JPH043335A - 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】 産業上の利用分野 本発明は、光磁気ディスク等の光情報記録媒体を用いて
情報の記録、再生、消去等を行うと共に、フォーカスエ
ラー信号等の検出を行う光ピックアップ装置に関する。

従来の技術 従来、光ピックアップ装置において、フォーカスエラー
信号を検出するには種々の方法が考えられている。そこ
で、まず、第一の従来例として、ダブルナイフェツジ法
によりフォーカスエラー信号を検出する方法を第５図に
基づいて述べる。レーザ光源としての半導体レーザ１か
ら出射された光は、カップリングレンズ２により平行光
とされ、光路分離部材としてのビームスプリッタ３を透
過して対物レンズ４により集光され、光情報記録媒体と
しての光ディスク５の面上に約１μｍの微小なスポット
を形成し、これにより、情報の記録、再生、消去を行う
ことができる。また、光ディスク５からの反射光は、対
物レンズ４、ビームスプリッタ３を介して、信号検出光
学系６内に導かれ集光レンズ７により集光され集束光と
なる。この集束光はナイフェツジプリズム８によりほぼ
中心から２分割され、その一方の透過した光束は第一２
分割受光素子９に導かれて受光され、その他方の反射し
た光束は第二２分割受光素子１０に導かれて受光される
。

この場合、第一２分割受光素子９の受光面ａ。

ｂにより受光された受光量をＳａ、Ｓｂとし、第二２分
割受光素子ｌＯの受光面ｃ、ｄにより受光された受光量
をＳｃ、Ｓｄとすると、フォーカスエラー信号Ｆｏの値
は、 Ｆｏ＝　（Ｓａ＋Ｓｃ）　　　（Ｓｂ十Ｓｄ）により求
めることができる。

次に、第二の従来例として、フーコー法によりフォーカ
スエラー信号を検出する方法を第６図に基づいて述べる
。なお、信号検出光学系６以外の光学部品の配置につい
ては上述した第一の従来例と同じなのでここでの説明は
省略する。

信号検出光学系６において、光ディスク５がらの反射光
は集光レンズ７により集光された後、２枚のウェッジプ
リズム１１．１２により２分割され、４分割受光素子１
３に導かれ受光される。

この場合、４分割受光素子１３の受光面ｅ、ｆ。

ｇ、ｈにより受光された受光量をＳｅ、Ｓｆ、Ｓｇ、Ｓ
ｈとすると、フォーカスエラー信号Ｆｏの値は、 Ｆｏ＝　（Ｓｅ十Ｓｇ）　　　（Ｓｆ＋Ｓｈ）により求
める二とができる。

発明が解決しようとする課題 第一の従来例の場合、第一２分割受光素子９と第二２分
割受光素子１０とは、それぞれ集光点Ｐ。

Ｑに位置して配設されている。第７図は、それら２つの
受光素子を用いて、集光点Ｐ、Ｑの位置を検出感度最大
（ずれ量へＸ＝Ｏｍｍ）とした場合におけるフォーカス
エラー信号Ｆｏの検出感度の様子を示すものである。こ
れにより、スポットが光軸方向にずれると、集光点Ｐ、
Ｑの位置が受光面上から離れるため、フォーカスエラー
信号Ｆｏの検出感度が低下することになる。このように
スポットが光軸方向にずれる原因としては、以下に述べ
るようなことが考えられる。

まず、その第一の原因としては、半導体レーザ１とカッ
プリングレンズ２との間の距離がばらつくことによる。

例えば、０　、１　ｍｍの誤差がある時、受光素子上で
の光軸方向のずれ量ΔＸは、カップリングレンズ２の焦
点距離ｆ＝１５ｍｍ、集光レンズ７の焦点距離ｆ＝８０
ｍｍとすると、Δｘ＝ｏ、１ｘ　（８ｏ、／１５）’ ＝２．８４ｍｍ となる。これにより、第７図における焦点検出感度は、
ピーク時のほぼ５０％に低下してしまうことになる。

また、その第二の原因としては、集光レンズ７の焦点距
離ｆがばらつく場合が考えられる。例えば、今、ｆ＝８
０ｍｍとすると、光学系全体の寸法が非常に長くなって
しまうため、通常、このような時には凸レンズと凹レン
ズとを組合せて小型化を図っている。このため、凸レン
ズと凹レンズとの間隔がばらつくと、それら凸レンズと
凹レンズとによって合成されたｆの値がばらつくことに
なる。通常、このばらつき、すなわち、光軸方向へのず
れ量ΔＸの値は１ｍｍ程度であり、第７図における焦点
検出感度はピーク時に比べ低下することになる。

また、第二の従来例の場合にも同様に、スポットの光軸
方向へのずれによって、集光点Ｐ、Ｑの位置が受光面上
から離れるため、第７図に示すように焦点検出感度が低
下することになる。

上述したように、フォーカスエラー信号はダブルナイフ
ェツジ法やフーコー法という方法により検出を行うこと
ができ一般的に検出感度は高いが、受光素子とこの面上
におけるスポットとの相対的な位置精度が厳しくなり、
これにより、部品の組付調整の誤差によってフォーカス
エラー信号の検出感度が大幅にばらつくという問題があ
る。

課題を解決するための手段 そこで、このような問題点を解決するために、請求項１
記載の発明では、レーザ光源から出射された光をカップ
リングレンズにより平行光とし、この平行光を光路分離
部材を介して対物レンズにより集光させ光情報記録媒体
上に微小なスポットを形成することにより情報の記録等
を行うと共に、前記光情報記録媒体からの反射光を再び
前記光路分離部材を介して信号検出光学系内に導くこと
により信号の再生やフォーカスエラー信号等の検出を行
う光ピックアップ装置において、前記光情報記録媒体か
らの反射光が前記光路分離部材を介して前記信号検出光
学系に導かれた光路上に集光レンズを設け、この集光レ
ンズにより得られた集束光をその光束のほぼ中心で２分
割するナイフェツジプリズムを配設し、このナイフェツ
ジプリズムにより分割された一方の集束光の集光点の手
前の位置とその分割された他方の集束光の集光点の後方
の位置とにそれぞれ２分割受光素子を配設した。

また、請求項２記載の発明では、レーザ光源から出射さ
れた光をカップリングレンズにより平行光とし、この平
行光を光路分離部材を介して対物レンズにより集光させ
光情報記録媒体上に微小なスポットを形成することによ
り情報の記録等を行うと共に、前記光情報記録媒体から
の反射光を再び前記光路分離部材を介して信号検出光学
系内に導くことにより信号の再生やフォーカスエラー信
号等の検出を行う光ピックアップ装置において、前記光
情報記録媒体からの反射光が前記光路分離部材を介して
前記信号検出光学系に導かれた光路上に集光レンズを設
け、この集光レンズにより得られた集束光のほぼ半分の
光束を透過するウェッジプリズムを配設し、このウェッ
ジプリズムを透過した光束の集光点と透過しなかった残
りの半分の光束の集光点との間に位置させて４分割受光
素子を配設した。

さらに、請求項３記載の発明では、レーザ光源から出射
された光をカップリングレンズにより平行光とし、この
平行光を光路分離部材を介して対物レンズにより集光さ
せ光情報記録媒体上に微小なスポットを形成することに
より情報の記録等を行うと共に、前記光情報記録媒体か
らの反射光を再び前記光路分離部材を介して信号検出光
学系内に導くことにより信号の再生やフォーカスエラー
信号等の検出を行う光ピックアップ装置において、前記
光情報記録媒体からの反射光が前記光路分離部材を介し
て前記信号検出光学系に導かれた光路上に集光レンズを
設け、この集光レンズにより得られた集束光のほぼ半分
の光束を透過する第一ウェッジプリズムを配設し、この
第一ウェッジプリズムとは厚さ若しくは屈折率が異なり
その第一ウェッジプリズムを透過しない残りの半分の光
束を透過する第二ウェッジプリズムを配設し、前記第一
ウェッジプリズムを透過した光束の集光点と前記第二ウ
ェッジプリズムを透過した光束の集光点との間に位置さ
せて４分割受光素子を配設した。

作用 請求項１記載の発明により、２個の２分割受光素子のう
ちの１個をナイフェツジプリズムにより分割された一方
の光束の集光点の手前の位置に配設すると共に他のもう
１個をその分割された他方の光束の後方の位置に配設す
ることによって、光ピックアップの組付誤差による受光
素子面上のスポットの光軸方向のずれに対するフォーカ
スエラー信号の検出感度のばらつきを大幅に低減させる
ことができる。

請求項２記載の発明により、ウェッジプリズムを透過し
たほぼ半分の光束と透過しない残りの半分の光束とによ
って作られる２つの集光点の中間に位置させて４分割受
光素子を配設することによって、光ピックアップの組付
誤差による受光素子面上のスポットの光軸方向のずれに
対するフォーカスエラー信号の検出感度のばらつきを大
幅に低減させることができる。

請求項３記載の発明により、厚さ若しくは屈折率が異な
る２個のウェッジプリズムをそれぞれ別個に透過した光
束により作られる２つの集光点の中間に位置させて４分
割受光素子を配設することによって、光ピックアップの
組付誤差による受光素子面上のスポットの光軸方向のず
れに対するフォーカスエラー信号の検出感度のばらつき
を大幅に低減させることができる。

実施例 本発明の第一の実施例を第１図に基づいて説明する。な
お、本実施例は、前述した第一の従来例（第５図参照）
を変形したものであり、その同一部分についての説明は
省略し、また、その同一部分については同一符号を用い
る。

光情報記録媒体としての光ディスク５がらの反射光が、
光路分離部材としてのビームスプリッタ３を介して信号
検出光学系６に導かれた光路上には集光レンズ７が設け
られており、この集光レンズ７を透過して得られた集束
光の光路上にはその集束光の光束をほぼ中心で２分割す
るナイフェツジプリズム１４が配設されている。また、
このすイフエッジプリズム１４により２分割された集束
光のうち、そのまま直進した集束光の集光点Ｐの後方に
位置して２分割受光素子としての第一２分割受光素子１
５が配設されており、他方の反射された集束光の集光点
Ｑの前方に位置して２分割受光素子としての第二２分割
受光素子１６が配設されている。

このような構成において、今、第一２分割受光素子１５
が集光点Ｐの後方３ｍｍの位置に、第二２分割受光素子
１６が集光点Ｑの前方３ｍｍの位置にそれぞれ配置され
ているものとする。このような配設状態で、各々の受光
素子面上におけるスポットが、半導体レーザ１とカップ
リングレンズ２との間の距離の誤差等による組付調整誤
差で光軸方向にずれた場合、第２図に示すようなフォー
カスエラー信号の焦点検出感度の波形が得られる。この
第２図における２つの破線の波形Ａ、Ｂは、第７図に示
す信号波形をピークの位置（Ｏｍｍ）から左右にそれぞ
れ３ｍｍずつ移動させたものであり、これら２つの破線
の波形Ａ、Ｂを合成すると実線で示す波形Ｃとなる。こ
の実線の波形Ｃが本実施例におけるフォーカスエラー信
号の焦点検出感度を表すものである。

そこで、今、この第２図の実線の波形Ｃについて考えて
みる。第一２分割受光素子１５の受光面ａ、ｂにより検
出される受光量をＳａ、Ｓｂとすると、これにより得ら
れるフォーカスエラー信号Ｆｏｌは、Ｆｏｌ＝Ｓａ−５
ｂとなる。また、第二２分割受光素子１６の受光面ｃ、
ｄにより検出される受光量をＳｃ、Ｓｄとすると、これ
により得られるフォーカスエラー信号Ｆｏ２は、Ｆｏ２
＝Ｓｃ−５ｄとなる。これらＦｏｌとＦＯ２は、第２図
における破線の波形Ａ、Ｂにそれぞれ対応する。また、
ＦｏｌとＦＯ２とを合成することによって得られるＦｏ
は、 Ｆｏ＝　（Ｓａ＋Ｓｃ）　　　（Ｓｂ十Ｓｄ）となる。

このＦＯは、第２図における実線の波形Ｃに対応する。

このようなことから、第一２分割受光素子１５及び第二
２分割受光素子１６に対してスポットが±３ｍ＋ｎだけ
光軸方向にずれるようなことがあっても、第２図に示す
ように焦点検出感度の波形を常に一定な値に保つことが
できることになる。従って、本実施例のようにダブルナ
イフェツジ法によりフォーカスエラー信号ＦＯを検出す
るような場合、２個の受光素子を集光点Ｐ、Ｑの前後の
位置に置くことによって、それら受光素子面上のスポッ
トの光軸方向のずれに対するフォーカスエラー信号Ｆｏ
の検出感度のばらつきを大幅に低減させることができる
。

次に、本発明の第二の実施例を第３図に基づいて説明す
る。なお、第一の実施例と同一部分については同一符号
を用いる。

光ディスク５からの反射光が集光レンズ７を透過して得
られた集束光の光路上には、その集束光のほぼ半分の光
束を透過するウェッジプリズム１７が配設されている。

このウェッジプリズム１７を透過した光束の集光点Ｐと
透過しなかった残りの半分の光束の集光点Ｑとの間に位
置して４分割受光素子１８が配設されている。この４分
割受光素子１８は、受光面ｅ！＋　　ｆ＋　　ｇ＋　　
ｈを有している。

このような構成において、集光レンズ７からの集束光の
うち、そのほぼ半分の光束がウェッジプリズム１７を透
過し４分割受光素子１８に受光され、また、それ以外の
光束はウェッジプリズム１７を透過せず直接４分割受光
素子１８に受光される。この場合、ウェッジプリズム１
７を介さず直接入射して受光される光束は４分割受光素
子１８の手前に集光点Ｐがあり、−度集光された後に受
光される。また、ウェッジプリズム１７を透過した光束
は集光する前に４分割受光素子１８に入射して受光され
、その後方に集光点Ｑがある。

そして、直接４分割受光素子１８に入射した光束による
スポットは上側に位置し、この時のフォーカスエラー信
号Ｆｏｌは、Ｆｏｌ＝Ｓｅ−５ｆとなる。また、ウェッ
ジプリズム１７を透過して４分割受光素子１８に入射し
た光束によるスポットは下側に位置し、この時のフォー
カスエラー信号Ｆｏ２は、Ｆｏ２＝Ｓｈ−５ｇとなる。

これにより、ＦｏｌとＦＯ２の焦点検出感度は第２図に
おける破線の波形Ａ、Ｂに対応する。また、すべての受
光面ｅ、ｆ、ｇ、ｈにより得られるフォーカスエラー信
号ＦＯは、 Ｆｏ＝　（Ｓｅ十Ｓｈ）　　　（Ｓｆ十Ｓｇ）となる。

これにより、ＦＯはＦｏｌとＦＯ２とを合成した第２図
における実線の波形Ｃに対応する。

従って、本実施例の場合にも、４分割受光素子１８を集
光点Ｐ、Ｑの間に位置させることによって、受光素子面
上のスポットの光軸方向のずれに対するフォーカスエラ
ー信号の検出感度のばらつきを大幅に低減させることが
できる。

次に、本発明の第三の実施例を第４図に基づいて説明す
る。なお、第一の実施例と同一部分については同一符号
を用いる。

光ディスク５からの反射光が集光レンズ７を透過して得
られた集束光の光路上には、その集束光のほぼ半分の光
束を透過する第一ウェッジプリズム１９と、この第一ウ
ェッジプリズム１９よりも肉厚が薄くこれを透過しない
残りの半分の光束を透過する第二ウェッジプリズム２０
とが一体化して設けられている。また、第一ウェッジプ
リズム１９を透過した光束の集光点Ｐと第二ウェッジプ
リズム２０を透過した光束の集光点Ｑとの間に位置して
４分割受光素子２１が配設されている。この４分割受光
素子２１は、受光面１＋　　Ｊ＋　ｋ＋　　Ｑを有して
いる。

このような構成において、集光レンズ７からの集束光の
うち、そのほぼ半分の光束が第一ウェッジプリズム１９
を透過し、それ以外の残りの半分の光束は第二ウェッジ
プリズム２０を透過する。

この場合、第二ウェッジプリズム２０を透過した光束は
４分割受光素子２１の手前に集光点Ｐがあり、また、第
一ウェッジプリズム１９を透過した光束は集光する前に
４分割受光素子２１に受光され、その後方に集光点Ｑが
ある。

そして、第二ウェッジプリズム２０を透過した光束によ
るスポットは受光面上の上側に位置し、この時のフォー
カスエラー信号Ｆｏｌは、Ｆｏｌ＝Ｓｉ−３ｊとなる。

また、第一ウェッジプリズム１９を透過した光束による
スポットは受光面上の下側に位置し、この時のフォーカ
スエラー信号Ｆｏ２は、Ｆｏ２＝Ｓｉｌ−５ｋとなる。

これにより、ＦｏｌとＦＯ２の焦点検出感度は第２図に
おける破線の波形Ａ、Ｂに対応する。また、すべての受
光面ＬＪ＋に＋　　Ωにより得られるフォーカスエラー
信号Ｆｏは、 Ｆｏ＝　（Ｓｉ＋ＳＱ）　　　（Ｓｊ＋Ｓｋ）となる。

これにより、ＦＯはＦｏｌとＦＯ２とを合成した第２図
における実線の波形Ｃに対応する。

従って、本実施例の場合にも、４分割受光素子２１を集
光点Ｐ、Ｑの間に位置させることによって、受光素子面
上のスポットの光軸方向のずれに対するフォーカスエラ
ー信号の検出感度のばらつきを大幅に低減させることが
できる。

発明の効果 請求項１記載の発明は、２個の２分割受光素子のうちの
１個をナイフェツジプリズムにより分割された一方の光
束の集光点の手前の位置に配設すると共に他のもう１個
をその分割された他方の光束の後方の位置に配設したの
で、光ピックアップの組付誤差による受光素子面上のス
ポットの光軸方向のずれに対するフォーカスエラー信号
の検出感度のばらつきを大幅に低減させることができる
ものである。

請求項２記載の発明は、ウェッジプリズムを透過したほ
ぼ半分の光束と透過しない残りの半分の光束とによって
作られる２つの集光点の中間に位置させて４分割受光素
子を配設したので、光ピックアップの組付誤差による受
光素子面上のスポットの光軸方向のずれに対するフォー
カスエラー信号の検出感度のばらつきを大幅に低減させ
ることができるものである。

請求項３記載の発明は、厚さ若しくは屈折率が異なる２
個のウェッジプリズムをそれぞれ別個に透過した光束に
より作られる２つの集光点の中間に位置させて４分割受
光素子を配設したので、光ピックアップの組付誤差によ
る受光素子面上のスポットの光軸方向のずれに対するフ
ォーカスエラー信号の検出感度のばらつきを大幅に低減
させることができるものである。

第１図は本発明の第一の実施例を示す構成図、第２図は
そのトラックエラー信号の信号検出感度の様子を示す波
形図、第３図は本発明の第二の実施例を示す構成図、第
４図は本発明の第三の実施例を示す構成図、第５図は第
一の従来例を示す構成図、第６図は第二の従来例を示す
構成図、第７図は従来におけるトラックエラー信号の信
号検出感度の様子を示す波形図である。

１・・・レーザ光源、２・・・カップリングレンズ、３
・・・光路分離部材、４・・・対物レンズ、５・・・光
情報記録媒体、６・・・信号検出光学系、７・・・集光
レンズ、１４・・・ナイフェツジプリズム、１５．１６
・・・２分割受光素子、１７・・ウェッジプリズム、１
８・・・４分割受光素子、１９・・・第一ウェッジプリ
ズム、２０・・・第二ウェッジプリズム、２１・・４分
割受光素子、Ｐ、Ｑ・・・集光点

【図面の簡単な説明】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レーザ光源から出射された光をカップリングレンズ
   により平行光とし、この平行光を光路分離部材を介して
   対物レンズにより集光させ光情報記録媒体上に微小なス
   ポットを形成することにより情報の記録等を行うと共に
   、前記光情報記録媒体からの反射光を再び前記光路分離
   部材を介して信号検出光学系内に導くことにより信号の
   再生やフォーカスエラー信号等の検出を行う光ピックア
   ップ装置において、前記光情報記録媒体からの反射光が
   前記光路分離部材を介して前記信号検出光学系に導かれ
   た光路上に集光レンズを設け、この集光レンズにより得
   られた集束光をその光束のほぼ中心で２分割するナイフ
   エッジプリズムを配設し、このナイフエッジプリズムに
   より分割された一方の集束光の集光点の手前の位置とそ
   の分割された他方の集束光の集光点の後方の位置とにそ
   れぞれ２分割受光素子を配設したことを特徴とする光ピ
   ックアップ装置。 ２、レーザ光源から出射された光をカップリングレンズ
   により平行光とし、この平行光を光路分離部材を介して
   対物レンズにより集光させ光情報記録媒体上に微小なス
   ポットを形成することにより情報の記録等を行うと共に
   、前記光情報記録媒体からの反射光を再び前記光路分離
   部材を介して信号検出光学系内に導くことにより信号の
   再生やフォーカスエラー信号等の検出を行う光ピックア
   ップ装置において、前記光情報記録媒体からの反射光が
   前記光路分離部材を介して前記信号検出光学系に導かれ
   た光路上に集光レンズを設け、この集光レンズにより得
   られた集束光のほぼ半分の光束を透過するウェッジプリ
   ズムを配設し、このウェッジプリズムを透過した光束の
   集光点と透過しなかった残りの半分の光束の集光点との
   間に位置させて４分割受光素子を配設したことを特徴と
   する光ピックアップ装置。 ３、レーザ光源から出射された光をカップリングレンズ
   により平行光とし、この平行光を光路分離部材を介して
   対物レンズにより集光させ光情報記録媒体上に微小なス
   ポットを形成することにより情報の記録等を行うと共に
   、前記光情報記録媒体からの反射光を再び前記光路分離
   部材を介して信号検出光学系内に導くことにより信号の
   再生やフォーカスエラー信号等の検出を行う光ピックア
   ップ装置において、前記光情報記録媒体からの反射光が
   前記光路分離部材を介して前記信号検出光学系に導かれ
   た光路上に集光レンズを設け、この集光レンズにより得
   られた集束光のほぼ半分の光束を透過する第一ウェッジ
   プリズムを配設し、この第一ウェッジプリズムとは厚さ
   若しくは屈折率が異なりその第一ウェッジプリズムを透
   過しない残りの半分の光束を透過する第二ウェッジプリ
   ズムを配設し、前記第一ウェッジプリズムを透過した光
   束の集光点と前記第二ウェッジプリズムを透過した光束
   の集光点との間に位置させて４分割受光素子を配設した
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。