JPH01220145A - 光ピックアップ - 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】 〔概　要〕 光デイスク用ピックアップに関し、 光源と光検知器とを除いたあるいは含めた光学系を一体
化した軽量、小型の光ピックアップを提供することを目
的とし、 レーザ光源からのレーザ光を所定の一点に収束せしめ、
該一点からの反射光をレーザ光源以外の所定の少くとも
一点に収束せしめる光アイソレータを内部に一体的に組
み込んだ非球面単玉レンズを有して構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は光ピックアップ、特に光アイソレータを組み込
んだ光デイスク用ピックアップ装置に関する。

〔従来の技術〕

光ディスクへの情報の書込みあるいは読取りを行うピッ
クアップは光ディスク装晋全体の小型、高密度化、ある
いはアクセス時間の短縮等の要求から軽量、小型化、低
価格化が進められている。

第９図に従来の光ピックアップ（光ヘッド）光学系の一
例を示す。半導体レーザＬ　Ｄｌｌからの光１０１をハ
ーフミラ−１３で反射させ、非球面単玉の対物レンズ１
５で光デイスク媒体１０上の点Ｐに収束させる。点Ｐか
らの反射信号光１０３の一部をハーフミラ−１３での透
過光１０５として分離する。ハーフミラ−１３は透明基
板１９に付着されており、透過光１０５はこの透明基板
１９を透過することにより、フォーカスエラー、トラッ
キングエラー検知用の非点収差が付加される。さらにツ
ーオーカスエラーの検知感度を上げるために凹レンズ２
１を透過させて光検知器２３に入射させる。

即ち、凹レンズ２１により収゛東信号光１０５の焦点距
離が光学的に延長され、光デイスク媒体上でのフォーカ
スエラーが拡大され、光検知器２３での検知感度が向上
する。

尚、３０は対物レンズ１５の位置（光軸方向及び回転）
を調整するためのアクチュエータ（マグネットコイル等
）である。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上の構成は簡素ではあるが、光学系を一体化して全体
を作動するには重く、大き過ぎるという問題があった。

即ち、本来、アクチュエータ３０による光学系の調整は
全体として一体的に行いたい。何故なら一旦設定した光
学系内での位置関係がずれてしまう力）らである。しか
るに、従来は光学系全体が大きくかつ重いため、光学系
全体を作動することが困難であり、そのため対物レンズ
１５のみを作動調整していた。

本発明が解決すべき課題は光源と光検知器とを除いた光
学系のコンパクトな一体化構造を実現し、それにより光
学系全体としての軽量化、小型化を図り、光学系全体を
アクチュエータにより一体的に作動せしめ得る光ピック
アップを提供することである。

更にまた本発明の別の目的は光源と光検知器とを含めた
光学系全体を一体化した軽量、小型の光ピックアップを
提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するため、本発明に係る光ピックアップ
はレーザ光源からのレーザ光を所定の一点に収束せしめ
、該一点からの反射光をレーザ光源以外の所定の少くと
も一点に収束せしめる光アイソレータを内部に一体的に
組み込んだ非球面単玉レンズを有する。

好ましくは光アイソレータは偏光分離機能を有するホロ
グラムにより形成される。

また好ましくは、ホログラムにλ／４板が付設される。

また、好ましくはレーザ光源及び光検知器も非球面単玉
レンズと共にハウジングに組み込まれる。

〔作　用〕

光アイソレータを非球面単玉レンズに一体的に組み込む
ことにより非球面単玉レンズ系の小型、軽量一体化が図
れる。反射信号光の収束点に光検知器を配設することに
より信号光を検出できる。

光アイソレータをホログラムにより形成することにより
、その回折特性を利用して反射信号光をレーデ光源とは
異なる位置の光検知器に簡単に導くことができる。

ホログラムに偏光分離機能を付与し、かつλ／４を付設
することによりホログラムの偏光分離特性を有効に発揮
させ光の使用効率を高めることができる。

レーザ光源及び光検知器を非球面単玉レンズと共にハウ
ジングに一体的に組み込めば光学系全体が小型、軽量化
される。

〔実施例〕

第１図は本発明の基本構成を示すもので、光源（半導体
レーザＬＤ等）１１と光検知器２３　（第３図）以外の
光学要素が一体化されている。

基本的には、第１図に示す如く、非球面単玉レンズ（対
物レンズ）１５の内部に、λ／４板３１とホログラム３
３とが一体的に組み込まれる。ホログラム３３は好まし
くは偏光分離機能を有するように作成され、偏光ビーム
スプリッタとして機能する。ホログラム３３はλ／４板
３１と共に光アイソレータ３５を形成する。第１図にお
いて、Ｌ　Ｄｌｌからの直線偏光１０１の偏光方向を例
えば矢印六方向（偏えばＰ偏光）とすると、この直線偏
光１０１は対物レンズ１５に入射したのち、光アイソレ
ータ３５を透過し、光デイスク媒体上の点Ｐに収束する
。点Ｐからの反射信号光１０３は往路を逆行し、対物レ
ンズ１５中のアイソレータ３５により所定方向に回折さ
れる。即ち、反射信号光１０５はアイソレータ３５を通
過するときに、まずλ／４板３１によりその偏光方向が
矢印Ｂ方向（例えばＳ偏光）に変換され、ホログラム３
３により所定方向に回折される。図示実施例においては
、ホログラム３３の格子縞は主として紙面表裏方向（Ｂ
方向）である。回折光は＋１次、−１次の両者を破線１
０５Ａ、　　１０５Ｂで示しであるが、公知の如くホロ
グラムの格子縞の設計によっていずれか一方の回折光の
みに制限することも容易にできる。回折光１０５Ａ、　
　１０５Ｂは対物、レンズ１５を透過するため、収束性
のビームであるが、斜めに出射するため収差が付加され
ている。即ち、第９図に示す非点収差を付与するための
傾斜透明板１９の機能は回折光１０５Ａ、　　１０５Ｂ
がレンズ３３に対し斜め方向に出射することにより達成
される。

尚、ホログラム３３の格子縞分布を適当に設計すること
により、同収差をフォーカス、トラッキングエラー検知
に適したものに変換することができる。

以上に述べた第１図の特殊構成レンズ系を用いてＬ　Ｄ
ｌｌ及び光検知器２３と共に小型、軽量の光ヘッドを構
成することができる。

第２図に光アイソレータ３５を組み込んだ非球面単玉レ
ンズの作成方法の一例を示す。同図において、非球面単
玉レンズ１５はその先軸ｌに対して垂直な面で１５Ａ、
１５Ｂの２つに分割され、その間に片面にホログラム３
３を形成したλ／４板３１が挾み込まれ、接着剤（例え
ば紫外線硬化型接着剤）等により一体的に接合される。

両部球面レンズ半体１５Ａ、１５Ｂの形状及び非球面部
と平面部との中心厚みｄ、、ｄ、はホログラム３３が形
成されたλ／４板３１がはさみ込まれることを前提に収
束条件を設計する。λ／４板３１のホログラム形成面は
Ｌ　Ｄｌｌ側である。

何故なら図示実施例においては、復路（反射信号光）に
おいて信号光を所定方向に回折するためにλ／４板３１
で偏光方向を９０°変換するようにしているのでλ／４
板３１がホログラム３３よりも光デイスク媒体側になけ
ればならないからである。第２図に示される３個の光学
要素１５Ａ。

１５Ｂ　、　３５　（３１と３３）は前述の如く、例え
ば紫外線硬化型の接着剤で接着される。その際、当然の
ことながら、接着後の両非球面間の距離（レンズ１５の
中心厚）が所定の値となるようにしなければならない。

第３図は上述した特殊一体レンズ系を用いて構成した光
ピックアップ光学系の一例を示す。

同図において、第１図に示す光学系が光源ＬＤ１１と、
光検知器２３Ａ、２３Ｂと共に中空ハウジング５０内に
一体的に組み込まれている。中空ハウジング５０はＬＤ
ＩＩ及び光検知器２３Ａ、２３Ｂを固設した基板部５１
と、基板部５１と一体的な筒壁部−５３とを有し、筒壁
部５３の内面に２個のミラー（鏡面）４１Ａ、４１Ｂが
対向して形成される。ハウジング５０は好ましくは外乱
光の入射を防止すべく不透明体であるが透明体でも構わ
ない。ハウジング５０の頂部は非球面レンズ系により蓋
をされる。ＬＤ光１０１を対物レンズ１５で収束させて
光デイスク媒体面の点Ｐに照射するまでは第１図と全く
同様である。反射信号光１０３はホログラム３３により
光軸外に±１次回折光１０５Ａ　、’　１０５Ｂとして
取り出し、ハウジング内面に形成したミラー４１Ａ、４
１Ｂで一度反射させたのち、ＬＤｌｌと同一基板上に形
成した光検知器２３Ａ、２３Ｂに導く。

ミラー４１Ａ、４１Ｂで反射させるのは光を小さいハウ
ジング空間に閉じ込めるためである。＋１次、−１次回
折光１０５Ａ、　　１０５Ｂをそれぞれ点線、一点鎖線
で表わしたが、ホログラム３３からミラー４１Ａ・４１
Ｂへ向かうこれら両回光計は光軸βを含み紙面に垂直な
平面に関して軸対称である。

尚、第３図において２個の光検知器２３Ａ、２３Ｂを設
けたのはトラッキングエラーとフォーカスエラーを別々
に検出するためである。また、第３図（及び第４図）に
おいて光ディスクのトラック溝方向は矢印Ｔ方向である
。

光検知器２３Ａ、２３Ｂはそれ自体公知の例えば２分割
型ビンオートダイオードにより形成される。

その分割面は第６図から明らかな如くトラック溝方向Ｔ
と平行である。

次に第４図〜第６図により信号検知の詳細を説明する。

第４図は光デイスク側から光軸方向に光学系を見た図で
ある。＋１次回折光１０５Ａはすべてミラー４１Ａで反
射され、Ｌ　Ｄｌｌと同一の基板５１に形成された領域
ａ・ｂをもつ光検知器２３Ａに入射する。ビーム１０５
Ａは第５図（Ａ）に示す如く、トラックエラーがなけれ
ば２つの分割域ａ。

ｂに入射する光量は等しいが、トラックエラーがあると
ａとｂとで入射光量に差が生じるのでその出力差でトラ
ッキングエラーを検出することができる。

尚、ＬＤｌｌの波長変動に伴いホログラム３３による回
折角が変化しビームスポットが中心からずれるが、上述
の如く、２分割光検知器２３Ａの分割面を光ディスクの
トラック溝方向Ｔと同一とすれば、第５図（Ｂ）に示す
如く、ビームは分割線上でずれるだけであるので検出精
度には何ら悪影響を及ぼさない。他方、−１次回折光１
０５Ｂはミラー４１Ｂに入射するが、その際、信号光１
０５Ｂの半分のみを反射させるようミラー４１Ｂの形成
を限定する。

即ち、ミラー４１Ｂは第４図においてミラー４１Ａの半
分の長さしかなく、従って一１次回折光１０５Ｂの半分
はカットされ、残りの半分のみが光検知器２３Ｂに入射
する。つまり、ミラー４１Ｂは一種のナイフェツジとし
て機能する。光検知器２３Ｂは光検知器２３Ａと同様に
２分割された領域ｃ、ｄを有する。カットされたビーム
１０５Ｂは第６図に示す如く領域ｃ、ｄにまたがするよ
うに入射する。第６図（Ｂ）は正しいフォーカス状態を
示し、光ディスクがそれより前方に近づくと第６図（Ａ
）の状態になり、逆に遠方に遠ざかると第６図（Ｃ）の
如くなる。これらはトラッキングエラーと同様にｃ、ｄ
の出力差により検出することができる。第６図（Ｄ）は
第５図（Ｂ）と同様にＬ　Ｄｌｌの波長変動時における
ビームスポットのずれを示すものであるが分割面に沿っ
て移動するだけでありフォーカシングエラーの検出精度
には支障を及ぼさない。

尚、以上のフォーカシングエラー（ナイフェツジ法）及
びトラッキングエラー（プッシュプル法）の検出方法自
体は公知であり、従って詳しい説明は省略する。

以上の如く構成した光ヘツド光学系は簡素かつ小型・軽
量であるため、光学系全体をアクチユエートできる。第
７図及び第８図に一体化光学系を含めたアクチュエータ
の２つの構成例を示す。

第７・８図に示すアクチュエータは典型的な公知の２つ
のタイプのアクチュエータであり、第３図に示す光学系
を組み込んだハウジング５０全体が第７図の場合は磁石
６１によるマグネットコイル６３により中心軸０の回り
にトラッキング、上下方向にフォーカシング駆動され、
また、第８図の場合には前後方向（矢印Ｘ）にトラッキ
ング、上下方向にフォーカシングされる。

尚、第７・８図に示すアクチュエータ自体は公知のもの
であり、また本発明とも直接関係ないのでその構成の詳
細な説明は省略する。

いずれにしろ、従来は第９図に示した如く非球面単玉レ
ンズ１５のみがアクチュエータにより駆動されていたの
に対し、本発明においては第３図に示す光学系全体がハ
ウジングごと駆動され得る。

なお、上記の実施例において、λ／４板３板金１けずホ
ログラム３３のみを非球面単玉レンズ１５内に形成して
もよい。その場合には復路のビームは往路と同一の偏光
方向であるからホログラム３３の偏光特性と合致しない
ので回折効率は格段に低下するが、即ち、信号の光量は
低減するが、用途によってはそれで十分な場合もある。

〔発明の効果〕

以上の如く、本発明における非球面単玉レンズは光アイ
ソレータをその内部に組込んでいるため、基本的には同
レンズと、光源、光検知器のみで光ヘッドを構成でき、
従来に比べて大幅に小型・軽量な光学系を得ることがで
きる。それにより光学系全体をアクチ二二一トすること
が可能になり、光デイスク装置における光ヘッド及びそ
の駆動系の占めるスペースを低減でき、装置全体の小型
・軽量化を図ることができる。また、ヘッドの小型、軽
量化はアクセス時間の短縮にもつながるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる光ピックアップの要部の基本構
成を示す図解図、第２図は第１図に示される非球面レン
ズ系の作成方法を示す図、第３図は本発明に係る光ピッ
クアップの一実施例を示す、図解図、第４図は本発明に
おける信号検知系の上面図、第５図（Ａ）、　　（Ｂ）
はトラッキングエラーの検知方法を説明する図、第６図
（Ａ＞、　　（Ｂ）。 （Ｃ）、　　（Ｄ）はフォーカシングエラーの検知方法
を説明する図、第７図及び第８図はアクチュエータの２
つの構成例を示す図、第９図は従来の光ヘッドを示す図
。 １１・・・半導体レーザ、１５・・・非球面単玉レンズ
、３１・・・λ／４板、　　　３３・・・ホログラム、
３５・・・光アイソレータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レーザ光源（１１）からのレーザ光を所定の一点（
   Ｐ）に収束せしめ、該一点からの反射光をレーザ光源以
   外の所定の少くとも一点（２３）に収束せしめる光アイ
   ソレータ（３５）を内部に一体的に組み込んだ非球面（
   １５）単玉レンズを有する光ピックアップ。２、上記光
   アイソレータはホログラムにより形成される請求項１に
   記載の光ピックアップ。 ３、上記ホログラムは、偏光分離機能を有しかつλ／４
   板（３１）に一体的に形成される請求項２に記載の光ピ
   ックアップ。 ４、半導体レーザ（１１）と、非球面単玉レンズからの
   反射信号光を検出する光検知器（２３）とが非球面単玉
   レンズと一体的に同一のハウジング（５０）に組み込ま
   れる請求項４に記載の光ピックアップ。