JP3606961B2 - 光ピックアップ装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、主としてCDプレーヤやCD−ROMプレーヤで代表される光りディスク装置に使用される光ピックアップ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図4に、光ピックアップの側面図を示す。
図4において、光源1から出射した光は、3ビーム生成用回折素子(以下、グレーティングと言う)2によって0次回折光と一対の±1次回折光とに別けられる。そして、偏向用回折素子(以下、ホログラムと言う)3によって回折された0次回折光がレンズ4によって記録担体5上に集光される。
一方、上記記録担体5で反射した光は、レンズ4を通過した後にホログラム3によって回折され、1次回折光が受光素子6上に集光される。
【0003】
ここで、上記光ピックアップによる信号検出原理について説明する。
図5および図6に、従来の光ピックアップにおけるホログラムと受光素子との形状・配置を示す。図5(a)はホログラム13の形状であり、図5(b)は受光素子16の形状である。また、図6はホログラム13と受光素子16との位置関係を示す。
上記ホログラム13の格子領域は領域13aと領域13bとの2つの領域から成り、受光素子16の受光領域は領域16a,16b,16c,16e,16fの5つの領域から成る。そして、ホログラム13の領域13aで回折された1次回折光のうち、メインビームは受光領域16aおよび受光領域16bの境界線上と受光領域16cとに集光される。一方、1対のサブビームは受光領域16e,16fに集光される。
【0004】
ここで、上記受光領域16a〜16c,16e,16f夫々からの出力信号をS2a〜S2c,S2e,S2fとすると、フォーカス誤差信号FESはフーコー法によりS2a−S2bで与えられ、ラジアル誤差信号(RES)は3ビーム法によりS2e−S2fで与えられ、情報信号(RF)はS2a+S2b+S2cで与えられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図5および図6に示すようなホログラム13と受光素子16との形状・配置関係を有する従来の光ピックアップにおいては以下のような問題がある。
光源11から出射された光の一部は、グレーティング面およびホログラム面で反射されて受光素子16に入射する。特に、ホログラム13の格子領域中の領域13aからの1次反射回折光は、図5(b)に示すような半径rPの半円の像17aを受光素子16の受光面上に結ぶ。一方、領域13bからの1次反射回折光は、半径rPの半円の像17bを受光素子16の受光面上に結ぶ。ここで、ホログラム13における格子形成領域の半径をrHとし、光源11とホログラム13との距離をzLとし、受光素子16とホログラム13との距離をzPとすると、受光素子16上におけるホログラム13からの1次反射回折光の像17a,17bの半径rPは大略rH/zL×(zL+zP)となる。
これらの光は、受光素子16の信号出力にオフセットを生じせしめ、光ピックアップ装置の誤動作の原因となるという問題がある。
【0006】
そこで、この発明の目的は、信号出力オフセットの要因となるホログラムから受光素子に入る反射回折光を無くして正しく動作する光ピックアップ装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に係る発明は、光源と,この光源から出射された光を記録担体上に集光するレンズ系と,上記記録担体からの反射光を受光して電気信号に変換する受光素子と,上記光源と記録担体との間に在って上記記録担体からの反射光を上記受光素子に導く回折素子を有する光ピックアップ装置において、上記回折素子の中央部には、上記受光素子の受光面に1次反射回折光を含む光を導かない領域を設けると共に、上記回折格子に設けられた上記領域における上記回折素子と受光素子とを結ぶ光軸に垂直な方向への幅をw H とし、上記受光素子の上記方向への幅をw P とし、上記光源と回折素子との距離をz L とし、上記受光素子と回折素子との距離をz P とすると、w P ≦w H / L × ( L +z P ) なる関係が成立することを特徴としている。
【0008】
上記構成によれば、上記回折素子における上記領域からの反射回折光を含む一切の光は上記受光素子の受光面には導かれない。したがって、上記受光素子の受光面には、上記回折素子における上記領域以外の領域からの光のみが導かれる。こうして、上記受光素子の受光面には、目的とする上記記録担体からの反射光の回折光のみが入射されて、上記回折素子からの反射回折光に起因する上記受光素子の出力オフセットが除去される。
【0009】
さらに、上記回折素子における上記領域以外の領域からの反射回折光は、少なくとも上記受光素子の受光面には導かれない。こうして、上記受光素子の受光面には、目的とする上記記録担体からの反射光の回折光のみが入射される。
【0010】
また、請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明の光ピックアップ装置において、上記回折素子に設けられた上記領域は、回折格子が全く形成されていない無格子領域であることを特徴としている。
【0011】
上記構成によれば、上記回折素子における上記領域には回折格子が形成されていないので、上記回折素子によって上記受光素子の受光面に導かれるような光は生じない。こうして、上記受光素子の受光面には、目的とする上記記録担体からの反射光の回折光のみが入射される。
【0012】
また、請求項3に係る発明は、請求項1に係る発明の光ピックアップ装置において、上記回折素子に設けられた上記領域には、上記受光素子の受光面以外の方向に光を導く回折格子が形成されていることを特徴としている。
【0013】
上記構成によれば、上記回折素子における上記領域には上記受光素子の受光面以外の方向に光を導く回折格子が形成されいるので、上記回折素子からの反射回折光は、上記受光素子の受光面以外の方向に導かれて上記受光面には入射されない。こうして、上記受光素子の受光面には、目的とする上記記録担体からの反射光の回折光のみが入射される。
【0014】
【発明の実施の形態】
下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
図1は本実施の形態の光ピックアップ装置におけるホログラムと受光素子との形状を示す。ここで、図1(a)はホログラム23の形状であり、図1(b)は受光素子26の形状である。また、図2はホログラム23と受光素子26との位置関係を示す。
上記ホログラム23には領域23a,23b,23cの3つの領域を設け、中央部に位置する領域23cは格子を形成しない無格子領域とする。また、受光素子26には、図5(b)に示す従来の受光素子16と同様に、領域26a,26b,26c,26e,26fの5つの受光領域を設ける。
【0015】
図1に示すような形状を有するホログラム23と受光素子26とは、図2に示すような位置関係を呈して、図4に示すような光ピックアップを構成する。
この光ピックアップにおける光源から出射した光は、上記グレーティングによって0次回折光と一対の±1次回折光とに別けられてホログラム23に至る。そして、ホログラム23によって回折された0次回折光がレンズによって記録担体上に集光される。一方、上記記録担体で反射した光は、上記レンズを通過した後にホログラム23に至る。そして、ホログラム23の領域23aで回折された1次回折光のうち、メインビームは受光領域26aおよび受光領域26bの境界線上と受光領域26cとに集光される一方、1対のサブビームは受光領域26e,26fに集光される。
【0016】
ここで、上記受光領域26a〜26c,26e,16f夫々からの出力信号をSa〜Sc,Se,Sfとすると、フォーカス誤差信号FESはフーコー法によりSa−Sbで与えられ、ラジアル誤差信号(RES)は3ビーム法によってSe−S2で与えられ、情報信号(RF)はSa+Sb+Scで与えられる。
【0017】
ところで、上記光源から出射された光の一部は、ホログラム23の面で反射される。
しかしながら、本実施の形態においては、図1(a)に示すように、ホログラム23の中央部における領域23cには回折格子を形成していない。したがって、図2に示すように、ホログラム23の無格子領域23cからの1次反射回折光は無くなる。したがって、受光素子26のy方向の幅をwPとした場合には、ホログラム23における無格子領域のy方向の幅wHを、条件wP≦wH/zL×(zL+zP)を満足するように設定することによって、図1(b)に示すように、ホログラム23の領域23a,23bからの1次回折反射光の像27a,27bは受光素子26には入射しないのである。
したがって、上記受光素子26の信号出力にオフセットを生ぜしめる要因となるホログラム23からの1次回折反射光は存在せず、本実施の形態における光ピックアップ装置では誤動作が生じない。
【0018】
上述のように、本実施の形態におけるホログラム23には、その中央部に、回折格子が形成されていない無格子領域23cを設けている。したがって、ホログラム23から記録担体に向かう光の分布が不均一になる場合がある。そこで、そのような不均一性の発生が不都合である場合には以下のようにすればよい。
すなわち、図3(a)に示すように、ホログラム33の中央部における上記実施の形態のホログラム23における無格子領域23cに相当する領域33cには、受光素子26への方向とは全く関係ない方向(図3(a)に場合はy方向)に光を回折する格子を形成するのである。こうすることによって、ホログラム23から記録担体へ向かう光の分布の不均一性を防ぎ、且つ、ホログラム33における領域33cからの1次反射回折光の像が受光素子26に入射しないようにできるのである。
尚、その場合における上記ホログラム33における領域33cのy方向の幅wHは、上記上記実施の形態と同様にwP≦wH/zL×(zL+zP)を満足するように設定する。また、使用する受光素子は、図3(b)に示すように、上記実施の形態における受光素子26でよい。
【0019】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項1に係る発明の光ピックアップ装置は、光源と記録担体との間に在って上記記録担体からの反射光を受光素子に導く回折素子の中央部には、上記受光素子の受光面に1次反射回折光を含む光を導かない領域を設けたので、上記受光素子の受光面には、上記回折素子における上記領域からの反射回折光は導かれずに、目的とする上記記録担体からの反射光の回折光のみが入射する。
【0020】
さらに、上記回折格子に設けられた上記領域における上記回折素子と受光素子とを結ぶ光軸に垂直な方向への幅をw H とし、上記受光素子の上記方向への幅をw P とし、上記光源と回折素子との距離をz L とし、上記受光素子と回折素子の距離をz P とすると、w P ≦w H / L × ( L +z P ) なる関係が成立するようになっているので、上記回折素子における上記領域以外の領域からの反射回折光は、少なくとも上記受光素子の受光面には導かれない。
したがって、この発明によれば、上記受光素子の受光面には目的とする上記記録担体からの反射光の回折光のみを入射させて、上記ホログラムからの反射回折光に起因する上記受光素子の出力オフセットを除去して、正しく動作する光ピックアップ装置を提供することができるのである。
【0021】
また、請求項2に係る発明の光ピックアップ装置における上記回折素子に設けられた上記領域は、回折格子が全く形成されていない無格子領域であるので、上記回折素子によって受光素子の受光面に導かれるような光は生じない。
したがって、上記受光素子の受光面には目的とする上記記録担体からの反射光の回折光のみが入射して、上記ホログラムからの反射回折光に起因する上記受光素子の出力オフセットを除去できる。
【0022】
また、請求項3に係る発明の光ピックアップ装置における上記回折素子に設けられた上記領域には、上記受光素子の受光面以外の方向に光を導く回折格子が形成されているので、上記回折素子からの反射回折光は、上記受光素子の受光面以外の方向に導かれて上記受光面には入射されない。
したがって、上記受光素子の受光面には目的とする上記記録担体からの反射光の回折光のみが入射して、上記ホログラムからの反射回折光に起因する上記受光素子の出力オフセットを除去できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の光ピックアップ装置におけるホログラムと受光素子の形状の一例を示す図である。
【図2】図1におけるホログラムと受光素子との位置関係を示す図である。
【図3】図1とは異なるホログラムと受光素子の形状を示す図である。
【図4】光ピックアップの側面図である。
【図5】従来の光ピックアップ装置におけるホログラムと受光素子の形状を示す図である。
【図6】図5におけるホログラムと受光素子との位置関係を示す図である。
【符号の説明】
21…光源、 23,33…ホログラム、
23a,23b,33a〜33c…格子領域、
23c…無格子領域、 26…受光素子、
26a,26b,26c,26e,26f…受光領域、
27a,27b…ホログラムにおける格子領域からの1次反射回折光の像。

Claims (3)

  1. 光源と、この光源から出射された光を記録担体上に集光するレンズ系と、上記記録担体からの反射光を受光して電気信号に変換する受光素子と、上記光源と記録担体との間に在って上記記録担体からの反射光を上記受光素子に導く回折素子を有する光ピックアップ装置において、
    上記回折素子の中央部には、上記受光素子の受光面に1次反射回折光を含む光を導かない領域を設けると共に、
    上記回折格子に設けられた上記領域における上記回折素子と受光素子とを結ぶ光軸に垂直な方向への幅をw H とし、上記受光素子の上記方向への幅をw P とし、上記光源と回折素子との距離をz L とし、上記受光素子と回折素子との距離をz P とすると、w P ≦w H / L ×(z L +z P )なる関係が成立する
    ことを特徴とする光ピックアップ装置。
  2. 請求項1に記載の光ピックアップ装置において、
    上記回折素子に設けられた上記領域は、回折格子が全く形成されていない無格子領域であることを特徴とする光ピックアップ装置。
  3. 請求項1に記載の光ピックアップ装置において、
    上記回折素子に設けられた上記領域には、上記受光素子の受光面以外の方向に光を導く回折格子が形成されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
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