このときの位相状態を図１０
を用いて説明する。今、±１次光（Ｐ，Ｑ光）を用いる
とする。第一及び第二回折格子１４ａ，１４ｂが同一ピ
ッチであり、位相が９０°（１／４波長）ずれているた
め、デフォーカスが発生していない状態（ｄ＝０）で
は、図１０（ａ）に示すように、Ｐ光とＱ光とは等位相
面２７は平行となり、互いに櫛のように入り込むような
状態となる。そして、デフォーカスが発生すると（ｄ＜
０、ｄ＞０）、図１０（ｂ）（ｃ）に示すように、等位
相面２７はミクロ的には各々湾曲する。この湾曲によっ
て等位相面２７は交わり、（２５）式で示されるピッチ
の干渉縞が発生する。この干渉縞は波面が交わってでき
るが、その交わり方は図１０（ｂ）（ｃ）中のＬで示す
ように、デフォーカスの正負によって場所が移動する。
このことは左右の位相が反転することを示している。ま
た、干渉縞の光量分布は、図１１に示すように、定性的
にはデフォーカスによって変化し、これによりＰ，Ｑ光
の位置にそれぞれ対応する左右Ａ，Ｂの領域がｄ＝０に
対して左右反転することになり、このような変化の状態
を受光素子１５で読取ることによって、ｄの値を知るこ
とができる。従って、このように格子ピッチが同じで位
相が互いに異なる回折格子１４ａ，１４ｂを用いること
によって、回折格子を簡単に作成することができ、生産
コストを低減させることができる。
ことは、測定物９にデフォーカスのない時は干渉縞が発
生しない（Λ0 →∞）が、デフォーカスの生じた時に干
渉縞が発生することを意味するため、これにより干渉縞
のピッチを読み取ることによって、測定物９の微小変位
を測定することができる。数式的に言えば、（２４）式
において、Λ0→∞とすると、 Λ0（ｄ）＝ｆ2／｛｜（ｄ／λ）２Ｔ｜｝ …（２５） となる。また、ここでは、２つの回折格子（すなわち、
第一及び第二回折格子１４ａ，１４ｂ）の位相を故意に
異ならせている。そこで、このときの位相状態を図１０
を用いて説明する。今、±１次光（Ｐ，Ｑ光）を用いる
とする。第一及び第二回折格子１４ａ，１４ｂが同一ピ
ッチであり、位相が９０°（１／４波長）ずれているた
め、デフォーカスが発生していない状態（ｄ＝０）で
は、図１０（ａ）に示すように、Ｐ光とＱ光とは等位相
面２７は平行となり、互いに櫛のように入り込むような
状態となる。そして、デフォーカスが発生すると（ｄ＜
０、ｄ＞０）、図１０（ｂ）（ｃ）に示すように、等位
相面２７はミクロ的には各々湾曲する。この湾曲によっ
て等位相面２７は交わり、（２５）式で示されるピッチ
の干渉縞が発生する。この干渉縞は波面が交わってでき
るが、その交わり方は図１０（ｂ）（ｃ）中のＬで示す
ように、デフォーカスの正負によって場所が移動する。
このことは左右の位相が反転することを示している。ま
た、干渉縞の光量分布は、図１１に示すように、定性的
にはデフォーカスによって変化し、これによりＰ，Ｑ光
の位置にそれぞれ対応する左右Ａ，Ｂの領域がｄ＝０に
対して左右反転することになり、このような変化の状態
を受光素子１５で読取ることによって、ｄの値を知るこ
とができる。従って、このように格子ピッチが同じで位
相が互いに異なる回折格子１４ａ，１４ｂを用いること
によって、回折格子を簡単に作成することができ、生産
コストを低減させることができる。
【００２６】次に、請求項３記載の発明の一実施例を図
１２に基づいて説明する。なお、前述した請求項１，２
記載の発明と同一部分についての説明は省略し、その同
一部分については同一符号を用いる。本実施例では、請
求項１又は２記載の微小変位測定装置において、二重回
折格子１４の±ｍ次光の第二回折光の間で発生した干渉
縞の位相とピッチの変化を受光する受光素子１５を２分
割して受光面Ａ，Ｂを形成し、これら各受光面Ａ，Ｂの
出力値の差から移動量を算出するようにしたものであ
る。このように２分割された受光面Ａ，Ｂを前述したよ
うな図１１中の左右の光路中に配置させ、干渉縞の光量
分布の変化すなわち光量差（Ａ−Ｂ）を検出することに
より、図１２に示すような信号を得ることができ、これ
により微小変位を測定することができる。
１２に基づいて説明する。なお、前述した請求項１，２
記載の発明と同一部分についての説明は省略し、その同
一部分については同一符号を用いる。本実施例では、請
求項１又は２記載の微小変位測定装置において、二重回
折格子１４の±ｍ次光の第二回折光の間で発生した干渉
縞の位相とピッチの変化を受光する受光素子１５を２分
割して受光面Ａ，Ｂを形成し、これら各受光面Ａ，Ｂの
出力値の差から移動量を算出するようにしたものであ
る。このように２分割された受光面Ａ，Ｂを前述したよ
うな図１１中の左右の光路中に配置させ、干渉縞の光量
分布の変化すなわち光量差（Ａ−Ｂ）を検出することに
より、図１２に示すような信号を得ることができ、これ
により微小変位を測定することができる。
【００２７】前述した請求項１，２記載の実施例では、
第一回折格子１４ａは±ｎ次光の回折光を発生し、第二
回折格子１４ｂは±ｍ次光の回折光を発生したが、回折
光の次数に特にこだわる必要はなく、基本的にどの次数
を用いても干渉縞は当然ながら発生する。特に、±１次
光を用いることにより、回折効率が高い面で高次回折光
に優れたものとなる。また、その高次回折光は回折角が
大きく、第二回折格子１４ｂに入射する際に光軸より離
れているため干渉に寄与しない部分が残り、これにより
±１次光が最も効果的であり、測定精度を向上させるこ
とができる。
第一回折格子１４ａは±ｎ次光の回折光を発生し、第二
回折格子１４ｂは±ｍ次光の回折光を発生したが、回折
光の次数に特にこだわる必要はなく、基本的にどの次数
を用いても干渉縞は当然ながら発生する。特に、±１次
光を用いることにより、回折効率が高い面で高次回折光
に優れたものとなる。また、その高次回折光は回折角が
大きく、第二回折格子１４ｂに入射する際に光軸より離
れているため干渉に寄与しない部分が残り、これにより
±１次光が最も効果的であり、測定精度を向上させるこ
とができる。
【００２８】次に、請求項４，５記載の発明の一実施例
を図１３〜図１５に基づいて説明する。なお、前述した
請求項１〜３記載の発明と同一部分についての説明は省
略し、その同一部分については同一符号を用いる。本実
施例では、請求項１〜３記載の発明で述べたような微小
変位測定装置の測定原理を光ピックアップ装置に応用し
た場合の例について述べるものである。すなわち、図１
３の光ピックアップ装置において、光ディスク１７によ
り反射された反射光がビームスプリッタ１１により反射
された光路上に二重回折格子１４を配設し、これにより
発生した干渉縞を図１４に示すような受光素子２８の４
分割された受光面Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにより検出するように
したものである。また、ここでは、フォーカスエラー信
号Ｆｅ、トラックエラー信号Ｔｅ、再生記録信号Ｗｏの
各信号を求める記録媒体移動量算出手段（これは、前述
した測定物移動量算出手段に対応するもの、ともに図示
せず）を設けた。
を図１３〜図１５に基づいて説明する。なお、前述した
請求項１〜３記載の発明と同一部分についての説明は省
略し、その同一部分については同一符号を用いる。本実
施例では、請求項１〜３記載の発明で述べたような微小
変位測定装置の測定原理を光ピックアップ装置に応用し
た場合の例について述べるものである。すなわち、図１
３の光ピックアップ装置において、光ディスク１７によ
り反射された反射光がビームスプリッタ１１により反射
された光路上に二重回折格子１４を配設し、これにより
発生した干渉縞を図１４に示すような受光素子２８の４
分割された受光面Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにより検出するように
したものである。また、ここでは、フォーカスエラー信
号Ｆｅ、トラックエラー信号Ｔｅ、再生記録信号Ｗｏの
各信号を求める記録媒体移動量算出手段（これは、前述
した測定物移動量算出手段に対応するもの、ともに図示
せず）を設けた。
【００２９】このような構成において、半導体レーザ９
から出射した光は、コリメートレンズ１０、ビームスプ
リッタ１１を透過して立上げミラー１６により光路を変
え、対物レンズ１２により集光され光ディスク１７の面
上に照射される。また、光ディスク１７からの反射光
は、逆の経路を辿っていきビームスプリッタ１１により
反射され、二重回折格子１４に入射する。これにより、
前述した実施例と同様な原理で発生した干渉縞を受光素
子２８で受光してその干渉縞の位相とピッチの変化を求
める。そして、図示しない記録媒体移動量算出手段によ
り光ディスク１７の光軸方向への移動量を検出すること
ができる。この光軸方向への移動量としては、フォーカ
スエラー信号Ｆｅ、トラックエラー信号Ｔｅを求めるこ
とにより行うことができる。フォーカスエラー信号Ｆｅ
は各受光面Ａ〜Ｄ上での干渉縞の分布を読取ることによ
り求めることができ、トラックエラー信号Ｔｅは光ディ
スク１７上のトラックパターン（図１４参照）に対応す
る干渉縞を読取ることにより求めることができる。フォ
ーカスエラー信号Ｆｅ、トラックエラー信号Ｔｅの算出
式は、 Ｆｅ＝（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ） …（２６） Ｔｅ＝（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ） …（２７） となる。また、ここでは４分割された受光面Ａ〜Ｄの総
出力値から再生記録信号を求めることもできる。受光素
子２８としては、前述したようなＣＣＤを用いることも
できるが高価であるため、フォトダイオード（ＰＤ）を
用いることにより安価な構成とすることができる。
から出射した光は、コリメートレンズ１０、ビームスプ
リッタ１１を透過して立上げミラー１６により光路を変
え、対物レンズ１２により集光され光ディスク１７の面
上に照射される。また、光ディスク１７からの反射光
は、逆の経路を辿っていきビームスプリッタ１１により
反射され、二重回折格子１４に入射する。これにより、
前述した実施例と同様な原理で発生した干渉縞を受光素
子２８で受光してその干渉縞の位相とピッチの変化を求
める。そして、図示しない記録媒体移動量算出手段によ
り光ディスク１７の光軸方向への移動量を検出すること
ができる。この光軸方向への移動量としては、フォーカ
スエラー信号Ｆｅ、トラックエラー信号Ｔｅを求めるこ
とにより行うことができる。フォーカスエラー信号Ｆｅ
は各受光面Ａ〜Ｄ上での干渉縞の分布を読取ることによ
り求めることができ、トラックエラー信号Ｔｅは光ディ
スク１７上のトラックパターン（図１４参照）に対応す
る干渉縞を読取ることにより求めることができる。フォ
ーカスエラー信号Ｆｅ、トラックエラー信号Ｔｅの算出
式は、 Ｆｅ＝（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ） …（２６） Ｔｅ＝（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ） …（２７） となる。また、ここでは４分割された受光面Ａ〜Ｄの総
出力値から再生記録信号を求めることもできる。受光素
子２８としては、前述したようなＣＣＤを用いることも
できるが高価であるため、フォトダイオード（ＰＤ）を
用いることにより安価な構成とすることができる。
【００３０】次に、本実施例のような構成にしたことに
より生じる利点（第一〜第三）について説明する。図１
５は、従来の光ピックアップ装置の中で最も小さな構造
例を示すものである。ここでは、キャップ２０内部に半
導体レーザ（ＬＤ）９と受光手段としての受光素子２１
とが配置され、そのキャップ２０の外部のＬＤ９とコリ
メートレンズ１０との間に回折機能をもつホログラム２
２が配設されているものである。近年、光ディスクの分
野では、光ピックアップの薄型化が望まれており、コリ
メートレンズ１０の焦点距離を短くしてコリメート光径
を小さくすることが重要となっている。しかし、従来の
タイプではホログラムが邪魔して短焦点化することがで
きないため、図１５に示すようにホログラム２２の検出
系を外に配置する構成となっており、このため十分な小
型化、軽量化を図っているとは言えない。しかし、本実
施例のように、二重回折格子１４を用いることによっ
て、非常に小さな光ピックアップを構成することができ
る第一の利点がある。
より生じる利点（第一〜第三）について説明する。図１
５は、従来の光ピックアップ装置の中で最も小さな構造
例を示すものである。ここでは、キャップ２０内部に半
導体レーザ（ＬＤ）９と受光手段としての受光素子２１
とが配置され、そのキャップ２０の外部のＬＤ９とコリ
メートレンズ１０との間に回折機能をもつホログラム２
２が配設されているものである。近年、光ディスクの分
野では、光ピックアップの薄型化が望まれており、コリ
メートレンズ１０の焦点距離を短くしてコリメート光径
を小さくすることが重要となっている。しかし、従来の
タイプではホログラムが邪魔して短焦点化することがで
きないため、図１５に示すようにホログラム２２の検出
系を外に配置する構成となっており、このため十分な小
型化、軽量化を図っているとは言えない。しかし、本実
施例のように、二重回折格子１４を用いることによっ
て、非常に小さな光ピックアップを構成することができ
る第一の利点がある。
【００３１】また、従来の光ピックアップの受光素子２
１上でのビーム径は数十ミクロンであるが、本実施例で
は受光素子１８，１９上のビーム径はコリメート光径と
ほぼ同じでミリ単位であり、調整工程は二桁程度緩和さ
れ、これにより調整をラフにすることができる。すなわ
ち、その具体的な調整方法としては、半導体レーザ９と
コリメートレンズ１０との間の調整を行う。次に、参照
平面を用いてコリメート光を反射させて、二重回折格子
１４に入射させて回折格子１４ａ，１４ｂの格子方向が
トラック方向と垂直に固定するわけであるが、固定精度
は数度とラフとなる。そして、受光素子１８，１９を二
重回折格子１４に近づけ、その受光素子１８，１９の出
力を見ながら数十ミクロンの精度で固定するだけでよ
い。このように調整を従来よりもラフに行えるという第
二の利点がある。さらに、受光面上でのビーム形状が大
きいことから、極めて耐環境性能がよいという第三の利
点がある。また、筐体としてはプラスチックを使用する
ことができるため軽量化を図り、これにより高速アクセ
ス化や低コスト化を実現することができる。
１上でのビーム径は数十ミクロンであるが、本実施例で
は受光素子１８，１９上のビーム径はコリメート光径と
ほぼ同じでミリ単位であり、調整工程は二桁程度緩和さ
れ、これにより調整をラフにすることができる。すなわ
ち、その具体的な調整方法としては、半導体レーザ９と
コリメートレンズ１０との間の調整を行う。次に、参照
平面を用いてコリメート光を反射させて、二重回折格子
１４に入射させて回折格子１４ａ，１４ｂの格子方向が
トラック方向と垂直に固定するわけであるが、固定精度
は数度とラフとなる。そして、受光素子１８，１９を二
重回折格子１４に近づけ、その受光素子１８，１９の出
力を見ながら数十ミクロンの精度で固定するだけでよ
い。このように調整を従来よりもラフに行えるという第
二の利点がある。さらに、受光面上でのビーム形状が大
きいことから、極めて耐環境性能がよいという第三の利
点がある。また、筐体としてはプラスチックを使用する
ことができるため軽量化を図り、これにより高速アクセ
ス化や低コスト化を実現することができる。
【００３２】
【発明の効果】請求項１記載の発明は、光源からの光を
対物レンズにより集光して測定物に照射しその測定物に
より反射され前記対物レンズを再び通過した光が入射す
ることにより±ｎ次光の第一回折光を発生する第一回折
格子と、前記第一回折光が入射する前記第一回折格子と
は格子ピッチが異なり±ｍ次光の第二回折光を発生する
第二回折格子とを有し前記第二回折光の間での干渉によ
り干渉縞を発生させる干渉縞発生手段を設け、その発生
した干渉縞の位相とピッチの変化を受光素子により検出
し前記測定物の光軸方向への移動量を算出する測定物移
動量算出手段を設けたので、干渉縞発生手段から出射し
た光の断面内においてデフォーカスによって角度の変位
の異なる光束を干渉させ、これにより発生した干渉縞の
ピッチと位相とをデフォーカスによって変化させること
によって、検出長を短くし安定した状態で微小変位の測
定を行うことができる。また、互いにピッチの異なる回
折格子を用いることにより、デフォーカスのない状態で
干渉縞を発生させ、デフォーカス方向（正負）を検出す
ることができる。
対物レンズにより集光して測定物に照射しその測定物に
より反射され前記対物レンズを再び通過した光が入射す
ることにより±ｎ次光の第一回折光を発生する第一回折
格子と、前記第一回折光が入射する前記第一回折格子と
は格子ピッチが異なり±ｍ次光の第二回折光を発生する
第二回折格子とを有し前記第二回折光の間での干渉によ
り干渉縞を発生させる干渉縞発生手段を設け、その発生
した干渉縞の位相とピッチの変化を受光素子により検出
し前記測定物の光軸方向への移動量を算出する測定物移
動量算出手段を設けたので、干渉縞発生手段から出射し
た光の断面内においてデフォーカスによって角度の変位
の異なる光束を干渉させ、これにより発生した干渉縞の
ピッチと位相とをデフォーカスによって変化させること
によって、検出長を短くし安定した状態で微小変位の測
定を行うことができる。また、互いにピッチの異なる回
折格子を用いることにより、デフォーカスのない状態で
干渉縞を発生させ、デフォーカス方向（正負）を検出す
ることができる。
【００３３】請求項２記載の発明は、光源からの光を対
物レンズにより集光して測定物に照射しその測定物によ
り反射され前記対物レンズを再び通過した光が入射する
ことにより±ｎ次光の第一回折光を発生する第一等ピッ
チ回折格子と、前記第一回折光が入射する前記第一等ピ
ッチ回折格子と格子ピッチが同一でかつその第一等ピッ
チ回折格子とは相対的な位相が異なる±ｍ次光の第二回
折光を発生する第二等ピッチ回折格子とを有し前記第二
回折光の間での干渉により干渉縞を発生させる干渉縞発
生手段を設け、その発生した干渉縞の位相とピッチの変
化を受光素子により検出し前記測定物の光軸方向への移
動量を算出する測定物移動量算出手段を設けたので、こ
のように同一ピッチの回折格子を用いることにより、回
折格子の作成を簡単に行うことができ、これにより生産
コストの削減を図ることができる。
物レンズにより集光して測定物に照射しその測定物によ
り反射され前記対物レンズを再び通過した光が入射する
ことにより±ｎ次光の第一回折光を発生する第一等ピッ
チ回折格子と、前記第一回折光が入射する前記第一等ピ
ッチ回折格子と格子ピッチが同一でかつその第一等ピッ
チ回折格子とは相対的な位相が異なる±ｍ次光の第二回
折光を発生する第二等ピッチ回折格子とを有し前記第二
回折光の間での干渉により干渉縞を発生させる干渉縞発
生手段を設け、その発生した干渉縞の位相とピッチの変
化を受光素子により検出し前記測定物の光軸方向への移
動量を算出する測定物移動量算出手段を設けたので、こ
のように同一ピッチの回折格子を用いることにより、回
折格子の作成を簡単に行うことができ、これにより生産
コストの削減を図ることができる。
【００３４】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、干渉縞発生手段の±ｍ次光の第二回
折光の間で発生した干渉縞の位相とピッチの変化を受光
する受光素子は２分割された受光面をもち、これら各受
光面の出力値の差から移動量を算出するようにしたの
で、受光素子の作成プロセスを簡易化させることがで
き、生産効率を高めることができる。
載の発明において、干渉縞発生手段の±ｍ次光の第二回
折光の間で発生した干渉縞の位相とピッチの変化を受光
する受光素子は２分割された受光面をもち、これら各受
光面の出力値の差から移動量を算出するようにしたの
で、受光素子の作成プロセスを簡易化させることがで
き、生産効率を高めることができる。
【００３５】請求項４記載の発明は、光源からの光を対
物レンズにより集光して記録媒体に照射し、その記録媒
体からの反射光を受光素子に検出することにより情報の
記録や再生を行う光ピックアップ装置において、前記記
録媒体からの反射光が入射することにより±ｎ次光の第
一回折光を発生する第一回折格子と、前記第一回折光が
入射する前記第一回折格子とは格子ピッチが異なり±ｍ
次光の第二回折光を発生する第二回折格子とを有し前記
第二回折光の間での干渉により干渉縞を発生させる干渉
縞発生手段を前記受光素子の前段に設け、その発生した
干渉縞の位相とピッチの変化を前記受光素子の４分割さ
れた受光面により検出し、それら各受光面上での干渉縞
の分布を読取ることによりフォーカスエラー信号を求め
かつ前記記録媒体上のトラックパターンに対応する前記
干渉縞を読取ることによりトラックエラー信号を求めか
つ前記４分割された受光面の総出力値から再生記録信号
を求める記録媒体移動量算出手段を設けたので、従来の
ナイフエッジ法や非点収差法のようなビーム形状の変化
を利用して検出する方式の代わりに干渉縞を用いた干渉
測定方式により信号検出を行うことにより、検出感度を
格段に向上させることができ、しかも、検出長を従来よ
りも短くとることができるため、光ピックアップ部の小
型化を図ることができる。また、このような干渉縞によ
る検出においてはビーム形状が比較的大きいため光学位
置の調整を極めてラフに行うことができ、耐環境性能を
向上させ信号検出の安定化を図ることができる。さら
に、このような構成ではプラスチック筐体を使用するこ
とができるため、光ピックアップ部の薄型化を図り、高
速アクセスを行うことができ、しかも、生産コストの低
減を図ることができる。
物レンズにより集光して記録媒体に照射し、その記録媒
体からの反射光を受光素子に検出することにより情報の
記録や再生を行う光ピックアップ装置において、前記記
録媒体からの反射光が入射することにより±ｎ次光の第
一回折光を発生する第一回折格子と、前記第一回折光が
入射する前記第一回折格子とは格子ピッチが異なり±ｍ
次光の第二回折光を発生する第二回折格子とを有し前記
第二回折光の間での干渉により干渉縞を発生させる干渉
縞発生手段を前記受光素子の前段に設け、その発生した
干渉縞の位相とピッチの変化を前記受光素子の４分割さ
れた受光面により検出し、それら各受光面上での干渉縞
の分布を読取ることによりフォーカスエラー信号を求め
かつ前記記録媒体上のトラックパターンに対応する前記
干渉縞を読取ることによりトラックエラー信号を求めか
つ前記４分割された受光面の総出力値から再生記録信号
を求める記録媒体移動量算出手段を設けたので、従来の
ナイフエッジ法や非点収差法のようなビーム形状の変化
を利用して検出する方式の代わりに干渉縞を用いた干渉
測定方式により信号検出を行うことにより、検出感度を
格段に向上させることができ、しかも、検出長を従来よ
りも短くとることができるため、光ピックアップ部の小
型化を図ることができる。また、このような干渉縞によ
る検出においてはビーム形状が比較的大きいため光学位
置の調整を極めてラフに行うことができ、耐環境性能を
向上させ信号検出の安定化を図ることができる。さら
に、このような構成ではプラスチック筐体を使用するこ
とができるため、光ピックアップ部の薄型化を図り、高
速アクセスを行うことができ、しかも、生産コストの低
減を図ることができる。
【００３６】請求項５記載の発明は、光源からの光を対
物レンズにより集光して記録媒体に照射し、その記録媒
体からの反射光を受光素子に検出することにより情報の
記録や再生を行う光ピックアップ装置において、前記記
録媒体からの反射光が入射することにより±ｎ次光の第
一回折光を発生する第一等ピッチ回折格子と、前記第一
回折光が入射する前記第一等ピッチ回折格子と格子ピッ
チが同一でかつその第一等ピッチ回折格子とは相対的な
位相が異なる±ｍ次光の第二回折光を発生する第二等ピ
ッチ回折格子とを有し前記第二回折光の間での干渉によ
り干渉縞を発生させる干渉縞発生手段を前記受光素子の
前段に設け、その発生した干渉縞の位相とピッチの変化
を前記受光素子の４分割された受光面により検出し、そ
れら各受光面上での干渉縞の分布を読取ることによりフ
ォーカスエラー信号を求めかつ前記記録媒体上のトラッ
クパターンに対応する前記干渉縞を読取ることによりト
ラックエラー信号を求めかつ前記４分割された受光面の
総出力値から再生記録信号を求める記録媒体移動量算出
手段を設けたので、従来のナイフエッジ法や非点収差法
のようなビーム形状の変化を利用して検出する方式の代
わりに干渉縞を用いた干渉測定方式により信号検出を行
うことにより、検出感度を格段に向上させることがで
き、しかも、検出長を従来よりも短くとることができる
ため、光ピックアップ部の小型化を図ることができる。
また、このような干渉縞による検出においてはビーム形
状が比較的大きいため光学位置の調整を極めてラフに行
うことができ、耐環境性能を向上させ信号検出の安定化
を図ることができる。さらに、このような構成ではプラ
スチック筐体を使用することができるため、光ピックア
ップ部の薄型化を図り、高速アクセスを行うことがで
き、しかも、生産コストの低減を図ることができる。
物レンズにより集光して記録媒体に照射し、その記録媒
体からの反射光を受光素子に検出することにより情報の
記録や再生を行う光ピックアップ装置において、前記記
録媒体からの反射光が入射することにより±ｎ次光の第
一回折光を発生する第一等ピッチ回折格子と、前記第一
回折光が入射する前記第一等ピッチ回折格子と格子ピッ
チが同一でかつその第一等ピッチ回折格子とは相対的な
位相が異なる±ｍ次光の第二回折光を発生する第二等ピ
ッチ回折格子とを有し前記第二回折光の間での干渉によ
り干渉縞を発生させる干渉縞発生手段を前記受光素子の
前段に設け、その発生した干渉縞の位相とピッチの変化
を前記受光素子の４分割された受光面により検出し、そ
れら各受光面上での干渉縞の分布を読取ることによりフ
ォーカスエラー信号を求めかつ前記記録媒体上のトラッ
クパターンに対応する前記干渉縞を読取ることによりト
ラックエラー信号を求めかつ前記４分割された受光面の
総出力値から再生記録信号を求める記録媒体移動量算出
手段を設けたので、従来のナイフエッジ法や非点収差法
のようなビーム形状の変化を利用して検出する方式の代
わりに干渉縞を用いた干渉測定方式により信号検出を行
うことにより、検出感度を格段に向上させることがで
き、しかも、検出長を従来よりも短くとることができる
ため、光ピックアップ部の小型化を図ることができる。
また、このような干渉縞による検出においてはビーム形
状が比較的大きいため光学位置の調整を極めてラフに行
うことができ、耐環境性能を向上させ信号検出の安定化
を図ることができる。さらに、このような構成ではプラ
スチック筐体を使用することができるため、光ピックア
ップ部の薄型化を図り、高速アクセスを行うことがで
き、しかも、生産コストの低減を図ることができる。
【図１】請求項１記載の発明の一実施例である微小変位
測定装置の全体構成を示す光路図である。
測定装置の全体構成を示す光路図である。
【図２】二重回折格子を用いた干渉縞発生機構を示す光
路図である。
路図である。
【図３】（ａ）は二重回折格子における干渉縞の発生原
理を示す説明図、（ｂ）は２つの平面波をスリットに通
過させた場合の干渉縞の強度分布を示す模式図、（ｃ）
は１つの平面波を二重回折格子に通過させた直後におけ
る干渉縞の強度分布を示す模式図である。
理を示す説明図、（ｂ）は２つの平面波をスリットに通
過させた場合の干渉縞の強度分布を示す模式図、（ｃ）
は１つの平面波を二重回折格子に通過させた直後におけ
る干渉縞の強度分布を示す模式図である。
【図４】二重回折格子を通過したビームの光径を示す模
式図である。
式図である。
【図５】第二回折格子で発生する±１次光の様子を示す
模式図である。
模式図である。
【図６】二重回折格子を用いた微小変位の測定方法を示
す説明図である。
す説明図である。
【図７】二重回折格子における回折光の回折角の変化の
様子を示す模式図である。
様子を示す模式図である。
【図８】回折ダイヤフラムを示す模式図である。
【図９】干渉縞のピッチの変化の様子を示す特性図であ
る。
る。
【図１０】請求項２記載の発明の一実施例である２つの
回折格子の位相を異ならせた場合の位相状態を示すもの
であり、（ａ）はデフォーカスなしの状態を示す模式
図、（ｂ）（ｃ）はデフォーカスが発生した場合の状態
を示す模式図である。
回折格子の位相を異ならせた場合の位相状態を示すもの
であり、（ａ）はデフォーカスなしの状態を示す模式
図、（ｂ）（ｃ）はデフォーカスが発生した場合の状態
を示す模式図である。
【図１１】干渉縞の光量分布を示す模式図である。
【図１２】請求項３記載の発明の一実施例を示すもので
あり、２分割受光面での光量差により求められる信号を
示す波形図である。
あり、２分割受光面での光量差により求められる信号を
示す波形図である。
【図１３】請求項４，５記載の発明の一実施例である微
小変位測定装置の機能を備えた光ピックアップ装置の全
体構成を示す光路図である。
小変位測定装置の機能を備えた光ピックアップ装置の全
体構成を示す光路図である。
【図１４】４分割された受光面をもつ受光素子の形状を
示す正面図である。
示す正面図である。
【図１５】従来の光ピックアップの中での極小の構成を
示す一部を切り欠いた斜視図である。
示す一部を切り欠いた斜視図である。
【図１６】従来の非点収差法を用いた光ピックアップの
構成を示す光路図である。
構成を示す光路図である。
９ 光源 １２ 対物レンズ １３ 測定物 １４ａ 第一回折格子 １４ｂ 第二回折格子 １４ 干渉縞発生手段 １５ 受光素子 １７ 記録媒体 ２８ 受光手段
Claims (5)
- 【請求項１】 光源からの光を対物レンズにより集光し
て測定物に照射しその測定物により反射され前記対物レ
ンズを再び通過した光が入射することにより±ｎ次光の
第一回折光を発生する第一回折格子と、前記第一回折光
が入射する前記第一回折格子とは格子ピッチが異なり±
ｍ次光の第二回折光を発生する第二回折格子とを有し前
記第二回折光の間での干渉により干渉縞を発生させる干
渉縞発生手段を設け、その発生した干渉縞の位相とピッ
チの変化を受光素子により検出し前記測定物の光軸方向
への移動量を算出する測定物移動量算出手段を設けたこ
とを特徴とする微小変位測定装置。 - 【請求項２】 光源からの光を対物レンズにより集光し
て測定物に照射しその測定物により反射され前記対物レ
ンズを再び通過した光が入射することにより±ｎ次光の
第一回折光を発生する第一等ピッチ回折格子と、前記第
一回折光が入射する前記第一等ピッチ回折格子と格子ピ
ッチが同一でかつその第一等ピッチ回折格子とは相対的
な位相が異なる±ｍ次光の第二回折光を発生する第二等
ピッチ回折格子とを有し前記第二回折光の間での干渉に
より干渉縞を発生させる干渉縞発生手段を設け、その発
生した干渉縞の位相とピッチの変化を受光素子により検
出し前記測定物の光軸方向への移動量を算出する測定物
移動量算出手段を設けたことを特徴とする微小変位測定
装置。 - 【請求項３】 干渉縞発生手段の±ｍ次光の第二回折光
の間で発生した干渉縞の位相とピッチの変化を受光する
受光素子は、２分割された受光面をもち、これら各受光
面の出力値の差から移動量を算出することを特徴とする
請求項１又は２記載の微小変位測定装置。 - 【請求項４】 光源からの光を対物レンズにより集光し
て記録媒体に照射し、その記録媒体からの反射光を受光
素子に検出することにより情報の記録や再生を行う光ピ
ックアップ装置において、前記記録媒体からの反射光が
入射することにより±ｎ次光の第一回折光を発生する第
一回折格子と、前記第一回折光が入射する前記第一回折
格子とは格子ピッチが異なり±ｍ次光の第二回折光を発
生する第二回折格子とを有し前記第二回折光の間での干
渉により干渉縞を発生させる干渉縞発生手段を前記受光
素子の前段に設け、その発生した干渉縞の位相とピッチ
の変化を前記受光素子の４分割された受光面により検出
し、それら各受光面上での干渉縞の分布を読取ることに
よりフォーカスエラー信号を求めかつ前記記録媒体上の
トラックパターンに対応する前記干渉縞を読取ることに
よりトラックエラー信号を求めかつ前記４分割された受
光面の総出力値から再生記録信号を求める記録媒体移動
量算出手段を設けたことを特徴する光ピックアップ装
置。 - 【請求項５】 光源からの光を対物レンズにより集光し
て記録媒体に照射し、その記録媒体からの反射光を受光
素子に検出することにより情報の記録や再生を行う光ピ
ックアップ装置において、前記記録媒体からの反射光が
入射することにより±ｎ次光の第一回折光を発生する第
一等ピッチ回折格子と、前記第一回折光が入射する前記
第一等ピッチ回折格子と格子ピッチが同一でかつその第
一等ピッチ回折格子とは相対的な位相が異なる±ｍ次光
の第二回折光を発生する第二等ピッチ回折格子とを有し
前記第二回折光の間での干渉により干渉縞を発生させる
干渉縞発生手段を前記受光素子の前段に設け、その発生
した干渉縞の位相とピッチの変化を前記受光素子の４分
割された受光面により検出し、それら各受光面上での干
渉縞の分布を読取ることによりフォーカスエラー信号を
求めかつ前記記録媒体上のトラックパターンに対応する
前記干渉縞を読取ることによりトラックエラー信号を求
めかつ前記４分割された受光面の総出力値から再生記録
信号を求める記録媒体移動量算出手段を設けたことを特
徴とする光ピックアップ装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5330593A JP2761180B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-12-27 | 微小変位測定装置及び光ピックアップ装置 |
| US08/364,140 US5572323A (en) | 1993-12-27 | 1994-12-27 | Infinitesimal displacement measuring apparatus and optical pick-up unit |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-161502 | 1993-06-30 | ||
| JP16150293 | 1993-06-30 | ||
| JP5330593A JP2761180B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-12-27 | 微小変位測定装置及び光ピックアップ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0773502A true JPH0773502A (ja) | 1995-03-17 |
| JP2761180B2 JP2761180B2 (ja) | 1998-06-04 |
Family
ID=26487609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5330593A Expired - Fee Related JP2761180B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-12-27 | 微小変位測定装置及び光ピックアップ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2761180B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6510111B2 (en) | 1998-04-30 | 2003-01-21 | Fujitsu Limited | Method and apparatus for aberration correction |
| JP2015194347A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-05 | アズビル株式会社 | 距離測定装置および方法 |
| JP2017083259A (ja) * | 2015-10-27 | 2017-05-18 | アストロデザイン株式会社 | 光学的距離計測装置 |
| JP2022031977A (ja) * | 2016-09-30 | 2022-02-22 | マジック リープ， インコーポレイテッド | 空間光変調を伴うプロジェクタ |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02172030A (ja) * | 1988-12-23 | 1990-07-03 | Ricoh Co Ltd | 光情報記録再生装置 |
| JPH02263341A (ja) * | 1988-08-02 | 1990-10-26 | Minolta Camera Co Ltd | 光ピックアップ装置の格子 |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP5330593A patent/JP2761180B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02263341A (ja) * | 1988-08-02 | 1990-10-26 | Minolta Camera Co Ltd | 光ピックアップ装置の格子 |
| JPH02172030A (ja) * | 1988-12-23 | 1990-07-03 | Ricoh Co Ltd | 光情報記録再生装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7035177B2 (en) | 1998-04-30 | 2006-04-25 | Fujitsu Limited | Method and apparatus for aberration correction |
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