JPH0743834B2 - 光学走査装置 - Google Patents

光学走査装置

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JPH0743834B2
JPH0743834B2 JP61243281A JP24328186A JPH0743834B2 JP H0743834 B2 JPH0743834 B2 JP H0743834B2 JP 61243281 A JP61243281 A JP 61243281A JP 24328186 A JP24328186 A JP 24328186A JP H0743834 B2 JPH0743834 B2 JP H0743834B2
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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15日号、
第３頁に掲載された論文「オプティシェ フォクス フ
ェーラー 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に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
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
集積するのが好適である。
図面につき本発明の実施例を説明する。
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ック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
動が発生するため、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、例えば一直線上に配設さ
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
ォクス フェ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−g
ratings）10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β
１およびβ２の角度で延在する。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20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20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け取る。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ットされて、検出器16およ
び19は検出器17および18より多くの放射線を受け取る。
検出器16,17,18および19の出力信号はS16,S17,S18およ
びS19で夫々現される場合に、フォーカス・サーボ信号S
fは、 Sf＝（S16＋S19）−（S17＋S18） で与えられる。
読取る情報に比例する信号または情報Siは、 Si＝S16＋S17＋S18＋S19 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11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＝（S16＋S17）−（S18＋S19） 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
射線スポット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
ザである場合には、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Scとすると、フォーカス・サーボ信号
は、 Sf＝（S16＋S19）−Sc となり、情報信号は Si＝S16＋S19＋Sc 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、この他にも書込み装置、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−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。 １……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 ８……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 (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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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