JPH0344831A - 光ピックアップ装置 - 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、再生専用型、追記型及び書換え可能型等の各
種光ディスクへの記録又は再生等に使用する光ピックア
ップ装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第７図に示すように、従来、光ピックアップ装置におい
て、例えば、半導体レーザ１１と、半導体レーザ１１の
出射光をメインビームと１対のサブビームとに分割する
第１回折素子１２と、光ディスク１６から反射光を光検
出器１７′側に回折させる第２回折素子１３′と、コリ
メートレンズ１４と、対物レンズ１５と、第２回折素子
１３′からの回折光を受光して、光ディスクＩ６上の記
録情報の再生、フォーカスエラーの検出等を行う光検出
器１７′とを備えたものが知られている。

第８図（ａ）に示すように、上記第２回折素子１３′は
、この第２回折素子１３′での回折方向に延びる分割線
１３０′により第１・第２領域１３ａ′　・１３ｂ’に
分割されている。各領域１３ａ’１３ｂ’には、それぞ
れ格子１３ｄ’−１３ｄ’・・・　１３ｅ′　・１３ｅ
′・・・が互いに異なるピッチで分割線１３ｃ’に対し
直角方向に形威されている。

一方、第８図（ｂ）に示すように、光検出器１７′は、
それぞれ第２回折素子１３′における回折方向に延びる
６つの光検出部１７ａ′〜１７ｆ′を備えている。そし
て、フォーカスエラーの生じていないジャストフォーカ
ス時には、第２回折素子１３′の第１領域１３ａ’で回
折されたメインビームは分割線１７ｇ′上に集光されて
スポットＰＩ′を形威し、第２領域１３　ｂ’で回折さ
れたメインビームは分割線１７ｈ’上に集光されてスボ
・ノドＰｚ’を形成する。又、ｉ対のサブビームはそれ
ぞれ光検出部１７ｅ′　・１７ｆ’に集光されるように
なっている。

なお、第２回折素子１３′における格子１３ｄ′・１３
ｄ′・・・　１３ｅ′　・１３ｅ′・・・の断面形状と
しては、従来から利用されている第９図（ａ）に示すよ
うな矩形断面の他に、同図（ｂ）に示す如くの光の利用
効率の高いのこぎり形のブレーズ形状も検討されている
。

ところが、上記の構成では、第８図（ｂ）において、光
検出部１７ａ′及び１７０′と１７ｂ′及び１７ｄ’　
とをそれぞれ長手方向に並べて配置し、１対のビームス
ボ・ントＰ＋’　　・Ｐ２′を光ディスク１６のラジア
ル方向にかなり大きな間隔を置いて集光させるようにな
っているため、光検出部１７ａ’　〜１７ｆ′が第２回
折素子１３′での回折方向に見てかなり縦長となるもの
である。その結果、光検出部１７ａ′〜１７ｒ′の占有
面積が大きくなるとともに、製造コストも増大するとい
う不具合が生じる。

又、第２回折素子１３′における格子１３ｄ′１３ｄ’
　・・・　１３ｅ′　・１３ｅ′・・・の断面形状とし
て第９図（ｂ）に示すブレーズ形状を採用する場合、第
２回折素子３の第１領域１３ａ’　と第２領域１３ｂ’
　との回折角の差がかなり大きいため、格子１３ｄ’　
　・１３ｄ’−・・と格子１３ｅ′１３ｅ′・・・のピ
ッチを大きく相違させる必要がある。そのため、第１領
域１３ａ′と第２領域１３ｂ′とで同一断面のブレーズ
形状への加工が困難となるので、格子１３ｄ’　　・１
３ｄ’　・・・、１３ｅ′・１３０′・・・の加工作業
が煩雑となるばかりでなく、第１・第２領域１３ａ′　
・１３ｂ′間で格子１３ｄ’　　・１３ｄ’　−１３ｅ
’　　・１３ｅ’　−・・の断面形状の相違により光の
利用効率に差が生し、フォーカスエラーの検出が正確に
行えなくなるという問題が生じる。なお、第１・第２領
域１３ａ′・′１３ｂ’での光の利用効率の差を低減さ
せるためには、両領域１３ａ’　　・１３ｂ′における
ブレーズ形状をそれぞれ最適形状とは異なる形状に変化
させる必要があるが、その場合は、充分に高い光の利用
効率が得られなくなるという不具合が生じる。

上記のような不具合を解消するため、光ピックアップ装
置を第２図及び第３図の如く構成することが考えられる
。

すなわち、この光ピックアップ装置は、上記したものと
は第２回折素子１３及び光検出器１７の構造を変更した
ものである。なお、第７図〜第９図の光ピックアップ装
置と同一構成を有する部分には、同一の参照番号を付し
て重複した説明を省略する。

第１０図にも示すように、光検出器１７はそれぞれ第２
回折素子１３における回折方向に延びる４つの矩形状の
光検出部１７ａ〜１７ｄを備え、各光検出部１７ａ〜１
７ｄは第２回折素子１３における回折方向と直交する方
向のみに並置されている。中央の２つの光検出部１７ａ
−１７ｂは、記録情報の再生及びフォーカスエラー信号
の生成用のもので、第２回折素子１３による回折方向に
延びる分割線１７ｅにより互いに分割されている。又、
両端の２つの光検出部１７ｃ・１７ｄは、１対のサブビ
ームに基づいてトラッキングエラー信号を得るためのも
のである。

第３図に示すように、第２回折素子１３はＹ方向、つま
り、第２回折素子１３における回折方向と直交する方向
に延びる分割線１３ｃにより、それぞれほぼ半円形状を
なす第１及び第２領域１３ａ・１３ｂに分割されている
。第１領域１３ａには、フォーカスエラーの生じていな
いジャストフォーカス時に、この第１ｗ４域１３ａで回
折されるメインビームが光検出器１７の手前側の位置ｆ
。

で−旦収束し、光検出器１７における光検出部１７ｂ上
に第１領域１３ａの半円形状とは左右の向きが反転した
半円状のスポットＰｌ−を形成するように、方向及びピ
ッチの定められた格子１３ｄ・１３ｄ・・・が形成され
ている。

又、第２領域１３ｂには、上記のジャストフォーカス時
に、この第２領域１３ｂで回折されたメインビームの焦
点位置ｆ２が光検出器１７より遠方側となり、従って、
第２領域１３ｂで回折されたメインビームが光検出器１
７の手前側で収束することなく光検出器１７の光検出部
１７ａ上にスポットＰ１　と同じ向きの半円状のスポッ
トＰ２を形成するように、方向及びピッチの定められた
格子１３ｅ・１３ｅ・・・が形成されている。焦点位置
ｒ、・ｆ２は、ジャストフォーカス時に、それらのほぼ
中心位置に光検出器１７が位置するように設定されてい
る。

上記の構成によれば、光検出器１７の各光検出部１７ａ
〜１７ｄは第２回折素子１３での回折方向に直交するＹ
方向のみに並置されているので、第２回折素子１３での
回折方向に見た光検出器１７の長さを短縮することがで
き、それにより、光検出器１７の占有面積の減少及び製
造コストの低減を図ることができる。

又、上記の構成では、第２回折素子１３の第１領域１３
ａで回折されるメインビームの光検出器１７上でのスポ
ットＰ、と、第２領域１３ｂで回折されるメインビーム
の光検出器１７上でのスポットＰ２とが第２回折素子１
３における回折方向とほぼ直交する方向にずれて位置す
るようにしたので、第１領域１３ａ及び第２領域１３ｂ
における回折角の差を充分に小さくすることができる。

それにより、第１及び第２？ＩＮ域１３ａ−Ｌ３ｂにお
ける格子１３ｄ・１３ｄ・・・　１３ｅ・１３ｅ・・・
の断面形状をブレーズ形状とする場合、格子１３ｄ・１
３ｄ・・・　１３ｅ・１３ｅ・・・の断面形状をほぼ等
しくすることができるので、格子１３ｄ・１３ｄ・・・
　１３ｅ・１３ｅ・・・の製造が容易に行えるようにな
るとともに、第１及び第２領域１３ａ・１３ｂでの光の
利用効率を充分高く、かつ、利用効率の差を充分小さく
することができるようになる。

ところで、第２図、第３図及び第１０図の光ピックアッ
プ装置においては、前述したように、ジャストフォーカ
ス時には、スポットＰ、　　・Ｐ２の大きさが等しい。

従って、スポラ）Ｐ＋　は光検出部１７ｂ内に収まり、
スポットＰ２は光検出部１７ａ内に収まるので、光検出
部１７ａの出力信号Ｓａと、光検出部１７ｂの出力信号
ｓｂとが等しくなる。

一方、フォーカスエラーが生じて光ディスク１６が対物
レンズ１５に接近し過ぎるか又は対物レンズ１５から離
れ過ぎると、スポットＰ１　・Ｐ２の一方は拡大して光
検出部１７ａ又は１７ｂからはみ出すが、他方は縮小し
て光検出部１７ａ又は１７ｂ内に収まるので、２つの出
力信号Ｓａ・Ｓｂが相違し、それに基づいてフォーカス
エラーの検出が行える。

すなわち、フォーカスエラー信号ＦＥＳはＦＥＳ＝Ｓａ
−３ｂの演算により求められ、このＦＥＳが“０″とな
るように対物レンズ１５が駆動される。一方、記録情報
の再生信号Ｒ３はＲ３＝Ｓａ　−１−Ｓ　ｂの演算によ
り得られる。

ところが、上記のように、フォーカスエラーの検出用に
２つの光検出部１７ａ・１７ｂを設けるのみでは、フォ
ーカスエラーの検出におけるダイナミックレンジを充分
に大きくすることができないものである。

すなわち、第１１図の横軸は対物レンズ１５のジャスト
フォーカス位置から変位量を示しており、ＦＡＲ側（＋
側）は対物レンズ１５が光ディスク１６から過度に遠ざ
かる側、ＮＥＡＲ側（−例）は対物レンズ１５が光ディ
スク１６に過渡に接近する側である。

第１１図中曲線■は光検出部１７ａの出力信号Ｓａの推
移を表し、曲線■は光検出部１７ｂの出力信号ｓｂの推
移を示している。又、曲ｖＡＶはフォーカスエラー信号
ＦＥＳ’の推移を表している。同図から明らかなように
、フォーカスエラー検出のダイナミ・ンクレンジＤＲＩ
は、−４μｍ〜４μｍと比較的狭い範囲となる。なお、
第１１図のデータはコンピュータによるシミニレ−ジョ
ンにより求めたが、その際、光ピックアップ装置の第２
図中各点間の距離、コリメートレンズ１４及び対物レン
ズ１５の光学的特性等は第１表のように設定した。

又、光検出器１７における光検出部１７ａ−１７ｂのＹ
方向の幅ｄ、は２５μｍ、分割線１７ｅのＹ方向の幅は
５μｍとし、かつ、ジャストフォーカス時におけるスポ
ットＰ、・Ｐ２の直径が２０μｍとなるようにした。

上記の問題を解消し、フォーカスエラーの検出第 表 におけるダイナミックレンジを大きくするために、第５
図の如く、光検出器１８を６分割構成とし、中央の４つ
の光検出部１８ａ〜１８ｄでフォーカスエラー及び記録
情報の検出を行うようにすることが考えられる。

その場合、各光検出部１８ａ〜１８ｆの出力信号を５ａ
−３ｆとすると、フォーカスエラー信号ＦＥＳは、ＦＥ
Ｓ＝　（Ｓｂ＋５ｄ）−（Ｓａ＋ＳＣ）の演算で求めら
れる。

第１１図に、６分割の光検出器１８を使用した場合のフ
ォーカスエラー信号ＦＥＳのシミュレーション結果を示
す。同図中曲線Ｉは光検出部１８ａの出力信号Ｓａの推
移を、曲線■は光検出部１８ｂの出力信号ｓｂの推移を
、曲線■は光検出部１８ｃの出力信号Ｓｃの推移を、曲
線■は光検出部１８ｄの出力信号Ｓｄの推移を表してい
る。そして、フォーカスエラー信号ＦＥＳは曲線■の如
く推移する。この場合、フォーカスエラーの検出におけ
るダイナミックレンジＤＲ２は、−６μｍ〜５μｍとな
り、４分割の光検出器１７に比して向上する。なお、上
記のシミニレ−ジョンにおいて、光ピックアップ装置の
各点間の距離、各レンズ１４・１５の光学的特性等は４
分割の光検出器１７を使用する場合と同様、第１表に示
す通りである。又、光検出器１８の各光検出部１８ａ〜
１８ｄのＹ方向の幅ｄ２は２５μｍ２各分割線１８ｇ〜
１８ｉのＹ方向の幅は５μｍ、ジャストフォーカス時に
光検出部１８ｂ・１８ｃ内にそれぞれ直径２０μｍのス
ポットＰ、・Ｐ２が形成されるようにした。

〔発明が解決しようとする課題］ ところで、フォーカスエラーの調整は、フォーカスエラ
ー信号ＦＥＳが正の値であれば、対物レンズ１５を光デ
ィスク１６に接近させ、ＦＥＳが負の値であれば対物レ
ンズ１５を光ディスク１６から離間させるように行うも
のである。従って、フォーカスサーボを適正に行うため
には、第１１図のＦ　Ａ　Ｒ領域ではＦＥＳが常時正の
値を取り、Ｎ　Ｅ　Ａ　Ｒ領域ではＦＥＳが常時負の値
を取る必要がある。

ところが、実際には、Ｆ　Ａ　Ｒ９１域中のＤ　Ｉ−Ｄ
　ｔの区間でＦＥＳが負の値を取り、かつ、ＮＥＡＲ領
域中のＤ３〜Ｄ４の区間でＦＥＳが正の値を取るので、
フォーカスエラーの調整が適正に行えなくなる恐れがあ
る。なお、対物レンズ１５がＮＥＡＲ側のＤ３点まで光
ディスク１６に接近することは通常者えられないが、光
ディスク１６の装置への装着時には、光ディスク１６か
ら対物レンズ１５をＦＡＲ側へ大きく離間させておいて
、装着後にジャストフォーカス位置まで対物レンズ１５
を接近させるようになっているので、上記の光ディスク
１６の装着時に対物レンズ１５がＤ１〜Ｄ２の区間まで
ＦＡＲ側に移動することは起こり得る。その場合、対物
レンズ１５が区間Ｄ１〜Ｄ２内まで移動してフォーカス
エラー信号ＦＥＳが負の値となると、光ディスク１６の
装着後に対物レンズ１５をジャストフォーカス位置に誘
導することが不可能となる。従って、少なくともＦ　Ａ
　Ｒｉｆｆ域においては、ＦＥＳの極性が反転すること
がないように設定する必要がある。

なお、本発明者が区間り、−Ｄ２等でＦＥＳの極性が反
転する理由を探索したところ、以下のような現象に基づ
いていることが判明した。

すなわち、第１２図は対物レンズ１５が次第にＦＡＲ側
に移動する際の光検出器１８上でのスポットＰ、・Ｐ２
の変化を示すものである。同図中（ａ）はジャストフォ
ーカス位置でのスポットＰ・Ｐ、を示している。対物レ
ンズ１５がＦＡＲ側に移動するに伴って同図中（ｂ）（
Ｃ）の如く、次第にスポットＰ、が拡大し、スポットＰ
２が縮小する。

対物レンズ１５が更にＦＡＲ側に移動すると、第２回折
素子１３の第２領域１３°ｂで回折されたメインビーム
の焦点値Ｗｒｚが光検出器１８の手前側に移動すること
により、同図中（ｄ）の如く、スボッ１−Ｐ２の向きが
反転する。そして、対物レンズ１５がなおＦＡＲ側へ移
動すると、同図中（ｅ）の如く、スポットＰ、の一部が
光検出部１８ｄからはみ出すようになる。このように、
スポットＰ、が光検出部１８ｄからはみ出すと、それだ
け光検出部１８ｄの出力信号Ｓｄが小さくなるため、フ
ォーカスエラー信号ＦＥＳの極性の反転を生じるもので
ある。

なお、対物レンズがＮＥＡＲ側に大幅に移動した場合も
、上記の同様の現象により、フォーカスエラー信号ＦＥ
Ｓの極性が反転することになる。

〔課題を解決するための手段］ 本発明の第１の態様に係る光ピックアップ装置は、上記
の課題を解決するために、光発生手段と、対物レンズを
備え、上記光発生手段から出射された光を光ディスク上
に集光させるとともに光ディスクからの反射光を回折素
子に導く光学系と、光ディスクからの反射光を光検出器
側に回折させる回折素子と、上記回折素子で回折された
光を検出する光検出器とを備えた光ピックアップ装置に
おいて、上記光検出器は少なくとも上記回折素子におけ
る回折方向とほぼ直交する方向に順次並置された第１〜
第４光検出部を備えるとともに、少なくとも一端に位置
する第４光検出部の上記回折方向とほぼ直交する方向の
幅が他の光検出部の上記回折方向とほぼ直交する方向の
幅より大きく設定されており、上記回折素子は第１・第
２領域に分割されるとともに、フォーカスエラーの生じ
ていない時に第１領域で回折されたフォーカスエラー検
出用の光が光検出器の手前側にて焦点を結んで反転し、
光検出器の第３光検出部にスポットを形成する一方、第
２領域で回折されたフォーカスエラー検出用の光が光検
出器の手前側で反転することなく第２光検出部に上記第
３光検出部のスポットとほぼ同一サイズのスポットを形
成するように設定されており、かつ、光検出器における
第１・第３光検出部の出力信号の和と第２・第４光検出
部の出力信号の和とを比較することによりフォーカスエ
ラーの検出を行うフォーカスエラー検出手段が設けられ
ていることを特徴とするものである。

又、本発明の第２の態様に係る光ピックアップ装置は、
光発生手段と、対物レンズを備え、上記光発生手段から
出射された光を光ディスク上に集光させるとともに光デ
ィスクからの反射光を回折素子に導く光学系と、光ディ
スクからの反射光を光検出器側に回折させる回折素子と
、上記回折素子で回折された光を検出する光検出器とを
備えた光ピックアップ装置において、上記光検出器は少
なくとも上記回折素子における回折方向とほぼ直交する
方向に順次並置された第１〜第４光検出部を備えており
、上記回折素子は第１・第２領域に分割されるとともに
、フォーカスエラーの生じていない時に第１領域で回折
されたフォーカスエラー検出用の光が光検出器の手前側
にて焦点を結んで反転し、光検出器の第３光検出部にス
ポットを形成する一方、第２領域で回折されたフォーカ
スエラー検出用の光が光検出器の手前側で反転すること
なく第２光検出部に上記第３光検出部のスポットとほぼ
同一サイズのスポットを形成するように設定されており
、かつ、光検出器における第１・第３光検出部の出力信
号の和と第２・第４光検出部の出力信号の和とを比較す
ることによりフォーカスエラーの検出を行うフォーカス
エラー検出手段と、第１光検出部の感度を他の光検出部
より低下させるか又は第４光検出部の感度を他の光検出
部より上昇させる感度調整手段とが設けられていること
を特徴としている。

〔作　用〕

上記した本発明の第１の態様によれば、光検出器におけ
る第１〜第４光検出部は回折素子における回折方向にほ
ぼ直交する方向のみに並置されているので、第２回折素
子における回折方向に見た光検出器の長さを短縮するこ
とができ、その結果、光検出器の占有面積を減少させて
製造コストを低減させることができる。

その場合、ジャストフォーカス位置では、上記の如く、
回折素子の上記第１領域で回折されたフォーカスエラー
検出用の光の光検出器上でのスポットのサイズと第２領
域で回折されたフォーカスエラー検出用の光の光検出器
上でのスポットのサイズとがほぼ等しくなる。一方、フ
ォーカスエラーが生じると、上記第１及び第２領域で回
折される光の各焦点位置の中間位置が光検出器の受光面
からずれるため、光検出器上での各スポットのすイズが
変化し、回折素子における回折方向とほぼ直交する方向
に伸縮する。従って、第１・第３光検出部の出力信号の
和と、第２・第４光検出部の出力信号の和とを比較する
ことにより、フォーカスエラーの検出を行うことができ
る。

又、上記本発明の第１の態様では、回折素子の第１領域
での回折光の光検出器上でのスポットと第２領域での回
折光の光検出器上でのスポットとが第２回折素子におけ
る回折方向とほぼ直交する方向にずれて位置するように
したので、第１領域及び第２領域における回折角の差を
充分に小さくすることができる。それにより、第１及び
第２領域における格子の断面形状をブレーズ形状とする
場合、第１及び第２領域のブレーズ形状をほぼ等しくす
ることができるので、格子の製造が容易に行えるように
なるとともに、第１及び第２領域での光の利用効率を充
分高く、かつ、利用効率の差を充分小さくすることがで
きるようになる。

更に、上記第１の態様によれば、少なくとも第４光検出
部の回折素子での回折方向とほぼ直交する方向の幅が、
他の光検出部の同方向の幅より大きく設定されているの
で、対物レンズがＦＡＲ側又はＮＥＡＲ側に大幅に移動
した場合にも、上記回折素子の第１・第２領域で回折さ
れたフォーカスエラー検出用の光の光検出器上のスポッ
トが第４光検出部からはみ出すことはなくなり、従って
、少なくともＦＡＲ側におけるフォーカスエラー信号の
極性の反転は生じなくなる。その結果、フォーカスエラ
ーの調整を確実に行えるようになる。

又、本発明の第２の態様によれば、上記第１の態様と同
様に、光検出器の占有面積の縮小、製造コストの低減並
びに、回折素子の格子の断面形状をブレーズ形状とした
場合の格子の製造の容易化、第１・第２領域での光の利
用効率の向上及び利用効率の差の低減等を図ることがで
きる。

更に、第２の態様では、光検出器における第■光検出部
の感度を他の光検出部より低下させるか又は第４光検出
部の感度を他の光検出部より上昇させるようにしている
が、これにより、少なくともＦＡＲ側ではフォーカスエ
ラー信号の極性の反転が生じなくなる。従って、光ディ
スクの装着時に対物レンズをＦＡＲ側に大幅に移動させ
た場合にも、装着後のフォーカスエラーの調整が適正に
行えるようになる。なお、上記第１及び第２の態様にお
いて、ＮＥＡＲ側ではフォーカスエラー信号の極性の反
転が生じ得るが、ＮＲＡＲ側においては、対物レンズが
極性の反転する区間まで移動することは実際王者えられ
ないので、支障は生じない。

〔実施例１〕 本発明の第１の態様（特許請求の範囲の欄の請求項第１
項に対応）に係る一実施例を第１図乃至第４図に基づい
て説明すれば、以下の通りである。

本光ピックアップ装置は、例えば、いわゆる、コンパク
トディスク等の再生専用型の光ディスク用の再生装置又
は追記型もしくは書換え可能型の光ディスク用の記録再
生装置として使用されるものである。

第２図に示すように、光発生手段としての半導体レーザ
１１の出射光は第１回折素子１２によりＯ次回折光（以
下、メインビームと呼ぶ）と、紙面とほぼ直交する平面
内で上記メインビームに対し所定の角度を威して離間す
る±１次回折光（以下、１対のサブビームと呼ぶ）とに
分割され、特許請求の範囲の欄における回折素子として
の第２回折素子１３に導かれる。ここで、３つのビーム
はそれぞれ更に回折され、各Ｏ次回折光がコリメートレ
ンズ１４を通過し、対物レンズ１５によって光ディスク
１６上に集光される。第１回折素子１２、゛コリメート
レンズ１４及び対物レンズ１５は光学系を構成する。

対物レンズ１５を通過したメインビームは、光ディスク
１６上に情報を記録し、又は記録情報を読み取るべく、
光ディスク１６のトランクの中央に集光される。一方、
１対のサブビームは、上記のメインビームに対し、光デ
ィスク１６のトランク方向（第２図のＹ方向）に互いに
逆向きに比較的太き（離れ、かつ、光ディスク１６のラ
ジアル方向（第２図のＸ方向）には互いに逆向きに僅か
にずれた位置に集光される。

光ディスク１６から反射されたメインビーム及び１対の
サブビームは、対物レンズ１５及びコリメートレンズ１
４を通過し、第２回折素子１３にてＸ方向に回折され、
各１次回折光が光検出器２０に導かれるようになってい
る。

第４図（ｂ）に示すように、光検出器２０はそれぞれ第
２回折素子１３による回折方向であるＸ方向に延びるそ
れぞれ矩形状の第１〜第６光検出部２０ａ〜２Ｏｆを備
えている。中央に位置する第１〜第４光検出部２０ａ〜
２０ｄは、Ｘ方向に延びる分割線２０ｇ〜２０ｉにより
隣接のものと分割されている。なお、第１・第４光検出
部２０ａ・２０ｄのＹ方向の幅ｄ４は、第２・第３光検
出部２０ｂ・２０ｃのＹ方向の幅ｄ３よりかなり大きく
なるように、具体的には、例えば、４倍程度に設定され
ている。

又、両端に位置する第５・第６光検出部２０ｅ−２Ｏｆ
は、第１〜第４光検出部２ｏａ〜２ｏｄの両側に第２回
折素子１３における回折方向と直交するＹ方向の間隔を
置いて形成されている。上記のように、第１〜第６光検
出部２０ａ〜２０ｆは第２回折素子１３での回折方向と
直交するＹ方向のみに並設され、第２回折素子１３の回
折方向であるＸ方向に２つ以上の光検出部２０ａ〜２゜
ｒが並設されることはない。

第３図に示すように、第２回折素子１３は、第２回折素
子１３における回折方向と直交するＹ方向に延びる分割
線１３ｃにより、それぞれほぼ半円形状をなす第１及び
第２領域１３ａ・１３ｂに分割されている。第１領域１
３ａには、ジャストフォーカス時に、この第１領域１３
ａで回折されるフォーカスエラー検出用の光であるメイ
ンビームが光検出器１７の手前側の位置ｒ１で一旦収束
し、光検出器２０における第３光検出部２Ｏｃ上に第１
　？ｉｌ域１３ａの半円形状とは左右の向きが反転した
半円状のスポットＰ１を形成するように、方向及びピッ
チの定められた格子１３ｄ・１３ｄ・・・が形成されて
いる。

一方、第２領域１３ｂには、上記のジャストフォーカス
時にこの第２領域ｉ３ｂで回折されるメインビームの焦
点値ＴＺ　ｒ　ｚが光検出器２０より遠方側となり、従
って、第２領域１３ｂで回折されたメインビームが光検
出器２０の手前側で収束することなく光検出器２０の第
２光検出部２Ｏｂ上にスポットＰ１と同じ向きの半円状
のスポットＰ２を形成するように、方向及びピッチの定
められた格子１３ｅ・１３ｅ・・・が形成されている。

焦点位置ｆｌ　’ｆｚは、ジャストフォーカス時に、そ
れらのほぼ中心位置に光検出器２０が位置するように設
定されている。このように、第１及び第２領域１３ａ・
１３ｂからの回折光の焦点位置までの距離を相違させる
ために、第１領域１３ａには光の収束機能（凸レンズ機
能）が付与され、第２領域１３ｂには光の発散機能（凹
レンズ機能）が付与されている。

なお、第１及び第２領域１３ａ・１３ｂの格子１３ｄ１
３ｄ・＝　　１３ｅ・１３ｅ−・・は、良く知られた２
光束干渉法により作成するか、又は電子計算機により干
渉縞の形状を求め、電子ビーム露光装置により乾板に直
接干渉縞を描いて作成することができる。その場合、格
子１３ｄ・１３ｄ・・・１３ｅ・１３ｅ・・・の断面形
状は、第９図（ａ）に示す矩形形状、又は第９図（ｂ）
に示すブレーズ形状とすることができる。

以下、記録情報、フォーカスエラー信号及びトラッキン
グエラー信号の検出につき述べる。

前述したように、対物レンズ１５と光ディスク１６間の
距離が適正なジャストフォーカス時には、第４図（ｂ）
のように、スポットＰ１　・Ｐ２の大きさが等しく、ス
ポットＰＩは第３光検出部２０Ｃ内に収まる一方、スポ
ットＰ　ｚは第２光検出部２Ｏｂ内に収まることになる
。

一方、対物レンズ１５がＮＥＡＲ側、つまり、光ディス
ク１６に過度に接近する側に移動してフォーカスエラー
状態になると、上記の焦点位置ｒが光検出器２０に接近
し、焦点位置ｆ２が光検出器２０から遠ざかるので、第
４図（ａ）のように、スポットＰ１は縮小する一方、ス
ポットＰ２は拡大して第２光検出部２Ｏｂ外にはみ出し
、第１・第３光検出部２０ａ・２０ｃにも及ぶようにな
る。

逆に、対物レンズ１５がＦＡＲ側、つまり、光ディスク
１６から過度に離間する側に移動してフォーカスエラー
状態となると、第４図（Ｃ）のように、スポットＰ１が
拡大して第２・第４光検出部２０ｂ・２０ｄにも及ぶ一
方、スポットＰ２は縮小する。従って、図示しないフォ
ーカスエラー検出手段にて第１〜第４光検出部２０ａ〜
２０ｄの出力信号を比較することにより、フォーカスエ
ラー信号ＦＥＳが求められる。

すなわち、各光検出部２０ａ〜２０ｆの出力信号を５ａ
−３ｆとすると、フォーカスエラー信号ＦＥＳはＦＥＳ
＝　（Ｓｂ＋５ｄ）−（Ｓａ＋Ｓｃ）の演算により求め
られ、このＦＥＳがＯ″となるように対物レンズ１５が
駆動される。

ここで、第１・第４光検出部２０ａ・２０ｄのＹ方向の
幅ｄ４を１００μｍ、第２・第３光検出部２０ｂ−２０
ｃの幅ｄ、を２５μｍ、分割線２０ｇ〜２０ｉのＹ方向
の幅を５μｍ、ジャストフォーカス時におけるスポット
Ｐｌ　’Ｐｔの直径を２０μｍとした場合のフォーカス
エラーＦＥＳの推移をシミュレーションで求めた結果を
第１図に示す。但し、光ピックアップ装置の各点間の距
離、コリメートレンズ１４及び対物レンズ１５の光学的
特性等は前掲の第１表の通りに設定した。

第１図において、曲線ｌ〜■はそれぞれ第１〜第４光検
出部２０ａ〜２０ｄの出力信号５ａ−３ｄの推移を示し
、曲線■はフォーカスエラー信号ＦＥＳ　１の推移を示
している。同図から明らかなように、本実施例では、フ
ォーカスエラー検出部の両端側に位置する第１・第４光
検出部２０ａ・２０ｄのＹ方向の幅を拡張することによ
り、ＦＡＲ側及びＮＥＡＲ側におけるフォーカスエラー
信号ＦＥＳ　１の極性の反転が防止されている。従って
、光ディスク１６の装着時に対物レンズ■５をＦＡＲ側
へ大幅に移動させた場合にも、その後のフォーカスサー
ボに支障は生じない。なお、本実施例におけるフォーカ
スエラー検出のダイナミックレンジＤＲ３は、−６μｍ
〜６μｍであり、第１図中に曲線■で示す従来の光検出
器１７（第１゜図参照）を使用した場合のフォーカスエ
ラー信号ＦＥＳ’のダイナミックレンジＤＲＩの一４μ
ｍ〜４μｍより拡張されている。

又、本実施例において、記録情報の再生信号Ｒ３はＲ３
＝Ｓ　ａ　＋Ｓ　ｂの演算により得られる。

光ディスクＩ６で反射して第２回折素子１３で回折され
たサブビームは第５・第６光検出部２０ｅ及び２Ｏｆに
集光される。トラッキングエラー信号ＲＥＳは、ＲＥＳ
＝Ｓｅ−３ｒの演算で求められ、このＲＥＳが“０パと
なるようにトラッキングの調整が行われる。

本実施例では、光検出器２０の各光検出部２０ａ〜２Ｏ
ｆを第２回折素子１３における回折方向と直交する方向
のみに並設し、第２回折素子１３の回折方向には複数の
光検出部を並設しないようにしたので、光検出部２０ａ
〜２０ｆの占有面積を減少させ、かつ、製造コストの低
廉化も図ることができるようになる。

又、第２回折素子１３の第１及び第２領域１３ａ・１３
ｂで回折されるメインビームによる光検出２Ｓ１７上の
スポットＰ＋　　・Ｐ２が第２回折素子１３における回
折方向と直交する方向にずれて位置するように第２回折
素子１３の格子１３ｄ・１３ｄ・・・　１３ｅ−１３ｅ
・・・を形成したので、第１及び第２領域１３ａ・１３
’ｂにおける回折角がほぼ等しくなる。従って、格子１
３ｄ−１３ｄ・・・及び１３ｅ・１３ｅ・・・の断面形
状を第９図（ｂ）に示すブレーズ形状とする場合、格子
１３ｄ−１３ｄ・・・及び１３ｅ・１３ｅ・・・のピッ
チをほぼ等しくできるので、第２回折素子１３の加工を
円滑に行えるようになり、かつ、光の利用効率の差がな
く、充分に高い利用効率が得られる最適なブレーズ形状
に形成できる。

なお、上記の実施例では、第１及び第４光検出部２０ａ
・２０ｄのＹ方向の幅ｄ４を他の光検出部２０ｂ・２０
ｃのＹ方向の幅ｄ３より大きくしたが、これに代えて、
第４光検出部２０ｄのＹ方向の幅ｄ４のみを他の光検出
部２０ａ〜２０ｃのＹ方向の幅より大きくするようにし
ても良い。その場合も、少なくとも、ＦＡＲ側における
フォーカスエラー信号ＦＥＳの極性の反転が防止できる
ので、フォーカスエラーの調整は的確に行える。

〔実施例２〕 本発明の第２の態様（特許請求の範囲の請求項第２項に
対応）に係る一実施例を第５図及び第６図に基づいて説
明すれば、以下の通りである。

第５図に示すように、第２実施例において、光検出器１
８はそれぞれ第２回折素子１３０回折方向であるＸ方向
に延びる矩形状の第１〜第６光検出部１８３〜１８ｆを
備えている。そして、第１実施例と同様、中央の第１〜
第４光検出部１８ａ〜１８ｄを用いてフォーカスエラー
信号及び記録情報の検出が行われ、両端の第５・第６光
検出部１８ｅ・１８ｆを用いてトラッキングエラー信号
の検出が行われるようになっている。但し、本実施例で
は、第１〜第４光検出部Ｌ８ａ〜１８ｄのＹ方向の幅ｄ
２が等しく設定されている。又、光ピックアップ装置の
光検出器１８以外の部位は第１実施例と同様に構成され
ている。

第２実施例においては、図示しない感度調整手段により
光検出器１８における第１光検出部１８ａの感度が第２
〜第４光検出部１８ｂ〜１８ｄの感度より低く設定され
ている。具体的には、第１〜第４光検出部１８ａ〜１８
ｄの出力信号はそれぞれ増幅されるが、第１光検出部１
８ａの出力信号の増幅率は第２〜第４光検出部１８ｂ−
１８ｄの出力信号の増幅率より低く設定されている。

光ピックアップ装置の構成を第１表の通りとし、かつ、
第１〜第４光検出部１８ａ〜１８ｄのＹ方向の幅ｄ２を
２５　／／　ｍ、分割線１８ｇ　〜１８ｉのＹ方向の幅
を５μｍ、ジャストフォーカス時のスポラ１〜Ｐ１　・
Ｐ２の直径を２０μｍとし、更に、第１光検出部１８ａ
の出力信号の増幅率を第２〜第４光検出部１８ｂ〜１８
ｄの出力信号の増幅率の０．７倍とした場合のフォーカ
スエラー信号ＦＥＳ２の推移を第６図に示す。

この場合、一定の増幅率で増幅した後の第１〜第４光検
出部１８ａ〜１８ｄの出力信号をＳａ〜Ｓｄとすると、
フォーカスエラー信号ＦＥＳ２は、図示しないフォーカ
スエラー検出手段によりＦＢＳ２＝（Ｓｂ＋Ｓｄ）　　
　（ＳａＸｏ、７＋Ｓｃ）の演算で求められる。第６図
中曲線Ｉは５ａＸ０．７の推移を表し、曲線■〜■は５
ｂ−３ｄの推移を表している。又、曲線Ｖは本実施例に
よるフォーカスエラー信号ＦＥＳ２の推移を示し、曲線
■は従来の光検出器１７（第１０図）を使用した場合の
フォーカスエラー信号ＦＥＳ’の推移を示している。な
お、フォーカスエラー信号ＦＥＳ２のダイナミックレン
ジＤＲ４は、−６μｍ〜５μｍとなる。

同図の曲線■から明らかなように、ＦＡＲ側においては
フォーカスエラー信号ＦＥＳ２は負の値を取らない。こ
れにより、光ディスク１６の装着時に対物レンズ１５を
ＦＡＲ側に大幅に移動させた場合でも、その後、フォー
カスサーボに支障を生じることはない。一方、ＮＥＡＲ
側では、０点以降でフォーカスエラー信号ＦＥＳ２の極
性が反転するが、実際上、対物レンズ１５がＮ　Ｅ　Ａ
　Ｒ（！ＩＩでＤ点まで移動することはないので、支障
は生しない。

なお、以上では、第１光検出部１８ａの感度を低下させ
るようにしたが、それに代えて、第４光検出部１８ｄの
感度を第１〜第３光検出部１８ａ〜１８ｃの感度より上
昇させることによっても、上述と同等の効果を得ること
ができる。

〔発明の効果〕

本発明の第１の態様に係る光ピックアップ装置は、以上
のように、光発生手段と、対物レンズを備え、上記光発
生手段から出射された光を光ディスク上に集光させると
ともに光ディスクからの反射光を回折素子に導く光学系
と、光ディスクからの反射光を光検出器側に回折させる
回折素子と、上記回折素子で回折された光を検出する光
検出器とを備えた光ピックアップ装置において、上記光
検出器は少なくとも上記回折素子における回折方向とほ
ぼ直交する方向に順次並置された第１〜第４光検出部を
備えるとともに、少なくとも一端に位置する第４光検出
部の上記回折方向とほぼ直交する方向の幅が他の光検出
部の上記回折方向とほぼ直交する方向の幅より大きく設
定されており、上記回折素子は第１・第２領域に分割さ
れるとともに、フォーカスエラーの生じていない時に第
１領域で回折されたフォーカスエラー検出用の光が光検
出器の手前側にて焦点を結んで反転し、光検出器の第３
光検出部にスポットを形成する一方、第２領域で回折さ
れたフォーカスエラー検出用の光が光検出器の手前側で
反転することなく第２光検出部に上記第３光検出部のス
ポットとほぼ同一サイズのスポットを形成するように設
定されており、かつ、光検出器における第１・第３光検
出部の出力信号の和と第２・第４光検出部の出力信号の
和とを比較することによりフォーカスエラーの検出を行
うフォーカスエラー検出手段が設けられている構成であ
る。

これにより、光検出器における第１〜第４光検出部は回
折素子における回折方向にほぼ直交する方向のみに並置
されているので、第２回折素子における回折方向に見た
光検出器の長さを短縮することができ、その結果、光検
出器の占有面積の減少させて製造コストを低減させるこ
とができる。

その場合、ジャストフォーカス位置では、上記の如く、
回折素子の」二記第１領域で回折されたフォーカスエラ
ー検出用の光の光検出器上でのスポットのサイズと第２
領域で回折されたフォーカスエラー検出用の光の光検出
器上でのスポットのサイズとがほぼ等しくなる。一方、
フォーカスエラが生じると、上記第１及び第２領域で回
折される光の各焦点位置の中間位置が光検出器の受光面
からずれるため、光検出器上での各スポットのサイズが
変化し、回折素子における回折方向とほぼ直交する方向
に伸縮する。従って、第１・第３光検出部の出力信号の
和と、第２・第４光検出部の出力信号の和とを比較する
ことにより、フォーカスエラーの検出を行うことができ
る。

又、本発明の第１の態様では、回折素子の第１領域での
回折光の光検出器上でのスポットと第２領域での回折光
の光検出器上でのスポ・ントとが第２回折素子における
回折方向とほぼ直交する方向にずれて位置するようにし
たので、第１領域及び第２　ｗ！域における回折角の差
を充分に小さくすることができる。それにより、第１及
び第２領域における格子の断面形状をブレーズ形状とす
る場合、第１及び第２領域のブレーズ形状をほぼ等しく
することができるので、格子の製造が容易に行えるよう
になるとともに、第１及び第２ａ域での光の利用効率を
充分高く、かつ、利用効率の差を充分小さくすることが
できるようになる。

更に、」−記第１の態様によれば、少なくとも第４光検
出部の回折素子での回折方向とほぼ直交する方向の幅が
、他の光検出部の同方向の幅より大きく設定されている
ので、対物レンズがＦＡＲ側に大幅に移動した場合にも
、上記回折素子の第１・第２領域で回折されたフォーカ
スエラー検出用の光の光検出器上のスポットが第４光検
出部からはみ出すことはなくなり、従って、少なくとも
ＦＡＲ側におけるフォーカスエラー信号の極性の反転は
生しなくなる。その結果、フォーカスエラーの調整を確
実に行えるようになる。

又、本発明の第２の態様に係る光ピックアップ装置は、
光発生手段と、対物レンズを備え、上記光発生手段から
出射された光を光ディスク上に集光させるとともに光デ
ィスクからの反射光を回折素子に導く光学系と、光ディ
スクからの反射光を光検出器側に回折させる回折素子と
、上記回折素子で回折された光を検出する光検出器とを
備えた光ピックアップ装置において、上記光検出器は少
なくとも上記回折素子における回折方向とほぼ直交する
方向に順次並置された第１〜第４光検出部を備えており
、上記回折素子は第１・第２領域に分割されるとともに
、フォーカスエラーの生していない時に第１領域で回折
されたフォーカスエラー検出用の光が光検出器の手前側
にて焦点を結んで反転し、光検出器の第３光検出部にス
ポットを形成する一方、第２領域で回折されたフォーカ
スエラー検出用の光が光検出器の手前側で反転すること
なく第２光検出部に上記第３光検出部のスポットとほぼ
同一サイズのスポットを形成するように設定されており
、かつ、光検出器における第１・第３光検出部の出力信
号の和と第２・第４光検出部の出力信号の和とを比較す
ることによりフォ−カスエラーの検出を行うフォーカス
エラー検出手段と、第１光検出部の感度を他の光検出部
より低下させるか又は第４光検出部の感度を他の光検出
部より上昇させる感度調整手段とが設けられている構成
である。

これにより、上記第１の態様と同様に、光検出器の占有
面積の縮小、製造コストの低減並びに、回折素子の格子
の断面形状をブレーズ形状とした場合の格子の製造の容
易化、第１・第２領域での光の利用効率の向上及び利用
効率の差の低減等を図ることができる。

更に、第２の態様では、光検出器における第１光検出部
の感度を他の光検出部より低下させるか又は第４光検出
部の感度を他の光検出部より上昇させるようにしている
が、これにより、少なくともＦＡＲ側ではフォーカスエ
ラー信号の極性の反転が生しなくなる。従って、光ディ
スクの装着時に対物レンズをＦＡＲ側に大幅に移動させ
た場合にも、装着後のフォーカスエラーの調整が適正に
行えるようになる。なお、ＮＥＡＲ側ではフォーカスエ
ラー信号の極性の反転が生し得るが、ＮＲＡＲ側におい
ては、対物レンズが極性の反転する区間まで移動するこ
とは実際上起こり得ないので、支障は生しない。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の一実施例を示すものである
。 第１図は対物レンズの移動に伴うフォーカスエラー信号
の推移を示すグラフである。 第２図は光ピックアップ装置の概略正面図である。 第３図は第２回折素子の概略平面図である。 第４図（ａ）〜（Ｃ）は対物レンズの移動に伴う光検出
器上のスポットの変化を示す概略説明図である。 第５図及び第６図は他の実施例を示すものである。 第５図は光検出器の概略説明図である。 第６図は対物レンズの移動に伴うフォーカスエラー信号
の推移を示すグラフである。 第７図乃至第１２図は従来例を示すものである。 第７図は光ピックアップ装置の概略正面図である。 第８図（ａ）は第２回折素子の概略平面図である。 第８図（ｂ）は光検出器の概略説明図である。 第９図（ａ）（ｂ）はそれぞれ第２回折素子の格子の断
面形状を示す部分断面図である。 第１０図は光検出器の概略説明図である。 第１１図は対物レンズの移動に伴うフォーカスエラー信
号の推移を示すグラフである。 第１２図は対物レンズがＦＡＲ側に移動する際の光検出
器上のスポットの変化を示す説明図である。 １１は半導体レーザ（光発生手段）、１２は第１回折素
子（光学系）、１３は第２回折素子（回折素子）、１３
ａは第１領域、１３ｂは第２領域、１４はコリメートレ
ンズ（光学系）、１５は対物レンズ、１６は光ディスク
、１８・２ｏは光検出器、１８ａ　〜１８ｄ　・２０ａ
　〜２０ｄは第１〜第４光検出部である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光発生手段と、対物レンズを備え、上記光発生手段
   から出射された光を光ディスク上に集光させるとともに
   光ディスクからの反射光を回折素子に導く光学系と、光
   ディスクからの反射光を光検出器側に回折させる回折素
   子と、上記回折素子で回折された光を検出する光検出器
   とを備えた光ピックアップ装置において、 上記光検出器は少なくとも上記回折素子における回折方
   向とほぼ直交する方向に順次並置された第１〜第４光検
   出部を備えるとともに、少なくとも一端に位置する第４
   光検出部の上記回折方向とほぼ直交する方向の幅が他の
   光検出部の上記回折方向とほぼ直交する方向の幅より大
   きく設定されており、 上記回折素子は第１・第２領域に分割されるとともに、
   フォーカスエラーの生じていない時に第１領域で回折さ
   れたフォーカスエラー検出用の光が光検出器の手前側に
   て焦点を結んで反転し、光検出器の第３光検出部にスポ
   ットを形成する一方、第２領域で回折されたフォーカス
   エラー検出用の光が光検出器の手前側で反転することな
   く第２光検出部に上記第３光検出部のスポットとほぼ同
   一サイズのスポットを形成するように設定されており、
   かつ、光検出器における第１・第３光検出部の出力信号
   の和と第２・第４光検出部の出力信号の和とを比較する
   ことによりフォーカスエラーの検出を行うフォーカスエ
   ラー検出手段が設けられていることを特徴とする光ピッ
   クアップ装置。 ２、光発生手段と、対物レンズを備え、上記光発生手段
   から出射された光を光ディスク上に集光させるとともに
   光ディスクからの反射光を回折素子に導く光学系と、光
   ディスクからの反射光を光検出器側に回折させる回折素
   子と、上記回折素子で回折された光を検出する光検出器
   とを備えた光ピックアップ装置において、 上記光検出器は少なくとも上記回折素子における回折方
   向とほぼ直交する方向に順次並置された第１〜第４光検
   出部を備えており、 上記回折素子は第１・第２領域に分割されるとともに、
   フォーカスエラーの生じていない時に第１領域で回折さ
   れたフォーカスエラー検出用の光が光検出器の手前側に
   て焦点を結んで反転し、光検出器の第３光検出部にスポ
   ットを形成する一方、第２領域で回折されたフォーカス
   エラー検出用の光が光検出器の手前側で反転することな
   く第２光検出部に上記第３光検出部のスポットとほぼ同
   一サイズのスポットを形成するように設定されており、
   かつ、光検出器における第１・第３光検出部の出力信号
   の和と第２・第４光検出部の出力信号の和とを比較する
   ことによりフォーカスエラーの検出を行うフォーカスエ
   ラー検出手段と、 第１光検出部の感度を他の光検出部より低下させるか又
   は第４光検出部の感度を他の光検出部より上昇させる感
   度調整手段とが設けられていることを特徴とする光ピッ
   クアップ装置。