JP2738543B2 - 光ピックアップ - Google Patents

光ピックアップ

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JP2738543B2
JP2738543B2 JP63230129A JP23012988A JP2738543B2 JP 2738543 B2 JP2738543 B2 JP 2738543B2 JP 63230129 A JP63230129 A JP 63230129A JP 23012988 A JP23012988 A JP 23012988A JP 2738543 B2 JP2738543 B2 JP 2738543B2
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    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1359Single prisms
    • GPHYSICS
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    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B7/094Methods and circuits for servo offset compensation

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Optical Head (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光ピックアップに係り、特に光情報記録媒
体上に光束を集光させる集光手段において光束を傾けて
光スポットをトラッキング(移動)させる構成に関する
ものである。
〔従来の技術〕
光情報記録媒体上にレーザ光を照射して情報の記録、
再生を行う光ピックアップの光学系は第8図Aに示すよ
うに構成されている。
レーザダイオード21から所要方向へ偏光して出射され
た拡散光束は、コリメータレンズ22により並行光束とさ
れ、成形プリズム23により強度分布の補正をされ、偏光
ビームスプリッタ24、1/4波長板25を通り、回動ミラー2
6を介して対物レンズ27を通って光情報記録媒体上28に
結像する。
光情報記録媒体28上の信号により変調を受けて反射し
てきた光束は、対物レンズ27により再び平行光束とさ
れ、1/4波長板25を通り、偏光ビームスプリッタ24によ
り反射されて90゜方向を変えられる。反射された光束は
他のビームスプリッタ29により透過光と反射光に分けら
れ、透過光は集光レンズ30により集束されて光検出器31
により受光され、記録された信号を読み取られることと
なる。
一方、反射された光束は1/2波長板32を通り、臨界角
プリズム33へ入射する。この場合、反射面Prに対しP偏
光で入射する。反射面Prで反射した光束は光検出器34に
入射する。
光検出器34は、第8図Cに示すように4分割されてお
り、フォーカスエラーは(a+b)−(c+d)によ
り、トラッキングエラーは(a+c)−(b+d)によ
り得て、これらはそれぞれフォーカスアクチュエーター
(図示していない)、回動ミラー26によって制御し、フ
ォーカシング、トラッキングを行なう。
第9図は、回動ミラー26によりトラッキングする状態
を示す説明図である。回動ミラー26の回転中心Pは、対
物レンズ27の光軸とコリメータレンズ22の光軸を通った
光線の進行位置の交点に位置する。回動ミラー26が回転
しない場合は、コリメータレンズの光軸を通った光線は
実線で示した光路で進み光情報記録媒体28上に垂直に入
射し、反射後も同じ光路を戻る。
次に光情報記録媒体28上でΔxだけ光スポットをトラ
ッキングするために回動ミラー26をθ分傾けると、コリ
メータレンズの光軸を通った光線は実線に対し2θの角
度で反射し、対物レンズ27にはD1分離れた位置で入射す
ることとなる。
ここで対物レンズ27の焦点距離をfとすると、この光
線は光情報記録媒体28上でΔx=f・2θの位置に入射
する。ディスクで反射された光線は、対物レンズ27を通
り、回動ミラー26で反射された後、往路の光線に対しD2
だけ平行移動した復路の光線となる。以上の光路は破線
で示したものである。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、第9図に示すように従来の技術におい
ては回動ミラー26を角度θ分傾けた場合、往路の光線は
対物レンズ27に対しD1分離れた位置で入射するため、ガ
ウス分布状の強度分布を有する光束が、光情報記録媒体
28上では結像する光スポットの強度分布は非対称とな
る。また、復路の光線も往路の光線に対しD2分ずれるた
め、第8図に示した光検出器34においては矢印方向に強
度分布がずれてしまい、トラッキングエラー信号にオフ
セットが生じてしまうのである。
この不具合を解消すべく種々提案されているが、例え
ば特開昭51−22448号公報には、対物レンズの入射瞳を
含む平面と回動ミラーを含む平面が交わってできる交線
を回動軸として回転するようにし強度分布が対称な光束
が入射瞳に入るようにした内容が記載してある。
このための具体的手段としては、回動軸と回動ミラー
を弾性支持部材で連結するというものがあるが、対物レ
ンズをフォーカス方向に駆動するためのアクチュエータ
の直下に回動ミラーを設けると、弾性支持部材がアクチ
ュエータに干渉してしまったり、回動ミラーと対物レン
ズとの距離は弾性支持部材が大きくなるため、あまり長
くとれないという不具合がある。
また、特開昭56−134325号公報にはミラーをバネ定数
の異なる2つのバネで指示し、回動および並進を同時に
行うようにした内容が記載してある。しかしこれには2
つのバネ定数、ミラー重心、ミラー駆動位置等設定上、
種々の困難性があるとともにミラー回転の感度は2つの
バネの伸びの差により得るようにしているため、感度を
上げることに困難性がある。
また、特公昭62−45614号公報には対物レンズの焦点
位置にミラーの回転軸を設けた内容が記載してある。し
かしこれには対物レンズを支持する部材、フォーカス駆
動コイルが必要なため、対物レンズの焦点位置に駆動ミ
ラーの回転軸を設けることはスペース上困難をともなう
とともに駆動ミラーの位置は対物レンズの焦点位置によ
り決められるのでミラー配設位置の自由度が小さいとい
う不具合がある。
本発明は、上記問題点を解決すべく提案されるもの
で、光情報記録媒体上の光スポットを回動ミラーで移動
させてトラッキング駆動を行なう光ピックアップにおい
て、対物レンズに入射する入射光束の光路と、光情報記
録媒体で反射される反射光束の光路とのずれを補正して
サーボ特性の向上、光学系構成の自由度の向上、トラッ
キング駆動感度の向上を図ることのできる光ピックアッ
プを提供することを目的としたものである。
〔課題を解決するための手段および作用〕
本発明の光ピックアップは、上記目的を達成するため
に、 光源と、 前記光源からの光束の光軸に直交する軸を中心に回動
可能であって、前記光源からの光束を反射させる回動反
射ミラーと、 前記反射ミラーで反射された光束を光情報記録媒体に
集光させる対物レンズと、 前記光情報記録媒体で反射された反射光を、前記対物
レンズおよび回動反射ミラーを介して受光する光検出器
と、 を具える光ピックアップにおいて、 前記回動反射ミラーに入射する光束の光軸に対する前
記回動反射ミラーの回動角度に応じて、前記対物レンズ
に入射する入射光束の光軸を平行移動させる光束シフト
手段を設けたことを特徴とするものである。
本発明では、このように、回動反射ミラーへの入射光
束の光軸に対する前記回動反射ミラーの回動角度に応じ
て、対物レンズに入射する光束をシフトさせる光束シフ
ト手段を設けたので、入射光束が対物レンズを辿る往路
光路と光情報記録媒体で反射される反射光束が対物レン
ズを辿る復路光路とのずれを補正することができ、トラ
ッキングエラー信号にオフセットが生じることはなくな
り、正確なトラッキング制御を行なうことができる。
〔実施例〕
第1図は、本発明の第1実施例を示す光路の概要図で
ある。1/4波長板を通ってきた光束は回動ミラー1で反
射され、対物レンズ2を通り、光情報記録媒体3上に光
スポットとして結像されるのであるが、本実施例では1/
4波長板と回動ミラー1との間に平行平板4を設けてい
る。
第1図では、トラッキングのため回動ミラー1が角度
θ分だけ回転した状態を示しているが、平行平板3も角
度ρ分だけ回転している。このため、コリメータレンズ
を光軸を通ってきた光線が平行平板4に入射する際、光
線は入射方向に対し角度δ分だけ平行ずれした方向へ進
む。更に回動ミラー1で反射され、対物レンズ2の回動
ミラー1側の焦点位置Fを通り、対物レンズ2へ入射す
る。対物レンズ2から出射して光情報記録媒体3上へ入
射する際は、対物レンズ2の光軸よりΔx分ずれた位置
に垂直に入射する。そのため、光情報記録媒体3上で反
射した光線も往路と全く同一の光路を復路として戻るこ
とができ、光検出器に入射する際もずれることなくトラ
ッキングエラー信号にオフセットが生じてしまうことも
なくなるのである。
したがって、実際のトラッキングにおいてはトラック
の変位に応じて回動ミラー1を変位させ、同時に平行平
板4をも変位させることにより光線ずれを補正できるこ
ととなる。以下に回動ミラー1の回転角θを検出し、検
出信号により平行平板4の回転角ρを制御する内容を説
明する。
回動ミラー1の回転角θと光線の補正量δとの関係は となっている。この場合lは、対物レンズ2の焦点位置
Fから回動ミラー1の回転中心Pまでの距離である。
次に平行平板4の回転角ρと補正量δとの関係は、 となっている。この場合、dは平行平板4の厚さであ
り、nは屈折率である。ρ′は光線の平行平板4におけ
る屈折角であり、 の関係がある。
トラッキング量Δxは、Δx=2θ・fの関係にある
ので仮に対物レンズ2の焦点距離を4.3mm、トラッキン
グ量Δxを50μmとすると、回動ミラー1の回転角θは
0.33゜となる。l=5mmとして、前記角度付近の回転角
θと光線の補正量δとの関係をグラフに示すと第2図A
のようになり、回転角θと補正量δとは比例関係にある
ことが判明する。
一方、平行平板4の屈折率をn=1.5とし、厚さをd
=2mmとして、平行平板4の回転角ρと補正量δとの関
係をグラフに示すと第2図Bのようになり、回転角ρと
補正量δとは比例関係にあることが判明する。
したがって、平行平板4を制御するには回動ミラー1
の回転角θに比例して平行平板4の回転角ρを定めなが
ら制御すればよいこととなる。なお平行平板4の回転角
ρと補正量δの比例定数は、屈折率n、厚さdにより選
定すればよいことはいうまでもない。
第3図は、本発明の第2実施例を示したもので、第1
実施例と対応する個所には同一符号を付した。
第1実施例の平光平板4に対応する位置に設けた5
は、ミラー面の法線方向に平行にシフトするようにされ
た並進ミラーである。図面ではトラッキングのための回
動ミラー1が、角度θ分だけ回転した状態を示している
が、並進ミラー5はコリメータレンズの光軸を通ってき
た光線の入射方向に対し45゜傾斜している。並進ミラー
5は、矢印Aの方向へ だけシフトしているが、この並進ミラー5へコリメータ
レンズの光軸を通った光線が入射すると、反射後の光線
は光軸に対しδ分だけ平行ずれした方向へ進む。更に回
動ミラー1で反射され、対物レンズ2の焦点位置Fを通
り、対物レンズ2へ入射した後、光情報記録媒体3上へ
垂直に入射する。そのため、光情報記録媒体3上で反射
した光線も往路と全く同一の光路を復路として戻ること
ができる。したがって、第1実施例と同様の効果を得る
ことができる。
実際のトラッキングにおいては、トラックの変位に応
じて回動ミラー1を変位させ、同時に並進ミラー5をも
変位させることにより光線ずれを補正できることとな
る。この場合、第2図Aに基づき前述したように回動ミ
ラー1の回転角θと補正量δとは比例関係にあり、並進
ミラー5の並進量 と補正量δとも比例関係にあるので、回転角θを制御信
号として並進ミラー5を制御すればよいこととなる。
以上の実施例において、回動ミラー1と光線シフト手
段たる平行平板4、並進ミラー5との配列順番は光学系
のタイプにより適宜選択構成すればよい。また、回動ミ
ラー1を反射した光線が対物レンズ2の焦点位置Fを通
るようにしてあるが、対物レンズ2の入射瞳の中心に入
射させるようにしてもよい。また、平行平板4の回転角
ρ、並進ミラー5の並進量 の制御を回動ミラー1の回動角θを制御信号により行う
場合、回転角θの変化における低周波成分のみを抽出し
て制御信号とすることもよく、他の手段により制御信号
とすることも可能であることはいうまでもない。
第4図は、本発明の第3実施例を示したもので固定部
と可動部を有するいわゆるリニア分離光学系に応用した
ものである。第4図Aにおいて、本発明光学系9から出
射された光線xは、固定ミラー6で反射し、矢印A方向
分だけ並進した並進ミラー5で反射して光線シフト補正
をし、固定部8から光軸に対しδ分だけシフトした光線
が出射されてゆく。この光線がトラッキング方向へ移動
可能な可動部7へ入射し、光軸に垂直な軸回りに角度θ
分だけ回転した回動ミラー1で反射され、対物レンズ2
の回動ミラー1側焦点位置Fを通り、対物レンズ2を通
って光情報記録媒体3上に垂直に入射する。光情報記録
媒体3上で反射された光線は、往路と同じ光路で本体光
学系9へ達するのである。
本実施例では、可動部7と固定部8との間の光路長に
変化が生じても、その影響を受けず固定部8の並進ミラ
ー5と可動部7の回動ミラー1により、トラッキング中
でも復路の光束がずれてしまうことがなく前記各実施例
と同様の効果がある。
本実施例は光学系構成の自由度が大きく、第4図Bに
示すように固定部8に回動ミラー1と並進ミラー5を設
けることもできる。このようにすることにより可動部7
には、対物レンズ2、固定ミラー6を設ければよく、可
動部の軽量化を図ることができ高速アクセスが可能とな
る。
第5図は、本発明の第4実施例を示したもので、スイ
ングアーム方式の光ピックアップに応用したものであ
る。
本体光学系から出射された光線Aは、平行平板4によ
り光線のシフト補正をされ、次に回動ミラー1で反射さ
れ、次にスイングアームS内に設けてある2枚の固定ミ
ラー10,11で反射され、対物レンズ2の焦点位置を通
り、対物レンズ2を通って光情報記録媒体上へ垂直に入
射する。ここで反射された光線は、往路と同じ光路を復
路として本体光学系へ達する。こうしてトラッキング中
でも復路の光束がずれてしまうことがなく前記各実施例
と同様の効果があることはいうまでもない。さらに本実
施例では可動部であるスイングアームSが重くならない
ように固定部へ回動ミラー1、平行平板4を設けること
ができるので、高速アクセスが可能となる。
本発明は、以上の実施例に限定されるものではなく幾
多の変形が可能である。例えば、第6図A,Bに示すよう
に光束シフト手段として光路中にプリズム12あるいはプ
リズム13を用いて回動ミラーの傾きに応じて並進するよ
うにしたものでもよい。また、第7図に示すように光束
シフト手段として光路中に印加する電圧によって屈折率
が変化する電気光学材料から成る平行平板14を光軸に対
して斜めに設け、回動ミラーの傾きに応じて平行平板14
への印加電圧を変えて屈折率を変えるようにしたもので
もよい。
〔発明の効果〕
以上の如く、本発明によれば光束シフト手段を設ける
ことによって、入射光束が対物レンズを辿る往路光路
と、光情報記録媒体で反射された反射光束が対物レンズ
を辿る復路光路とのずれを補正することができ、したが
ってトラッキングエラー信号にオフセットが発生せず、
サーボ特性の向上を図ることができる。また光束シフト
手段を可動部とは別の固定部に設けるなど光学的構成の
自由度の向上を図ることができ、ひいては可動部の軽量
化によりトラッキングの駆動感度の向上を図ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の第1実施例を示す光路の概要図、 第2図A,Bは回転角と補正量の関係を示す説明図、 第3図は、本発明の第2実施例を示す光路の概要図、 第4図A,Bは、本発明の第3実施例を示す光路の概要
図、 第5図は、本発明の第4実施例を示す光路の概要図、 第6図A,B、第7図は他の実施例を示す要部説明図、 第8図は、従来例を示す光学系の概要図、 第9図は、従来例を示す光路の概要図である。 1……回動ミラー、2……対物レンズ、 3……光情報記録媒体、4……平行平板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−39242(JP,A) 特開 昭58−9228(JP,A) 特開 昭56−134325(JP,A) 特開 昭60−121546(JP,A) 特開 昭63−183417(JP,A) 特開 昭62−283428(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光源と、 前記光源からの光束の光軸に直交する軸を中心に回動可
    能であって、前記光源からの光束を反射させる回動反射
    ミラーと、 前記反射ミラーで反射された光束を光情報記録媒体に集
    光させる対物レンズと、 前記光情報記録媒体で反射された反射光を、前記対物レ
    ンズおよび回動反射ミラーを介して受光する光検出器
    と、 を具える光ピックアップにおいて、 前記回動反射ミラーに入射する光束の光軸に対する前記
    回動反射ミラーの回動角度に応じて、前記対物レンズに
    入射する光束の光軸を平行移動させる光束シフト手段を
    設けたことを特徴とする光ピックアップ。
JP63230129A 1988-09-16 1988-09-16 光ピックアップ Expired - Fee Related JP2738543B2 (ja)

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