JPS6297141A - 光学走査装置 - Google Patents

光学走査装置

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JPS6297141A
JPS6297141A JP61243281A JP24328186A JPS6297141A JP S6297141 A JPS6297141 A JP S6297141A JP 61243281 A JP61243281 A JP 61243281A JP 24328186 A JP24328186 A JP 24328186A JP S6297141 A JPS6297141 A JP S6297141A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、放射線源と、情報平面に走査スポットを形成
するため放射線源により放射された放射線ビームを集束
する対物系と、前記情報平面により反射されたビーム通
路に、前記放射線ビームを２個のサブビームに分割する
ため配設された回折格子とを具え、該回折格子は２個の
格子部分並びに２　の検出器対を具える放射線感知検出
系とを具え、各検出器対は、１個のサブビームと関連す
るようにした情報平面を光学的に走査する光学走査装置
に関するものである。
予め記録された記録担体を読取る装置は、「ノイエス　
アウス　デア　テクニク」第６号、１９８０年１２月１
５日号、第３頁に掲載された論文「オプティシェ　フォ
クス　フエーラー　デテクション」から既知である。こ
の読取り装置において、回折格子は２個の機能を実行し
、そのため別に２個の別体の素子を必要とする。まず第
１に、この回折格子は、情報構体により反射され変調さ
れた放射線を、放射線源より放射された放射線の方向と
異なる方向に変えるようにし、このため、検出系を変調
された放射線の通路に配設することができるようにする
。第２に、回折格子は、反射ビームをフォーカシングエ
ラー信号を発生するに必要な２個のサブビームに分割す
る。フォーカシングエラー信号は、例えば、対物系の焦
平面および情報平面の間の偏移の大きさおよび方向につ
いての情報を含む信号である。サブビームの各々は別体
の検出器対と関連し、同一の検出器対の夫々の検出器の
出力信号の間の差を表わす信号が、読取りビームを情報
平面に集束した測定量となる。
２個の格子部分の間の境界線は、トラック方向と平行に
延在し、２個の検出器対は４個の別体の検出器を具える
場合には、各検出器対の出力信号の総和を決定し、これ
ら総和の信号を相互に減算することにより、読取りスポ
ットの中心および読取るべきトラックの中心軸線の間の
偏移の大きさおよび方向についての情報を含む信号を形
成することができる。
所望のビーム分割を得るため、既知の装置の回折格子は
、格子間隔の異なる２個の格子部分を具える。入射ビー
ムが回折格子によって回折される角度は格子間隔に反比
例するため、格子部分の一方に入射するビームは、他方
の格子部分に入射するビームと異なる方向が与えられる
。
格子間隔の異なる２個の格子部分を具える回折格子を使
用すると、２個の検出器対の複数の検出器を相互に近接
して配置することができ、そのため製造が簡略化される
という利点がある。例えば、所望の方向に回折された量
と、放射線の総合量との商で表わされる回折格子の効率
は、特に格子間隔に依存するため、複合格子により形成
されたサブビームは異なる光強度を有することがあり、
これは間違ったトラッキングエラー信号を導いてしまう
。
前記論文に開示されたように、一対の検出器の間の境界
線は、格子線と平行に延在し、これら格子線が、２個の
格子部分の間の境界線と平行に順次延在する場合におい
て、読取りビームの波長が変化すると、フォーカシング
エラー信号に、「オフセット」と称される偏移を生じる
。この信号の偏移は、波長が変化する場合に、サブビー
ムが回折される角度、したがって、検出平面にサブビー
ムによって形成される放射線スポットの位置が、前記サ
ブビームと関連する検出器において変化するからである
。すなわち、フォーカシングエラーが発生する場合に、
放射線スポットの変位のためサブビームは同じ方向に回
折されるからである。
さらに、上記のような装置にあっては像視野の湾曲が発
生することもある。
本発明の目的は、回折格子および検出器を上述の装置の
ように構成しつつ、上記構成の欠点を克服し、しかも上
記構成の利点を維持している光学走査装置を提供せんと
するにある。
本発明の光学走査装置において、前記格子部分は同一の
格子間隔を有し、第１格子部分の格子線は２個の格子部
分の境界線に対し第１の角度で延在し、第２格子部分の
格子線は第１の角度と等しいが前記境界線の反対側に第
２の角度で延在し、各検出器対における検出器の間の境
界線は、関連する格子部分の格子線を横切って延在する
ようにしたことを特徴とする。
この光学走査装置の検出器は、フォトダイオードとする
のが好適である。また、これらフォトダイオードを具え
る光学走査装置において、これらフォトダイオードを単
一の基板に集積することができる。
さらに、放射線源をダイオードレーザとし、このダイオ
−トレー　ザおよび前記フォトダイオードを単一の基板
に集積するのが好適である。
図面につき本発明の詳細な説明する。
第１図は、放射線（光線）を反射する情報平面２を有す
る光学的記録担体１の半径方向の縦断面図である。この
情報平面に配置されたトラ・ツク３は第１図の図面平面
を横切って延在する。情報平面は、放射線源４、例えば
ダイオードレーザにより放出されたビーム５により走査
される。このビームは、単一レンズにより図式的に表現
される対物（レンズ）系６により集束され、情報平面に
小さな放射線スポット７を形成する。記録担体１は回転
軸８につき回転するため、トラック３は走査され、読取
りビームは、このトラックに含まれる情報により変調さ
れる。この記録担体１と、放射線源４および対物系６を
具える読取り装置とを、放射方向に相互に移動させるこ
とにより、情報平面全体を走査している。
このように情報平面により反射され、変調された読取り
ビームは、検出される必要がある。つまり、このビーム
が投射されたビームから分離される必要があることを意
味する。これがため、本発明の装置ではビーム分離素子
を具える。
例えば１μｍ程度の、微細な情報項目よりなる情報構体
を読取るため、大きな開口数を有する対物系が必要とな
る。斯かる対物系の焦点深度は概して小さい。情報平面
２および対物系６の間の距離に、焦点深度より大きい変
動が発生ずるため、これら変動を検出する段階を通じて
、集束を修正する必要がある。これがため、本発明の装
置では反射ビームを２個のサブビームに分割するビーム
スプリッタを設け、さらに、例えば−直線上に配設され
た、例えば４個の、検出器を設ける。第１の一対の検出
器は第１のサブビームと共働し、第２の一対の検出器は
第２のサブビームと共働する。
これら検出器の出力信号は処理されて、特にフォーカス
・サーボ信号を形成する。
［ノイエス　アウス　デア　テクニク］第６号１９８０
年１２月１５日号、第３頁に掲載された論文「オプティ
シェ　フオクス　フエーラーデテクション」に記載され
ているように、ビーム分離およびビーム分割を単一素子
、即ち透過形回折格子により行うことができる。この回
折格子は入射ビームを回折されてない零次ビームと、複
数の回折された１次ビームおよび高次ビームに分割する
。
この格子パラメータ、特に格子間隔、格子の溝の深さお
よび格子の溝の形状を、入射光の大部分が回折されて１
次ビームの１つになるように、選択することができる。
格子パラメータの１つが各々異なる２個の格子部分に回
折格子が分割されるため、格子部分により形成された１
次ビームは異なる配向を有し、換言すれば、ビームを分
割することができる。
本発明により、回折格子９は、２個の格子部分（Ｓｕｂ
−ｇｒａｔ　ｉｎｇｓ）　ＩＱおよび１１を具え、これ
ら格子部分は、同一の格子間隔を有するが、格子細条（
即ち格子線）１３および１４が格子部分１０および１１
の間の境界線２６に対し夫々β１およびβ２の角度て延
在する。第２図にこの回折格子の正面図を示す。格子細
条１３および１４の配向が異なるため、第１図のサブビ
ーム５ａおよび５ｂは異なる方向に回折される。第２図
にこれら方向は、破線１５ａおよび１５ｂにより図式的
に表現されている。
サブビーム５ａおよび５ｂの通路において、放射線感知
検出器１６．１７および１８．１９を適宜配設して、情
報平面２にビーム５が正確に集束される場合に、サブビ
ーム５ａおよび５ｂにより形成された放射線スポット２
０および２１が、検出器１６．　１７および１８．１９
夫々に対し対称に配置されるようにする。フォーカシン
グエラーが発生する場合に、関連する検出器に対するサ
ブビーム５ａおよび５ｂ内のエネルギー分布が変化する
。このエネルギー分布の変化は、サブビームの変位、し
たがって、検出器に対する放射線スポット２１および２
０の変位とみなすことができる。第１図に示す配置にお
いて、ビーム１が情報平面２の左側に集束されて位置す
るならば、放射線スポット２０および２１は光軸側にオ
フセットされて、検出器１７および１８は、検出器１６
および１９より多くの放射線を受は取る。また、ビーム
５が情報平面の右側に集束されて位置するならば、前と
は逆に光軸から離れる側にオフセントされて、検出器１
６および１９は検出器１７および１８より多くの放射線
を受は取る。検出器１６．１７．１８および１９の出力
信号はｓ、６．ｓ、７．　Ｓｌｌ＋およびＳ、９で夫々
現される場合に、フォーカス・サーボ信号Ｓｒ　は、Ｓ
　ｒ　”　（Ｓ　ｌ　６　＋　Ｓ　Ｉ□）’　　（ｓ＋
７＋ｓ＋ａ）で与えられる。
読取る情報に比例する信号または情報Ｓｔ　は、Ｓ　＋
　＝　Ｓ　＋　ｓ　＋　Ｓ　ｌ　７　＋　Ｓ　ｌｅ　＋
　Ｓ　＋　９で与えられる。
第１図に示されるように、２個の格子部分１０および１
１の境界線は、読取るべきトラック３の方向に対し平行
に延在するならば、同一の検出器によりトラッキングエ
ラー信号Ｓｒを発生することができる。この信号は Ｓｒ＝　（Ｓ１８＋５１７）　　　（Ｓ＋ｓ＋Ｓ＋ｓ）
で与えられる。
既知の装置と比較して、第２図に示すような回折格子を
有する装置は、格子間隔が異なる格子部分の使用時に発
生し得る格子部分の回折の効果が異なること、および例
えば、像視野の湾曲のような異なる平面にサブビームが
集束されることのような多くの不所望な効果を取り除く
ことができるという利点がある。さらに、検出器１６お
よび１７の間の境界線２２並びに検出器１８および１９
の間の境界線２３は、第２図に図式的に示すように、格
子細条１３および１４夫々を横切って延在するため、ビ
ーム５の波長の変動により発生した回折格子の回折角の
変化は、フォーカス・サーボ信号のオフセットを生じさ
せない。この理由は、この回折角の変化が各境界線２２
または２３に沿って放射線スポラ）２０または２１の変
位を単に生じさせるからである。最後に、検出器対１６
．１７および１８．１９を互いに近接させて配置して、
４個の検出器を１個の基板に集積し得るようにすること
ができる。放射線源がダイオードレーデである場合には
、このダイオードレーザを第１図にしめすように、同一
の基板２５に形成することができる。
トラッキング信号を必要としない場合には、２個の検出
器１７および１８を１個の中心の検出器に置き換えるこ
とができる。したがって、第１の検出器対は検出器１６
および中心の検出器により構成され、第２の検出器対は
中心の検出器および検出器１９により構成される。この
中心の検出器の出力信号をＳ。とすると、フォーカス・
サーボ信号は、Ｓｒ　”　（Ｓ１６＋５Ｉ９）　　　Ｓ
ｃとなり、情報信号は ＳＨ＝Ｓ１６　＋　Ｓ１９　＋”’ｃ となる。
本発明は読取り装置に使用する場合について記載したが
、この池にも書込み装置、または、記録中に書込みビー
ムのフォーカシングおよびトラッキングを監視する書込
み一読取り複合装置に利用することができる。ここに記
載されたフォーカシングエラー検出系は、情報担体２の
特別な特性を利用していない。この表面は反射すること
が単に必要であり且つそれで十分である。これがため、
本発明は極めて正確なフォーカシングを必要とする種々
の装置、例えばマイクロスコープに使用されることがで
き、このマイクロスコープの場合には、トラッキングエ
ラー検出を省くことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例である読取り装置を示す線図的
説明図、 第２図は第１図に示した読取り装置に使用される複合回
折格子と、この回折格子に対する検出器の配向を示す説
明図である。 ｌ・・・光学的記録担体　　２・・・情報平面３・・・
トラック　　　　　４・・・放射線源５・・・放射線ビ
ーム　　　５ａ、　５ｂ・・・サブビーム６・・・対物
系　　　　　　７・・・放射線スポット訃・・回転軸　
　　　　　９・・・回折格子１０．１１・・・格子部分
　　　１３．１４・・・格子細条（格子線）１６．１７
．１８．１９・・・放射線感知検出器２０、２１・・・
放射線スポット ２２、２３．２６・・・境界線

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、放射線源と、情報平面に走査スポットを形成するた
    め放射線源により放射された放射線ビームを集束する対
    物系と、前記情報平面により反射されたビーム通路に、
    前記放射線ビームを２個のサブビームに分割するため配
    設された回折格子とを具え、該回折格子は２個の格子部
    分並びに２個の検出器対を具える放射線感知検出系とを
    具え、各検出器対は、１個のサブビームと関連するよう
    にした情報平面を光学的に走査する光学走査装置におい
    て前記格子部分は同一の格子間隔を有し、第１格子部分
    の格子線は２個の格子部分の境界線に対し第１の角度で
    延在し、第２格子部分の格子線は第１の角度と等しいが
    前記境界線の反対側に第２の角度で延在し、各検出器対
    における検出器の間の境界線は、関連する格子部分の格
    子線を横切って延在するようにしたことを特徴とする光
    学走査装置。 ２、前記検出器がフォトダイオードである光学走査装置
    において、フォトダイオードを単一の基板に集積するよ
    うにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
    光学走査装置。 ３、前記放射線源がダイオードレーザである光学走査装
    置において、前記ダイオードレーザおよび前記フォトダ
    イオードを単一の基板に集積するようにしたことを特徴
    とする特許請求の範囲第２項記載の光学走査装置。
JP61243281A 1985-10-17 1986-10-15 光学走査装置 Expired - Fee Related JPH0743834B2 (ja)

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