JPH0196832A - 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】 ［技術分野］ 本発明は、光ピックアップ装置に関する。

［従来技術］ 近年、光記憶媒体をディスク状に構成した光ディスクを
記憶媒体として用いる光デイスク記憶装置が提案されて
いる。この光ディスクには、そのデータ記憶面に、例え
ばトラック幅が１μｍ程度でトラックピッチが２μｍ程
度の微細な構造の記録トラックが形成されており、この
記録トラックにスポット径が１μｍ程度のレーザビーム
を照射する。

そして、光ディスクを回転睡動しながら、レーザビーム
の強度を記録するデータに対応して変調することでデー
タを記憶し、また、レーザビームのデータ記憶面からの
反射光のレベルの変動を検出することで記憶したデータ
を再生している。

このように、レーザビームを記録トラックに追従すると
ともに、そのスポット径を所定の大きさに絞り、さらに
、サーボ制御用の誤差信号および再生信号を形成する部
分が、光ピックアップであり、その概略構成例を第７図
（ａ）、Ｃｂ）に示す。なお、この光ピックアップは、
ナイフェツジ法によって、レーザビームの焦点を合せる
ものであり、一体的に構成されて全体が光ディスクの半
径方向に移動される。

図において、レーザダイオード（半導体レーザ素子）１
から出力されたレーザ光は、カップリングレンズ２によ
って平行光（以下、レーザビームという）に変換され、
偏光ビームスプリッタ３を透過し、１７４波長板４によ
って円偏光に変換されたのちに、対物レンズ５によって
絞られ、光ディスク６の記録トラックに結像される。

この光ディスク６からの反射光（以下、信号光という）
は、再度対物レンズ５を介して略平行光に変換されたの
ちに、再度１／４波長板４を通過し、偏光軸がレーザダ
イオード１がら出力されたレーザビームと直交する直線
偏光に変換され、これにより、偏光ビームスプリッタ３
によってレンズ７の方向に反射される。

レンズ７を通過した光束は、その半分がナイフェツジを
なす分割鏡８によって反射され、同図（ｂ）に示すよう
に、トラッキング方向Ｔに受光面が２分割されているト
ラックサーボ用の受光素子９に結像され、それ以外の部
分は分割鏡８の稜線８ａと平行な分割線で受光面が２分
割されているフォーカスサーボ用の受光素子１０に結像
される。

また、対物レンズ５には、この対物レンズ５を光ディス
ク６の半径方向に位置決めするためのトラッキング機構
と、焦点を合せるためのフォーカシング機構が付設され
ている。なお、以下、このトラッキング機構とフォーカ
シング機構を合わせて対物レンズ移動機構という。

そして、図示しないサーボ制御部により、受光素子９の
出力信号に基づいて記録トラック上におけるレーザビー
ムの位置誤差（トラッキングエラー）が検出され、その
誤差に応じてトラッキング機構が制御されて、記録トラ
ック上におけるレーザビームの位置ずれを小さくする方
向に対物レンズ５が移動される。また、受光素子９の出
力信号から記録データが取り出される。

また、レーザビームの焦点誤差は、次のようにして検出
される。

レーザビームの焦点が光ディスク６に合焦しているとき
には、第８図（ａ）に示すように、レンズ７によって絞
られたレーザビームの集光位置Ｐが受光素子１０の受光
面１０ａ、１０ｂに一致し、それによって、受光面１０
ａの受光量と受光面１０ｂの受光量が等しくなる。

光ディスク６がレーザビームの合焦位置がら遠ざかった
ときには、同図（ｂ）に示すように、レンズ７によって
絞られたレーザビームの集光位置Ｐが受光素子１０の受
光面１０ａ、１０ｂの手前になるため、受光面１０ａの
受光量が受光面１０ｂの受光量よりも大きくなる。

光ディスク６がレーザビームの合焦位置から近づいたと
きには、同図（ｃ）に示すように、レンズ７によって絞
られたレーザビームの集光位置Ｐが受光素子１０の受光
面１０ａ、１０ｂよりも後方になるため、受光面１０ａ
の受光量が受光面１０ｂの受光量よりも小さくなる。

したがって、受光面１０ａにおける受光信号と受光面１
０ｂにおける受光信号の差に基づいて、焦点合せ誤差を
検出することができる。そして、サーボ制御部により、
その誤差を小さくするようにフォーカシング機構が制御
され、それによって、記録トラック上におけるレーザビ
ームの焦点ずれを小さくする方向に対物レンズ５が移動
される。

さて、光ディスク６へのレーザビームの焦点合せ誤差の
許容値が０．２μｍ程度であるため、フォーカシングサ
ーボ機構が受光素子１０の受光信号に基づいてレーザビ
ームを光ディスク６に合焦させたとき、実際の焦点合せ
誤差がその許容値内になる必要がある。

光ディスク６へのレーザビームの焦点合せ誤差の許容値
（０，２μｍ）を、受光素子１０における上下方向の距
離に換算すると１μｍ程度になるため、フォーカシング
サーボ機構による焦点合せ誤差をその許容値内に制限す
るためには、レーザビームの光軸と受光素子１０の中央
位置（すなわち、受光面の分割位置）の上下方向のずれ
を１μｍ程度に制限する必要がある。

そこで、偏光ビームスプリッタ３は、第９図に示すよう
に、レンズ７の保持体を兼ねているホルダ１１の一側面
に接着され、レーザビームの光軸が受光素子１０の中央
位置に一致するように調整された状態で、ネジ止めによ
り光ピックアップの筐体に取り付けられている。

ところで、一般に、筐体は、加工性のよいアルミダイキ
ャスト等の材質からなるのに対して、偏光ビームスプリ
ッタ３の材質は光学ガラスであり、前者の熱膨張係数が
２１　Ｘ　ｔｏ””であるのに対して後者の熱膨張係数
が７Ｘ１０−’と大幅に相違する。

そのため、上述のように光軸調整した状態で偏光ビーム
スプリッタ３を取付けても、光学ガラスからなる偏光ビ
ームスプリッタ３とアルミダイキャストからなる光ピッ
クアップの筐体の熱膨張係数との差が非常に大きいため
、ホルダ１１の材質をいかように選定しても、偏光ビー
ムスプリッタ３のホルダ１１に対する接着部またはホル
ダ１１の筐体へのネジ止め部に温度変化に基づくひずみ
が生じる。

すなわち、偏光ビームスプリッタ３とホルダ１１との間
で温度変化に基づくひずみが発生することを防止するた
めに、ホルダ１１の材質として偏光ビームスプリッタ３
の熱膨張係数に近い熱膨張係数のものを用いた場合は、
ホルダ１１の熱膨張係数と筐体の熱膨張係数の差が大き
く、ホルダ１１を筐体にネジ止めしている部分に温度変
化に基づくひずみが生じる。

逆に、ホルダ１１と筐体との間で温度変化に基づくひず
みが発生することを防ぐために、ホルダ１１の材質とし
て筐体の熱膨脹率に近い熱膨脹率のものを用いた場合は
、偏光ビームスプリッタ３の熱膨張係数とホルダ１１の
熱膨張係数の差が大きく、偏光ビームスプリッタ３をホ
ルダ１１に接着している面に温度変化に基づくひずみが
生じる。

そのために、偏光ビームスプリッタ３が、信号光の光軸
回りの方向または光軸の前後方向に回転し、その結果、
光ピックアップの温度上昇に伴い、偏光ビームスプリッ
タ３が３軸方向に傾く。

とくに、第１０図に示すように、受光素子１０の受光面
の上下方向の傾きｏｙが大きくなると、受光素子１０上
での光軸ずれａが大きくなり、焦点合せ誤差が増大する
という不都合を生じていた。

［目的］ 本発明は、かかる従来技術の不都合を解消するためにな
されたものであり、温度変化等が原因となるビーム位置
誤差を低減できる光ピックアップ装置を提供することを
目的とする。

［構成］ 本発明は、ビームスプリッタの光分離面で光源レーザビ
ームを所定量反射させ、その反射光源レーザビームを、
受光面が少なくとも２つに分割されたビーム位置誤差検
出用受光素子で受光し、この受光素子のそれぞれの受光
面より出力された信号に基づいて、ビームスプリッタの
傾斜が原因となる種々の誤差を補正するものである。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施例を詳細
に説明する。

第１図は、本発明の一実施例にかかる光ピックアップの
構成例を示す。なお、同図において、第７図（ａ）　、
　（ｂ）と同一部分および相当する部分には、同一符号
を付してその説明を省略する。

同図において、偏向プリズム２ｏは、レーザビームを光
ディスク（図示略）の記録面に対して垂直に偏向するた
めのものである。

また、偏光ビームスプリッタ３は、そのビーム分離面３
ａが、例えば、１職程度のレーザビームを反射し、それ
以外の９０％を１／４波長板４に透過させる。

そして、そのビーム分踵面３ａより反射されたレーザビ
ームは、受光素子１ｑと同様に、分離鏡８の稜１％８ａ
と平行な分割線で受光面が２分割されている受光素子２
１に入射される（第２図参照）。

また、この受光素子２１は、第３図（ａ）に示すように
、偏光ビームスプリッタ３のビーム分離面３ａより反射
されたレーザビームＢＭが、２つに分割されたそれぞれ
の受光面２１ａ、２１ｂに均等に照射されるようにｙＡ
整して取付けられる。

したがって、受光素子２１の受光面は受光素子１゜の受
光面に正対し、また、偏光ビームスプリッタ３から受光
素子２１の受光面に対する光軸は、偏光ビームスプリッ
タ３から受光素子１０の受光面に対する光軸の延長上に
一致する。

このように、受光素子１０の受光面と受光素子２１の受
光面が、それらの中心位置が偏光ビームスプリッタ３を
はさんで同一直線上に位置するように並ぶから、光ピッ
クアップ内の温度が上昇して、偏光ビームスプリッタ３
が受光素子１０の上下方向に傾斜すると、例えば、第３
図（ｂ）に示すように、受光素子２１におけるレーザビ
ームＢＭの受光位置が、その傾斜方向および傾斜量に対
応して受光面２１ａ。

２１ｂのいずれかに偏り、受光素子１０における信号光
の受光位置は、その受光素子２１とは反対方向に偏る。

そ九により、受光素子１０の２つの受光面の出力信号の
差に基づいてフォーカシング誤差信号を形成したときに
、そのフォーカシング誤差信号に含まれている偏光ビー
ムスプリッタ３の傾斜が原因となる誤差成分を、この受
光素子２１の受光面２１ａ。

２１ｂの出力信号の差に基づいて補正することができる
。

第４図は、かかるフォーカシング誤差信号の補正処理を
行うための回路例を示している。

受光素子１０の２つの受光面１０ａ、１０ｂの出力信号
Ｅａ。

Ｅｂは、差動アンプ２５に加えられてその差信号Ｅｆが
形成され、その差信号Ｅｆは差動アンプ２６のプラス側
入力端に加えられている。

また、受光素子２１の２つの受光面２１ａ、２１ｂの出
力信号Ｃａ　、　Ｃｂは、差動アンプ２５に加えられて
その差信号Ｃｄが形成され、その差信号Ｃｄは補正信号
処理回路２８に加えられる。

補正信号処理回路２８は、差信号Ｃｄのゲイン、レベル
、および、極性等を適宜に調整して補正信号Ｃｆを形成
し、この補正信号Ｃｆを差動アンプ２６のマイナス入力
端に加える。

差動アンプ２６は、差信号Ｅｆより補正信号Ｃｆを減じ
て補正し、その結果をフォーカシング誤差信号Ｅｆｃと
して、フォーカシングサーボ制御部（図示路）に出力す
る。

このようにして、偏光ビームスプリッタ３の傾きが原因
となる誤差を補正できるので、フォーカシングサーボ制
御の精度を向上できる。

ところで、受光素子２１に入射されるレーザビームは、
直接レーザダイオード１より出力されたものなので、そ
の２つの受光面２１ａ、２１ｂの出力信号の和によって
、レーザダイオード１の出力レベルを検出することがで
きる。

第５図は、受光素子２１をレーザダイオード１の出力レ
ベル検出に利用する制御回路例を示す。

受光素子２１の受光面２１ａ、２１ｂの出力信号Ｃａ　
、　Ｃｂは、加算アンプ３０によって加算され、アンプ
３１によって所定のゲインで増幅されたのち、レベル検
出信号Ｖｄとして差動アンプ３２のマイナス入力端に加
えられる。

差動アンプ３２のプラス入力端には、レーザダイオード
１の出力レベルの設定値に対応した基準信号Ｖｒが、基
準電圧設定部３３より加えられており、差動アンプ３２
は、レーザダイオード１の出力偏差信号Ｖｅを形成して
電流制御部３４に出力する。

電流制御部３４は、電源３５よりレーザダイオード１に
供給する電流を、出力偏差信号Ｖｅに応じて制御するも
のであり、これによって、レーザダイオード１の出力レ
ベルが設定値に制御される。

なお、レーザダイオード１の外囲器には、レーザ光出射
側と反対側のヘキ開より出力されるレーザ光を受光する
受光素子が内蔵されており、通常、その受光素子の出力
信号からレーザダイオード１の出力レベルを検出してい
るが、本実施例では、偏光ビームスプリッタ３の光分離
面３ａで信号光が１０程度透過してレーザダイオード１
側に戻ってくると考えられるので、レーザダイオード１
の外囲器に内蔵されている受光素子の出力信号に、その
戻ってくる信号光の成分が含まれ、その成分が誤差とし
てあられれるので、かがる受光素子の出方信号をそのま
ま使用することは好ましくはない。

ところで、上述した実施例では、分割鏡８の稜線８ａと
平行な分割線によって受光面が２つに分割された受光素
子２１を用いて、フォーカシング誤差信号を補正してい
るが、受光面を４つに分割された受光素子を用いると、
トラッキング誤差信号の補正も行うことができる。

その場合、第６図に示すように、受光素子２１に代えて
配設される受光素子２１′の受光面は、分割鏡８の稜線
８ａと平行な分割線Ｌ１と、この分割線Ｌｌに直交する
分割線Ｌ２により、４つの受光面２１ａ’　。

２１ｂ’　、　２１ｃ’　、　２１ｄ’に分割される。

そして、受光面２１ａ’　、２１ｂ’の出力信号の和と
、受光面２１ｃ’　、２１ｄの出力信号の和の差に基づ
いて、フォーカシング誤差信号を補正し、また、受光面
２１ａ’　＋　２１ｃ’の出力信号の和と、受光面２１
ｂ’　、　２１ｄの出力信号の和の差に基づいて、トラ
ッキング誤差信号を補正する。

なお、上述した実施例では、レーザダイオードの出力ビ
ームと信号光を偏光ビームスプリッタおよび１７４波長
板による光分離手段によって分離しているが、この光分
離手段としては、ハーフミラ−等を用いることができる
。

また、ビームスプリッタが光分離面で反射するレーザダ
イオードの出力ビームは、全体の５０％よりも少ない適
宜な値に設定できる。

［効果コ 以上説明したように、本発明によれば、ビームスプリッ
タの光分離面で光源レーザビームを所定量反射させ、そ
の反射光を、受光面が少なくとも２つに分割されたビー
ム位置誤差検出用受光素子で受光しているので、この受
光素子のそれぞれの受光面より出力された信号に基づい
て、ビームスプリッタの傾斜が原因となる誤差を補正で
き、その結果、レーザビームの位置決め制御の精度を向
上できるという効果を得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかる光ピックアップの光
学系を例示した概略斜視図、第２図は受光素子の位置関
係を示す概略図、第３図（ａ）、（ｂ）は受光素子の受
光面におけるレーザビームの受光位置を例示した概略図
、第４図はフォーカシング誤差信号を補正する回路を例
示したブロック図、第５図はレーザダイオードの出力レ
ベル制御回路例を示すブロック図、第６図（ａ）、（ｂ
）本発明の他の実施例にかかる受光素子の受光面におけ
るレーザビームの受光位置を例示した概略図、第７図は
光ピックアップの光学系の一例を示す概略図、第８図（
ａ）、　（ｂ）　、　（ｃ）は、フォーカシング誤差検
出原理を説明するための概略図、第９図は偏光ビームス
プリッタの取り付は例を示す概略斜視図、第１０図は受
光素子の検出誤差を説明するための概略図である。 ２１．２１’−−−受光素子、　２１ａ、２１ｂ、２１
ａ’２１ｂ’、２１ｃ’。 ２１ｄ′・・・受光面、２５，２６，２７・・・差動ア
ンプ、２８・・・補正信号処理回路。 第１図 第２図 第３図 第６図 第７図 （ａ） 第８図 第９図 第１０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光源レーザビームと、光記憶媒体からの反射レーザビー
   ムをビームスプリッタによって分離し、その反射レーザ
   ビームをサーボ制御用誤差検出受光素子に入射させる光
   ピックアップ装置において、前記ビームスプリッタに光
   源レーザビームの所定量を反射する光分離面を形成する
   一方、少なくとも２つに分割された受光面で上記ビーム
   スプリッタからの反射光源レーザビームを受光するビー
   ム位置誤差検出用受光素子と、このビーム位置誤差検出
   用受光素子の出力信号に基づいて上記サーボ制御用誤差
   検出受光素子の検出信号を補正する信号補正手段を備え
   たことを特徴とする光ピックアップ装置。