JPH03157821A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光デイスクドライブ装置等の光情報記録再生
装置に装備される光ピックアップに関する。

〔従来の技術〕

光デイスクドライブ装置においては、半導体レーザーか
らの光に対物レンズで情報記録媒体の記録面上に集光し
、情報の記録、再生を行う光ピックアップが装備されて
おり、この光ピックアップとしては、フーコー法により
焦点検出を行うものが知られている。

以下、フーコー法により焦点検出を行う光ピックアップ
の従来例について説明する。

第３図は従来の光ピックアップの概略構成を示す図であ
って、図中符号１は光源としての半導体レーザー、符号
２はカップリングレンズ、符号３はビームスプリッタ、
符号４は対物レンズ、符号５は光ディスク、符号６は集
光レンズ、符号７はフーコープリズム、符号８，９は２
分割受光素子を夫々示している。

第３図において、半導体レーザー１からの出射光はカッ
プリングレンズ２で平行光束とされ、ビームスプリッタ
３を通過した後、対物レンズ４で光ディスク５に集光さ
れ、光ディスク５の記録面上に微小なスポットを形成す
る。そして、このスポットにより、情報の記録／再生／
消去が行われる。

光ディスク５からの反射光は、再び対物レンズ４を通り
、ビームスプリッタ３で反射され、検出光学系の集光レ
ンズ６に入射される。そして、検出光学系の集光レンズ
６で集光された光は、フーコープリズム７で光束が２等
分され、集光レンズ６の焦点面に配置された２組の２分
割受光素子８゜９に入射される。

ここで、第４図は第３図に示す構成の光ピックアップの
フーコー法による焦点検出の原理説明図であって、第４
図（Ａ）は光ディスク５にスポットが合焦している場合
を示しており、光ディスク５からの反射光は対物レンズ
４で平行光となり、集光レンズ６で収束光となり、フー
コープリズム７で２分割され、２分割された収束光束の
うち。

３− スポットは、図示のように、夫々の外側の受光素子部８
Ａ、　９Ａにより多くの光量が当るようになる。

このため、一方の受光素子８の各受光素子部８Ａ。

８Ｂの出力Ａ、Ｂの関係はＡ＞Ｂとなり、また、他方の
受光素子９の各受光素子部９Ａ、　９Ｂの出力Ｃ２Ｄの
関係はＣ＞Ｄとなり、したがって、フォーカス信号ｆ０
は、ｆｏ〉０となる。

また、第４図（Ｃ）は、光ディスク５と対物レンズ４と
の距離が合焦時より遠くなった場合であり、光ディスク
５からの反射光は、対物レンズ４を通過後、収束光にな
り、集光レンズ６通過後、今度は受光素子８，９の配置
位置より前方に集光点を持つようになる。このため、各
受光素子８，９上のスポットは、図示のように、夫々の
内側の受光素子部８Ｂ、　９Ｂにより多くの光量が当る
ようになり、このため、一方の受光素子８の各受光素子
部８Ａ。

８Ｂの出力Ａ、Ｂの関係はＡ＜Ｂとなり、また、他方の
受光素子９の各受光素子部９Ａ、　９Ｂの出力Ｃ９Ｄの
関係はＣ＜Ｄとなり、したがって、フォーカス信号ｆ。

は、ｆｏ〈０となる。

方の光束は一方側の２分割受光素子８の中央に集光して
スポットを形成する。このとき、２分割受光素子８の２
つの受光素子部８Ａ、　８Ｂの出力Ａ、Ｂは等しくなる
。また、２分割された収束光束のうち、他方の光束はも
う一方の２分割受光素子９の中央に集光してスポットを
形成するが、このとき、２分割受光素子９の２つの受光
素子部９Ａ、　９Ｂの出力Ｃ，Ｄも等しくなる。したが
って、光ディスク５にスポットが合焦している場合には
、フォーカス信号ｆ。は、各受光素子の出力から。

ｆ、＝（Ａ−Ｂ）＋（Ｃ−Ｄ）＝０ となる。

また、第４図（Ｂ）は、光ディスク５と対物レンズ４と
の距離が合焦時より近づいた場合であり、光ディスク５
からの反射光は、対物レンズ４を通過後１発散光となり
、集光レンズ６を通った後、フーコープリズム７で２分
割され、２つの受光素子８，９によって受光されるが、
このとき、２分割された光束の集光点は、各受光素子８
，９の位置よりも後方になるため、各受光素子８，９上
の４− 以上のように、第３図に示す構成の光ピックアップにお
いては、上述のようにして焦点検出を行うことができる
。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、第３図、第４図に示した光ピックアップにお
いては、フーコープリズムは、２つの２分割受光素子８
，９の受光光量が略等しくなるように光束を２分割する
ように配置位置を調整する必要がある。

ここで、フーコープリズム７で分割された光束について
考える。尚、フーコープリズム７で分割された光束の全
光束に対する光量比と、その時のビームウェストでのス
ポット径との関係を第５図に示す。

第５図に示すように、光量比が５０％の時、スポット径
は約１７μｍであり、光量比が２５％でスポット径は約
３０μｍ、光量比が２０％でスポット径は約３５μｍと
、光量比が小さくなるに従いスポット径は大きくなって
いく。

また、光量比が小さくなるに従い光束の径が細くなって
いき、集光レンズの実効開口数が小さくなる。したがっ
て、スポット径は、開口数に反比例するため、光量比の
低下に伴いスポラ１−径は大きくなる。。

前述した従来のフーコー法では、光量比が約５０％と大
きく、スポット径が小さくなるため、２分割受光素子８
，９の中央にスポラＩ・が位置するように２分割受光素
子髪位置調整する場合に、調整精度が厳しいという欠点
を有している。

また、スポット径が小さいということは、逆に焦点深度
が浅いことになるので、受光素子の光軸方向の位置精度
も厳しく、調整が必要となっている。また、無調整化を
行うためには、部品精度を厳しくし、また、半導体レー
ザーとカップリングレンズで平行光を作る際の調整の精
度も厳しくする必要がある。

このように、フーコー法により焦点検出を行う従来の光
ピックアップでは、受光素子の光軸方向の設置許容値が
小さいため、調整精度の要求が厳しく、フーコープリズ
ム７と２つの２分割受光素７− るための集光レンズと、光束を少なくとも３分割させる
ためのプリズムと、該プリズムによって少なくとも３分
割された光束を夫々受光するための少なくとも３個の受
光素子とを有し、上記受光素子のうち、２つの受光素子
は受光面が少なくとも２分割された受光素子からなり、
この受光素子に入射される入射光の光量は全光束の光景
の各々４０％以下になっており、且つフーコー法により
焦点検出を行うことを特徴とする。

〔作　　　用〕

上記構成の光ピックアップにおいては、フーコ法による
焦点検出を行うためのプリズムとして、光束を少なくと
も３分割に分割するプリズムを用い、且つ各分割光束に
対して受光素子を設け、このうち焦点検出に用いられる
２つの受光素子を２分割受光素子とし、この受光素子に
入射される入射光の光量を全光束の光景の各々４０％以
下としたことにより、各受光素子で受光される光束のス
ポット径を拡大することができ、位置調整等に要求され
る精度を緩和することができる。

子８，９の位置調整が非常に難しいという欠点がある。

従って、従来の光ピックアップでは、光学系の組付け、
調整に手間がかかり、また、光学部品精度に対する要求
も厳しいため、ニスｌ−高になるという問題がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、フー
コー法により焦点検出を行う場合に、プリズムによって
分割された各分割光束の全光束に対する光量比を低下さ
せ２各受光素子で受光される各分割光束のスポット径を
拡大することにより、位置調整に対する要求精度を緩和
し位置調整を簡易化することのできる、新規な光ピンク
アップを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明は、半導体レーザーか
らの光を対物レンズで情報記録媒体の記録面上に集光し
、情報の記録、再生を行う光ピックアップにおいて、上
記情報記録媒体によって反射され上記対物レンズを通過
した光束を集光させ８− 〔実　施　例〕 以下、本発明を図示の一実施例に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は本発明の一実施例を示す光ピックアップの概略
的構成図である。

第１１図において、符号】は光源としての半導体レーザ
ー、符号２は半導体レーザー１からの光束を平行光束に
するためのカップリングレンズ、符号３はカップリング
レンズ２からの光束を透過し、符号５で示す光ディスク
からの反射光を略直角方向に反射するためのビームスプ
リッタ、符号６はビームスプリッタ３からの反射光を集
光するための集光レンズであり、第３図に示した従来の
光ピックと同符号のものは、同様の構成部品であり、そ
の作用も同じである。

第１図中、符号１４は本発明による光ピックアップの特
徴をなすプリズムであり、このプリズム１４は図示の如
く台形形状に形成されており、プリズム１４の集光レン
ズ６側の面、すなわち光入射側の面は平面に形成されて
いる。また、その反対側の面は３つの面からなり、中央
部が集光レンズ側の面と平行な面で、その両側の面は斜
面となっている。したがって、このプリズム１４は、上
記集光レンズ６からの光束を３つの光束に分割する作用
を有している。

集光レンズ６で収束光になった光束は、上記プリズム１
４で３つの光束に分割され、図に示すように、夫々の光
束の焦点面上に配置された３つの受光素子１０．１１．
１２に各々入射される。

ここで、受光素子１２は１エレメントの受光素子であり
、プリズム１４の中央部を通過した光束が入射される。

また、受光素子１０．１１は、各々２分割の受光素子で
、第３図に示した受光素子８，９と対応しており、この
２つの受光素子１０．１１でフォーカス検出が行われる
。

尚、プリズム１４の中央部に平面を設けたことにより、
フォーカス検出用の受光素子１０．１１に到る光束１５
．１６の光量は５０％より低下し、望ましくは、各々２
５％程度になるように設定される。また、中央に配置さ
れた受光素子１２に到る光束の光景比は１１− また、プリズム形状としては、光束の通らない部分の形
状は任意でよい、したがって、第１図に示したプリズム
のような台形形状の場合、エツジ部分が鋭角になり製作
時に欠けやすいという問題が生じる虞れがあるため、第
２図に示すように光束の通らない部分を面取りした形状
の方が望ましい。

〔発明の効果〕

以上１図示の実施例に基づいて説明したように、本発明
による光ピックアップでは、フーコー法によるフォーカ
ス検出時に、フォーカス検出に関わる光束の光量比を５
０％より小さくして受光素子上のスポット径を大きくし
たので、受光素子組付は調整時に要求される調整精度が
緩和される。また、収束光の焦点深度が増大するので、
受光素子の光軸方向の設置許容値も大きくなる。このた
め、部品精度も緩くなり、また、半導体レーザーとカッ
プリングレンズとで平行光を作る際の調整精度も緩くな
る。

また、本発明の光ピックアップでは、フォーカ約５０％
であり、フォーカス検出に利用される光量は、残りの５
０％となる。これは、通常のシングルナイフェツジ法と
等しい値であり、実用上光量不足となることはない。

光ディスク５からの情報信号は、ディスクからの反射光
の全部を受光して得るのが望ましいので。

３つの受光素子１０．１１．１２の出力の総和をとり、
情報信号を検出する。

フォーカス検出用の受光素子１０．１１は、前述したよ
うに、第３図に示した受光素子８，９と同様の２分割受
光素子となっており、フーコー法による検出方法も同様
に行われる。従って、各受光素子１０．１１の各受光素
子部１０Ａ、　ＩＯＢ、　ＩＩＡ、　ＩＩＢからの出力
信号をＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄとしたとき、フォーカス信号ｆ０
は、 ｆ０＝（Ａ−Ｂ）＋（Ｃ−Ｄ） から得られ、ｆ０＝０のときが合焦位置となる。

尚、第１図の構成の光ピックアップにおいて、プリズム
１４の向きは、図示の場合と逆向きに設置しても同等の
効果を得ることが可能である。

１２− ス検出に使用していない光束も受光し、情報信号の検出
に利用する構成のため、情報信号の出力レベルが低下す
ることもない。

尚、本発明の光ピックアップでは、各受光素子を同一の
基板上に作成することも可能であるため、従来品に比べ
て光ピックアップが大型化することがない。また、従来
の光ピックアップの一部の部品の変更のみで上述したよ
うに性能向上を図ることができる。

従って、本発明によれば、フーコー法による焦点検出を
行う方式の光ピックアップの性能向上を低コストで実現
することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示す光ピックアップの概略
的構成図、第２図は同上光ピックアップに用いられるプ
リズムの形状例を示す平面図、第３図は従来技術の一例
を示す光゛ピックアップの概略的構成図、第４図は第３
図に示す光ピックアップのフーコー法による焦点検出の
原理説明図、第５図はフーコープリズムで分割された光
束の金光束に対する光景比とスポラ１〜径との関係を示
す図である。 １・・・・半導体レーザー、２・・・・カップリンクレ
ンズ、３・・・・ビームスプリッタ、４・・・・対物Ｌ
ノンズ、５・・・・光ディスク、６・・・・集光レンズ
、１４・・・プリズム、１０．１１・・・・２分割受光
素子、ＩＯＡ、　１０Ｂ。 １１Ａ、　ＩＩＢ・・・・受光素子部、１２・・・・受
光素子。 １５− １６１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　半導体レーザーからの光を対物レンズで情報記録媒体
   の記録面上に集光し、情報の記録、再生を行う光ピック
   アップにおいて、 上記情報記録媒体によって反射され上記対物レンズを通
   過した光束を集光させるための集光レンズと、光束を少
   なくとも３分割させるためのプリズムと、該プリズムに
   よって少なくとも３分割された光束を夫々受光するため
   の少なくとも３個の受光素子とを有し、上記受光素子の
   うち、２つの受光素子は受光面が少なくとも２分割され
   た受光素子からなり、この受光素子に入射される入射光
   の光量は全光束の光量の各々４０％以下になっており、
   且つフーコー法により焦点検出を行うことを特徴とする
   光ピックアップ。