JPS6339144A

JPS6339144A - 光学式ヘツド装置

Info

Publication number: JPS6339144A
Application number: JP61183660A
Authority: JP
Inventors: Shinsuke Shikama; 信介鹿間
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1986-08-05
Filing date: 1986-08-05
Publication date: 1988-02-19
Also published as: KR900007143B1; KR880003299A

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］この発明は光学式情報記憶媒体への情報の記録／再生に
用いられる光学式ヘッド装置、特に、１〜ラツキングセ
ンサ用にディスク上に復数個のスポラｌ−を集光するい
わゆる３ビ一ム方式の光学式ヘッド装置の光学系構成に
関するものである。

［従来の技術］第６図は従来の光学式ヘッド装置を示す概略構成図であ
り、図において、（１）は光源でおる半導体レーザ（以
後、ＬＤと称する）、（３）はＬＤ（１）の出射光束（
２）を回折し３つのビームに分離する回折格子、（４）
は光束を反射して集光レンズ（５）に入射させる平板状
ビームスプリッタ、（６）は集光レンズ（５）を透過し
た光束の集光点付近に置かれた光学式情報記憶媒体（以
後、光ディスクと称する）、（７）は光ディスク（６）
に記録された情報であるピット、（８）はピッ１−（７
）の列よりなる情報トラック、（１０）は光ディスク（
６）によって反射され、集光レンズ（５）及びビームス
プリッタ（４）を透過した光束を受光し光電変換する光
検知器である。

次に従来装置の動作について説明する。ＬＤ（１）を出
射した光束（２〉は回折格子（３）によって回折され、
ビームスプリッタ（４）の表面で反射された後、第７図
に示すように、集光レンズ（５）によって光ディスク（
６）の斜線で示した情報面上に三つの光スポラｔ−（９
ａ＞、（９ｅ）、（９ｆ＞として集光される。

三つの光スポット（９ａ）、（９ｅ）、（９ｆ＞の中心
を結ぶ線は、トラック（８）の方向に対して僅かに傾く
ように配置されている。このように光ディスク（６）の
情報面に集光した光は反射され、集光レンズ（５）を再
透過した後ビームスプリッタ（４）を透過することによ
って、公知のように非点収差が与えられた状態で、光検
知器（１０）に入射する。

光検知器（１０）は光ディスク（６）上の集光スポット
が合焦状態にある時に中心ビーム即ちＯ次回折光の反射
光束が最小錯乱円となる光軸方向位置に置かれている。

光検知器は第７図に示すように６分υ１構成であり、中
央ビーム（０次光〉を受光する部分は（１０ａ＞、（１
０ｂ）。

（１０ｃ）、（１０ｄ）に４分割されている。また、両
側のビームすなわち±１次光を受光する部分は独立した
光検知器（１０ｅ）、（１０ｆ）である。

公知のように、両側の光検知器（１０ｅ）。

（１０ｆ＞の出力を減算器（１３）によって差動演す）
することにより、端子（１４）より中央の光スポット（
９ａ）とトラック（８）の位＠ずれが検知できる（トラ
ッキングエラー信号）。トラッキングエラー信号は、こ
こでは図示しないがトラッキングアクチュエータを駆動
して、光スポラｉ〜（９ａ）がトラック（８）の中心に
正しく位置するよう補正するのに用いられる。

中央の４分割検知器出力は対角成分（１０ａ＞（１０Ｇ
）及び（１０ｂ）、（１０ｄ）の差勅演鋒を減算器（１
２）によって出力端子（１５）より取り出し、ディスク
上集光スポットの焦点ずれを検知して特に図示しないフ
ォーカスアクチュエータによって焦点ずれを補正するの
に用いられる（フォーカスエラー信＠）。

この焦点ずれ検出方法は非点収差法とよばれ、ディスク
上のスポットが合焦状態のとき最小錯乱円の略円形状＠
（１１ａ）である検知器上スポットが、ディスクの遠近
台々の焦点ずれに従って、破線で示すように縦長及び横
長の楕円形に変形するのを電気出力に変換するのでおる
。

Ｊ、た、４分割検知器の加算器（１６）による和出力（
１７）は、光ディスク（６）の再生信号として、後段の
特に図示しない回路によって処理され利用される。

従来の光学式ヘッド装置は上記の構成であるから、ディ
スク上に複数ビームを作るために独立した１個の回折格
子が必要であり、コストアップの要因となっていた。ま
た、回折格子の挿入弁だけＬＤとビームスプリッタ間の
距離か遠くなり、装置を小型化する上での障害になる等
の問題点がおった。

そこで、本発明者は、上記問題点を解決する方法として
、ビームスプリッタの反射面に回折格子の機能をもたせ
てなる３ビーム光学ヘツド装置の光学系を提案しており
、本願出願と同時に出願している。上記提案発明におい
ては、ビームスプリッタ（従来装置に使用されていたビ
ームスプリッタと区別するために、以下、平板光学素子
と称す）が、第一の面が回折格子とビームの透過及び反
射機能を兼ね備えており、第二の面は主としてビームを
透過さけることにより、ディスクから反射してきた光に
対して非点収差を付与する働きを兼ね備えているもので
、従来装置に使用されていた独立した光学素子としての
回折格子を不用とする。

ざらに、回折格子軌跡がほぼ２つの点光源の干渉縞の形
状となっているので、反則回折によって生ずる１次回折
光にはと／Ｖど収差が発生しない。

以下、この提案発明について詳述する。第１図において
、（４０）は従来のビームスプリッタに起き換えられた
平板光学素子であり、ＬＤ（１）の出射点（５０）より
発せられる出射光（２）８反射する第一の面（３０）上
に回折格子が形成されている。この第一の而（３０）に
は従来のビームスプリッタの反射面と同等の反射率を有
するように適宜反射膜がつけられているが、反射率をそ
れほど要求されない場合は省略してもよい。また、平板
光学素子の第二の面（３１〉は透過面となっており必要
に応じてＡＲココ−ィングが施されている。

なＰ）、回折格子の形状（面内の軌跡）については後に
詳述する。

次に提案発明の動作について第１図により説明する。Ｌ
Ｄ（１）の出射点（５０）を出射した光束（２）は平板
光学素子（４０）の回折格子が形成されている面（３０
）によって反射回折され、０次光と±１次光とに分離さ
れ、集光レンズ（５）によって光ディスク（６）上に３
つのスポットとして集光される。

ディスクから反射した光は、集光レンズを再透過し、さ
らに平板光学素子（４０）を透過して非点収差が与えら
れ、光検知器（１０）に入射する。

その他の部分の触ぎは従来装置と全く同様であり、非点
収差によってフォーカスエラー信号が±１次光の差動倹
λ口によりトラッキングエラー信号が１７られる。

次に格子の軌跡の設計について第９図を用いて説明する
。図において（５０）で示した点ＭがＬＤ（１）の光束
出射点を表わしている。又、ＳはしＤの出射点Ｍを通っ
て、一点鎖線で表わす光軸と直交する面内の点であり、
ディスク上の±１次光である（９ｅ）又は（９ｆ）と共
役関係にあるまた、格子面（３０）は図の×１軸を中心
に光軸に垂直な面から角度φ傾いている。今、点Ｍ及び
３　Ｇ、：’１３いた点光源から出射するＬＤ（１）の
出射光の波長とほぼ等しい波長の光波の格子面（３０）
上の位相をφ１．Ｉ　（Ｘ、Ｙ）、φｓ　（Ｘ、Ｙ）と
する。但し、Ｘ、Ｙは第９図に示したように、格子面上
の座標である。ＬＤ出射端面を含むＸ□−ｙｏ面上の点
Ｍ、Ｓから出射する光波の位相差へは０式で表わされる
。

△＝φ８（Ｘ、Ｙ）−φＨ（Ｘ、Ｙ）　　・・・・・・
■Ｍ、Ｓから出射する光波による干渉縞の境界線は０式
によって与えられる。

π ■、■式で決定されるような溝軌跡を有する回折格子を
用いれば第９図における点Ｍに光源（ＬＤ（１））をお
いて格子面（３０）によって反射回折された１次回折光
はＳに配置した点光源から出射して、面（３０）の位置
に置かれたミラーで反射された光束と等価になる。

又、−１次回折光はＭに対するＳの対称点Ｓ−から出射
される光束と等価になる。

第１０図にこのような格子を位相格子で実現する場合の
断面図を示す。イロしこの図は、説明の便宜上、面（３
０）にそう座標を位相差Δで表している。図のように０
式の各ｍで与えられるΔの点を繍界にして表面（３０）
が矩形形状となるように位相格子を形成すればよい。

第１１図に格子を（膜幅格子で実現する場合の断面図を
示す。図のように０式の各ｍで与えられるΔを境界にし
て面（３０）上に反射率の高い部分（太線部）と反射率
の低い部分（細線部）を順に型式すればよい。

第１２図に格子軌跡の計算例を示す。

本例では、第５図に示したパラメータとして以下の値を
用いた。但しＸｏ−ｙｏ座標系でのＳの座標を（ｘＳ、
ｙ３）とする。

ａｔの大きさは図示のように１．５ｍｍｘ１ｍｍとした
。

この場合、３ビームは傾いた格子面のメリジオナル面内
に位置し格子軌跡はほぼ直線で、間隔がＹ方向に沿って
徐々に変化している。第１４図に格子周期のＹ方向に沿
った変化をプロットした。これかられかるように、Ｙ方
向に沿った格子周期の変化はほぼリニアである。従って
実用的には、このような場合には直線格子の周期を直線
的に変化きるだけでも十分といえる。

次に３ビームがサジッタル面内に配置される場合として
、以下のパラメータで計算した格子軌跡を第１３図に示
す。

この場合の軌跡はＹ方向に沿って末広がり形状と４１′
ることかわかる。

以上３ビームの配置がメリジオナル面内（Ｘ。

−０＞、サジッタル面内（ｙ、＝Ｏ）におる場合につい
て格子軌跡を示したが、要はこれは設計の問題であり、
これ以下の配置であってもよい。

ヅなわち第９図に示した８点がＸＱ、ｙｏ面内において
どのような位置にあっても、上記■、■式より格子軌跡
を決定することができることはいうまでもない。とりわ
け、ディスク上の３ビームの方向が、平板光学素子（３
０）のメリジオナル平面に対して４５′回転した位置に
集光される場合には、従来の円筒レンズを用いた非点収
差法において円筒レンズの軸方向をトラックに対して４
５°の角度に配置する場合と等価になる。この場合には
特公昭５３−３７７２２に公知の理由で、フォーカスセ
ンサ持性上有利でおる。このように３３ビームを４５°
方向に配置するには、第９図においてｘ　　＝ｙ、とな
るように点Ｓを配して格子軌跡を求めればよい。なお、
格子の軌跡として本発明の実施例に示したような、光源
面上の２つの点光源からの干渉縞以外の形状を用いた場
合には発生する±１次光に収差が発生する。このような
±１次光に収差が発生すると、ディスク上のスポット（
９ｅ）、（９ｆ＞の形状が乱れるので、良好なトラッキ
ングエラー信号を得る上での障害となる。本発明のよう
に格子軌跡を干渉縞の形状にすると、原理的に±１次回
折光無収差で発生するので、スポット（９ｅ）、（９ｆ
）が回折限界の良好な集光形状となり、従来の３ビ一ム
方式の光学ヘット装置と、互換性のある良好なトラッキ
ングエラー信号を得ることができる。

［発明が解決しにうとする問題点］しかしながら、上記提案発明において解決されることか
望ましい問題点がおる。

すなわち、光ディスク（６）から反射された３つの反射
光は平板光学素子（４０）に形成された回折格子（３０
ａ）を通過する際に更に回折を受け、光検知器（１０）
上に９個の光スポットを形成させることになる。

この結果、情報再生に用いられる光デイスク上の０次光
に対応する反射光を受光する光検知器上（第８図の４分
割検知基部）で光束の重なりが生じ、再生信号の品質が
劣化するという問題がめった。

これを第１５図に基づいて詳細に説明する。

ＬＤ（１）により出射したレーザ光（２）は回折格子面
（３０）によって光デイスク上の０次光ｍ、＋”１次光
ｆ、±１次光ｅに回折分離され、これら３つの光束は更
に光ディスク（６）から反則（反射光という）された後
に、平板光学素子（４０）の回折格子面（３０）、及び
面（３１）８透過する際に再び回折された透過０次光及
び透過±１次光に分離される。従って、図に示されるＪ
：うに、Ｏ広反射光ｍによって発生する透過回折光をＭ
ｌ、Ｍ、Ｍ−１とし、＋１次広反射光により発生する透
過回折光をＦｌ、Ｆ、Ｆ−１とし、また、−１広反射光
ｅにより発生する透過回折光をＥｌ、Ｆ、Ｅ−１とする
と、第７図の検知器（１０ａ＞、（１０ｂ）、（１０ｃ
）、（１０ｄ）には本来の再生信号であるＭの他にＥｌ
、Ｆ−１か手なって入射することになる。

従って、上記光デイスク反射光の回折光である一１次反
射光の透過＋１次光計１．−１−１次反射光の透過−１
次光Ｆ−１は本来の光束（Ｏ広反射光ｍ）によって再生
されるべき情報に対するノイズ成分となり、加算器〈１
６）の出力として取出される再生信号の品質を極めて劣
化させ、再生性能を確保する上での障害となっていた。

この発明は、上記問題点を解決するためになされたもの
で、光検知器に入射されるべき本来の光デイスク反則光
に対して混入する光デイスク反則光の透過回折光の強度
を低減し、再生信号の検知を良好に行うことのできる光
学式ヘッド装置を得ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］この発明に係る光学式ヘッド装置は、回折分離手段が前
記提案発明と同様に干渉縞またはそれに近い軌跡から成
る位相型回折格子を第一の面に形成した平板光学素子を
含み、この平板光学素子を分離された光スポットが前記
情報記憶媒体上の所定位置に照射されるように配置し、
情報記憶媒体からの反射光が平板光学素子によって透過
回折された場合に、＋１次反射光の透過−１次光と０次
反射光の透過０次光との強度比Ｉ、−１／ＩＭ及び−１
次反射光の透過＋１光と０次反射光の透過０次光との強
度比ＩＥ１／ＩＭが再生信号の品質劣化を生じざぜない
一定値以下になるように前記位相型回折格子の位相量を
設定したことを特徴とする。

ここで、位相型回折格子とは入射光に対して空間的に位
相変化を与える回折格子をいうものとする。

［作用］この発明における光学式ヘッド装置では、上記平板光学
素子上の位相型回折格子により光ディスクからの反射光
が平板光学素子を通過する際に所定の位相量が与えられ
るが、この位相量を＋１次反射光の透過±１次光と０次
反射光の透過０次光どの強度比Ｉｒ−ｔ　／ｌ１−１　
、ＩＥｌ、■Ｈを極めて小さい値、例えば１／１００程
度以下に設定することができるので、本発明の平板光学
素子を用いた場合において再生信号への余分な透過回折
光の混入を（勇めて低減させることができ、光検知器に
おける再生信号の受光を良好な特性で１ｑることができ
る。

［実施例］以下、この発明の１実施例を図に基づいて説明づる。本
発明にかかる光学式ヘッド装置は、第１図に示された構
成からなるが、その平板光学素子（４０）上の位相型回
折格子（３０ａ＞の一部拡大図が第２図に示されている
。

図に示されるように、位相型回折格子（３０ａ）は屈折
率ｎ、の光束分離素子（４０）の基板の表面（３０）上
の屈折率ｎｇの矩形格子（３２）が形成され、実施例で
は説明の便宜上周期ｐを一定とし、矩形格子く３２）の
デユーティ−比を０．５その厚みＳ：ｄとする。上記パ
ラメータｎｇ、ｄ及び光源の波長λを所望の値に設定す
ることにより、所定の位相差を回折光に与えることがで
き、これについては後述するが、本発明は、平板光学素
子に矩形格子（３２）を形成することだけで所望の効果
を得ることができる位相型回折格子（３２ａ＞を用いる
ことを特徴とする。

上記平板光学素子（４０）は、光ディスク（６）からの
反射光に対して４５°の角度をもって配置されており、
次に位相型回折格子（３２ａ＞に斜め人躬各θで反射光
が入射する場合の、位相間と回折光強度比の関係につい
て説明する。

第３図（ａ）には、反射の場合の位相量を求める説明図
、第３図（ｂ）には透過の場合の位相量を求める説明図
が示されている。

ここで、回折格子（３０ａ）が空気中に置かれるものと
考えると、反射の場合には、光路長差（［ＡＢ］　−［
ＡＣ］　）を位相差に換算した位相量φｒが次式にて求
められる。但し光源の空気中の波長をλとする。

φｒ＝４ｙｒｄ−ｃｏｓ　　（θ）／λ　　・−−−−
・（１）また、透過の場合には便宜上平板光学素子基板
の屈折率ｎ　も格子材料と同じ屈折率ｎｇと考えること
により、上記反射の場合と同じく光路長差（［ＡＢ］　
−［ＡＣ］　）より、位相量φτか次式にて求められる
。

φτ＝２πｄ（ｃｏｓ（θ）ｎ　　　”−５ｉｎ２　（θ））／ル＝（２）一方、位
相型回折格子の矩形格子（３２）のデユーティ−比が０
．５の場合には、溝幅に比べて溝厚みが充分小さく、従
って矩形格子（３２）のエツジの影響が無視できると考
えると、位相量φに対して、１次光の強度比■１と０次
光の強度比■ｏの比は次式で表わされる。

ル・・・（３）但し上記（３）式は矩形形状が理想的でおるとすると±
１次光双方とも同じ値となる。

次に、第８図に示された光検知器（１０）に入射される
透過回折光Ｍ、ＥＬＦ−１の強度をそれぞれｉ、　、Ｉ
Ｅｌ−ＩＦ−１シて示すと、光検知器（１０）上の妨害
光と信号光の強度比は上記（３）式に上記（１）、（２
＞式を繰り返し代入することにより、次式で与えられる
ことが理解される。

ＩＥ１／ＩＭ＝ｒ［−１／ＩＭ　− π ・・・・・・（４〉従って、妨害光の強度を小さくするには上記（１）、（
２＞式におけるパラメータｄ、θ、λ。

ｎｇの値を、上記（４）式が一定値、例えばｏ、　ｏｉ
以下になるように設定すればよい。

第４図には２酸化ケイ素（Ｓｉ　ｏ２）を矩形格子（３
２）の材料として平板光学素子（４０）を形成した場合
の１例が示され、この場合のパラメータとし、ｎ　（＋
　＝１．４５　　（Ｓ　ｉＯ２）、θ−π／４を用いて
、（ｄ／λ）に対して上記（４）式をプロットしている
。この格子材料としての５ｉ０２はスパッタ法にて格子
作製を行う場合に一般的に用いられているものであり、
図から、最適な強度比として設定される値、つまり、旨
。

、、’ｒＨ＜　０．０１の領域として、０＜ｄ／λく。

０．１６　、　１．３６　＜ｄ／λ＜　１．５２が存在
することを読取ることができる。そして、ＬＤ（１）の
代表的波長を０．７３μｍとすると、上記範囲に相当す
る格子厚みｄは、Ｑ＜ｄ＜　０．１２．１．０６＜ｄ＜
　１．１９　　（μｍ）となることが理解される。

第５図には、ポリメチルメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ
）を材料として平板光学素子（４０）を形成した場合の
１例が示され、パラメータとして、ｎｇ＝１．４８　（
ＰＭＭＡ）１、θ＝π／４を用い、（ｄ／λ）に対して
上記（４）式をプロットしている。この格子材料として
のＰＭＭＡは格子作製する場合には射出成形法等にて行
われ、図から、強度比として最適な値、つまり１Ｅ１／
■Ｈく０、０１の領域として、Ｏ＜ｄ／λ＜　０．１６
．１．３４＜ｄ／λ、　＜、７２が存在することが読み
取れる。そして、ＬＤの代表的波長を０．７３μｍと覆
ると、上記範囲に相当する格子厚みは、０＜ｄ＜　０．
１２　、　１．０５　＜ｄ＜　１．３４　　（μｍ）と
なることが理解される。

このように、位相型回折格子（３０ａ）が形成された平
板光学素子（４０）の材料と光束分離素子自体の傾き角
度を設定することにより、矩形格子（３２）の厚みｄが
決定され、これらの値にて平板光学素子（４０）を形成
すれば、ディスクからの反射光の透過±１次回折光の強
度を極めて低減させることができ、光検知器（１０）に
て必要とされる検出信号の強度に与える影響をなくすこ
とができる。

なあ、トラッキングエラーを検出する反射±１次光にも
第１５図に示されるように、透過±１次光Ｍ１及びＭ−
１の影響があるが、第８図検出部（１０ｅ）、（１０ｆ
＞で検出した信号を電気的にキャンセルすることにより
有効に除去できるので問題とはならない。

以上のように、代表的な格子材料を用いた２例について
４５°入躬の場合の最適パラメータの設定例を説明した
が、いずれの格子材料を用いた場合であっても、前記（
１）、（２＞、（４）式によって設定される妨害光対信
号光の強度比が０．０１以下となるように設定すれば、
良好な再生１２Ｊ性の光学式ヘッド装置を１ｑることか
できる。

また、再生信号の品質がより厳しく問われる場合には、
前記許容値より小さくして前記（４）式を評価すればよ
い。すなわち、システムが要求する許容値のそれぞれに
対して本発明を適用することが可能でおる。

なお、（１）〜（４）式の導出は、前述したように、等
間隔でデユーティ−比０．５の矩形形状の位相シフトを
与える位相型回折格子としたが、本鈍明で用いる干渉縞
軌跡の回折格子も、隣接する数周期程Ｉ身をとった場合
、はぼ等間隔でデユーティ−比０．５の矩形位相シフト
関数を有するとみなせるので（１）〜（４）式か適用可
能であることを付言しておく。

また、実施例の説明では断面形状が矩形とされた位相型
回折格子（３０ａ）について説明したが、この他にも位
相型回折格子材料としては、サーモプラスチックの表面
形状変形によるものヤカルコグナイド系元素を含んだア
モルファス半導体に光を照射することによって屈折率変
化を起させたもの等を用いることも可能である。

上記前者のサーモプラスチックを用いたものは、光導電
性の材料の上にサーモプラスチックを被膜し、このサー
モプラスチック上にコロナ放電、帯電そして加熱処理等
を施すことにより、サーモプラスチック表面に位相型の
凹凸変形を力■えたものでおる。

また、後者のアモルファス半導体を用いたものは、ガラ
ス基板上に真空蒸着または高周波スパッタにてアモルフ
ァス半導体薄膜を形成し、この薄膜に特定波長の光を照
射することにより微視的な構造変化を与え、屈折率変化
を有する薄膜に形成したものである。

このような位相型回折格子によっても本発明の目的を達
成させることができ、位相型回折格子の位相量の設定に
より、妨害光の強度を低減させ、必要な信号に対する妨
害を任意の許容値以下に設定できる。

［発明の効果］以上のように、この発明によれば、回折分離手段を位相
型の回折格子からなる平板光学素子としたので、光ディ
スクから反射される±１次光が光束分離素子にて透過回
折される場合に、光検知器に入射する０次反射光の透過
０次光に対する±１次反射光の透過＋１次光の混入割合
いを所定値以Ｆに設定でき、当該信号の再生信号への混
入を極めて低減させ、良好な再生特性をもった光学式ヘ
ッド装置を１ワることができる。

しかも、回折格子の軌跡がＬＤ発光点及びＬＤ発光点と
略同−面内の一点に配置した２つの点光源の干渉縞であ
るから、回折分離される１次光にほとんど収差が生じず
、良好なトラッキングセンサ出力を得ることができ、従
来の独立した回折格子を有する光学ヘッド装置と同等の
特性を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明及び本発明と同時出願の発明による装置
の光学系構成図、第２図は本発明の実施例で使用される
位相型回折格子の断面形状を示す説明図、第３図は位相
型回折格子に光束が斜め入射した場合の位相量演算を示
す説明図、第４図は５ｉ０２を用いた４５°入射の回折
格子による妨害光発生の場合において強度比と矩形格子
の厚さとの関係を示すグラフ図、第５図はＰＭＭＡを用
いた４５°入射の回折格子による妨害光発生において、
強度比と矩形格子の厚さとの関係を示すグラフ図、第６
図は従来の光学式ヘッド装置を示す構成図、第７図は光
デイスク上の光スポツト図、第８図は光検知器の結線図
、第９図は格子軌跡について説明する為の図、第１０図
、第１１図は回折格子の断面形状を示す図、第１２図、
第１３図は格子ｉｉ／を跡の例を示す図、第１４図は第
１２図の回折格子のＹ方向の周期変化を示す図、第１５
図は本発明か解決しようとする問題点を示す図で必る。図において、（１〉はＬＤ、（５〉は集光レンズ、（６
）は光ディスク、（８）は情報トラック、（９ａ）、（
９ｅ）、（９ｆ）は光スポット、（１０）は光検知器、
（３０）は第一の面、（３１）は第二の面、（４０）は
ビームスプリッタ（平板光学素子）、（３０ａ＞は位相
型回折格子でおる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）半導体レーザ光源、該光源から出射する光束を第
一の面によって反射すると同時に０次回折光とその他の
回折光の複数本の光束に回折分離する光束分離素子、該
光束分離素子によつて反射分離された光束を光学式情報
記憶媒体上に複数個の光スポットとして集光する集光レ
ンズ手段、前記光学式情報記憶媒体の情報面によつて反
射され前記対物レンズ手段を再透過し、前記光束分離素
子の第一の面及び第二の面を透過した光束を受光して光
電変換する光検知器より構成され、該光検知器上の０次
回折光の変形によってディスク集光光束の焦点ずれを検
知し、０次回折光により光学式情報記憶媒体に蓄えられ
た情報を再生し、０次以外の回折光により前記光学式情
報記憶媒体上の情報トラックと０次回折光の集光スポッ
トとの面内ずれを検出する光学式ヘッド装置において、
該第一の面に回折格子を設け、該回折格子は入射光の位
相を空間的に変調する位相型回折格子であり、該回折格
子によつて分波された結果、光スポットが前記情報記憶
媒体上の所定位置に照射されるように配置し、情報記憶
媒体からの反射光が前記第一の面によつて透過回折され
た場合に、＋１次反射光の透過−１次光と０次反射光の
透過０次光との強度比Ｉ＿Ｆ＿−＿１／Ｉ＿Ｍ及び−１
次反射光の透過＋１次光と０次反射光の透過０次光との
強度比Ｉ＿Ｅ＿１／Ｉ＿Ｍが検出誤差を生じさせない一
定値以下になるように前記位相型回折格子の位相量を設
定したことを特徴とする光学式ヘッド装置。
（２）前記位相型の回折格子は、面内の位相変化量が矩
形状となっており、かつ近隣の矩形状位相シフト関数の
デューティ比が略０．５となっている特許請求の範囲第
（１）項記載の光学式ヘッド装置。
（３）前記回折格子は、格子の断面形状が矩形波状とな
つている特許請求の範囲第（２）項記載の光学式ヘッド
装置。
（４）前記回折格子が２酸化ケイ素材料により形成され
たことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項、第（２
）項又は第（３）項記載の光学式ヘッド装置。
（５）前記光束分離素子の回折格子はポリメチルメタク
リ酸メチル材料により形成されていることを特徴とする
特許請求の範囲第（１）項、第（２）項又は第（３）項
記載の光学式ヘッド装置。
（６）前記＋１次反射光の透過−１次光と０次反射光の
透過０次光との強度比Ｉ＿Ｆ＿−＿１／Ｉ＿Ｍ及び−１
次反射光の透過＋１次光と０次反射光の透過０次光との
強度比Ｉ＿Ｅ＿１／Ｉ＿Ｍが０．０１であることを特徴
とする特許請求の範囲第（１）項又は第（２）項記載の
光学式ヘッド装置。
（７）前記回折格子によって分離される光束の数が三つ
であることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項乃至
第５項記載の光学式ヘッド装置。
（８）前記光学式情報記憶媒体によって反射した光束が
、前記光束分離素子の第一の面及び第二の面を透過する
ことによって非点収差が付与され、前記０次光による焦
点ずれ検出の為の変形が与えられることを特徴とする特
許請求の範囲第（１）項記載の光学式ヘッド装置。
（９）前記光束分離素子の第一の面と第二の面が平行で
あることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の
光学式ヘッド装置。
（１０）前記光束分離素子の第一の面と第二の面がくさ
び状であることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
記載の光学式ヘッド装置。
（１１）前記回折分離される光束が、前記光束分離素子
の第一の面に関する略メリジオナル面内に存在する三つ
の光スポットとしてディスク上に集光されることを特徴
とする特許請求の範囲第（１）項乃至第（６）項記載の
光学式ヘッド装置。
（１２）前記回折分離される光束が、前記光束分離素子
の第一の面に関する略サジツタル面内に存在する三つの
光スポットとしてデイスク上に集光されることを特徴と
する特許請求の範囲第（１）項乃至第（６）項記載の光
学式ヘッド装置。
（１３）前記回折分離される光束が、前記光束分離素子
の第一の面に関するメリジオナル平面から光軸を中心に
略４５゜の角度をなす方向の面内に存在する三つの光ス
ポットとしてディスク上に集光されることを特徴とする
特許請求の範囲第（１）項乃至第６項記載の光学式ヘッ
ド装置。
（１４）前記回折格子の縞軌跡が、前記半導体レーザの
光束出射点及び該出射点を含み、半導体レーザ出射光の
光輪に垂直な面内の一点の各々に配置された点光源から
発せられる前記半導体レーザ出射光の波長とほぼ等しい
波長の光波による、前記第一の面における干渉縞軌跡と
なっていることを特徴とする特許請求の範囲第（１）乃
至（１３）項記載の光学式ヘッド装置。
（１５）前記回折分離される光束が前記光束分離素子の
前記第一の面に関する略メリジオナル面内に存在する三
つの光スポットとしてディスク上に集光され、前記回折
格子の縞軌跡が、周期が直線的に変化する直線であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第（１）乃至（１３）項
記載の光学式ヘッド装置。