JPH02116032A - 光ピツクアツプ - 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】 Ａ産業上の利用分野 本発明は光ピックアップに関し、例えばコンパクトディ
スクプレーヤの光ピックアップに適用しＢ発明の概要 本発明は、光ピックアップにおいて、光記録媒体で回折
した光を受光するようにしたことにより、受光側のレン
ズの開口数を疑僚的に大きくすることができ、これによ
り光学系の信号特性を向上し得る。

Ｃ従来の技術 従来、コンパクトディスクプレーヤの光ピックアップの
特性として、コンパクトディスク上のどのくらい小さな
ビットまで再生可能か否かという周波数特性は、光学系
の振幅伝達関数としてのＭＴＦ　（ｍｏｄｕｌａｔｉｏ
ｎ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ）によって表
されることが知られている。

すなわちコンパクトディスクプレーヤのように反射形デ
ィスクを用いる光ピックアップにおいては、対物レンズ
を用いてディスク上に光スポットを形成すると共に、デ
ィスク上からの反射光を集光するようになされており、
特に収差がない円形の開口をもつ光ピックアップの光学
系におけるＭＴＦは第５図に示すようなＭＴＦ特性Ｔ、
？、になる。

この場合、この光学系のカットオフ周波数Ｘ。

（すなわち、白黒のラインペアでなる微細パターンを全
く読み出せない空間周波数）は、光学系のレンズの開口
率ＮＡ　（ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ａｐｅｒｔｕｒｅ）及
び光の波長λを用いて次式、 で表される。ここでこの空間周波数は、１　〔鶴）の空
間に何本の白黒のラインペアが存在するかで表され、単
位としてはラインペアパーミリメートル（Ｊｐ／ｆｌ）
が用いられる。

実際上、コンパクトディスクプレーヤにおいては、レン
ズの開口率ＮＡがＮＡｃｅ”０．５　、レーザ光の波長
λがλ。−０，７８（ルーフに選定されていることから
、次式 で算出されるように、約１２８０　（Ｊｐ／ｍ）の空間
周波数がカットオフ周波数ＸＣ１１となる。

なおコンパクトディスクプレーヤは、線速度−定（ＣＬ
　Ｖ　（ｃｏｎｓｔａｎｔ　１ｉｎｅｒ　ｖｅｌｏｃｉ
ｔｙ））で読み出されており、例えば線速度が１．２５
　（ｍ／ｓ）のときの最短ピット長が約０．８７　Ｃμ
−〕に選定され、この最短ピット長が連続している場合
の空間周波数Ｘｅｌ。は、次式 で表されるように、カットオフ周波数ＸＣＯの約１７２
倍の５８１（Ｊｐ／鰭〕に選定され、これによりコンパ
クトディスクプレーヤに記録されているオーディオ信号
のような広い周波数帯域をもつベースバンド信号を簡単
にかつ安定に読み出し得るようになされている。

Ｄ発明が解決しようとする問題点 ところでこのようなコンパクトディスクプレーヤにおい
て、さらに高密度記録されたコンパクトディスク、すな
わちさらに高い空間周波数でなる微細な記録パターンを
再生しようとする場合、（２）式について上述したよう
に、カットオフ周波数ｘ０自体がレンズの開口率ＮＡＣ
，ｔに比例し、レーザ光の波長λ。に反比例することか
ら、開口率ＮＡＣＩの大きなレンズを用いると共に、波
長λＣ９の短いレーザ光を用いれば良いことがわかる。

ところがレンズの開口率ＮＡｃ５を大きくすると、収差
が大きくなると共に、焦点深度が浅（なったり、ディス
クの傾き、すなわちスキューに対する許容度が弱（なっ
たりする等の問題があり、このためレンズの開口率Ｎ　
Ａ　ｃ　ｅの最大値としては、開口率ＮＡｗａｘが０．
５５程度の値が限界となされている。

またレーザ光の波長λｅｌｌの短波長化は、種々検討さ
れているが、コンパクトディスクプレーヤのレーザ光源
として、大出力で、小型、軽量かつ長寿命のものは、未
だ開発が困難であるという問題があった。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、簡易な構
成で高密度記録されたコンパクトディスクを再生し得る
光ピックアップを提案しようとするものである。

Ｅ問題点を解決するための手段 かかる問題点を解決するため本発明においては、光記録
媒体７に対物レンズ６を通じて読取り光ビームＬ２を照
射し、光記録媒体７から得られる再生光ビームＬ、を受
光レンズ６で受光して再生信号５ＩＩＦを送出する光ピ
ックアップ１において、受光レンズ６の光記録媒体７側
の周囲に受光素子１０を配し、光記録媒体７で回折した
光り、。を受光するようにした。

Ｆ作用 受光素子１０を用いて光記録媒体７で回折した光り、・
を受光するようにしたことにより、受光レンズ６の開口
数を疑慎的に大きくすることができ、これによりＭＴＦ
の特性Ｔ、、、・を向上し得、かくして−段と高密度記
録された光記録媒体７を安定に再生し得る。

Ｇ実施例 以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。

第１図において、１は全体として光ピックアップを示し
、半導体レーザ２から射出されたレーザ光Ｌｏがコリメ
ータレンズ３によって平行光り。

に変換され、グレーティング４及びビームスプリッタ５
を介し対物レンズ６によって集光され、再生レーザ光Ｌ
ｔとしてコンパクトディスク７上に再生レーザスポット
を形成する。

この結果、例えばコンパクトディスク７のピット以外の
ミラ一部分で反射した反射レーザ光り。

が、対物レンズ６を介してビームスプリッタ５で折り曲
げられ、シリンドリカルレンズ８を通じて第１のフォト
ディテクタ９に入射する。

またこれに対して、ディスク７のピット部分においては
、再生レーザ光Ｌｇがピットによって回折され、再生レ
ーザ光Ｌｔの一部の光量分の反射レーザ光り、が第１の
フォトディテクタ９に入射する。

このようにしてコンパクトディスクプレーヤの光ピック
アップｌにおいては、反射レーザ光り。

の光強度がピットによって変調されることを用いて、第
１のフォトディテクタ９から得られる第１の検出出力Ｓ
０□、を、第１の増幅回路１１において所定の利得で増
幅し、これに基づいて再生信号を得るようになされてい
る。

ここでこの光ピックアップｌの対物レンズ６としては、
プラスチック等の樹脂材料を一体成形してなる非球面レ
ンズが用いられ、この実施例の場合、対物レンズ６のデ
ィスク７例の周囲には、第２図に示すようにドーナツ状
のＰＩＮフォトダイオードでなる第２のフォトディテク
タ１０が貼着されている。

これにより、この光ピックアップ１においては、ディス
ク７のピット部分での回折光の内、対物レンズ６に戻れ
ない部分いわゆるケラした回折レーザ光Ｌ１゜の光量分
を、直接第２のフォトディテクタｌＯにおいて検出する
ようになされている。

この第２の検出出力Ｓｅｔ＋。は、第２の増幅回路１２
において所定の利得で増幅され、減算回路１３において
第１のフォトディテクタ９から得られる第１の検出出力
５ｏｕｔ＋に対して極性を反転して加算され、このよう
にして、全体としてディスク７の再生出力Ｓ□を得るよ
うになされている。

なおこの場合、第２のフォトディテクタ１０の外径は、
レンズに換算した際に開口率ＮＡｏｉｔが０．９程度と
なるように選定されている。

これにより第２のフォトディテクタｌＯのＭＴＦをレン
ズと同様に、対物レンズ６のレンズ部分の開口率ＮＡｃ
ｅ　（−０，５）から第２のフォトディテクタ９の開口
率ＮＡａπＴ　　（−０，９）までの範囲で考えれば、
第３図に示すように、空間周波数が０〔ｊｌｐ／鶴〕か
ら、対物レンズ６のカットオフ周波数）Ｃｃｅ（約１２
８０　（Ｊｐ／ｍ）　）までの間、ＭＴＦが値「０」か
ら約ｒｏ、２５Ｊまでほぼ直線的に増加し、逆に対物レ
ンズ６のカットオフ周波数ｘｃｌ、から、（２）式を用
いて算出される開口率ＮＡが値「０゜９」のレンズのカ
ットオフ周波数Ｘｏ、＊（−約２３００（ｆＰ／１ｍ）
）までの間、値約ｒＯ，２５Ｊから値「Ｏ」までほぼ直
線的に減少するＭＴＦ特性Ｔ、？ＦＤＥＴとなる。

このようにして、再生レーザ光Ｌ！の出射側の対物レン
ズ６の開口率Ｎ　Ａ　ｃｏ　（＝０．５）に対して、反
射レーザ光り、の受光側の対物レンズ６の開口率ＮＡｅ
ｉｔが擬似的に大きな値（−０，９）になるようにした
ことにより、全体として開口率Ｎ　Ａ　ｃ　ｅ。

は次式、 で表され、この光ピックアップｌ全体としてのＭＴＦ特
性Ｔ　Ｍ　？　Ｆ　１１は、従来の開口率ＮＡＣＩＩ　
（＝０．５）でなる対物レンズ６のＭＴＦ特性’ｒ１４
ｔｒ及び上述した第２のフォトディテクタ１０のＭＴＦ
特性Ｔ□ＷＤｔｔを合成して、空間周波数が０　（ｊｌ
ｐ／ｍ）から、（２）式で算出される全体としての開口
率ＮＡが、値ｒｏ、７　Ｊのレンズのカットオフ周波数
Ｘ１１．？（−約１８００　［ｊｌｐ／ｍ）　）までＭ
ＴＦが値「１」から「０」までほぼ直線的に減少する。

この結果ＭＴＦが値「１」からｒｏ、５　Ｊまでを実用
に供するとすれば、従来の対物レンズ６のカットオフ周
波数に近い、空間周波数約９００（ｆｐ／鶴〕、すなわ
ち最小ピット長として０．５６　（μ−〕のピットまで
再生することができ、このようにして簡易な構成で、−
段と高密度記録されたコンパクトディスク７を安定に再
生することができる。

以上の構成によれば、対物レンズ６のディスク７側の周
囲にフォトディテクタ１０を配し、ディスク７で回折し
た光り、。を受光するようにしたことにより、受光側の
対物レンズ６の開口数を疑似的に大きくすることができ
、これにより全体として光学系のＭＴＦの特性を向上し
得、かくして簡易な構成で、−段と高密度記録されたコ
ンパクトディスク７を安定に再生し得る光ピックアップ
１を実現できる。

さらに上述の構成によれば、第３図に示すＭＴＦ特性に
おいて、例えば第２のディテクタ１０から得られる検出
出力Ｓ。ｕＴｔの利得を約２倍にし、サブナイキスト周
波数で高域特性を落とすことにより、ＭＴＦに拘束され
ない光ピックアップを実現でざる。

かくするにつき、特に回転数一定（ＣＡＶ（ｃ。

ｎ５ｔａｎｔ　ａｎｇｕｌａｒ　ｖｅｌｏｃｉｔｙ））
で駆動制御される光ディスクを再生する光デイスゲ装置
において、ディスクの内周及び外周側で再生回路のイコ
ライズ特性を可変する必要がなくなり、その分合体とし
て回路構成を簡略化し得る。

なお上述の実施例においては、対物レンズの周囲にドー
ナツ状にフォトディテクタを配した場合について述べた
が、これに代え、例えば第４図（Ａ）に示すように、対
物レンズ２０において、記録トラックの走行方向ａの前
後に２個のフォトディテクタ２１Ａ、２１Ｂを配しても
上述の実施例と同様の効果を実現できる。

また上述の実施例においては、樹脂の一体成形でなる非
球面レンズのディスク側の周囲にフォトディテクタを配
した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例
えば複数枚のレンズでなる組み合わせレンズの場合には
、そのレンズホルダのディスク側、すなわち光ディスク
から見た対物レンズの周囲にフォトディテクタを配して
も良い。

また上述の実施例においては、本発明を反射形の光デイ
スク用の光ピックアップに適用した場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、透過形の光デイスク用の光
ピックアップにも適用し得、要は光ディスクからの再生
光ビームを受光する受光レンズの周囲にフォトディテク
タ等でなる受光素子を配するようにすれば、上述の実施
例と同様の効果を実現できる。

また上述の実施例においては、本発明をコンパクトディ
スクプレーヤの光ピックアップに適用したが、これに代
え、例えば光磁気ディスク装置の光ピックアップに用い
る場合には、第４図（Ｂ）に示すように、対物レンズ２
５において、上述した２個のフォトディテクタ２１Ａ、
２１Ｂを、記録トラックの走行方向ａで分割した第１〜
第４のフォトディテクタ２６Ａ〜２６Ｄを配すると共に
、そのフォトディテクタ２６Ａ〜２６Ｄ上に、それぞれ
矢印２７Ａ〜２７Ｄで示す偏光方向を有する偏光板を貼
着すればよい。

この場合、一方の対角線上の第１及び第３のフォトディ
テクタ２６Ａ及び２６Ｃの受光出力の和から、他方の対
角線上の第２及び第４のフォトディテクタ２６Ｂ及び２
６Ｄの受光出力の和を減するようにすれば、光磁気ディ
スクの再生出力を得ることができる。

さらに上述の実施例においては、本発明をコンパクトデ
ィスクプレーヤの光ピックアップに適用したが、本発明
はこれに限らず、レーザディスク装置、光磁気ディスク
装置等他の光記録媒体再生装置の光ピックアップに広く
適用できる。

Ｈ発明の効果 上述のように本発明によれば、対物レンズの周囲に配し
た受光素子を用いて、光記録媒体で回折した光を受光す
るようにしたことにより、受光側のレンズの開口数を疑
似的に大きくすることができ、これによりＭＴＦの特性
を向上し得、かくして簡易な構成で、−段と高密度記録
された光記録媒体を安定に再生し得る光ピックアップを
実現できる。

イテクタ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す系統図、第２図はその
対物レンズをコンパクトディスク側からみた路線的平面
図、第３図は実施例のＭＴＦ特性の説明に供する特性曲
線図、第４図は他の実施例による対物レンズを示す路線
的平面図、第５図は従来の対物レンズのＭＴＦ特性の説
明に供する特性曲線図である。 ｌ・・・・・・光ピックアップ、６・・・・・・対物レ
ンズ、７・・・・・・コンパクトディスク、９、ｌＯ・
・・・・・フォトデ実方をイ列のデイチクタイ寸さ対４
勿Ｌ：／ズ゛第　　２　　匹ａ 奥方ｆ！例（二よる光じ・ソグア・ノアＺｌｒり 実方ｔ！例による対老引ルにのＭＴＦ’Ｊｆｔ七−第　
３　図 （八） イτのを於例＃：ｘ５テンテクタ付の対物Ｌ：、ｌ”第 図 １Ｉ芝釆のコシノずクトテ２スクブＬ　ＴのＭＴＦ特ｄ
±−第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　光記録媒体に対物レンズを通じて読取り光ビームを照
   射し、上記光記録媒体から得られる再生光ビームを受光
   レンズで受光して再生信号を送出する光ピックアップに
   おいて、 上記受光レンズの上記光記録媒体側の周囲に受光素子を
   配し、 上記光記録媒体で回折した光を受光するようにした ことを特徴とする光ピックアップ。