JPS63201925A - 光学式情報読取り装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は例えば光デイ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０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ァクシスゲレーティングレン
ズ、５はコリメータ用オファクシスゲレーティングレン
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
された収束用オファクシスゲレーティングレンズ、８は
オファクシスゲ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ァクシスゲ
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ァクシス
ゲレーティングレンズ７へ入射する。

この平行光束５のオファクシスゲ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ｌＯ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ｌＯに対して垂直になるようにオファクシスゲレーテ
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ァクシスゲ
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、すなわちオファ
クシスゲ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、透過形のオファクシスゲレーティングレンズを
２枚あ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ァクシスゲ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
オファクシスゲ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１
３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、上記収束用オファク
シスゲレーティングレンズの０次回折光の回折効率を５
０％、上記ディスクの反射率を１００％としても上記コ
リメータ用オファクシスゲ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、収束用オファクシスゲ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
るビット情報を読み出すためには射出側の開口数として
Ｎ　Ａ　＝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は上記収束用オファクシスゲレー
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＝７８０に％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０．４１μｍ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１
５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
、アクチェ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ァクシス
ゲ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Ｎ　Ａ−０，４５
〜０．５というものであり、その最小格子間隔は０．８
２μｍ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
太き（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（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
次若しくは一１次回折光は第１．第２の回折格子領域１
６ａ、１６ｂによって２分割され、各々光検出器２０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図伽）は第１図における側面図である。

図において、１５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次若しくは一１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２０
ａと第２の２分割光検出器２０ｂとから構成されている
。

次に動作について説明する。

半導体レーザ１からの射出光は直接反射形回折格子レン
ズ２０に入射し、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１
８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。

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次もしくは一
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ＳＩＭ１６ｂ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図偽）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、上記半導体レーザ
ｌ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ｌ
Ｏ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２
９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．ＰＤＢＩ、ＰＤＢ
２からの光電流ＩＤＡ１．ＩＤＡ２．ＩＤＢＩ、ＩＤＢ
２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＋Ｉ　ＤＢ
　１　＋　Ｉ　ＤＢ　２）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ｌと光検出器２０と、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の配設位
置関係と、上記半導体レーザｌ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、φＬＤ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、φｒｅは上記光検出器２０の光検知部ＰＤＡＩ、Ｐ
ＤＡ２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Ｐ
ＤＡＩ。

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ＰＤ
ＢＩ、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五、の
値と次数１．　　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Ｃｉ、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
のもののみを描いである。

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
２３．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次もしくは一１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次もしくは二１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（
ｂｌに示すように第１の収束光２３は光検知部ＰＤＡ１
．ＰＤＡ２の前方の集光点Ｆ、で一度集光したのち光検
知部ＰＤＡＩ、ＰＤＡ２に入射し、そのときの光検知部
ＰＤＡＩ、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ＰＤＡ１．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（ａｌに示すように、第１の収束光２３は上記
光検知部ＰＤＡＩ、ＰＤＡ２の設置位置より後の集光点
Ｆ１て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ＰＤＡＩ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ＰＤＡＩ、ＰＤＡ２の設置位置より手前の点で、上
記集光点Ｆｌ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Ｆｌｆ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ＰＤＡＩ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
流の窪等により、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ＰＤＢＩ、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．
ＰＤＢ２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ＰＤＢＩ、ＰＤＢ２の各々の光電流Ｉ　
ＤＢ　１゜ＩＤＢ２が等しくなるように光検知部ＰＤＢ
Ｉ。

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Ｆ、よりさらに後方の集光点Ｆ１て集光するよう
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（ａｌに示すように光検知
部ＰＤＢ２に入射するパワーが太き（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！、で集光する光束となるので、この場合
には上記光検知部ＰＤＢＩ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ＰＤＡＩ、ＰＤＡ２．ＰＤＢ
Ｉ、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
トが生じないという利点があることを説明する。　Ｇａ
１４ｓ等の半導体レーザの発振波長は温度により０．２
０にン°Ｃ程度変化するの量は、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ｌの発振波長λと上記反射形回折格子レンズ１
６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 ％式％（２） の関係が成り立つ、ここで波長がλからλ十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
、ｐｌ Δθ繁ｔａｎθ丁　　　　　　　　　　−・−（４）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。

＾八 ΔＸ＝Ｒｔａｎθｒ　　　　　　　　　　’−”５）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図に示す直線りにほぼ平行に生
じる。第１０図における直線りの傾斜角度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Ｆ０へ移動し、短くな
うた時には点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１θ図のように、直線りと上記第１の２分割光検出器
２０ａの分割線１１２ａと上記第２の２分割光検出器２
０ｂの分割′ＩａＩ１２ｂ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″く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１１２ａに沿って移動することになるので、光検
知部ＰＤＡｌ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Ｆ１
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ｚ２ｂ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ＰＤＢＩとの光電流の差信号にオフセットを生じる
ことはない。

次に、上記光検知部ＰＤＡＩ、ＰＤＡ２゜ＰＤＢＩ、Ｐ
ＤＢ２の光電流の演算（ＩＤＡｌ＋ＩＤＡ２）−（ＩＤ
Ｂ１＋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Ｊ２ａ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１
２ｂ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ント及び感度
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敞図であり
、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図ニ示した回折角度θを
略２ｏ″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７８　ｏａ度とすると２．
３μｍ程度以上にするこ１、とができ、しかも格子溝の
深さは０．１〜０．３μｍ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、Ａ１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と収束用オファクシスゲ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
（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１Ｂ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
１Ｂ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１θ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
跪図、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、ｌ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ァクシスゲレーテ
ィングレンズ、５は平行光束、６は第２のガラス基板、
７は収束用オファクシスゲ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は筐体、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、２０
ｂ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。 代理人　　大　　岩　　増　　雄（はが２名）躬１図 （１８）欠↑手ηレンλ゛ （２０）尤腋土器 第２図 （ａ）側ｒｘＪ図 第４図 第５図 Ｘ（ｍｍ） 第６図 （ｂ）７ｒ−カスす゛九葉 第７団 ７ｒ−カスすれ儒 （ａ）　（−ｒ４スフムリ 第９図 （＆） 第１０図 Ｙ 第１１図 （１６）反鳥１＠回オ牟、祠ト；レンス゛（１８）文丁
鞠１ンス°゛ （２０）九万食誌 第１３図 手続補正書（１鋤 昭和　　年　　月、−少目 ％／ 特許庁長官殿　　　　　　　　　　　　ε３　二　　１
ｄ１、事件。表示　　　特願昭６２−０３５１２１号２
、発明の名称 光学式情報読取り装置 ３、補正をする者 代表者志岐守哉 ４、代理人 −′口　　！ ５、補正の対象 発明の詳細な説明の欄。 ６、補正の内容 ［１）　　明細書第６頁第１１行目、第２５頁第４行「
「７８０μｍ」とあるのをｒ７８０ｎｍＪと補■する。 （２）　　同書第１３頁第１７行目「（０≦ｉ、ｊｇ＝
５１０）」とあるのを「（０≦ｉ、ｊ≦１０）Ｊ、ａ補
正する。 （３）　　同書第１７頁第１５行目「窪等」とあるの４
「演算」と補正する。 「 （４）　　同書第２０頁第１６行目　　０、ＺＯμｍ／
（とあるのを　’　０．２０　ｎｍ／σ」と補正する。 （５）同書第２０頁第１７行目乃至第１８行目ｒｌｏμ
ｍＪとあるのをｒ　Ｉ　Ｑ　ｎ　ｍ　Ｊと補正す２以上 に ″」 ）・

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （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。
2. （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。
3. （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。
4. （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。