JPH0478022A - 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、光ディスク等の光情報記録媒体からの反射光
を用いて再生信号や、フォーカスエラー信号、トラック
エラー信号の検出を行う光ビックアップ装置に関する。

従来の技術 従来における光ビッグアップ装置としては、例えば、第
７図に示すように、固定光学系１と可動光学系２とに分
離された分離型の光ピックアップ装置がある。この場合
、半導体レーザ１により出射された光は、カップリング
レンズ４により平行化され、ビームスプリッタ５を透過
し、ミラー６、ガルバノミラ−７を順次介して固定光学
系１から外部へ出射される。そして、その固定光学系１
から出射された光は、可動光学系２内の偏向プリズム８
に導かれることにより上方に向けられ、対物レンズ９に
より集光されて光情報記録媒体としての光ディスク１０
の面上に照射され、これにより情報の記録等が行われる
。

また、光ディスク１０からの反射光は、可動光学系２を
介して、再び固定光学系ｌ内に導かれ、ガルバノミラ−
７、ミラー６を順次介してビームスプリッタ５により今
度は反射され、信号検出光学系１１内の図示しない光検
出器に検出されることにより、フォーカスエラー信号や
トラックエラー信号の検出を行うことができる。

発明が解決しようとする課題 上述したような装置において、制御信号としてのフォー
カスエラー信号やトラックエラー信号には、一般に、信
号成分以外の雑音成分（オフセット）が含まれている。

このようなオフセットが発生する第一の要因としては、
可動光学系２にある。

すなわち、対物レンズ９がトラックエラー信号に従って
光ディスクｌＯの面と平行に移動した時や、回転する光
デイスク面に傾きがある時に、光ディスク１０からの反
射光束がその光軸に対して直交方向にシフトすることに
よってオフセットが生じる。また、このような分離型の
装置の場合、ガルバノミラ−７の回転、摺動軸Ｉ２と可
動光学系２との間のガタによっても光軸のシフト変動が
生じ、これによりオフセットが発生する。

そのような光デイスク面の傾き変動やガタは公差を厳し
くすることによりある程度は小さくすることが可能であ
るが、トラック制御における光軸シフトは本質的な現象
であるため、これを除去するために、トラックエラー信
号を検出するブシュプル法においては、第８図に示すよ
うに、２分割受光素子１３を対物レンズ９と一体化して
駆動させることにより問題を解決していた。しかし、こ
の場合、ハーフミラ−１４を用いているので、光量の損
失や可動光学系２において重量が増大するという欠点が
ある。

また、前述したような装置において、オフセットが発生
する第二の要因としては、光学素子の経時的な変動があ
る。すなわち、第７図において、ビームスプリッタ５と
信号検出光学系１１との相対的な位置が振動や熱膨張に
より変化すると、信号検出光学系１１への入射光が傾き
をもったり、横にシフトしたりする。また、半導体レー
ザ３とカップリングレンズ４との間隔が変化すると、フ
ォーカスオフセットが発生する。

また、これまで述べてきたような装置以外に、半導体レ
ーザ３の発光点Ｐと光ディスク１０の集光点Ｑとを共焦
点とした再帰光学系なる装置がある。この場合、光ディ
スク１０からの戻り光による半導体レーザ３自身の光出
力変化（自己結合効果）を検知することにより光デイス
ク面のビットの有無を検知し、これにより各種信号の制
御を行っている。しかし、この方式はＳ／Ｎが悪く、こ
のため制御信号検出方式として構成が複雑となるウオブ
リング法を使用せざるを得ないという欠点がある。

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
記載の発明は、記録再生用レーザ光源を設け、この記録
再生用レーザ光源から出射された光を平行化した後その
平行光を集光して光情報記録媒体の面上に照射する照射
光学系を設け、この照射光学系と同一光路を進み前記光
情報記録媒体の面上に照射される光を発する信号検出用
レーザ光源を設け、この信号検出用レーザ光源から出射
され前記光情報記録媒体により反射された光が戻り光と
してその信号検出用レーザ光源の出射端面に再度入射し
た光の光量を検出する光検出器をその出射端面の反対側
に近接させて配設した。

請求項２記載の発明は、記録再生用レーザ光源を設け、
この記録再生用レーザ光源から出射された光を平行化し
た後その平行光を集光して光情報記録媒体の面上に照射
する照射光学系を設け、この照射光学系と同一光路を進
み前記光情報記録媒体の面上に照射される光を発する信
号検出用レーザ光源を設け、この信号検出用レーザ光源
から出射され前記光情報記録媒体により反射された光が
戻り光としてその信号検出用レーザ光源の出射端面に再
度入射した光の光量を検出する光検出器をその出射端面
の反対側に近接させて配設し、前記信号検出用レーザ光
源のレーザ発振波長を時分割で制御するレーザ光時分割
制御手段を設けた。

作用 請求項１記載の発明により、レーザ光源の出射端面とそ
の出射されたレーザ光の集光される光情報記録媒体の面
とを共焦点とする再帰光学系を利用して、その共焦点と
なる信号検出用レーザ光源の出射端面の反対側に近接し
た位置に光検出器を設けたことにより、光情報記録媒体
からの戻り光に光軸ずれが生じたような場合でも、雑音
成分（オフセット）を含むことなくフォーカスエラー信
号やトラックエラー信号を高感度な状態で求めることが
可能となる。

請求項２記載の発明により、信号検出用レーザ光源のレ
ーザ発振波長をレーザ光時分割制御手段により時分割で
制御することによりフォーカスニラ−信号やトラックエ
ラー信号を検出するようにしたので、はぼ１００％の光
利用効率をもつ光ピックアップ装置をコンパクトな構成
で得ることが可能となる。

実施例 まず、請求項１記載の発明の第一の実施例を第１図及び
第２図に基づいて説明する。なお、ここでは、主に、フ
ォーカスエラー信号を検出する場合について述べる。ま
た、従来技術（第７図参照）と同一部分については同一
符号を用いる。

第１図は本装置の全体構成を示すものであり、固定光学
系１と可動光学系２とに分離された分離型の光ピックア
ップ装置により構成されている。

まず、固定光学系１内には、記録再生用レーザ光源１５
と、この記録再生用レーザ光源１５から出射された光を
平行化するカップリングレンズ４と、ビームスプリッタ
５と、ミラー６と、ガルバノミラ−７とが設けられてい
る。また、固定光学系１内には、偏光ビームスプリッタ
１６と、２個のカップリングレンズ１７．１８と、２個
の信号検出用レーザ光源１９．２０と、これら信号検出
用レーザ光源１．９．２０の出射端面の反対側に近接し
て配設された２個の光検出器２１．２２とが設けられて
いる。一方、可動光学系２内には、偏向プリズム８と対
物レンズ９とが設けられており、この可動光学系２は光
情報記録媒体としての光ディスク１０に近接して配置さ
れている。

ただし、ここでは、カップリングレンズ４と、ビームス
プリッタ５と、ミラー６と、ガルバノミラ−７と、偏向
プリズム８と、対物レンズ９とは、照射光学系２３を構
成している。また、偏光ビームスプリッタ１６と、カッ
プリングレンズ１７゜１８と、信号検出用レーザ光源１
９．２０と、光検出器２１．２２とは、信号検出光学系
２４を構成している。

このような構成において、まず、記録再生用し−ザ光源
１５から出射された光は、カップリングレンズ４、ビー
ムスプリッタ５、ミラー６、ガルバノミラ−７を順次介
して固定光学系ｌから出射された後、可動光学系２内の
偏向プリズム８により偏向され、対物レンズ９により集
光されることにより光ディスク１０の面上に照射され、
これにより情報の記録等が行われる。再生時には、光デ
ィスク１０からの反射光は、図示しない従来と同様な光
学系に入射してデータの読取りが行われる。

また、信号検出用レーザ光源１９．２０から出射された
光は、それぞれカップリングレンズ１７゜１８を介して
、偏光ビームスプリッタ１６に入射した後、ビームスプ
リッタ５により反射され、ミラー６、ガルバノミラ−７
を順次介して固定光学系１から出射された後、可動光学
系２内の偏向プリズム８により偏向され、対物レンズ９
により光ディスク１ｏの面の上下方向の近傍の位置に集
光され、集光点Ａ、Ｂをもつ。

この場合、光ディスク１０の面と、信号検出用レーザ光
源１９．２０の出射端面とは、共焦点の位置関係にある
再帰光学系となっている。従って、今、光ディスク１０
の面と対物レンズ９との間隔がずれた（デフォーカスが
生じた）とすると、光ディスクｌＯからの信号検出用レ
ーザ光源１９゜２０の各出射端面への「戻り光」に差を
生じることになる。この戻り光の差は信号検出用レーザ
光源１９．２０自身の増幅作用により拡大されて出射端
面の反対側に位置する光検出器２１．２２によって検出
される。そして、これら２個の光検出器２１．２２によ
り検出された光量の差を求めることによって、高感度な
フォーカスエラー信号の検出を行うことができる。

上述したように、光ディスク１０の面と信号検出用レー
ザ光源１９．２０の出射端面とが共焦点の位置関係にあ
ることを利用して、その共焦点近傍に配設された光検出
器２１．２２により光ディスクＩＯからの戻り光の光量
の差を求めこれによりフォーカスエラー信号の検出を行
うようにしたので、その戻り光に光軸ずれが生じたよう
な場合でも、雑音成分くオフセット）を持つことなく高
感度な信号検出を行うことができる。また、このように
戻り光を用いたことにより、レーザ光の増幅作用をもつ
信号検出用レーザ光源１９．２０の帯域性能やカップリ
ング性能、さらには、偏光依存性の課題点をクリアする
ことができ、これにより組付調整が容易で経時変化に強
い装置を得ることができる。

なお、本実施例の場合、信号検出用レーザ光源１９．２
０の出射端面は微小であるため、光学系によってはフォ
ーカスダイナミックレンジが狭すぎる場合がある。この
ような時には、カップリングレンズ１７．１８に非点収
差を持たせることによって任意にレンジを設定すること
ができる。

また、近年では、複数のり、Ｄ　（半導体レーザ）チッ
プをモノリシックに配列したＬＤアレイが市販されてお
り、これを信号検出用レーザ光源１９゜２０に用いた時
には光ディスク１０の近傍における集光状態は第２図に
示すように一定の方向に向かず、ランダムな配列状態と
なる。そこで、この種のＬＤアレイをレーザ光源として
用いるような場合には、予め個々のＬＤ出射端面に段差
を付けるか、若しくは、波長を変えて対物レンズ９の色
収差により集光位置を異ならせるか、さらには、カップ
リングレンズ１７．１８に回折格子を用いることによっ
て、第１図に示すような上下方向に直線状に並んだ集光
点Ａ、Ｂを持たせ、これにより前述した場合と同様にし
て信号の検出を行うことができる。

次に、請求項１記載の発明の第二の実施例を第３図ない
し第５図に基づいて説明する。なお、ここでは、主に、
トラックエラー信号を検出する場合について述べる。

第３図は、３ビームＬＤアレイ２５を用いた３ビーム法
によりトラックエラー信号を検出する一例を示すもので
ある。この場合、３ビームＬ　Ｄアレイ２５は、記録再
生用レーザ光源と信号検出用レーザ光源とを兼ね備えて
いるものであり、その中央のビームａはデータ読取り用
として用いられ、両端の２つのビームｂ、ｃはトラック
エラー信号等を検出するためのガイド光となっている。

そして、ここでも、光ディスク１０の面と３ビームＬＤ
アレイ２５の出射端面とは、共焦点の位置関係にあり、
その出射端面の反対側の近接した位置には、トラックエ
ラー信号検出用の光検出器２６が配設されている。

これにより、ガイド光である両端のビームｂ。

Ｃの光ディスク１０からの戻り光を用いて、それら２本
の戻り光を再び３ビームＬＤアレイ２５に導き増幅し、
それら戻り光の光量差を後方に位置する光検出器２６に
検出することによってトラックエラー信号の検出を行う
ことができる。従って、この場合にも、第４図に示すよ
うに、戻り光Ｃに破線で示すような光軸ずれが生じたよ
うな場合にも、雑音成分を除去してトラックエラー信号
を高感度な状態で検出することが可能となる。

ここで、トラックエラー信号以外の再生信号、フォーカ
スエラー信号の検出方法についても述べておく。第５図
は、第３図における信号検出光学系２４の構成の一例を
示すものであり、ここでは、中央のビームａを用いてデ
ータの読取りと、その中央のビームａ又は両端のビーム
ｂ、ｃを用いてフォーカスエラー信号の検出とを行うこ
とができる。この第５図は光情報記録媒体に光磁気ディ
スクを用いた場合の例を示すものであり、集光レンズ２
７と、偏光ビームスプリッタ２８と、４個の光検出器２
９，３０，３１．３２とが設けられている。

この場合、光磁気ディスクにより反射された３ビームは
、集光レンズ２７により集光され、偏光ビームスプリッ
タ２８に入射する。第５図中、それら３ビームは、向か
って左側より順にＳ偏光Ｂ］、４５°回転した光Ｂ２、
Ｐ偏光Ｂ３となっている。また、偏光ビームスプリッタ
２８は、Ｐ偏光Ｂ３を反射し、Ｓ偏光Ｂ１を透過する。

これにより、光磁気信号は光検出器２９．３１の光量差
により求めることができ、また、フォーカスエラー信号
は３分割受光素子である光検出器３０．３２によりビー
ムサイズ法を用いて検出することができる。なお、光検
出器３０と光検出器３２との光量の差を求めることによ
り、トラックエラー信号を検出することも可能である。

次に、請求項２記載の発明の一実施例を第６図に基づい
て説明する。なお、前述した請求項１記載の発明の実施
例（第１図、第３図参照）と同一部分についての説明は
省略し、その同一部分については同一符号を用いる。

本実施例は、記録再生用レーザ光源と信号検出用レーザ
光源とを兼ね備えた３ビームＬＤアレイ２５を用いて各
種信号の検出を行うようにしたものであり、ここでは、
フォーカスエラー信号やトラックエラー信号を検出する
ビームの出射光源のレーザ発振波長を時分割で制御する
図示しないレーザ光時分割制御手段を設けたことに特徴
がある。

３ビームＬＤアレイ２５は、３つのビームａ。

ｂ、ｃを８封する出射端面をもち、これらの駆動電流が
すべて等しい時には同一波長で発振するので、前述した
第二の実施例（第３図参照）と同様にして３ビーム法に
よりトラックエラー信号の検出が可能である。また、フ
ォーカスエラー信号は、レーザ光時分割制御手段によっ
て、ビームｂ、　ｃの駆動電流に大小を付けて発振波長
を異ならせ、色収差レンズ（＝対物レンズ）９によりそ
れらの集光点をＤ−Ｅ、Ｆ−Ｇとすることによって、第
３図の場合と同様な原理により検出することができる。

このようにフォーカスエラー信号、トラックエラー信号
は、それら信号を検出する際の駆動電流を時分割により
制御することによって求めることができる。また、再生
信号は中央のビームａの戻り光を用い、Ｓ　ｃ　ｏ　ｏ
　ｐ　（５ｅｌｆ−ＣｏｕｐｌｅｄＯｐｔｉｃａｌ　Ｐ
ｉｃｋｕｐ）方式と同様な原理により検出することが可
能である。

上述したように％　３ビームＬＤアレイ２５を用いてレ
ーザ光時分割制御手段によりビームの出射光源のレーザ
発振波長を時分割で制御してフォカスエラー信号やトラ
ックエラー信号の検出を行うことによって、はぼ１００
％に近い光利用効率を有する光ピックアップ装置を得る
ことが可能となる。

発明の効果 請求項１記載の発明は、記録再生用レーザ光源を設け、
この記録再生用レーザ光源から出射された光を平行化し
た後その平行光を集光して光情報記録媒体の面上に照射
する照射光学系を設け、この照射光学系と同一光路を進
み前記光情報記録媒体の面上に照射される光を発する信
号検出用レーザ光源を設け、この信号検出用レーザ光源
から出射され前記光情報記録媒体により反射された光が
戻り光としてその信号検出用レーザ光源の出射端面に再
度入射した光の光量を検出する光検出器をその出射端面
の反対側に近接させて配設したので、レーザ光源の出射
端面とその出射されたレーザ光の集光される光情報記録
媒体の面とを共焦点とする再帰光学系を利用し、その共
焦点に近接した位置で光検出器により各種制御信号を検
出することによって、光情報記録媒体からの戻り光に光
軸ずれが生じたような場合でも、雑音成分（オフセット
）を含むことなくフォーカスエラー信号やトラックエラ
ー信号を高感度な状態で求めることが可能となるもので
ある。

請求項２記載の発明は、記録再生用レーザ光源を設け、
この記録再生用レーザ光源から出射された光を平行化し
た後その平行光を集光して光情報記録媒体の面上に照射
する照射光学系を設け、この照射光学系と同一光路を進
み前記光情報記録媒体の面上に照射される光を発する信
号検出用レーザ光源を設け、この信号検出用レーザ光源
から出射され前記光情報記録媒体により反射された光が
戻り光としてその信号検出用レーザ光源の出射端面に再
度入射した光の光量を検出する光検出器をその出射端面
の反対側に近接させて配設し、前記信号検出用レーザ光
源のレーザ発振波長を時分割で制御するレーザ光時分割
制御手段を設けたので、信号検出用レーザ光源のレーザ
発振波長をレーザ光時分割制御手段により時分割で制御
してフォーカスエラー信号やトラックエラー信号を検と
することによって、はぼ１００％の光利用効率をもつ光
ピックアップ装置をコンパクト化した構成で得ることが
できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は請求項１記載の発明の第一の実施例を示す構成
図、第２ｒｇＪはその光情報記録媒体に集光される光ス
ポットの集光点の位置ずれの様子を示す説明図、第３図
は請求項１記載の発明の第二の実施例を示す構成図、第
４図はその戻り光の検出原理を示す説明図、第５図は光
磁気ディスクを用いた場合における３ビ一ム方式により
信号検出を行う信号検出光学系の様子を示す説明図、第
６図は請求項２記載の発明の一実施例を示す構成図、第
７図は従来例を示す構成図、第８図はその可動光学系の
変形例を示す構成図である。 １０・・・光情報記録媒体、１５・・・記録再生用レー
ザ光源、１９．２０・・・信号検出用レーザ光源、２１
．２２・・・光検出器、２３・・・照射光学系、２５・
・・記録再生用レーザ光源（信号検出用レーザ光源）、
２６・・・光検出器 図 １７図 」０ ５図 ス 赳 、％、、３図 吐巳 Ｊ　ｄ図 」０ 」３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、記録再生用レーザ光源を設け、この記録再生用レー
   ザ光源から出射された光を平行化した後その平行光を集
   光して光情報記録媒体の面上に照射する照射光学系を設
   け、この照射光学系と同一光路を進み前記光情報記録媒
   体の面上に照射される光を発する信号検出用レーザ光源
   を設け、この信号検出用レーザ光源から出射され前記光
   情報記録媒体により反射された光が戻り光としてその信
   号検出用レーザ光源の出射端面に再度入射した光の光量
   を検出する光検出器をその出射端面の反対側に近接させ
   て配設したことを特徴とする光ピックアップ装置。 ２、記録再生用レーザ光源を設け、この記録再生用レー
   ザ光源から出射された光を平行化した後その平行光を集
   光して光情報記録媒体の面上に照射する照射光学系を設
   け、この照射光学系と同一光路を進み前記光情報記録媒
   体の面上に照射される光を発する信号検出用レーザ光源
   を設け、この信号検出用レーザ光源から出射され前記光
   情報記録媒体により反射された光が戻り光としてその信
   号検出用レーザ光源の出射端面に再度入射した光の光量
   を検出する光検出器をその出射端面の反対側に近接させ
   て配設し、前記信号検出用レーザ光源のレーザ発振波長
   を時分割で制御するレーザ光時分割制御手段を設けたこ
   とを特徴とする光ピックアップ装置。