JPH03283026A - 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、ディスクに光スポットを投影して記録再生を
行なう光ピックアップに関するものである。

従来の技術 光学式ビデオディスクプレーヤ（レーザーディスクプレ
ーヤ等）のディスクの直径は３０ＣＭであり、ディスク
が反りやすく、またこの反りによって再生中の情報トラ
ックの隣接するトラックのは号が、再生官号に混入し、
クロストークを発生し、は号のＳ／Ｎが劣化する。これ
を軽減するために、ディスクの反りを光学式センサーに
て検出し、常に光ピックアップの光軸がディスクに対し
て垂直となる様、制御をかける必要がある。

以下に従来の光ピックアップについて説明する。

第８図は従来の光ピックアップの外観図を示すものであ
る。３は光学基台、４は対物レンズ、矢印６はディスク
の径方向を示し、１は発光ダイオード、２ａ、２ｂは受
光素子である。

第９図は動作を説明するだめの図であり、第９図は反り
検出装置（チルトセンサーと呼ぶ）を上から見た概略図
である。以下その動作について説明する。

第９図において、発光ダイオード１のディスクからの反
射光７はディスクの反りにより、ディスクの径方向５に
移動することになる。８は差動アンプであり、受光素子
２ａと２ｂの差を取ることにより、極性によりディスク
の径方向６の傾き方向（反り）を検出することができる
。この差動アンプ８の出力に応じて第８図における光学
基台３に設けた回転軸６を中心に外部モーターにより光
学基台３を傾斜させる。この制御をかけることによりデ
ィスクの反りに対して、ディスク面と光ピックアップの
光軸の垂直性を保つことができる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記従来の構成では、ディスクの反りを光
学的に検出するための光源として発光ダイオード１が必
要であり、近年光ピックアップの小型化が進む中で、発
光ダイオードの取り付はスペースが一つの障害となって
いる。さらに発光ダイオード１では良質な平行光束が得
られず、発光デイオードとディスクの距離によりディス
クからの反射光７の径が変化し、制御ループのゲインが
変化するという欠点や、発光ダイオードの光束の傾きに
より反射光７の位置が、ディスクの径方向。

周方向に移動し、制御ループのゲインが足らなくなった
り、差動アンプ８の出力に電気的オフセットを生じると
いう欠点を有していた。

本発明は上記従来の問題点を解決するもので、発光ダイ
オードを不要とし、光ピックアップの小型化を図れ、デ
ィスクの反りに光ピックアップを追従させる制御ループ
のゲイン変動やオフセットの発生のない良質な平行光束
を得ることのできる光ピックアップを提供することを目
的とする。

課題を解決するだめの手段 この目的を達成するために本発明の光ピックアップは、
半導体レーザーの発散光を、それぞれ略々平行光束であ
る第１の光束と第２の光束とに分離し、第１の光束を対
物レンズを透過させることなくディスクに照射し、ディ
スクの径方向に配置した２つのエレメントを有する第１
の受光素子で受光シ、この２つのエレメントの出力の差
をとりディスクの反りを：＊出し、第２の光束を対物レ
ンズによりディスク上に集光し、この反射光を第２の受
光素子にて受光し、ディスクに記録された情報を得ると
いう構成を有している。

作　　用 この構成によって、ディスクの反りを検出するために必
要な平行光束を得るのに、ディスク上の記録された信号
を読み取る為の構成要素である半導体レーザーとコリメ
ートレンズをそのまま用いているので、従来必要として
いた発光ダイオードを不要とし、この取り付はスペース
が不要となり光ピックアップを小型化することができる
。さらに、ディスクの反りに光ピックアップを追従させ
る制御ループのゲイン変動やオフセットの発生のない良
質な平行光束を得ることができ、ディスクの反りに対し
て光ピックアップの傾きを安定に制御できる。

実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第１図は本発明の第１の実施例における光ピックアップ
の光学系の構成を示す図であり、第２図はその上より見
た図、第４図はその電気回路を示すものである。

第１図、第２図において、１３は半導体レーザー１９は
その発散光、２６はビームスプリッタ−１２はコリメー
トレンズ、１７はその第１図である平面、１８はこの平
面の一部に形成した傾斜面、１６はコリメートレンズ１
２の第２面である非球面、２１はコリメートレンズ１２
の平面１７を透過した第２の光束、２０はコリメートレ
ンズ１２の傾斜面１８を透過した第１の光束、１１は対
物レンズ、１６はディスク、２３はディスク周方向を示
し、２４はディスクの径方向を示す。２２は第１の光束
２０がディスク１６に反射した反射光、１４は第１の受
光素子であり、１４ａ　、　１　ａｂはディスクの径方
向２４に配置した受光素子１４の２つのエレメント、２
７は第２の光束２１のディスクの反射光、２６は第２の
受光素子である。

第４図において、３０は差動アンプを示す。

以上のように構成された光ピックアップについて、以下
その動作を説明する。

まず、第１図において、半導体レーザー１３の発散光１
９はビームスプリッタ２５にて反射した後、コリメート
レンズ１２にて平行光束になるが、平面１７に対して傾
斜面１８は傾斜しているため、屈折によシ光束は第１の
光束２０と第２の光束２１に分離される。第２の光束２
１は対物レンズ１１によりディスク１５上に収束され、
その反射光２７は第２の受光素子２６で受光し、デイヌ
クに記録された信号を得る。第１の光束２ｏはディスク
で反射し、その反射光２２を第１の受光素子１４にて受
光する。第２図は第１図を上方より見た図でアリ、コリ
メートレンズ１２と対物レンズ１１とはディスクの周方
向２３に中心をずらして配置しておυ、コリメートレン
ズ１２に形成した傾斜面１８は、対物レンズ１１の有効
径外に配置している。この傾斜面１８を通過した光束が
ディスクに反射し、この反射光２２は第１の受光素子１
４の２つのエレメント１４ａ　、　１ａｂの中央に当た
る。

ディスクの径方向２４にデイヌクが反ると反射光２２は
ディスクの径方向２４に移動することとなる。第４図に
おいて、反射光２２がディスク径方向２４に移動すると
、第１の受光素子１４の２つのニレメン）１４ａ　、　
１４ｂ間に光量差が生じる。

この２つのエレメント１４ａ、１４ｂの出力を差動アン
プ３ｏにて差をとシ、その極性によりディスクの径方向
２４の反りを検出することができる。

以上のように本実施例によれば、コリメートメートレン
ズの一方の面を非球面、他方の而を平面に形成し、さら
にこの平面の一部を傾斜面に形成することにより、半導
体レーザーの発散光を２つの平行な光束に分離でき、第
１の光束を対物レンズを透過させることなくディスクに
照射し、この反射光をディスクの径方向に配置した２つ
のエレメントを有する第１の受光素子で受光し、この２
つのエレメントの差をとることによりディスクの反りを
検出するものであり、前記半導体レーザー及び前記コリ
メートレンズはディスク上の信号を読みとるだめの、前
記コリメートレンズの平面を通過する第２の光束を得る
部材と同一であるため、精度が高められており、第１の
光束は平行性１分離角ともに精度のある良質な平行光束
となる。この為、ディスクと光ピックアップの距離が変
化したとしても第１の受光素子に入射する第１の光束の
ディスクからの反射光の光束径や、ディスク径方向の位
置が変化せず、ディスクの反りに合せて光ピックアップ
の光軸の傾きを制御するサーボのゲイン変動やオフセッ
ト発生がなく、安定に制御できる。またディスクの反シ
を検出する光源として、光ピックアップの半導体レーザ
ーを用いるため、従来必要であった発光ダイオードを不
要とし、この取り付はスペースがいらない為、光ピック
アップの小型化を図ることができる。

以下本発明の第２の実施例について図面を参照しながら
説明する。

第３図は本発明の第２の実施例を示す光ピックアップの
光学系の構成を示す図である。１３は半導体レーザー、
２５はビームスプリッタ、１２はコリメートレンズ、１
５はディスク、１４は第１の受光素子、２６は第２の受
光素子、２３はディスクの周方向、１９は発散光、２ｏ
は第′１の光束、２１は第２の光束で、以上は第１図の
構成と同様なものである。第１図の構成と異なるのは、
コリメートレンズ１２に傾斜面１８を形成していないこ
とであり、発散光１９を第１の光束２０と第２の光束２
１に分離する手段として、２つのミラー２８．２９を設
けた点である。

上記のように構成された光ピックアップについて、以下
その動作を説明する。半導体レーザー１３の発散光１９
はコリメートレンズ１２によす平行光束に形成されるが
、この平行光束中にミラー２８を配置することによシ、
対物レンズ１１へ入射する第２の光束２１と入射しない
第２の光束へ分離する。それ以降の動作は第１の実施例
と同様であシ、第１の光束２ｏを用いてディスクの反シ
を検出する。

以上のように、コリメートレンズにより形成された平行
光束中にミラーを挿入することにより良質な平行光束を
得ることができ第１の実施例と全く同様な効果を得るこ
とができる。第１の実施例との違いはコリメートレンズ
が球面で構成したレンズでも良いが、逆に２つのミラー
が必要となることである。

以下本発明の第３の実施例について図面を参照しながら
説明する。

第５図は本発明の第３の実施例を示す光ピックアップの
光学系の構成図であり、第６図はそれを左方向から見た
図、第７図は、受光素子のエレメントの配置を示す図で
ある。

第５図、第６図において、１３は半導体レーザ１９はそ
の発散光、２６はビームスプリッタ、１２はコリメート
レンズ、２１は第２の光束、１１は対物レンズ、１６は
ディスク、２３はディスクの周方向、２７は第２の光束
２１のディスク１６からの反射光、２６は第２の受光素
子で、以上は第１図の構成と同様なものである。第１図
の構成と異なるのは、コリメートレンズ１２に傾斜面１
７を有さない点と、アパーチャ３１を設けた点と、この
アパーチャ３１により制限された光束を第１の光束２ｏ
としている点、この第１の光束２ｏのディスク１６から
の反射光２２を受光する第１の受光素子１４を前記の第
２の受光素子２６と同一パッケージ内に納めた点である
。

上記のように構成された光ピックアップについて、以下
その動作を説明する。半導体レーザ−１３ノ発散光１９
はビームスプリッタ２５にて反射され、コリメートレン
ズ１２にて平行光束になる。

対物レンズ１１に入射する第２の光束２１、これを除く
他の領域の光束を略々円形状の開口部を有するアパーチ
ャ３１にて制限し、これを第１の光束２０とする。この
第１の光束２０はディスク１５で反射された後、コリメ
ートレンズ１２で収束され、反射光２２となシ、ビーム
スプリッタ２６を透過して第１の受光素子１４に収束す
る。一方、第２の光束２１は対物レンズ１１にてディス
ク１６上に集光され、その反射光はコリメートレンズ１
２にて収束され、反射光２７となり、第２の受光素子２
６に収束される。

第７図において、第１の受光素子１４の２つのニレメン
）１４ａ、１４ｂと、第２の受光素子温は同一パッケー
ジ３２内に収納されており、第２の光束２１のディスク
１５の反射光２７は第２の受光素子２６に、第１の光束
２ｏのデイ７り１５の反射光２２は、第１の受光素子１
４の２つのニレメン）１４ａ”ｉたは１４ｂのいずれか
に、それぞれ収束する。ディスク１６の径方向の反りに
より、反射光２２はディスクの径方向２４に移動するこ
とになる。第１の受光素子１４の２つのニレメン）１４
ａ、１４ｂの出力の差を差動アンプ３゜にて取ることに
よυ、その極性によシディスク１６の径方向の反シ方向
を検出できる。反射光２２が第２の受光素子２６上を横
切る時、差動アンプ■の出力は０となるが、ディスクの
反シに対する反射光２２の移動量は大きく、高感度であ
るため問題はなく、逆にデイヌクの反りに光ピックアッ
プの傾きを追従させる制御ループにおいて不感帯を設け
ることはかえってサーボが安定になる。

以上のように、コリーメートレンズの光軸と対物レンズ
の光軸を平行を保ったまま偏心させ、対物レンズに入射
する第２の光束の有効部外にアパーチャを設けて光束を
制限して第１の光束を得、これを対物レンズを通過させ
ることなくディスクに照射し、その反射光を第２の受光
素子と同一パッケージに収納した第１の受光素子で受光
することにより、第１の実施例と全く同様な効果を得る
ことができる。さらに第１の実施例より優れている点は
、第１の受光素子と第２の受光素子を同一パッケージに
収納することによυコストダウンが図れることと、さら
に光ピックアップの小型化が可能な点である。

なお、第２の実施例においてコリメートレンズ１２で形
成された平行光束を略々平行な第１の光束と第２の光束
の分離手段として２つのミラー田。

２９を用いたが、このかわりに、プリズムで平行光束の
一部を曲げても良く、光ファイバーにて導光しても良い
。

発明の効果 以上のように本発明は、半導体レーザーの発散光を、そ
れぞれ略々平行光束である第１の光束と第２の光束とに
分離し、第１の光束を対物レンズを透過させることなく
デイヌクに照射し、ディスクの径方向に配置した２つの
エレメントを有する第１の受光素子で受光し、この２つ
のエレメントの出力の差をとυディスクの反りを検出し
、第２の光束を対物レンズによりディスク上に集光し、
この反射光を第２の受光素子にて受光し、ディスクに記
録された情報を得るという構成をとることによシ、ディ
スクの反υを検出するために必要な平行光束を得るのに
、ディスク上の記録された信号を読み取る為の構成要素
である半導体レーザーとコリメートレンズをそのまま用
いているので、従来必要としていた発光ダイオードを不
要とし、この取り付はスペースが不要となシ光ピックア
ップを小型化することができる。さらにディスクと光ピ
ックアップの距離が変化しても、ディスクの反りの検出
に用いる平行光束のディスクからの反射光は、光束径が
変化せず、かつ、ディスクの径方向の移動もない為、デ
ィスクの反シに光ピックアップを追従させる制御ループ
のゲイン変動やオフセラー変化がなく、制御の安定化が
図れることのできる優れた光ピックアップを実現できる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における光ピックアップ
の光学系の構成を示す正面図、第２図はこれを上よシ見
た平面図、第３図は本発明の第２の実施例における光ピ
ックアップの光学系の構成を示す正面図、第４図は第１
と第２の実施例に共通するその電気回路を示すブロック
図、第６図は本発明の第３の実施例における光ピックア
ップの光学系の構成を示す正面図、第６図はこれを左方
より見た側面図、第７図はその受光素子のエレメントの
配置を示す平面図、第８図は従来の光ピンクアップの外
観を示す斜視図、第９図はその反り検出装置を上方より
見た平面図である。 １１・・・・・・対物レンズ、１２・・・・・・コリメ
ートレンズ、１３・・・・・・半導体レーザー、１４・
・・・・・第１の受光素子、１５・・・・・・ディスク
、１６・・・・・・非球面、１７・・・・・・平面、１
８・・・・・・傾斜面、１９・・・・・・発散光、２゜
・・・・・・第１の光束、２１・・・・・・第２の光束
、２２・・・・・・反射光、２３・・・・・・ディスク
の周方向、２４・・・・・・ディスクの径方向、２５・
・・・・・ビームスプリッタ、２６・・・・・・第２の
受光素子、２７・・・・・・反射光、２８・・・・・・
ミラー、２９・・・・ペラ−１３ｏ・・・・・・差動ア
ンプ、３１・・・・・・アパーチャ、３２・・・・・・
ノ（ツケージ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）対物レンズと、コリメートレンズと、半導体レー
   ザーと、ディスクの径方向に配置した２つのエレメント
   を有する第１の受光素子と、多数のエレメントを有する
   第２の受光素子とを備え、前記半導体レーザーの発散光
   を前記コリメートレンズに透過させるとともに、分離手
   段によりそれぞれ略々平行光束である第１の光束と第２
   の光束に分離し、第１の光束を前記対物レンズを透過さ
   せることなくディスクに照射し、この反射光を前記第１
   の受光素子で受光し、この第１の受光素子の２つのエレ
   メントの出力の差をとりディスクの反りを検出するとと
   もに、前記第２の光束を前記対物レンズによりディスク
   上に集光し、この反射光を前記第２の受光素子にて光受
   し、ディスクに記録された情報を得ることを特徴とする
   光ピックアップ。
2. （２）コリメートレンズは、一方の面を非球面、他方の
   面を平面に形成し、さらにこの平面の一部を傾斜面に形
   成し、前記平面を通過する光束を第２の光束、前記傾斜
   面を通過する光束を第１の光束として得ることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の光ピックアップ。
3. （３）コリメートレンズにより形成された略々平行光束
   中であって対物レンズへ入射する第２の光束外にミラー
   もしくはプリズム、光ファイバーを挿入し、前記平行光
   束より分離した光束を第１の光束として得ることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の光ピックアップ。
4. （４）コリメートレンズの光軸と対物レンズの光軸とを
   平行を保ったまま偏芯させ、前記対物レンズに入射する
   光束を第２の光束とし、これを除く他の領域の光束をア
   パーチャにて制限し、第１の光束とするとともに、第１
   の受光素子と第２の受光素子を同一パッケージ内に収納
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光ピ
   ックアップ。
5. （５）対物レンズと、半導体レーザーと、ディスクの径
   方向に配置したエレメントを有する第１の受光素子と、
   複数のエレメントを有する第２の受光素子とを備え、前
   記半導体レーザーの発散光を分離手段によりそれぞれ略
   々平行光束である第１の光束と第２の光束に分離し、第
   １の光束を前記対物レンズを透過させることなくディス
   クに照射し、この反射光を前記第１の受光素子で受光し
   、この第１の受光素子のエレメントの出力によってディ
   スクの反りを検出するとともに、前記第２の光束を前記
   対物レンズによりディスク上に集光し、この反射光を前
   記第２の受光素子にて受光し、ディスクに記録された情
   報を得ることを特徴とする光ピックアップ。