JPH0795373B2

JPH0795373B2 - 光学式情報読取り装置

Info

Publication number: JPH0795373B2
Application number: JP62035121A
Authority: JP
Inventors: 賢二辰巳; 匡松下; 尚伊東
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1987-02-18
Filing date: 1987-02-18
Publication date: 1995-10-11
Anticipated expiration: 2010-10-11
Also published as: JPS63201925A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は例えば光ディスクメモリやディジタルオーデ
ィオディスク等に用いられる光学式情報の記録媒体（以
下ディスクという）の情報を再生する光学式情報読取り
装置に関する。

〔従来の技術〕

第13図は特開昭60−28044号公報に示された従来の光学
式情報読取り装置の構成例を示す図である。図におい
て、１は光を発生する光発生器としての半導体レーザ、
２は半導体レーザ１から射出される射出光、３は第１の
ガラス基板、４は第１のガラス基板３の一部に形成され
たコリメータ用オフアクシスグレーティングレンズ、５
はコリメータ用オフアクシスグレーティングレンズ４に
よって平行にされた射出光２の平行光束、６は第２のガ
ラス基板、７は第２のガラス基板６の一部に形成された
収束用オフアクシスグレーティングレンズ、８はオフア
クシスグレーティングレンズ７から出光される１次回折
光、９はディスク、10はディスク９上の情報記録面、11
は光軸、12は０次透過光、13は非点収差用グレーティン
グレンズ、14は４分割光検出器である。

次に動作について説明する。

半導体レーザ１から出力される射出光２は第１のガラス
基板３の一部に形成されたコリメータ用オフアクシスグ
レーティングレンズ４に集められて第１の基板３の面の
法線に対して数十度の角度をなす平行光束となり、第２
のガラス基板６の一部に形成された収束用オフアクシス
グレーティングレンズ７へ入射する。

この平行光束５のオフアクシスグレーティングレンズ７
による１次回折光８はディスク９中の情報記録面10上に
焦点を結ぶ。ここで、１次回折光８の光軸が情報記録面
10に対して垂直になるようにオフアクシスグレーティン
グレンズ７が形成されているので、情報を含んだ情報記
録面10からの反射光は再び収束用オフアクシスグレーテ
ィングレンズ７に向かい、０次透過光12として射出光２
の平行光束５の光軸と異なる、すなわちオフアクシスグ
レーティングレンズ７をまっすぐ素通りした光軸11に沿
って進む。

このようにして分岐された０次透過光12は非点収差用グ
レーティングレンズ13を介して４分割光検出器14に入光
する。

この非点収差用グレーティングレンズ13と４分割光検出
器14等で構成される受光部により、記録情報信号，フォ
ーカス誤差信号，トラッキング誤差信号が検出される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の光学式情報読取り装置は、以上説明したように構
成されていたので次のような問題点があった。

第１に、透過形のオフアクシスグレーティングレンズを
２枚と透過形のインライン形グレーティングレンズを用
いているため光の利用効率が非常に低い。たとえば、上
記コリメータ用オフアクシスグレーティングレンズ４の
１次回折光の回折効率は開口数が0.1程度であるので比
較的高くなるが、それでも高々30％であり、収束用オフ
アクシスグレーティングレンズ７では文献１）に示され
ているように１次回折光の回折効率は21％しかない。ま
た、上記非点収差光学用グレーティングレンズ13の１次
回折光の回折効率は上記文献１）に示されているように
30％しかない。従って、上記収束用オフアクシスグレー
ティングレンズの０次回折光の回折効率を50％、上記デ
ィスクの反射率を100％としても上記コリメータ用オフ
アクシスグレーティングレンズ４から非点収差光学用グ
レーティングレンズ13に至るまでの効率は0.95％にしか
ならない。

第２に、収束用オフアクシスグレーティングレンズ７に
おいては、ディスク９の情報記録面10に記録されている
ピット情報を読み出すためには射出側の開口数としてNA
＝0.45〜0.5必要であり、しかも入射光である上記平行
光束５は上記収束用オフアクシスグレーティングレンズ
の射出側光軸11に対して30゜程度傾いているので等価的
な回折角度の最大値は57゜にも達し、波長がλ＝780nm
の半導体レーザ光に対する最小格子間隔は0.82μｍ程度
となり、矩形形状の回折格子としたときの格子幅は0.41
μｍ程度になり、サブミクロンの加工精度が要求される
という問題点がある。さらに、回折効率を上げるために
は格子形状をブレーズ化しなければならないが、格子間
隔0.82μｍで格子形状を三角形状にするのは容易ではな
いという問題点がある。

第３に、半導体レーザ1,第１のガラス基板3,第２のガラ
ス基板６および４分割光検出器14は一つの筺体15に組込
まれているが、第13図に示された構成では寸法が大きく
なるとともにオートフォーカス，オートトラッキングを
実現するためには上記筺体15全体を一体駆動しなければ
ならず、第13図には図示されていないが、アクチュエー
タの駆動重量が大きくなるという欠点がある。

第４に、情報記録面10のピット情報を読み出す回折限界
の集光スポットを得るために上記収束用オフアクシスグ
レーティングレンズ７の１次回折光を用いているが、こ
のレンズの開口数は前記のようにNA＝0.45〜0.5という
ものであり、その最小格子間隔は0.82μｍ程度になって
おり、このような高開口数のグレーティングレンズでは
光源である半導体レーザの波長の変化に対して敏感であ
り、レンズの焦点距離や回折角度が大きく変化するとと
もに収差が大きくなるという欠点がある。

最後に、第５の欠点として構成要素も多く互いの位置関
係を精度よく合わせなければならないという組立上の問
題点も有している。

この発明は上記欠点を除去し、部品点数を減じた簡単な
構成で薄形化が可能でしかも製造および調整が容易であ
り、したがって量産に適し安価でしかも特性の良好な光
学式情報読取り装置を得ることを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る光学式情報読取り装置は、ディスク９上
のトラックと略平行する分割境界線を境として上記ディ
スク９からの反射光を分岐して光発生器の位置とは異な
る上下２つの位置に焦点を結ばせる第1,第２の回折格子
領域16a,16bを有する反射形格子レンズ16を上記射出光
の光路上に配設し、かつ光発生器１の位置と異なる上下
２つの焦点位置に各々分波された反射光を検出する光検
出器20を設置したことを特徴とするものである。

〔作用〕

光発生器１から射出された射出光２は反射形格子レンズ
16を介してディスク９上の情報記録面10に集光する。

この情報記録面10から反射されてくる反射光は再び上記
反射形格子レンズ16に入光する。

反射形格子レンズ16に入光した反射光のうちこの格子レ
ンズ16によって回折されない０次回折光は上記光発生器
に集光され、格子レンズ16によって回折された１次若し
くは−１次回折光は第1,第２の回折格子領域16a,16bに
よって上下に２分割され、この１次と−１次回折光は光
検出器20の上下２つの光検出部分20a,20bに個別に集光
する。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の実施例を図面について説明する。

第１図はこの発明の第１の実施例を示す光学式読取り装
置の斜視図、第２図（ａ）は第１図における平面図、第
２図（ｂ）は第１図における側面図である。

図において、18は半導体レーザ１から出射された射出光
２をディスク９に集光するため射出光２の光路上に設け
られた対物レンズ、16は射出光２の光路上に配設された
第1,第２の回折格子領域16a,16bを同一平面上に有する
反射形格子レンズ、20は反射形格子レンズ16によって回
折された１次若しくは−１次の反射光を検出する半導体
レーザ１の配置位置とは異なる位置に配設された光検出
器である。

ここにおいて反射形格子レンズ16はディスク９のトラッ
クと略平行する分割境界線ｌを境として上記第1,第２の
回折格子領域16a,16bが形成され、光検出器20は第1,第
２の回折格子領域16a,16bで回折された反射光を各々検
知する第１の２分割光検出器20aと第２の２分割光検出
器20bとから構成されている。この第１の２分割光検出
器20aが上位となり、第２の２分割光検出器20bが下位と
なるというように、第１・第２の２分割光検出器20a,20
bは上下２つの位置に個別に配置されている。

次に動作について説明する。

半導体レーザ１からの射出光は反射形回折格子レンズ20
に直接入射し、この反射形回折格子レンズ16の表面に刻
まれた反射形の回折格子で回折されない０次回折光が対
物レンズ18に入射する。上記対物レンズ18は半導体レー
ザ１の発光点を物点とし、ディスク面上の点を像点とす
るように設計されているので上記対物レンズ18に入射し
た上記０次回折光17は上記対物レンズ18により上記ディ
スク９上の情報記録面10上に回折限界の集光スポット19
として集光される。

ここで第３図に示すように、情報記録面10上に集光され
た射出光２は情報記録面10上のピット22上に集光スポッ
ト19として集光し、ピット情報を含んで反射し、再び上
記対物レンズ18に入射する。

この入射光は対物レンズ18により上記半導体レーザ１の
発光点を集光点とする収束光に変換され、上記反射形回
折格子レンズ16に入射する。上記反射形回折格子レンズ
16に入射した収束光のうち上記反射形回折格子レンズ16
によって発生する０次回折光は光路を曲げられた後、上
記射出光２を逆進する形で上記半導体レーザ１上に集光
されるが、上記反射形回折格子レンズ16の１次もしくは
−１次回折光は上記第１の反射形回折格子領域16aと第
２の反射形回折格子領域16bにより２分割された後、そ
れぞれ上記第１の２分割光検出器20aに略集光する第１
の収束光23と第２の分割光検出器20bに略集光する第２
の収束光24に変換される。第２図（ｂ）に示すように、
上記第１の収束光23と第２の収束光24とは上記射出光２
の光路とは重ならず、同収束光23,24の光軸26,27は上記
半導体レーザ１から上記反射形回折格子レンズ16に至る
光軸25とゼロでない角度θをなしているので、上記情報
記録面10のピット情報を有する反射光のみを上記光検出
器20に導くことができる。

第４図は、上記光検出器20のパターン形状及び上記第１
の収束光23と第２の収束光24が上記光検出器20上に集光
された時の集光スポット28と集光スポット29との関係を
示したものである。ここで、上記光検出器20の光検知部
PDA1,PDA2,PDB1,PDB2からの光電流IDA1,IDA2,IDB1,IDB2
の演算により、情報信号，フォーカス誤差信号及びトラ
ック誤差信号を得ることができる。

すなわち、情報信号は（IDA1＋IDA2＋IDB1＋IDB2）の演
算をすることにより、フォーカス誤差信号は以下に詳述
するように、（IDA2＋IDB1）−（IDA1＋IDB2）の演算を
することにより得ることができる。なおトラック誤差信
号は（IDA1＋IDA2）−（IDB1＋IDB2）の演算をすること
によるプッシュプル法により得ることができるので詳細
な説明は省略する。

上記第１の反射形回折格子領域16a及び第２の反射形回
折格子領域16bに刻みこまれた格子パターンは、半導体
レーザ１と光検出器20と、第１の反射形回折格子領域16
aと第２の反射形回折格子領域16bの配設位置関係と、上
記半導体レーザ１の射出光の波長及び第１の収束光23と
第２の収束光24に付加する誤差によって決定づけられる
もので正確には第（１）式で定義される位相差がπの偶
数倍あるいは奇数倍となる等位相曲線として表現され
る。すなわち第（１）式において、φ_LDは上記半導体レーザ１を波源
とした時の上記反射形回折格子レンズ16面上での位相、
φ_PDは上記光検出器20の光検知部PDA1,PDA2の中心近傍
もしくは光検知部PDB1,PDB2の中心近傍を波源とした時
の上記反射形回折格子レンズ16面上での位相、座標x,y
は第１図に示す反射形回折格子レンズ16面上にとった座
標である。光検知部PDA1,PDA2の中心近傍を波源とした
場合、上記第１の反射形回折格子領域16aの格子パター
ンが、光検知部PDB1,PDB2の中心近傍を波源とした場
合、上記第２の反射形回折格子領域16bの格子パターン
が得られる。いずれも、第（１）式において第３項の係
数C_ijの値と次数i,jを選択することにより種々の収差を
発生することができる。すべての係数C_ijを零とした
時、第５図に示すような格子パターンが得られる。第５
図において、図化の都合上格子パターンは100本おきの
もののみを描いてある。

このように、第５図に示したような格子パターンをもつ
上記反射形回折格子レンズ16に第１図に示す構成で光が
入射したときには、入射光は上記第１の反射形回折格子
領域16aと第２の反射形回折格子領域16bにより分割さ
れ、第１の反射形回折格子領域16aに入射した部分は第
１の収束光23となり、第２の反射形回折格子領域16bに
入射した部分は第２の収束光24となる。

第１図において、上記光検出器20を上記第１の収束光2
3,第２の収束光24の光収束位置近傍に配置することによ
り、以下で説明するごとくフォーカス誤差信号を得るこ
とができる。

第６図は、上記対物レンズ18とディスク９との距離が変
化した時の上記第１の反射形回折格子領域16aで回折さ
れる１次もしくは−１次回折光である上記第１の収束光
23の変化と上記光検出器20の受光面PDA1,PDA2上での集
光スポットの変化を示したものである。第７図は同様
に、上記対物レンズ18とディスク９との距離が変化した
ときの上記第２の反射形回折格子領域16bで回折される
１次もしくは−１次回折光である上記第２の収束光24の
変化と上記光検出器20の受光面PDB1,PDB2上での集光ス
ポットの変化を示したものである。

第６図において、フォーカスずれが無いときには同図
（ｂ）に示すように第１の収束光23は光検知部PDA1,PDA
2の前方の集光点F₁で一度集光したのち光検知部PDA1,PD
A2に入射し、そのときの光検知部PDA1,PDA2における集
光パターンは略半円形となっているが、上記光検知部PD
A1,PDA2の各々の光電流の値IDA1,IDA2が等しくなるよう
に光検知部PDA1,PDA2の位置合わせをするので差動増幅
器30の出力は零となっている。

次に、上記ディスク９が対物レンズ18に近づいた時には
第６図（ａ）に示すように、第１の収束光23は上記光検
知部PDA1,PDA2の設置位置より後の集光点F_1nで集光する
ような光束となるが、第１の光軸26上の光線の位置及び
方向の変化はないので、同図（ａ）に示すように光検知
部PDA1に入射するパワーが大きくなるので上記差動増幅
器30の出力は正になる。逆に上記ディスク９が対物レン
ズ18により遠ざかった時には、第６図（ｃ）に示すよう
に第１の収束光23は上記光検知部PDA1,PDA2の設置位置
より手前の点で、上記集光点F₁よりもさらに上記第１の
反射形回折格子領域16a寄りの集光点F_1fで集光する光束
になるので、この場合には上記光検知部PDA2に入射する
パワーの方が上記光検知部PDA1に入射するパワーより大
きくなるので、上記差動増幅器30の出力は負となる。従
って、上記差動増幅器30の出力により上記ディスク９の
移動量に応じたフォーカス誤差信号を得ることができ
る。

第８図はディスク移動量とフォーカス誤差信号の関係を
示したもので、上記第１の反射形回折格子領域16aと上
記光検出器20上の光検知部PDA1,PDA2との組合わせと上
記光検知部PDA1,PDA2からの光電流の演算により、同図
の１点鎖線で示した第１の誤差信号32が得られるが、フ
ォーカス誤差信号の感度はディスクが近づく時と遠ざか
る時で異なる非対称なものになっている。この非対称性
は以下で説明する第２の反射形回折格子領域16bと上記
光検知部PDB1,PDB2との組合わせによって得られるフォ
ーカス誤差信号により補償することができる。

第７図において、フォーカスずれが無い時には同図
（ｂ）に示すように第２の収束光24は光検知部PDB1,PDB
2の後方の集光点F₂で集光するようになっているので、
そのときの光検知部PDB1,PDB2における集光パターンは
図示のように略半円形となっているが、上記光検知部PD
B1,PDB2の各々の光電流IDB1,IDB2が等しくなるように光
検知部PDB1,PDB2の位置合わせをするので差動増幅器31
の出力は零となっている。

次に、上記ディスク９が対物レンズ18に近づいた時には
第７図（ａ）に示すように、第２の収束光24は上記集光
点F₂よりさらに後方の集光点F_2nで集光するような光束
となるが、第２の光軸27上の光線の位置及び方向の変化
はないので、同図（ａ）に示すように光検知部PDB2に入
射するパワーが大きくなるので上記差動増幅器31の出力
は正になる。逆に、上記ディスク９が対物レンズ18より
遠ざかった時には、第７図（ｃ）に示すように第２の収
束光24は上記集光点F₂よりも前方の集光点F_2fで集光す
る光束となるので、この場合には上記光検知部PDB1に入
射するパワーの方が上記光検知部PDB2に入射するパワー
より大きくなるので、上記差動増幅器31の出力は負とな
る。従って、上記差動増幅器31の出力により上記ディス
ク９の移動量に応じたフォーカス誤差信号を得ることが
できる。このフォーカス誤差信号は、第８図において点
線で示した第２の誤差信号33であり、この場合にはフォ
ーカス誤差信号の感度はディスクが遠ざかる時に大きく
近づく時に小さくなっており、上記第１の誤差信号32と
は逆の非対称性をもっている。従って、上記第１の誤差
信号32と第２の誤差信号33との和を本発明装置における
フォーカス誤差信号とすると、第８図の実線で示した誤
差信号34のようになり、ディスクが近づく場合でも遠ざ
かる場合でも感度がかわらない対称性の良いフォーカス
誤差信号とすることができる。ここで、誤差信号34は図
示の都合上振幅を小さく書いている。更に上記説明のよ
うに、上記光検出器20を上記第１および第２の収束光2
3,24の集光点からデフォーカスした位置に設置すること
により、上記光検知部PDA1,PDA2,PDB1,PDB2における集
光スポットの大きさを大きくすることができ、上記光検
出器20の分割線に伴う光量損失を小さくすることができ
る利点と位置合わせが容易になるという利点がある。

次に本発明による装置では光源である上記半導体レーザ
１の発振波長が温度変化等により変化した時でも上記フ
ォーカス誤差信号およびトラック誤差信号にもオフセッ
ト（位置ずれによる誤差）が生じないという利点がある
ことを説明する。GaAs等の半導体レーザの発振波長は温
度により0.20nm/℃程度変化するので、たとえば周囲温
度が50℃変化すると10nm発振波長が変化することにな
る。この波長変化量は、本発明装置のように回折光学素
子を用いている場合には無視できない量である。

第９図は上記半導体レーザ１の発振波長が変化した時の
上記反射形回折格子レンズ16における入射光の回折角度
の変化の様子と、上記光検出器20上における集光スポッ
トの変化の様子を示したものである。上記反射形回折格
子レンズ16に入射する主光線について、上記半導体レー
ザ１の発振波長λと上記反射形回折格子レンズ16の上記
主光線に対する格子周期ｄと回折角度θとの間には第
（２）式 d sinθ＝λ …（２）の関係が成り立つ。ここで波長がλからλ＋Δλへと変
化したとすると回折角度θの増加分Δθは第（２）式を
微分することにより d cosθΔθ＝Δλ …（３）と第（３）式により求めることができる。すなわち、の関係が成り立つ。第９図において、上記反射形回折格
子レンズ16と上記光検出器20との距離をＲとすると上記
主光線の上記光検出器20上における移動量ΔＸは第
（５）式のようになる。

一方、第９図におけるＹ軸方向の移動量ΔＹはと第（６）式で与えられるので、上記主光線の上記光検
出器20上における移動は、第10図に示す直線Ｌにほぼ平
行に生じる。この直線Ｌは第１図に示す反射形回折格子
レンズ16の分割境界線ｌと平行に対応する光検出器20の
仮想上の直線であり、この直線Ｌより上位には第１の２
分割光検出器20aが配置され、直線Ｌより下位には第２
の２分割光検出器20bが配置され、これら第１・第２の
２分割光検出器20a,20bそれぞれにおける分割線l2a,l2b
は直線Ｌと平行に配置される。第10図における直線Ｌの
傾斜角度αはで与えられる。

第９図において、上記半導体レーザ１の発振波長が変化
したとすると、発振波長が長くなった時には上記第１の
収束光23の主光線は点Ｆから点F⁺へ移動し、短くなった
時には点F^-へと移動する。上記第２の収束光24の主光線
の移動も同様である。

第10図のように、光検出器20における第１・第２の２分
割光検出器20a,20bが上下２つの位置に配置されている
ことから、直線Ｌと上記第１の２分割光検出器20aの分
割線l2aと上記第２の２分割光検出器20bの分割線l2bと
がほぼ平行になるように、上記光検出器をＸ軸に対して
角度ψがα−５゜＜ψ＜α＋５゜の範囲になるように回
転して設置すると、上記第１の２分割光検出器上の第１
の集光スポット28は上記分割線l2aに沿って移動するこ
とになるので、光検知部PDA1の光電流と光検知部PDA2の
光電流とは等しく、上記第１の集光スポット28は点Ｆか
ら点F⁺もしくは点F^-へと移動しても、上記光検知部PDA1
と光検知部PDA2との光電流の差信号であるフォーカス誤
差信号にオフセットを生じることはない。同様に上記第
２の集光スポット29は上記分割線l2bに沿って移動する
ことになるので、上記光検知部PDB2と光検知部PDB1との
光電流の差信号にオフセットを生じることはない。な
お、第10図において、Ｘ軸は情報記録面10に平行な仮想
軸であり、Ｙ軸はＸ軸と直交する仮想軸である。

次に、上記光検知部PDA1,PDA2,PDB1,PDB2の光電流の演
算（IDA1＋IDA2）−（IDB1＋IDB2）によって得られるト
ラック誤差信号にオフセットを生じることがないことは
第10図から明らかである。

以上の説明のように、上記半導体レーザ１の発振波長が
変化しても上記第１の２分割光検出器20a上の集光スポ
ットは上記分割線l2aに沿って移動し、上記第２の２分
割光検出器20b上の集光スポットは上記分割線l2bに沿っ
て移動することになるので、フォーカス誤差信号，トラ
ッキング誤差信号ともにオフセット及び感度低下を生じ
ることはない。

第11図はこの発明の他の一実施例を示す鳥瞰図であり、
第12図は第11図に示したこの発明の他の一実施例を示す
平面図と側面図である。この実施例では、上記第１の反
射形回折格子領域16aによって発生する上記第１の収束
光23を上記光検出器20上の第２の２分割光検出器20bで
受光し、上記第２の反射形回折格子領域16bによって発
生する上記第２の収束光24を上記第１の２分割光検出器
20aで受光するようにしたものであり、同様の動作を呈
するものである。

なお、本発明に用いる反射形回折格子レンズ16の格子周
期は、第２図もしくは第12図に示した回折角度θを略20
゜以下にすることができるので、第（２）式より半導体
レーザ１の発振波長を780nm程度とすると2.3μｍ程度以
上にすることができ、しかも格子溝の深さは0.1〜0.3μ
ｍ程度でよい。従って、従来装置で必要であったサブミ
クロンの加工が不要となり、通常の光を用いたLSI用フ
ォトマスクの製造法と同様の加工法を用いることができ
るため歩留りも高くかつ安価にできる。さらに量産のた
めには金型を作製し、これをマスターとして射出成形等
によりレプリカを作製し、その表面にAu,Al等の金属を
メッキもしくは蒸着することにより所要の反射形回折格
子レンズを作製するのがよい。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明は光発生器とディスクとの
間に対物レンズと、第1,第２の回折格子領域を有する反
射形格子レンズを設け、かつ上記光発生器の位置と異な
る上下２つの焦点位置に各々分岐された反射光を検出す
る光検出器を設置して、コリメータ用オフアクシスレン
ズ４と収束用オフアクシスグレーティングレンズ７の作
用を単玉の対物レンズにもたせ、収束用オフアクシスレ
ンズ７の入射光と反射光の分離作用と非点収差光学用グ
レーティングレンズ13の作用を１枚の反射形回折格子レ
ンズに持たせるとともに反射形回折格子レンズに光路を
折り曲げる反射鏡の作用を追加して持たせるようにした
ので、部品点数を低減できるとともに、半導体レーザの
発振波長変化に伴なうフォーカス誤差信号，トラッキン
グ誤差信号の変化も小さく高精度の誤差信号が得られる
とともに、反射形回折格子レンズは射出成形と金属膜の
蒸着等により高精度でかつ大量生産が可能であり安価な
光学式情報読取り装置を提供することができるという効
果がある。

また、本発明は光検出器が光発生器の位置と異なる上下
２つの位置に分波された反射光を検出する構成としたの
で、この光検出器の上下２つの位置の光検出部分の境界
線が反射形回折格子レンズの分割境界線と±５゜範囲内
の平行を有するように、光検出器を配置することによ
り、光検出器に対する上下２つの反射光の焦点位置が上
記光検出部分の境界線に沿って移動し、フォーカス誤差
信号およびトラッキング誤差信号に位置ずれによる誤差
（オフセット）および感度低下を生じることがないとい
う効果がある。

また、本発明に係わる光学式情報読取り装置では反射形
回折格子レンズ16と対物レンズ18の２つの光学素子しか
用いていないので、第13図に示した従来装置にくらべて
光の利用効率が高いという利点を有している。たとえ
ば、上記反射形回折格子レンズの格子断面形状を矩形と
した場合でも０次回折光の効率は50％，±１次回折光の
回折効率は20.3％ある。従って、上記ディスク９の反射
率を100％，上記対物レンズ18の透過率を95％とした場
合、上記反射形回折格子レンズ16から対物レンズ18,デ
ィスク９を経て再び対物レンズ18から反射形回折格子レ
ンズ16に至るまでの効率は9.2％あり、従来装置の約10
倍の効率を有している。

さらに、オートフォーカスおよびオートトラッキングの
ためには上記対物レンズのみを駆動すればよく、第１図
もしくは第11図には図示していないが、アクチュエータ
の駆動重量が軽くなるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例を示す光学式読取り装
置の斜視図、第２図（ａ）は第１図における平面図、第
２図（ｂ）は第１図における側面図、第３図はディスク
面上のピットと集光スポットの関係を示す図、第４図は
光検出器のパターンと集光スポットの関係を示す図、第
５図は格子パターンの例を示す図、第６図と第７図はデ
ィスク移動等の回折光の光束の変化を示す図、第８図は
フォーカス誤差信号の一例、第９図は波長変化に伴う回
折角度の変化を説明するための図、第10図は光検出器の
設置角度、第11図は本発明の他の一実施例を示す鳥瞰
図、第12図は第11図に示したこの発明の他の一実施例を
示す平面図と側面図、第13図は従来のこの種装置の構成
を示す図である。図において、１は半導体レーザ、２は射出光、３は第１
のガラス基板、４はコリメータ用オフアクシスグレーテ
ィングレンズ、５は平行光束、６は第２のガラス基板、
７は収束用オフアクシスグレーティングレンズ、８は１
次回折光、９はディスク、10は情報記録面、11は光軸、
12は零次透過光、13は非点収差用グレーティングレン
ズ、14は４分割光検出器、15は筺体、16は反射形回折格
子レンズ、16aは第１の反射形回折格子レンズ、16bは第
２の反射形回折格子レンズ、17は０次回折光、18は対物
レンズ、19は集光スポット、20は光検出器、20aは第１
の２分割光検出器、20bは第２の２分割光検出器、21は
トラック、22はピット、23は第１の収束光、24は第２の
収束光、25,26,27は光軸、28は第１の集光スポット、29
は第２の集光スポット、30,31は差動増幅器である。なお、各図中同一符号は同一もしくは相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光発生器から出力される射出光を所定の光
学系を介して記録媒体上に集光し、記録媒体上から反射
してくる反射光を上記射出光の光路以外の方向に分岐す
ることにより上記記録媒体に対する情報の再生を行う光
学式情報の読取り装置において、上記記録媒体上のトラックと略平行する分割境界線を境
として上記記録媒体からの反射光を分岐して上記光発生
器の位置とは異なる上下２つの位置に焦点を結ばせる第
1,第２の回折格子領域を有する反射形格子レンズを上記
射出光の光路上に配設し、かつ上記光発生器の位置と異
なる上下２つの焦点位置に各々分波された反射光を検出
する光検出器を設置したことを特徴とする光学式情報読
取り装置。
【請求項２】上記光検出器は２つの光検出部分から構成
されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の光学式情報読取り装置。
【請求項３】上記光発生器は半導体レーザで構成されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
項記載の光学式情報読取り装置。
【請求項４】上記反射形格子レンズを介して光発生器か
ら記録媒体上に集光される射出光は０次回折光であり、
かつ上記反射形格子レンズにより分波されて光検出器に
焦点を結ぶ反射光は−１若しくは１次回折光であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項いずれ
かに記載の光学式情報読取り装置。