JPH02192035A - 情報面光学走査装置 - 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〕 本発明は、光反射情報面を光学的に走査する装置であっ
て、走査ビームを供給する光源と、走査ビームを情報面
に走査スポットに集束させると共に走査スポットを複合
光感応検出系上に再結像させる対物レンズ系と、前記光
源と前記対物レンズ系との間の光路内に配置され、前記
情報面によって反射された光の一部を前記光感応検出系
に偏向させると共にフォーカシングエラー信号を前記複
合光感応検出系によって偏向走査ビームから取出すこと
のできるように該偏向走査ビームを変形させる第１回折
素子とを具えている情報面光学走査装置に関するもので
ある。

フォーカシングエラー信号とは、対物レンズ系の集束面
と情報面との間の偏差に比例する信号のことである。

フォーカシングエラー信号を検出するには、ビームを例
えば２つのサブビームに分割し、これらの各サブビーム
に複合検出系の別個の検出器対を関連させることができ
る。他の方法としては、ビームを非点収差させ、このビ
ームを複合検出系における４つの異なる象限に配置した
４個の検出器と共働させる。

〔従来の技術〕

原則として光学記録担体に記録された情報を読取ったり
、又斯種の記録担体に情報を光学的に書込んだりするの
に好適な斯種の装置は米国特許第４６６５３１０号から
既知である。この米国特許に開示されている装置におけ
る複合回折素子は１個の回折格子の形態をしており、こ
れは２つの機能を果すものであり、そのようにしなけれ
ば２つの別個の素子を用いなければならない。斯かる回
折格子は先ず、情報面によって反射されてから対物レン
ズ系を経て到来する光をダイオードレーザにより放出さ
れた光の通路から離脱させるため、反射光の通路内に検
出系を配置することができる。前記回折格子は第２の機
能として、反射ビームを２つのサブビームに分割し、こ
れらのサブビームはフォーカシングエラー信号、即ち対
物レンズ系の集束面と情報面との間の偏差の大きさ及び
その方向についての情報を含んでいる信号を発生させる
のに必要とされる。各サブビームには別個の検出器対を
関連させ、同じ対に関連する検出器の出力信号間の差信
号は走査ビームを情報面上に集束させる目安とする。

上述したような情報面光学走査装置では、フォーカシン
グエラー信号以外にトラッキングエラー信号も発生させ
る必要がある。トラッキングエラーとは、走査スポット
の光分布の中心点と読取るべき情報トラック部分又は書
込むべきトラック部分の中心との間の偏差のことである
。米国特許第４６６５３１０号による装置ではフォーカ
シングエラーを検出するのと同じ検出器によってトラッ
キングエラーも検出している。

〔発明が解決しようとする課題〕

これがため、従来の装置では回折格子を構成する２つの
副格子間の境界線が走査スポットの個所にてトラック方
向に対して平行となるように回折格子の向きを定めてい
る。この場合に、トラツキングエラー信号は各検出器対
の出力信号の和を求めると共にこれらの和信号を互いに
差引くことによって得られる。上記米国特許による所謂
単一スポット方式では、偏差、即ち所謂オフセットは特
に走査ビーム内における非対称エネルギー分布のために
トラッキングエラー信号に生じたりする。

走査スポットをトラック上に６立てさせるのに用いられ
るトラッキングサーボ系は所謂２段階方式とすることが
できる。このような方式では、例えば光源及び対物レン
ズ系を支持するスライダをトラックに対して変位させる
ことによって走査スポットの粗調整を行ない、又例えば
対物レンズ系をスライダに対して変位させることによっ
て走査スポットの微調整を行なうようにしている。しか
し、このような変位のやり方ではトラッキングエラ−信
号に別の偏差を生じさせることになる。このような偏差
をなくしたり、又はそれを補償するためには実際上追加
の手段を講じる必要がある。さらに、フォーカシングエ
ラー信号並びにトラッキングエラー信号を発生させるの
に同じ検出器を用いると、フォーカシングエラーがトラ
ッキングエラー信号に影響を及ぼしたり、又はその逆に
トラッキングエラー、がフォーカシングエラー信号に影
響を及ぼしたりすることがある。

本発明の目的は上述した諸欠点を有することなく、しか
もフォーカシングエラー検出系とトラッキングエラー検
出系との新規な組合せを具えている冒頭にて述べ種類の
情報面光学走査装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による情報面光学走査装置は、前記光源と前記第
１回折素子との間に、前記光源によって供給されるビー
ムを１つの走査ビームと２つの補助ビームとに分けて、
前記情報面にそれぞれ１つの走査スポット及び２つの補
助スポットを形成する第２の単一回折素子を配置し、前
記複合検出系が再結像補助スポラ１へ用の追加の検出器
を具え、且つ前記第２回折素子を小さくして、前記第１
回折素子によって回折されたビームが前記第２回折素子
に達しないような位置に前記第２回折素子を配置したこ
とを特徴とする。

別個の検出器と共働する２つの補助ビームを用いること
によって、トラッキングエラー信号の発生とフォーカシ
ングエラー信号の発生とを別にすることができるため、
これら両信号間にてクロストークが発生する恐れを低減
させることができる。

複合回折素子内の境界線は最早トラック方向に対して平
行とする必要がないため、トラッキングエラーがフォー
カシングエラー信号に及ぼず恐れは低減される。さらに
、このことにより装置の設計上の自由度が非常に向上す
る。

なお、米国特許第３８７６８４２号には、走査ビーム及
び２つの補助ビームを形成するのに回折格子を用い、又
各補助ビームには別個の検出器を関連させ、これらの補
助ビームを用いてトラッキングエラー信号を発生させる
ようにした走査装置が開示されている。しかし、この従
来の装置は記録担体からくるビーム及び記録担体へ向っ
て進むビームを分離すると共に、偏向ビームをフォーカ
シングエラー検出に適した形状にするための複合回折素
子を用いていない。

本発明の要点は、複合回折素子から到来して検出系の方
へと向けられる光が単一回折素子によって別のサブビー
ムに分離されないように斯かる単一回折素子を小形とす
ると共にこの回折素子を光源と複合回折素子との間に配
置することにある。

従って、検出系上に形成される光スポットの数が制限さ
れるため、この検出系の幾何学的形状も比較的簡単で済
む。さらに、種々の信号を発生せるのに必要とされる光
スポットのエネルギーは依然としてかなり大きいもので
ある。

本発明による装置には２クラスの例があり、その第１ク
ラスの例では２つの回折素子を光透過性のものとする。

この場合には回折素子を互に上下に配置し、これらを光
源及び検出系の如き他の部品と一緒して１個の狭い管状
のホルダ内に配置することができる。

第２クラスの各側では、２つの回折素子の少なくとも一
方を反射性のものとする。

この第２クラスの第１例では、第１回折素子を反射性の
ものとし、第２回折素子を光透過性のものとする。

この場合に、第１回折素子は折返しミラーとしても機能
するため、走査装置の高さを制限することができる。

第２クラスの第２例では、第１回折素子を光透過性とし
、且つ第２回折素子を反射性のものとする。

この場合に第２回折素子はこの第２回折素子以外の第１
回折素子によって偏向された光を光感応検出系の方へと
反射する大形反射素子の一部を形成することができる。

第２クラスの第３例では、第１及び第２回折素子を反射
性のものとする。

この場合には２つの回折素子が折返しミラーとして機能
するため、走査装置の高さを最小限に制限することがで
きる。

本発明を用いる装置では、光源をダイオードレーザとし
、光感応検出系を複合ホトダイオードで構成し、これら
のレーザダイオード及びホトダイオードをハウジングの
片側における１個のブロック上に配置し、ハウジングの
反対側には光透過窓を設ける。第１及び第２回折素子を
光透過性のものとする場合には、第２回折素子を前記ハ
ンリング内に収納させ、且つ前記第１回折素子を前記ハ
ウジングの光透過側に固定的に接続する。

第１回折素子はハウジングの光透過窓から成る距離の所
に位置させて、リングを介してハウジングに接続するこ
とができる。この第１回折素子は光透過窓の上に配置す
ることもできる。又、第１回折素子が光透過窓の一部を
形成するようにすることもできる。上記第１のハウジン
グを第２ハウジング内に固着させることができ、この第
２ハウジングにも光透過窓を設ける。この場合には、こ
の光透過窓の上に第１回折素子を配置するか、又は第１
回折素子をこの窓の一部とすることができる。

上述したような構成とすることにより走査装置をコンパ
クトにすることができる。

組立ての単純化に当ってはコリメータレンズをハウジン
グに固着するのが有利である。

このコリメータレンズはリングを介して第１ハウジング
に固着させることができ、この第１ハウジング上又はそ
の中に第１回折素子を配置する。

コリメータレンズは内部に第１ハウジングを固定させる
第２ハウジングの光透過性包囲体を構成すべくすること
もできる。第１回折素子によって第２ハウジングの一部
を形成する場合には、コリメータレンズが第３八うリン
グの光透過性包囲体を成し、この第３ハウジング内に第
２ハウジングを固定させることができる。

このような装置では、コリメータレンズの後方の光路内
に対物レンズ系を配置する。米国特許第４６６８０５６
号に記載されているように、この対物レンズ系は少なく
とも片側の面が非球面をしている単一レンズとし、この
レンズがコリメータレンズの作用もするようにすること
ができる。米国特許第４６６８０５６号に記載されてい
る技法は本発明による装置のコンパクト化及び組立ての
単純化を向上させるのに用いることができる。そこで、
本発明の好適例ではハウジングに単一対物レンズ形態の
対物レンズ系を固着させる。この単一対物レンズはコリ
メータレンズにつき上述したのと同じ方法でハウジング
に接続することができる。

本発明による装置には種々のフォーカシングエラー検出
法を用いることができる。その第１の好適な実施に当っ
ては、前記第２回折素子を、格子周期が一定で、しかも
格子細条が有効トラック方向に対してほぼ直交する回折
格子とし、前記第１回折素子を格子周期が変化する回折
格子とし、且つ前記複合検出系を４個の検出器で構成し
、これらの検出器を前記第１回折格子によって偏向され
る走査ビームの主光線のまわりの４つの異なる象限に配
置し、再結像走査スポットの形状を前記４つの検出器に
よって決定するようにする。

回折格子及び複合検出系に関連し、ここで用いられる有
効トラック方向とは、走査スポットの区域に位置するト
ラック部分の関連する素子における投影方向を意味する
ものとする。第２回折格子の格子細条が有効トラック方
向に対しほぼ９０°の角度で延在するため、この格子に
より形成される補助ビームによって情報面に形成される
補助スポットはトラック方向において互に前後に位置す
るようになる。この角度を９０゛から数度ずらせること
により補助スポットの１つをトラックの第１端縁に位置
させると共に他の補助スポントをトラックの第２端縁に
位置させるようにする。

可変格子周期を有する格子によって回折走査ビームを非
点ビームに変換し、再結像走査スポットの形状を走査ビ
ームの情報面への集束程度によって決めるようにする。

フォーカシングエラーの場合にはこの走査スポットは、
デフォーカシング符号に依存する主軸が２つの互に直角
な方向（以下非点方向と称する）の一方の方向に位置す
る楕円スポットに変形されるようになる。四象限内の分
離細条は非点方向に対しほぼ４５°の角度に延在する。

非点第１格子を具える走査装置の第１例では、前記第１
回折格子の格子細条を真直ぐとし、且つ該格子の格子周
期を直線的に変化させる。

この例では非点方向を第１格子の格子細条の方向に対し
平衡又は直角とする。この格子細条が有効トラック方向
に対し平行又は直角である場合には分離細条は有効トラ
ック方向に対し４５°の角度に延在する。従ってトラッ
キングエラーはフォーカシングエラー信号に影響を及ぼ
すようになる。

この影響は前記第１回折素子の格子細条を弯曲させ、且
つ前記四象限検出器の分離細条を有効トラック方向に対
して垂直となるようにそれぞれ平行とするようにした走
査装置で防止することができる。

湾曲細条だけでなく、非直線性変化を行う格子周期をも
有し、ホログラムとも称されるこの特定の格子によって
非点方向を変位させるため、四象限検出器の分離細条は
有効トラック方向に対し夫々平行に横切るようになり従
ってフォーカシングエラー信号内のトラッキングエラー
のクロストークを防止することができる。

直線的に変化する格子周期を有する格子とフォーカシン
グエラー信号を発生する四象限検出器とを組合せて用い
ることは米国特許第４，３５８，２００号明細書から既
知である。しかし、この米国特許明細書の装置は２つの
補助ビームを形成する第２回折格子を具えていない。

上述したいわゆる非点方法と、温度感知性及び制御の容
易性とに関するフォーカシングエラー検出の他の例では
前記第２回折素子を、格子周期が一定で、しかも格子細
条が有効トラック方向に対してほぼ直交する回折格子と
し、前記第１回折素子を、２つの副格子から成り、しか
も偏向走査ビームを２つのサブビームに分割する複合格
子とし、且つ前記複合検出系を２つの検出器対で構成し
、第１及び第２サブビームが第１及び第２検出器対とそ
れぞれ共働し得るようにする。

この装置では、走査スポットを検出器対で２つの光スポ
ットに再結像化する。これら光スポットの各々は情報面
に対し走査ビームのフォーカシングエラーに依存し、関
連する検出器対の分離細条に直角に変位する。この変位
は両検出器の出力信号を比較して検出することができる
。このフォーカシングエラー検出方法はダブルフーコー
法として既知である。

前述した装置の好適な例では前記副格子の格子周期を可
変とし、且つこれらの副格子の格子細条を弯曲させる。

可変格子周期及び彎曲格子細条のため、この複合格子は
レンズ作用を呈し、且つこの格子を副格子の境界線の方
向に変位させることにより光スポットのエネルギー分布
を関連する検出器対に対し対称とすることができる。そ
の理由は対物レンズ系と格子との組立て体の結像距離が
ダイオードレザ及び検出器間の光軸の方向における距離
に適合するからである。これは、フォトダイオードの形
態の検出器とダイオードレーザとを１つの構成素子に組
合せて互に固定する際に特に重要である。

この可変格子周期及び彎曲格子細条を有し、ホログラム
とも称される複合格子によって、直線状格子細条を有す
る格子を用いる際に発生し得るコマ収差及び非点収差の
ようなイメージングエラーを補正することができる。

フーコーフォーカシングエラー検出方法を用いる走査装
置には２つの例がある。第１の例では前記副格子の内の
一方の副格子の格子細条の主方向を他方の副格子の格子
細条の主方向と同じとし、これらの副格子の平均格子周
期を相違させ、且つ前記検出器対を前記副格子間の境界
線に対して平行な方向に並置する。この第１の例では走
査ビームのサブビームは同一方向に異る角度で回折する
。

第２の例では前記副格子の平均格子周期を同じとし、一
方の副格子の格子細条の主方向が２つの副格子間の境界
線に対して第１角度で延在し、他方の副格子の格子細条
の主方向が前記境界線に対して第２角度で延在するよう
にし、且つ前記検出器を前記境界線の方向に対し垂直の
方向に並置する。この第２の例では走査ビームのサブビ
ームは同一角度で異る方向に好適に回折されるようにな
る。この例はその組立て公差、調整及び安定性の点で前
述の例よりも好適である。

フーコーフォーカシングエラー検出方法を用いる走査装
置の第３の例では、前記第１副格子の格子細条の主方向
が前記両副格子間の境界線に対して第１角度で延在し、
第２副格子の格子細条の主方向が前記境界線に対して第
２角度で延在するようにし、これら２つの副格子の平均
格子周期を相違させ、且つ前記検出器対が前記境界線に
対し平行な方向と、該境界線に対し垂直の方向との双方
向の異なる位置を占めるようにする。

この例は前述の第１及び第２の例の組合せとみなすこと
ができる。

複合検出系の検出器の相互位置が、第１及び第２回折格
子の格子細条の方向及びこれら格子がビームを偏向する
角度に依存する点に関する限りフーユーフォーカス検出
方法を用いる走査装置の種々の例が可能である。

第１例では、複合検出系において有効トラ・ンク方向に
対し直角を成す方向にみて、第１及び第２補助ビームを
受ける第１及び第２検出器を、２つの並置検出器対の第
１及び第２の側にそれぞれ位置させるようにする。

この例では、第１回折格子がサブ走査ビームを偏向する
角度は第２回折格子が補助ビームを偏向する角度よりも
小さくなる。

第１回折格子の回折角度の選定自由度の大きな例では、
前記複合検出系に前記第１及び第２補助ビーム用の第１
と第２及び第３と第４の検出器をそれぞれ設け、第１及
び第２補助ビームの各々を前記第１回折格子によってサ
ブビームに分割し、且つ有効トラック方向に対し垂直な
方向に見て、前記４個の検出器及び前記２個の検出器対
を、第１検出器、第１検出器対、第３検出器、第２検出
器、第２検出器対及び第４検出器の順序で並置する。

第１回折格子の回折角度の選択自由度に関する変形例で
は前記第１回折格子の格子細条を前記第２回折格子の格
子細条に対してほぼ平行とし、且つ有効トラック方向に
見て、前記第１補助ビーム用の第１検出器及び第２補助
ビーム用の第２検出器を前記２つの検出器対の異なる側
に配置し、これら２つの検出器対を有効トラックの方向
に対し垂直の方向に見て並置する。

検出器対が有効トラック方向に平行な方向又は直角な方
向の双方において種々の位置を占める走査装置の他の例
では、前記複合検出系に前記第１及び第２補助ビーム用
の第１と第２及び第３と第４の検出器をそれぞれ設け、
前記第１及び第２補助ビームの各々を前記第１回折格子
によって２つの補助サブビームに分割し、有効トラック
の方向に対し垂直の方向に見て、前記第１及び第３検出
器を前記第１検出器対の両側に配置し、且つ前記第２及
び第４検出器を前記第２検出器対の両側に配置する。

検出器対が有効トラック方向に平行な方向に並置されて
いる走査装置の更に他の例では前記複合検出系に前記第
１及び第２補助ビーム用の第１と第２及び第３と第４の
検出器を設け、前記第１及び第２補助ビームの各々を前
記第１回折格子によって２つの補助サブビームに分割し
、有効トラック方向に対し垂直の方向に見て、前記第１
及び第３検出器を前記第１検出器対の両側に配置し、且
つ前記第２及び第４検出器を前記第２検出器対の両側に
配置する。

実際上、走査ビーム及び２つの補助ビームを発生する回
折格子を具える走査装置並びにビーム分離及びフォーカ
スエラー検出の回折格子を具える走査装置によれば満足
すべき結果が得られる。しかし、格子を用いる場合には
発生したフォーカシングエラー信号に変位が生じるよう
になり、実際上、この変位はこの信号に対し規定された
公差の範囲内にあるが、可能な他の変位に対する余裕は
僅かにあるだけである。この最後に述べた変位は、特に
組立ての不正確さによる静的な変位であるだけでなく、
光学素子を互に動かすこと、及び電子処理回路の調整を
変化させることにより発生する動的変位である。

既知のように、実際にしばしば用いられるダイオードレ
ーザにより放出される光の波長λは例えば温度変化によ
り変化し得るようになる。走査ビームの波長が変化する
とサブビームが副格子により回折する角度が変化するよ
うになり、従って検出器対の光スポットの位置も変化す
るようになる。

かかる位置変化が発生フォーカシングエラー信号に影響
を与えるのを防止するために、各検出器対に対する２つ
の検出器間の分離細条が、前記ダイオードレーザの発光
表面の中心と、走査ビームを情報面上に最適に集束させ
た場合に該当する検出器対上に形成される光スポットの
強度分布の中心によって占められる位置とを結ぶ線に対
して鋭角で延在するようにする。

各検出器対の分離細条を適宜位置させて、波長変化から
生じる関連する放射（光）スポットの強度分布の中心が
この分離細条に沿って変位し、従ってこの変位は検出器
の強度分布を変化せず、フォーカシングエラー信号にも
影響を与えない。

検出器対内の傾斜分離細条を有する複合検出系を用いる
場合には、２つの検出器対の中心と、ダイオードレーザ
の光放出表面の中心との間の境界線に沿って測定した距
離は極めて正確に調整する必要があり、従って他の可能
性が波長変化の補正に好適に用いられる。この可能性を
用いる走査装置では、２つの検出器対の分離細条を、原
理的にはダイオードレーザの光放出表面の中心と複合光
感応検出系の中心とを結ぶ線に平行とする。検出器対内
の直線状の分離細条を有するこの装置によって走査装置
の光学素子の位置に対する公差を広くすることができる
。

（実施例） 図面につき本発明の詳細な説明する。

第１図には光（放射）反射情報面２を有する光学記録担
体１の１部分を断面で示す。又、第１図には図示しない
ランド部分４と交互に位置する情報トラック３の１つを
示す。この情報トラック３は複数の情報区域３ａ及びト
ラック方向にこれと交互に位置する中間区域３ｂとを具
える。情報はトラック方向に情報区域及び中間区域に連
続して記録される。情報面は例えばダイオードレーザの
ような放射源（光源）７により放出されるビームｂによ
り走査する。このビームを単一レンズにより線図的に示
される対物レンズ系８によって情報面の小さな走査スポ
ット別に集束させる。この対物レンズ系は他のコリメー
タレンズと置換することができる。或いは又、撮像系を
第１図に示すような組合せのコリメータ一対物レンズ系
で構成することができる。光軸面′に平行な軸５を中心
に記録担体が回転するにつれてトラック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って変
調される。全情報面は、記録キャリアと、光源７、対物
レンズ系８及び検出系１１を具える読取りヘンドとを互
に半径方向に移動することによって走査する。

情報面により反射され且つ変調されたビームは検出する
必要があり、従ってこのビームを投影ビームから分離す
る必要がある。従って走査装置にはビーム分離素子を設
ける必要がある。

例えば１μｍ程度の僅かな情報デイテールを有する情報
構体を読取るためには開口数の大きな対物レンズ系を必
要とする。かかる対物レンズ系の焦点深度は小さい。情
報面２と対物レンズ系８との間に焦点深度よりも大きな
距離変化が発生するため、これらの変化を検出してこれ
に応答し合焦点を補正するための対策を講する必要があ
る。この目的のため、走査装置には反射ビームを２つの
サブビームに分割するビームスプリッタを設けると共に
例えば２つの検出器対を設け、第１検出器対を第１サブ
ビームと共働させ、第２検出器対を第２サブビームと共
働させるようにする。これら検出器の出力信号を処理し
て特にフォーカスサーボ信号を形成し得るようにする。

米国特許第４，６６５，３１０号明細書に記載したよう
に、ビーム分離及び（−ム分割は単一素子、即ち透明格
子によって達成することができる。この格子によって、
情報面２により反射され、対物レンズ系８を通過するビ
ームを非回折された零次のサブビームと、複数の１次及
び高次のサブビームとに分割する。これらビームのうち
の好適には１次サブビームは光感応検出系１１に入射し
、これを用いて特にフォーカシングエラー信号を発生す
る。

この場合格子パラメータ、特に格子細条の幅及び中間格
子細条の幅間の比、並びに格子条溝の深さ及び形状を適
宜選定して最大量の光が検出系に到達し得るようにする
。

第２図は、既知の光感応検出系１１と関連の格子９とを
斜視図で示す。ビームｂは格子９の領域で断面で示しで
ある。この格子９は、ライン２５で互いに分離された２
つの副格子１２及び１３を有している。これら副格子の
格子細条をそれぞれ１４及び１５で示しである。これら
格子細条は中間細条１６及び１７によって分離されてい
る。本例では、副格子１２及び１３は互いに同じ格子周
期を有しているも、副格子１２の、湾曲させるのが好ま
しい格子細条１４の主方向は境界線２５に対し第１の角
度で延在させ、副格子１３の湾曲格子細条１５の主方向
は境界線２５に対し前記の第１の角度と同じ大きさで方
向を逆とするのが好ましい、第２の角度で延在させる。

サブビームは前記の主方向に対しほぼ直交する方向に回
折する。前記の主方向は互いに異なるため、サブビーム
ｂ、及びす、はＹＺ面において異なる角度で回折する。

このことは、検出器の平面、すなわちＸＹ面で光スポッ
トＳ１１及びＳｂが互いにＸ方向に変位するということ
を意味する。この第２図及び他の図で、Ｘ、Ｙ及び２は
直角座標系の軸であり、その原点Ｏはダイオードレーザ
７の光放出面の中心と一致する。

幅狭細条２２及び２３によりそれぞれ分離されたホトダ
イオード１８．１９及び２０．２１の形態の光感応検出
器はサブビームｂ３及びす、とそれぞれ関連する。これ
らの検出器はビームｂが情報面２上に正しくフォーカシ
ングされた場合に、サブビームｂ。

及びす、、より成る光スポットＳ、＆びＳｂの強度分布
が検出器１８．１９及び２０．２１に対しそれぞれ対称
的となるように配置する。フォーカシングエラーが生じ
ると、光スポットＳ８及びＳ、は第３ａ及びＳｂ図に示
すように非対称的に大きくなる。これらの第３８及びＳ
ｂ図には、既知の複合検出器、すなわち分離用細条２２
及び２３が点０と複合検出器１１の中心Ｍとの間の接続
線（この接続線は第２及び３ａ。

Ｓｂ図における検出器対１８．１９及び２０．２１間の
分離用細条２４と一致する）に対しそれぞれ角度＋？及
び−ψで延在する検出器である。第３ａ図では、ビーム
ｂの焦点は情報面２の前方の平面に位置し、第３ｂ図で
は、ビームｂの焦点は情報面２の後方の平面に位置して
いる。

検出器１８．１９．２０及び２１の出力信号をそれぞれ
ＳＩ　ｌｌ＋　　ＳＩ　９＋　　３２０及びＳ２１で表
わすと、フォーカシングエラー信号Ｓｆは次式で表わさ
れる。

Ｓ　ｔ　＝　（Ｓ　＋　ｅ　＋　Ｓ　ｚ　Ｉ）　　　（
Ｓ　Ｉｑ　＋　３２゜）読取られる情報に比例する信号
、すなわち情報信号Ｓ、は次式によって与えられる。

Ｓｔ　−３＋ｓ＋Ｓ＋ｑ＋Ｓｚｏ＋Ｓｚ＋走査ビームの
フォーカシングのずれに加えて、走査スポットの中心と
走査トラックの中心線との間のずれも検出する必要があ
る。後者のずれは、読取られた情報信号の振幅を減少せ
しめたり並置トラック間のクロストークを生ぜしめたり
する。

トラッキングエラーとも称するこのようなずれは、読取
ヘッド全体或いは対物レンズ系のみを径方向、すなわち
Ｘ方向に動かすことにより補正しうる。

本発明のよれば、そのための信号、すなわちトラッキン
グエラー信号を第２の回折素子、好ましくは回折格子と
、これに適合させた光感応検出系とによって得ることが
できる。第２の格子を第１図に１０で示しである。この
第１図に示すように、この格子１０はビームｂを非回折
零次ビームｂ、と、＋１次で回折されたビームｂ２と、
−１次で回折されたビームｂ３と、高次の複数の回折ビ
ームとに分割する。高次の回折ビームは本発明にとって
重要ではない。その理由は、これらは対物レンズ系８の
外部に大きく回折され、且つ低強度しか有さないためで
ある。格子１０は、まっすくな格子線と例えば一定の格
子周期とを有する単一の、すなわち分割されていない格
子である。この格子のパラメータ、特に格子細条の幅と
中間格子細条の幅との間の比や格子条溝の深さ及び形状
は、入射ビームｂのほぼすべての光がビームｂ、、ｂ、
及びｂ３に変換されるように選択しうる。更に、ビーム
ｂ。

の強度が各ビームｂ２及びｂ３の強度よりも数倍、例え
ば６倍大きくなるようにしうる。

ビームｂ１は主ビームすなわち走査ビームであり、情報
面２に走査スポットＳ１を形成する。ビームｂ２及びｂ
３は対物レンズ系８により情報面に２つの補助スポット
Ｓ２及びＳ３にフォーカシソゲされる補助ビームである
。補助ビームｂ２及びｂ３は格子１０により互いに反対
の角度で回折されるため、補助スポットＳ２及びＳ３は
トラック方向で見て走査スポットＳ１の両側に位置する
。

格子１０の格子細条の方向と、実際のトラック方向との
間の角度は９０−αである。ここにαは第４ａ図に示す
ように小さい。この第４ａ図は、格子細条１０、及び中
間細条１０□を有する格子１０の一部を平面図で示して
いる。ライン３′は走査トラックの中心線を格子１０の
平面に投影したものである。このラインは実際のトラッ
ク方向を表わす。角度αを適切に選択することにより、
走査スポットＳ１の中心が走査トラックの中心線上に位
置する場合に、第４ｂ図に示すように補助スポットＳ２
の中心がこのトラックの一方の縁部上に位置し、補助ス
ポットＳ３の中心がこのトラックの他方の縁部上に位置
するようになる。光感応検出系１１では各補助ビームに
対し別々の検出器が存在する。補助スポットＳ２及びＳ
３が互いに等しい広さでトラックを覆う第４ｂ図に示す
状態では、上記の検出器の出力信号は互いに等しくなる
。トラッキングエラーが生じると、一方の補助スポット
の中心がトラックの中心線の方向に変位し、他方の補助
スポットの中心が中心線から離れる方向に変位する。従
って、検出器の出力信号間の差がトラッキングエラー信
号を表わす。

情報面によって反射された走査ビームと、第１図では周
辺光線のみを示している２つの補助ビームとが第１の格
子９に入射される。この格子は、これらのビームの各々
を、第２図につきビームｂに対し説明したのと同様に処
理する。各ビームは主として検出系１１の方向に回折さ
せ、また２つのサブビームに分割される。Ｙ方向に行な
われるこの分割は明瞭のために第５図では別々に示しで
ある。この第５図には２つの副格子１２及び１３を有し
第２図に対し９０°回転させた格子９を示している。

格子９の領域における、反射走査ビーム及び２つの補助
ビームの横断面を実線の円ｂ１及び半分実線で半分破線
の円ｂ２及びｂ３によりそれぞれ示している。格子９は
各ビームｂ、、ｂ、及びｂ３を２つのサブビームｂ＋＋
＋　：　ｂ＋＋２　；　　ｂｚ＋＋　：ｂ２，２及びｂ
　３−１　：　ｂ　３＋　２にそれぞれ分割する。

副格子１２はサブビームｂ　ｌ＝　ｌ　；　　ｂ　２＋
　１及びｂ３．。

を右側に偏向させ、これらサブビームを複合検出器１１
上で、光スポットＳ　ｌ＋　Ｉ　；　Ｓ　２＋　Ｉ及び
Ｓ３，１に集束させる。副格子１３はサブビーム　ｂｌ
＋２；ｂ２，２及びｂ３．２を左側に偏向させ、これら
サブビームを光スポットＳ　Ｉ＋　２　；　Ｓ　２＋　
２及び８３．２に集束させる。複合検出器は光スポラ）
　　Ｓ＋、＋及びＳｌ、２に対する２つの検出器対１８
．１９及び２０゜２１と、光スポットＳ２＋＋及びＳ２
．２に対する１つの検出器３０と、光スポットＳ８１．
及び　Ｓ８．２に対する１つの検出器３１とを有してい
る。

第６図も形成された光スポットと、関連の検出器とを示
す。この第６図は、ダイオードレーザ７の光放出面が複
合検出器に対しいかに配置されるかをも示している。検
出器３０及び３１の出力信号を３３０及びＳ３１でそれ
ぞれ示す場合には、トラッキングエラー信号は次式で与
えられる。

Ｓ、　＝Ｓ３ｏ　　Ｓｓ＋ フォーカシングエラー信号は Ｓｙ　＝　　（Ｓｌｅ＋３２１）　　　（ＳＩ９＋３２
゜）となり、情報信号Ｓ１は Ｓ　＝　＝　　Ｓ　＋ｅ　＋Ｓ　＋ｑ＋　Ｓ　ｚ。＋Ｓ
２１で与えられる。

本発明による装置は、検出器上の光スポットの数を、必
要とする関数に要する主として最小の数に限定している
ところに特徴がある。これにより、検出系を比較的簡単
にでき、この検出系における放射スポットの強度を検出
器の出力信号が充分に強くなるように充分に大きくしう
る。

フーコー法によるフォーカシングエラー検出の場合、反
射された走査ビーム（ｂ＋）を２つのサブビームに分割
する必要がある。反射された補助ビーム（ｂｚ＋ｂ３）
をも複合格子９に通す必要があるため、これらのビーム
も必然的に２つのサブビームに分割され、従って全体で
６個のビームが生ぜしめられる。本発明によれば、２つ
の回折格子を光路中で前後に配置するという事実にもが
かわらず、ビームの個数を上記の最小数に制限するよう
にする特別な手段を講じる。

原理的には、第２の格子（１０）を第１の格子（９）よ
りも上方に配置しうる。この場合、格子１０により形成
される３つのビームｂ＋、ｂｚ及びｂ３が記録担体によ
る反射後この格子を再び通過し、更に９つのビームに分
割される。次にこれらのビームを格子９に通過させて全
部で１８個のビームを生せしめる必要がある。ビームの
個数は格子１０を格子９の下側に配置することにより制
限せしめうる。

この配置によれば、他の手段を講じないと、ビームの個
数は依然としてあまりにも多すぎる。この場合、実際に
は格子９からのビームが格子１０を通過して更に分割さ
れてしまうため、６個よりも多いビームが検出系に入射
されてしまう。この点は、格子１０を光源７に接近した
位置に配置し、格子９から到来し検出系１１の方向に向
かうビームが最早や格子１０を通過しない程度にこの格
子１０を形成することにより防止しうる。

また、光源から情報面までの光路でレーザビームをあま
りにも多く分割するのを阻止する手段も講じた。前述し
たように、格子１０によって光を走査ビームと２つの補
助ビームとにできるだけ多く集中させるようにする。複
合格子９は、これらのビームの光路でこの格子９により
１次及び高次に回折される光が光スポットＳＩから比較
的遠い距離で情報面に達し、情報面により反射され格子
９を再び通過した後前記の高次の光が所望信号に及ぼす
影響を無視しうるようにする構成とする。

フーコー法によるフォーカシングエラー検出を用いた装
置に関する上述した考察は、上述した装置における検出
系上の光スポットの個数を、第１の格子を分割しないこ
とにより原理的に少なくするということの考慮の下で、
非点収差フォーカシングエラー検出を用いた装置にも適
用しうる。

第７図は、種々の素子、すなわちダイオードレーザ７、
第１の格子９、第２の格子１ｏ及び複合検出器１１を空
間中に互いにいかに配置しうるがを示す。素子７，１０
及び１１はスリーブ４１及びベースプレート４２を有す
る１つのホルダ４ｏ内に配置しうる。

ホルダの上側は透明窓５３により閉じられ、この透明窓
上には第１の格子９を配置しうる。ホルダの下側のピン
４３〜５２はダイオードレーザ７の給電及び制御用と、
種々の検出器からの信号を受けるためとに用いられる。

ホルダ４ｏはコンパクトにでき、その高さを１０〜１５
ｍｍ、直径を９〜１０ｍｍにしうる。

格子９は窓５３上に配置する代りにこの窓内に入れるこ
ともできる。

また、素子７及び１１のみをハウジング内に配置し、格
子１０をこのハウジングの透明窓上又は内に配置するこ
ともできる。この場合、格子９はリングを介してこのハ
ウジングに連結することができる。

走査装置の種々の素子を更に一体化するために、第７図
のホルダ４０を第８図に示すように他のホルダ５５内に
配置することができる。スリーブ５６及び底部リング５
７を有するこのホルダはその上側をコリメータレンズ５
９によって封止する。この構成により素子７，９．１０
及び１１に対するコリメータレンズ５９の安定性を確保
する。

コリメータレンズはホルダ４ｏの上側に他のホルダによ
ってのみならずリングによっても取付けることができる
。

第８図の実施例では、対物レンズ系６１をコリメータレ
ンズと記録担体との間に配置する。米国特許第４，６６
８，０５６号明細書に記載されているように、コリメー
タレンズ及び対物レンズ系の機能を１つの単一レンズに
合成し、この単一レンズをホルダ５５内で第８図のコリ
メータレンズ５９の位置に配置するごとにより、更に一
体化を達成しうる。このように完全に一体化した走査装
置を第９図に示す。

この第９図において、コリメータ・対物レンズ合成レン
ズを６２で示す。このレンズはリングによってホルダ４
０に連結することもできる。

“フーコー光スポット”Ｓｌ、＋及びＳｌ、２を補助ス
ポットＳ２１．及びＳ２，２と補助スポットＳ３．Ｉ及
びＳ３，２との間に位置させ、一対の補助スポットに対
し１つのみの検出器しか必要でないという利点を得た第
５及び６図に示す例では、サブビームｂ１．１及びｂｌ
、２間の角度、したがって格子細条１４及び１５間の角
度の選択が制限される。第１０図はこの点に関する限り
選択の自由度を大きくした実施例の複合検出系の構成を
示す。本例では、検出系１１の平面で格子９により達成
される分離が格子１０により達成される分離よりも大き
い。従って光スポットＳ３，２及びＳｌ、Ｉ　は光スポ
ットＳ１，２；Ｓ２＋２及びＳ３．２同志或いは光スポ
ットＳ　Ｉ　＋　１；Ｓ２＋＋及びＳ＊＋＋同志よりも
互いに大きく離れた距離に位置する。光スポットＳ２，
２　　；Ｓ２，１及び光スポット５３１２　　；Ｓ３．
Ｉの各々に対し別々の検出器を設ける必要がある。

光スポットｓｚ、ｚ及びＳ２，１に対し、また光スボッ
）Ｓｚ、ｚ及びＳ３＋＋に対し１つのみの検出器を必要
とし、しかもサブビームｂ８．．及びす０，２間の角度
の選択の自由度が依然として充分である実施例は、格子
１０によるビーム分割を格子９によるビーム分割とは異
なる方向で行なう実施例である。この実施例は第２図と
組合せた第１図に示す実施例に相当する。第１１図がこ
の実施例の検出器の構成を示すもので、他の説明は不要
であろう。

フォーカシングエラー信号を発生させるには第２図の複
合格子のみならず第１２図の格子９も用いることができ
る。この第１２図では走査ビームｂ１のみを格子の平面
におけるその横断面で示しており、この走査ビームはサ
ブビームｂ０，１及びｂｌ、２を有している。２つの副
格子１２及び１３の湾曲させるのが好ましい格子細条の
主方向は境界線２５に対し互いに同じ角度で延在し、こ
れら２つの副格子の平均格子周期は互いに異なる。従っ
て、サブビームｂ１．２が回折する角度はサブビームｂ
０，１が回折する角度と異なる。このことは、検出器１
８゜１９、２０及び２１の平面において光スボッ）Ｓ、
、、及びＳｌ、２が境界線２５の方向で互いに変位して
いるということを意味する。

本発明によれば、第１２図に示す格子を、２つの補助ビ
ームを形成する格子と組合せることもできる。後者の格
子による回折をＹ方向で行ない、第１２図に示す格子に
よる回折をＸ方向で行なう場合には、検出系を第１３図
に示す構成とする。

第１４図はフーコーフォーカシングエラー信号を発生さ
せる複合格子９の第３の実施例を示す。この格子の場合
、２つの副格子１２及び１３の、湾曲させるのが好まし
い格子細条の主方向及び格子周期の双方を互いに相違さ
せる。この格子の動作は第２及び１２図による格子の動
作の組合せとみなすことができる。従って、第１４図の
格子はサブビームｂ　Ｉ　＋　１をサブビームｂ１．２
とは異なる角度で２つの互いに垂直な方向に回折させる
。複合検出器１１の平面では、光スボッ）Ｓｔ、＋及び
Ｓｌ、２が２つの互いに垂直な方向で互いに変位してい
る。第１４図による格子を有する走査装置に、２つの補
助ビームを形成する本発明による第２の格子を設け、こ
の後者の格子の回折をＹ方向で行なう場合には、検出系
は第１５図に示す構成を有するようにする必要がある。

第２図による複合回折格子は製造上の公差、調整能力及
び安定性が良好であるため、第１２或いは１４図による
回折格子よりも好ましい。

副格子１２及び１３はまっすぐな格子細条及び一定の格
子周期を有するようにすることもできる。しかし、格子
周期が変化し、この格子周期の変化を例えば平均格子周
期の数パーセント程度とした、ホログラムとも称する種
類の格子を用いるのが好ましい。更に、２つの副格子の
格子細条は第２１２及び１４図に示すように湾曲させる
。このようにすることによりこれらの副格子は可変のレ
ンズ作用を有する。格子周期が変化するために格子９を
それ自体の平面中で変位させることにより光スポットＳ
　Ｉ　＋　Ｉ及びＳ８，２の位置を変えることができる
。境界線２５の方向に対し垂直な方向での収差は格子細
条の曲率により最小にしうる。光スポットの位置を変位
せしめうるということは特に、一体化したレーザーホト
ダイオードユニットを、すなわちダイオードレーザと光
検出器とを支持体上に配置し、従って互いに固定し、従
ってＺ方向で固定の相対距離を有するようにした素子を
用いる場合に重要である。この距離は製造上の公差の影
響を受け、しかも装置の組立中ホトダイオードをレーザ
ダイオードに対してＺ方向に変位させることによっては
補正できない。

第１２図及び１４図の実施例では、副格子１２及び１３
の平均格子周期が互いに異なるためにサブビーム、特に
ｂ　Ｉ　＋　Ｉ及びｂｌ、２が回折される角度が異なる
にもかかわらず、特に格子周期や副格子の対応部分の格
子細条の曲率に異なる変化を与えることにより、サブビ
ームの焦点を複合検出系の平面に平行な一平面中に位置
させることができる。

まっすぐな格子細条を有する格子に比べて湾曲した格子
細条を有する回折格子の重要な利点は、前者の格子を用
いた場合に生じるおそれのあるコマ収差及び非点収差の
ような光学的収差を、後者の格子では、これらの収差を
この格子の製造中に考慮し、格子細条の曲率をこれに応
じて適合させることにより回避しうるということである
。

レーザビームｂの波長が変化する場合には、ビームｂ２
及びｂ３やサブビームｂｌ＋Ｉ　　；　ｂｌ−ｚ　　；
ｂ　２＋　Ｉ　　；　ｂ　３＋　Ｉ及びｂ３．２が異な
る格子によって回折される角度が変化するこのことは、
各サブビームに対し、このサブビームの主光線が検出系
に入射される位置が変化するということを意味する。

光スポットの強度はトラッキングエラー信号を得るた、
めに互いに比較するため、検出器３０．３１　；　６５
゜６６及び６７、６８を充分に大きくすれば波長変化に
よってこの信号に何等影響を及ぼさない。しかし、関連
の検出器対１８．１９及び２０．２１の分離細条２２及
び２３に対する光スポラ）Ｓｌ、＋及びＳ　Ｉ　＋　２
の変位を検出することによりフォーカシングエラー信号
が得られる。従って、これら光スポットが前記の分離細
条に対して追加の変化をすることによりフォーカシング
エラー信号に影響を及ぼすおそれがある。これを防止す
るために、既知の装置では分離細条が、波長変化による
光スポラ）Ｓ、、、及びＳ２，２の変位がこれら分離細
条に沿って行なわれるような方向を有している。この場
合、分離細条２２及び２３はこれら分離細条の延長線が
第３８及び３ｂ図に示すように光軸ＡＡ′で互いに交差
する点Ｏと点Ｍとの間の接続線ＣＬに対し角度十ψ及び
−９で延在する。これらの図では明瞭のために角度９を
誇張した。複合検出系の平面がダイオードレーザ７の光
放出面と一致する場合には、これらの延長線は点０で互
いに交差する。しかし、波長変化により光スポラ）Ｓｌ
、＋及びＳ５，２の位置を変化せしめるばかりではなく
、サブビームｂ１．ｌ及びｂｌ。

をデフォー力シングさせたり光スポットを非対称的に拡
大させたりするという事実に対しては許容されなかった
。

第１６図は、走査ビームの波長が変化する場合に光スポ
ット別、、の位置、形状及び大きさがどのように変化す
るかを示す。このビームは情報面上にシャープにフォー
カスされているものとする。

ＳＩ＋＋、。は、波長が公称値を有し且つサブビームｔ
ｌｌ＋１が検出器１８及び１９の光感応表面上にシャー
プにフォーカスされる場合に形成される光スポットであ
る。波長が増大すると、光スポットは右方へ移動し、こ
のスポットは次第に大きくなり、これをスポットＳＩ＋
Ｉ＝１及びＳｌ、　１．２により示しである。

波長が公称値より小さくなると、光スポットは左方へ移
動し、このスポットも次第に大きくなり、これをスポラ
）Ｓｌ、　１．３及びＳｌ、　Ｉ＋　４により示しであ
る。スポットＳｌ、　Ｉ＋　ｏ、ＳＩ＋Ｉ＋ｌ、ＳＩ＋
１，２、ｓ、、　Ｉ＋　３及びＳＩ＋Ｉ＋４の強度分布
の中心をＭｌｌ、。及び”Ｉ＋！＋菫、旧、１，２、Ｍ
Ｉ＋１＋３及び門＋＋　Ｉ＋　４でそれぞれ示しである
。

これらの中心は検出器１８及び１９のもとの分離細条２
２に対し数度程度の小さな角度α１を成して延在する直
線２２′上に位置する。同様の効果が光スポットＳ１，
２に対しても生じ、この場合にはその強度分布の中心が
移動する直線は分離細条２３に対し角度α、と反対符号
でこの角度と異なる角度α２をなして延在する。

これがため、波長変化の結果は光スボッ）Ｓ＋、＋及び
Ｓｌ、２の強度分布の中心がそれぞれ分離細条２２及び
２３を横切って移動することになり、これは検出器１８
．１９及び２０．２１が異なる光強度を受信うろことを
意味する。この場合、走査ビームが依然として情報面上
にシャープにフォスーカされていても検出器１８．１９
及び２０．２１の出力信号は最早等しくならない。この
とき、フォーカスサーボレジステムが例えば対物レンズ
系を光軸に沿って、これら出力信号が再び等しくなるま
で変位させて走査ビームのフォーカシングを補正し、走
査ビームは最早情報面上に公称程度にはフォーカスされ
なくなる。

装置の所定の実施例では７８５ｎｍの公称波長において
２０ｎｍの波長変化により０．７〜０．８μｍ程度のデ
フォーカスを生じることが確かめられ、許容総合フォー
カシングエラーは例えば１μｍであった。

波長変化がフォーカシングエラー信号に及ぼす影響を大
きく除去するには検出器対の分離細条を関連する光スポ
ットの強度分布の中心の移動がこの細条に沿って行なわ
れるように位置させることができる。第１７図にはこの
ように変更したホトダイオード対を１８．１９及び２０
．２１で示しである。新しい分離細条は実線２２′及び
２３′で示しである。

破線で示すもとの分離細条２２及び２３と比較して新し
い分離細条２２′及び２３′はそれぞれ点Ｍ１．１．。

及び旧、２．。を中心に小さな角度α、及びα２だけ回
転させる。

第１６及び１７図について説明した方法より好適な第２
の波長変化補正方法を以下に説明する。

第２図の装置において分離細条が接続線ＣＬに対し角度
ψをなして延在する場合、境界線２５の方向における検
出器対の位置を精密に調整する必要がある。点Ｍと点０
との間の距離（第２図のＸｄ）が変化すると、光スポッ
トＳＩＩ＋及びＳ３，２に対する分離細条の位置も変化
して斯る変化がフォーカシングエラー信号に影響を与え
る。光スボッｌ−３＋、＋及びＳＩ＋２の位置は、湾曲
格子細条を有する複合格子９を用いる場合にはこの格子
を変位させることにより補正することができるが、斯る
補正は限られた程度までしか実施することができない。

更に、不透明分離細条を有する検出器対１８，１９゜２
０．２１を用いる場合には、装置内で例えば不正反対に
より発生し得る散乱光が種々の検出器信号に異なる程度
に影響を与えるため、取り出されるフォーカシングエラ
ー信号がこの散乱光により影響される。斯る散乱光ビー
ムは実際には複合検出器１１の一部分、例えば第３ａ図
に円ＳＬの破線円弧により示されているように左側部分
に入射する。この円弧内に位置する個々の検出器１８，
１９　：　２０，２１の部分は異なる大きさを有するた
め、散乱光が検出器出力信号に寄与する程度は検出器ご
とに異なることになる。

更に、検出器対１８，１９　：　２０，２１の分離細条
を、この検出器対の検出器が等しくない大きさを有する
よう位置させる場合には、所望のフォーカシングに対応
する第１零点がフォーカシングエラーの関数としてフォ
ーカシングエラー信号の変化を表わす曲線内に発生し得
るのみならず、所望のフォーカシングに対応しない第２
の零点が発生し得る。

この場合には装置のフォーカスサーボシステムが走査ビ
ームのフォーカスを情報面２の上方又は下方に調整して
いまう惧れがある。

これがため、第２．５．１０及び１１図に示す幾何形状
を有する検出器対を用いるのが好ましい。この場合、角
度ψは零もしくは略々零に等しくする。

換言すれば、分離細条を互に平行にすると共に分離細条
２４及び接続線ＣＬに平行にする。この場合には境界線
２５に平行な方向に測った点Ｍ及び０間の距離に課され
る要件が厳しくなる。更に、この場合には装置がこの方
向を中心とする複合検出器１１の傾動に不感応になる。

第１８図において、Ｗは複合検出器１０の全幅を示し、
Ｓは検出器１０の平面内の光スポラ）Ｓ＋、＋及びＳ５
，２間の公称距離を示す。公称距離Ｓは、走査ビームが
情報面２上にシャープにフォーカスされた場合に光スポ
ラ）Ｓ＋、＋及び”　＋　＋　２が占める位置間の距離
である。２つの検出器対１８．１９及び２０．２１は互
に当接配置し得るが、第２図に示すように互に若干離し
て配置することができる。以下の考察は検出器対の設計
に役立つ。

最適検出器信号のためには、種々の検出器を同一寸法に
するのが望ましい。検出器対を互に当接配置する場合、
このことはＷ＝２３になることを意味する。Ｗ及びＳの
値は妥協の結果である。他方、検出器対の全幅Ｗは、こ
れらの検出器に到達する散乱光をできるだけ少量にする
ためにできるだけ小さくする必要がある。他方、Ｗはフ
ォーカシングエラー検出系ができるだけ最大の捕獲範囲
を有するようにするためにできるだけ大きくする必要が
ある。Ｓについては、その値は小さ（しすぎてはならな
す、これは小さくしすぎると光スポラ）Ｓ＋、＋及び別
、２間に干渉現象が発生し得るためである。実際上、こ
れらスポットははっきり限界された点状スポットではな
く中心から外側に強度が減少して多少の広がりを持つ。

他方、Ｓは大きくしすぎてはならず、これはこの後の装
置の設計において例えば格子９のような光学素子の例え
ばＸ及びＹ方向の変位が零点を中心とするフォーカシン
グエラー信号の勾配が小さくなる結果を発生し得るよう
にする必要があるためである。

平行分離細条を有する検出器対の利点は、これら検出器
対は斜めの分離細条を有する検出器対と比較して特に距
離Ｓについて所要の精度で一層容易に製造することがで
きる点にある。

第１２〜１４図に示す複合格子を具える走査装置におい
ても、検出器対（第１３及び１５図）の分離細条２２及
び２３を互に平行（ψ−〇）にすれば、フォーカシング
エラー信号をレーザビームの波長変化に実際上許容し得
る程度まで無関係にすることができる。場合によりこの
依存性を更に減少させる必要がある場合には、分離細条
２２及び２３を点Ｍ及び０間の接続線ＣＬに対し、既知
の装置の角度ψより著しく小さい０．１°程度の極めて
小さい角度に位置させることができる。

第１９図は反射走査ビームｂ＋を非点収差ビームｂＩ′
に変換する格子７０を示す。この格子は直線格子細条７
１と、直線的に変化する格子周期を有する。

この格子はビームｂの光が１つの次数、例えば次数＋１
に大きく回折されるように設計する。第１次ビームｂ、
　ｌは最早１つの点に集束されず、直に直交する２つの
焦線７５及び７６に集束され、焦線７５は格子が非点収
差性でない場合にビームｂ１′が集束される位置に位置
する。フォーカシングエラーが発生すると、焦線７５及
び７６が同時に同一方向に同一距離だけ変位する。いわ
ゆる四象限検出器８０を、走査ビームが情報面上にシャ
ープにフォーカスされた場合に占める非点収差焦線の位
置の略々中間の平面内に配置する。この検出器（第２０
図に示す）は回折ビームｂ′の主光線りの周囲の４つの
象限に配置された４個の検出器８１．８２．８３及び８
４を具える。走査ビームが情報面２上にシャープにフォ
ーカスされている場合、光検出器の平面にビームｂ、　
Ｊで形成される光スポットＳＩ′　は第２０図に実線の
円で示すように円形になる。フォーカシングエラーが生
ずると、光スポットＳＩ′　は第２０図に破線の楕円で
示すように楕円スポットに変形する。楕円の主軸は分離
細条８５及び８６に対し４５°の角度に延在し、この角
度の符号がフォーカシングエラーの符号により決まる。

検出器８１．８２．８３及び８４の信号を　ＳＢＩ＋　
ｓｅ。、Ｓ８３及びＳｅ２で表わすと、フォーカシング
エラー信号Ｓｆは Ｓｔ　−（Ｓｓ＋　＋　５ａｉ）　　　（Ｓｓ□＋８８
４）で与えられる。

２つの補助ビームｂ２及びｂ３を形成する第２格子（第
１図の１０）を斯る非点収差格子７０と一緒に走査装置
内に配置する場合には、複合検出系は第２０図に示す幾
何学配置にする必要がある。非分割検出器８７．８８を
反射補助ビームｂ２及びｂ３によりそれぞれ形成される
各光スポラ）Ｓ２’及び３３′　と関連する。第２格子
１０の格子細条は略々トラック方向と交差し、従ってＸ
方向に延在するものと、且つ格子７０の格子細条はＹ方
向に延在するものとする。

格子９及び格子１０の双方の格子細条を有効トラック方
向と略々交差させることもできる。

第１９及び２０図の装置では、分離領域８５及び８６を
有効トラック方向に対し４５°の角度に延在させる。

トラッキングエラーが生ずると、光スボッｌ’ｓ＋’の
強度分布の重心がＸ方向に左又は右方へ移動する。この
結果、トラッキングエラーがフォーカシングエラー信号
に影響を与え得る。

この影響は、第２１図に平面図で示す非点収差格子９の
ホログラフィック格子の実施例を用いて阻止することが
できる。この格子は非直線的に変化する格子周期と、湾
曲格子細条７１を有する。格子パラメータ、特に格子細
条の曲率は、この格子を通る走査ビームｂ、　ｒの非点
収差焦線が第１９図におけるこれらの焦線に対し４５°
回転するように選択する。第２２図に示すように、この
場合には四象限検出器の分離細条８５及び８６を第２０
図におけるこれらの分離細条に対し４５°回転させ、従
ってトラック方向に平行又は直角にすることができる。

この場合にはトラッキングエラーにより検出器８１及び
８４上の光量が検出器８２及び８３上の光量に対し増大
又は減少する。検出器８１及び８４の信号並びに検出器
８２及び８３の信号を互に減算してフォーカシングエラ
ーを決定するためにトラッキングエラーはフォーカシン
グエラーに何の影響も与えない。

以上の説明では格子９及び１０は透光性であるものとし
た。しかし、これらの格子の一方もしくは双方を反射性
にすることもできる。この場合には光路が折り返えされ
るため走査装置をもっとコンパクトにすることができる
。１個又は２個の反射性格子を用いる走査装置は、フォ
ーカシングエラー検出方法、格子の構造、格子細条の配
向方向、格子相互の配向及び検出器の幾何学配置に関し
ては、透光性格子を用いる種々の実施例について上述し
たのと同様にして形成することができる。

第２３．２４及び２５図は非点収差又はビーム分割を生
じさせる第１回折格子９及び補助ビームを形成する第２
回折格子を光源７と記録担体１との間の光路内にどのよ
うに配置し得るか線図的に示したものである。これらの
図において、１１は再び光感応系を示し、８は対物レン
ズ系を示す。図を簡単にするために走査ビームｂ１のみ
と、格子９′からの１つのビームｂ、　ｌのみを示す。

格子９からの２つの補助ビーム（図示せず）は、透光性
格子を用いる実施例につき上述したように、図示のビー
ムｂ、及びす、　Ｊに対し同一の方向を有する。

第２３図に示す装置では、第１格子９が反射性で、第２
格子１０が透光性である。本例では光源７と格子９との
間の光路部分が水平方向に延在するため走査装置の高さ
が減少する。

第２４図では第２格子１０が反射性で、第１格子９が透
光性である。格子１０は板９０上に配置し、格子１０に
隣接する部分９１も反射性にする。記録担体１により反
射され、格子９により回折されたビームｂ、１は反射性
部分９１により光感応検出系１１へと反射される。原理
的に第２４図の装置も透光性格子を用いる走査装置より
小さい高さを有するものとなる。

第２５図は格子９及び１０の両方とも反射性にして光路
を２回折り曲げ、装置の高さを第２３及び２４図の装置
よりも更に小さくした走査装置を示す。本例でも第２格
子１０を板９０上に配置し、この板はこの格子に隣接し
て反射性部分９１を有し、これが記録担体により反射さ
れ格子９により回折されたビームｂＩ′を検出系１１へ
と反射するようにする。

以上本発明を読取装置に用いる場合について説明したが
、書込中書込ビームのフォーカシング及びトラッキング
を監視するようにした書込装置又は書込−読取装置に用
いることもできる。上述したフォーカシングエラー及び
トラッキングエラー検出系は特別な特性の情報面２を利
用するものでない。情報表面が反射性であり且つトラッ
ク構造を有する必要があるだけである。これがため、本
発明は極めて精密な読取りを必要とする種々の装置、例
えば顕微鏡に用いることができる。

第７図に既に示したように、ダイオードレーザ７及び複
合ホトダイオード１１を１つのハウジング内に収納する
ことができる。好適実施例では素子７及び１１を第２６
図に示すように１つの基板、例え６一 ばシリコン基板上に配置する。複合ホ１〜ダイオド１１
は既知のホトリソグラフィー技術により基板１０１に形
成する。例えばセラミック材料のブロック１０２を基板
上に位置させ、ダイオードレーザ７をこのブロックの一
側面に設ける。ブロック１０２にはダイオードレーザの
電気接続用メタライズ層（図示せず）が設けられている
。このレーザにより供給される走査ビームｂは上向きに
発射され、格子及び対物系のような他の光学素子は複合
半導体部品の上方に存在する。

既知のように、ダイオードレーザはその前面のみならず
後面からも光を放射し、この光を用いてダイオードレー
ザを補正することができる。この目的のために、ホトダ
イオードの形態の追加の検出器（モニタホトダイオード
として知られている）をダイオードレーザの下方に配置
する。このモニタホトダイオードを既知のホトリソグラ
フィー技術により基板１０１内に形成し、これを１０３
で示しである。ダイオードレーザによりその後面から放
射された光がモニタホトダイオードによりダイオードレ
ーザに向は反射され、前面から放射された光の強度に影
響を与えないようにするために、このホトダイオード１
０３を例えばその上に格子（図示せず）を設けることに
より無反射にすることができる。

複合ホトダイオード１１はブロック１０２の背後に位置
させてレーザ光がこのホトダイオードに直接入射するの
を阻止する。

第２７図は半導体部品の断面図を示し、この図には第１
格子９及び第２格子１０も示しである。これらの格子は
１つの透明板１０５にの２つの対向表面上に配置するこ
とができる。第２７図に示すように、素子７，１１及び
１０３の外部への電気接続のためにプリン１〜回路板（
ＰＣＢ）を用いるのが好適であり、プリント回路板をい
わゆる熱圧着処理を用いて基板１０１の接点（図示せず
）上に直接圧着することができる。この場合には所望の
接続のために最早ワイヤボンディングを用いる必要はな
い。

第２８図はダイオードレーザ７及び複合ホトダイオード
１１をブロック１１０上に配置した複合半導体部品の一
実施例を示す。本例では走査ビームを形成する光学系に
より捕獲されないレーザ光の部分も有利に利用する。例
えば光をモニタホトダイオード１０３に向は反射する環
状反対器１１５を第２８図に斜線区域で示す光路内に配
置することができる。

モニタホトダイオード１０３は素子７及び１１と同一の
ブロック上に配置することかできる。この反射器１１５
は格子、例えば格子９を取り囲み、ハウジング４０の射
出窓上に配置することができる。或は又、この格子と反
射器をハウジング４０の上方に存在する別の指示板１１
４上に配置することもできる。

反射器１１５及びその直径が走査ビームｂの開口角を決
定する格子を指示する別個の指示板を用いるときは、こ
の格子をレーザーハウジング内に収納するときよりも光
走査ヘッドの設計の自由度が大きくなる。後者の場合に
はビームの開口角が素子７．１１及び１０３のハウジン
グの製造業者により予め決められてしまう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明情報面光学走査装置の構成を示す説明図
、 第２図はフォーカシングエラー信号を発生する回折格子
及び関連する複合検出系の第１例を示す斜視図、 第３ａ及び３ｂ図はフォーカシングエラーが発生した際
にこの検出系における光スポットの変化をそれぞれ示す
平面図、 第４ａ及び４ｂ図は補助ビームを形成する格子及びトラ
ック構体の１部分をそれぞれ示す平面図、第５図は走査
ビーム及び補助ビームを複合回折格子により回折し、分
割する手段とぐ複合検出器に成形される光スポットの位
置を示す説明図、第６図は第２図の格子に関連する複合
検出系の第１例を示す説明図、 第７．８及び９図は本発明による一体化走査ユニットを
それぞれ示す斜視図、 第１０及び１１図は第２図の格子に関連する複合検出系
の第２及び第３例をそれぞれ示す平面図、第１２図はフ
ォーカシングエラー信号を発生する回折格子の第２例を
示す説明図、 第１３図はこの格子に関連する複合検出系の１例を示す
平面図、 第１４図はフォーカシングエラー信号を発生する回折格
子の第３例を示す説明図、 第１５図はこの格子に関連する複合検出系の１例を示す
平面図、 第１６図はフォーカシングエラーが発生した際の光スポ
ットの中心位置の変化を示す説明図、第１７図はこの変
化に対し補正された２つの検出器対の組合せを示す説明
図、 第１８図は２つの検出器対の補正された組合せの第２例
を示す平面図、 第１９図はフォーカシングエラー信号を発生する非点格
子の第１例を示す説明図、 第２０図はこの格子に関連する複合検出系を示す説明図
、 第２１図は非点格子の第２例を示す平面図、第２２図は
この格子に関連する複合検出系を示す説明図、 第２３図は反射型第１格子を有する走査装置の１例を示
す説明図、 第２４図は反射型第２格子を有する走査装置の１例を示
す説明図、 第２５図は反射型節１及び第２格子を有する走査装置の
１例を示す説明図、 第２６図はダイオードレーザ、複合ダイオード及びモニ
タフォトダイオードを具える複合半導体素子の斜視図、 第２７図はこの複合半導体素子並びに第１及び第２格子
の組立て状態を示す断面図、 第２８図は本発明による一体化走査ユニットの１部分の
更に他の例を示す説明図である。 １・・・光学記録担体　　２・・・光反射型情報面３・
・・情報トラック　　３ａ・・・情報区域３ｂ・・・中
間区域　　　４・・・ランド５・・・軸　　　　　　　
６・・・モータ７・・・光源（ダイオードレーザ） ９．１０・・・格子 １１・・・光感応検出系（複合検出器）１２、１３・・
・副格子　　　１４．１５・・・格子細条１６、１７・
・・中間細条

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光反射情報面を光学的に走査する装置であって、走
   査ビームを供給する光源と、走査ビームを情報面に走査
   スポットに集束させると共に走査スポットを複合光感応
   検出系上に再結像させる対物レンズ系と、前記光源と前
   記対物レンズ系との間の光路内に配置され、前記情報面
   によって反射された光の一部を前記光感応検出系に偏向
   させると共にフォーカシングエラー信号を前記複合光感
   応検出系によって偏向走査ビームから取出すことのでき
   るように該偏向走査ビームを変形させる第１回折素子と
   を具えている情報面光学走査装置において、前記光源と
   前記第１回折素子との間に、前記光源によって供給され
   るビームを１つの走査ビームと２つの補助ビームとに分
   けて、前記情報面にそれぞれ１つの走査スポット及び２
   つの補助スポットを形成する第２の単一回折素子を配置
   し、前記複合検出系が再結像補助スポット用の追加の検
   出器を具え、且つ前記第２回折素子を小さくして、前記
   第１回折素子によって回折されたビームが前記第２回折
   素子に達しないような位置に前記第２回折素子を配置し
   たことを特徴とする情報面光学走査装置。 ２、前記２つの回折素子を光透過性のものとしたことを
   特徴とする請求項１に記載の装置。 ３、前記２つの回折素子の内の少なくとも一方を反射性
   のものとしたことを特徴とする請求項１に記載の装置。 ４、前記第１回折素子を反射性のものとし、且つ前記第
   ２回折素子を光透過性のものとしたことを特徴とする請
   求項３に記載の装置。 ５、前記第１回折素子を光透過性のものとし、且つ前記
   第２回折素子を反射性のものとしたことを特徴とする請
   求項３に記載の装置。 ６、前記第１及び第２回折素子の双方を反射性のものと
   したことを特徴とする請求項３に記載の装置。 ７、前記光源をダイオードレーザとし、前記光感応検出
   系を複合ホトダイオードで構成し、前記ダイオードレー
   ザ及びホトダイオードをハウジングの片側における１つ
   のブロック上に配置し、該ハウジングの反対側には光透
   過窓を設け、前記第２回折素子を前記ハンジング内に収
   納させ、且つ前記第１回折素子を前記ハウジングの光透
   過側に固定的に接続したことを特徴とする請求項６に記
   載の装置。 ８、前記ハウジングにコリメータレンズを固着させたこ
   とを特徴とする請求項７に記載の装置。 ９、前記ハウジングに単一対物レンズ形態の対物レンズ
   系を固着させたことを特徴とする請求項７に記載の装置
   。 １０、前記第２回折素子を、格子周期が一定で、しかも
   格子細条が有効トラック方向に対してほぼ直交する回折
   格子とし、前記第１回折素子を格子周期が変化する回折
   格子とし、且つ前記複合検出系を４個の検出器で構成し
   、これらの検出器を前記第１回折格子によって偏向され
   る走査ビームの主光線のまわりの４つの異なる象限に配
   置し、再結像走査スポットの形状を前記４つの検出器に
   よって決定するようにしたことを特徴とする請求項１〜
   ９のいずれかに記載の装置。 １１、前記第１回折格子の格子細条を真直ぐとし、且つ
   該格子の格子周期を直線的に変化させたことを特徴とす
   る請求項１０に記載の装置。 １２、前記第１回折素子の格子細条を弯曲させ、且つ前
   記四象限検出器の分離細条を有効トラック方向に対して
   垂直となるようにそれぞれ平行としたことを特徴とする
   請求項１０に記載の装置。 １３、前記第２回折素子を、格子周期が一定で、しかも
   格子細条が有効トラック方向に対してほぼ直交する回折
   格子とし、前記第１回折素子を、２つの副格子から成り
   、しかも偏向走査ビームを２つのサブビームに分割する
   複合格子とし、且つ前記複合検出系を２つの検出器対で
   構成し、第１及び第２サブビームが第１及び第２検出器
   対とそれぞれ共働するようにしたことを特徴とする請求
   項１〜９のいずれかに記載の装置。 １４、前記副格子の格子周期を可変とし、且つこれらの
   副格子の格子細条を弯曲させたことを特徴とする請求項
   １３に記載の装置。 １５、前記副格子の内の一方の副格子の格子細条の主方
   向を他方の副格子の格子細条の主方向と同じとし、これ
   らの副格子の平均格子周期を相違させ、且つ前記検出器
   対を前記副格子間の境界線に対して平行な方向に並置し
   たことを特徴とする請求項１３又は１４のいずれかに記
   載の装置。 １６、前記副格子の平均格子周期を同じとし、一方の副
   格子の格子細条の主方向が２つの副格子間の境界線に対
   して第１角度で延在し、他方の副格子の格子細条の主方
   向が前記境界線に対して第２角度で延在するようにし、
   且つ前記検出器を前記境界線の方向に対し垂直の方向に
   並置したことを特徴とする請求項１３又は１４のいずれ
   かに記載の装置。 １７、前記第１副格子の格子細条の主方向が前記両副格
   子間の境界線に対して第１角度で延在し、第２副格子の
   格子細条の主方向が前記境界線に対して第２角度で延在
   するようにし、これら２つの副格子の平均格子周期を相
   違させ、且つ前記検出器対が前記境界線に対し平行な方
   向と、該境界線に対し垂直の方向との双方向の異なる位
   置を占めるようにしたことを特徴とする請求項１３又は
   １４のいずれかに記載の装置。 １８、前記各偏向補助ビームに対して１個の検出器を設
   け、２個の検出器を有効トラックの方向に対して直交す
   る方向に見て前記四象限検出器の両側に配置したことを
   特徴とする請求項１１又は１２のいずれかに記載の装置
   。 １９、前記第１及び第２補助ビームを受ける第１及び第
   ２検出器を、前記複合検出系にて有効トラック方向に対
   し垂直な方向に見て前記２つの並置検出器対の第１側及
   び第２側にそれぞれ配置したことを特徴とする請求項１
   ６に記載の装置。 ２０、前記複合検出系に前記第１及び第２補助ビーム用
   の第１と第２及び第３と第４の検出器をそれぞれ設け、
   第１及び第２補助ビームの各々を前記第１回折格子によ
   ってサブビームに分割し、且つ有効トラック方向に対し
   垂直な方向に見て、前記４個の検出器及び前記２個の検
   出器対を、第１検出器、第１検出器対、第３検出器、第
   ２検出器、第２検出器対及び第４検出器の順序で並置し
   たことを特徴とする請求項１６に記載の装置。 ２１、前記第１回折格子の格子細条を前記第２回折格子
   の格子細条に対してほぼ平行とし、且つ有効トラック方
   向に見て、前記第１補助ビーム用の第１検出器及び第２
   補助ビーム用の第２検出器を前記２つの検出器対の異な
   る側に配置し、これら２つの検出器対を有効トラックの
   方向に対し垂直の方向に見て並置したことを特徴とする
   請求項１６に記載の装置。 ２２、前記複合検出系に前記第１及び第２補助ビーム用
   の第１と第２及び第３と第４の検出器をそれぞれ設け、
   前記第１及び第２補助ビームの各々を前記第１回折格子
   によって２つの補助サブビームに分割し、有効トラック
   の方向に対し垂直の方向に見て、前記第１及び第３検出
   器を前記第１検出器対の両側に配置し、且つ前記第２及
   び第４検出器を前記第２検出器対の両側に配置したこと
   を特徴とする請求項１７に記載の装置。 ２３、前記複合検出系に前記第１及び第２補助ビーム用
   の第１と第２及び第３と第４の検出器を設け、前記第１
   及び第２補助ビームの各々を前記第１回折格子によって
   ２つの補助サブビームに分割し、有効トラック方向に対
   し垂直の方向に見て、前記第１及び第３検出器を前記第
   １検出器対の両側に配置し、且つ前記第２及び第４検出
   器を前記第２検出器対の両側に配置したことを特徴とす
   る請求項１５に記載の装置。 ２４、各検出器対に対する２つの検出器間の分離細条が
   、前記ダイオードレーザの発光表面の中心と、走査ビー
   ムを情報面上に最適に集束させた場合に該当する検出器
   対上に形成される光スポットの強度分布の中心によって
   占められる位置とを結ぶ線に対して鋭角で延在するよう
   にしたことを特徴とする請求項１８〜２３のいずれかに
   記載の装置。 ２５、前記２つの検出器対の分離細条が、前記ダイオー
   ドレーザの発光表面の中心と前記複合光感応検出系の中
   心とを結ぶ線に対し原則として平行となるようにしたこ
   とを特徴とする請求項１８〜２３のいずれかに記載の装
   置。 ２６、前記光感応検出系を基板上に形成した複合ホトダ
   イオードとし、前記基板にブロックを設け、該ブロック
   の第１表面を前記複合ホトダイオードの方に向け、ブロ
   ックの第２表面を前記第１表面とは反対側とし、前記ダ
   イオードレーザを前記第２表面上に設け、該ダイオード
   レーザが放出する光ビームの主軸を前記基板の平面に対
   し垂直の方向に向け、且つ前記ブロックの第２表面側に
   おける基板にモニタホトダイオードを設けたことを特徴
   とする請求項１に記載の装置。 ２７、前記光源をダイオードレーザとし、前記光感応検
   出系を複合ホトダイオードで構成し、これらのダイオー
   ドレーザ及びホトダイオードをハウジング内の片側に収
   納させ、前記ハウジングの反対側に反射器を設け、該反
   射器がダイオードレーザ光の一部を前記ダイオードレー
   ザに接近させて前記ハウジング内に収納させたモニタホ
   トダイオードの方へと反射するようにしたことを特徴と
   する請求項１に記載の装置。 ２８、前記反射器の開口に格子を設けたことを特徴とす
   る請求項２７に記載の装置。 ２９、前記ダイオードレーザ、複合ホトダイオード及び
   モニタホトダイオードを１つの支持体上に配置したこと
   を特徴とする請求項２７又は２８のいずれかに記載の装
   置。