JPH0573952A - 光ピツクアツプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 経時変化や温湿度変化等により光学部品の位
置ずれが発生しても常に良好な記録再生特性を確保す
る。 【構成】 半導体レーザ１から出た光をコリメートレン
ズ２で平行光束とし、第１のビームスプリッタ３で反射
して楔形プリズム１０を通過させ、第２のビームスプリ
ッタ１１で反射して対物レンズ５により光情報記録媒体
６上に微小なスポットを形成させる。第２のビームスプ
リッタ１１を透過した一部の光を集光レンズ１２により
２分割受光素子１３上に集光させ、その各受光面１３
ａ，１３ｂの出力信号の差を検出して、その差信号出力
Ｓｄがゼロになるように楔形プリズム１０を回動させ、
半導体レーザ１の図で左右方向の変位による対物レンズ
５への入射角の変動を補正してスポットの収差発生を抑
える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、光学的に情報の記録
再生を行う光ピックアップ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の光ピックアップ装置とし
ては、図７に示すような構成のものが一般に用いられて
いる。これを簡単に説明すると、半導体レーザ１から出
た光はコリメートレンズ２で平行光束とされ、ビームス
プリッタ３，偏光プリズム４でそれぞれ反射して対物レ
ンズ５に入射し、光ディスク等の光情報記録媒体６上に
ほぼ１μｍの微小なスポットを形成してデータの記録再
生を行う。

【０００３】そして、光情報記録媒体６からの反射光
は、再び対物レンズ５を通って平行光束とされ、偏光プ
リズム４で反射してビームスプリッタ３を透過し、検出
レンズ７で集光されて図示しない情報信号検出系及び制
御信号検出系に至り、映像・音声等の情報信号の検出と
共に、トラック検出は一般的なプッシュプル法、フォー
カス検出は一般的なナイフエッジ法等によりそれぞれな
され、トラック信号及びフォーカス信号も検出する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の光ピックアップ装置にあっては次のような問
題点がある。

【０００５】すなわち、光ピックアップ装置内の各光学
部品は、経時変化や環境の温湿度変化あるいは機械的な
衝撃などにより取り付け位置が微妙に変位する。例えば
図８に示すように半導体レーザ１が矢示ｘ方向に変位し
た場合には、コリメートレンズ２からの出射光は対物レ
ンズ５の光軸から角度θだけ傾斜する。

【０００６】これにより、光情報記録媒体６上に形成さ
れるスポットに収差が発生してスポットを絞れなくなり
記録再生特性が低下する。図９は対物レンズ５への入射
角θ（度）と波面収差Ｗ（ＲＭＳ）との関係を示すもの
であり、入射角θが大きくなると波面収差Ｗが急激に上
昇することが分る。

【０００７】この発明は上記の点に鑑みてなされたもの
であり、光学部品の位置ずれが発生しても常に良好な記
録再生特性を得ることができる光ピックアップ装置を提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するため、半導体レーザからの光を対物レンズによ
り集光させ、光情報記録媒体上に微小なスポットを形成
して情報の記録再生を行う光ピックアップ装置であっ
て、上記半導体レーザから対物レンズに至る光束の一部
を分離して集光レンズにより集光させ、その集光レンズ
の焦平面に分割受光素子を配設すると共に、上記光束中
に楔形プリズムを挿入し、上記分割受光素子の差信号出
力に基づいて上記楔形プリズムを搖動回転制御するよう
にした光ピックアップ装置を提供するものである。

【０００９】上記の光ピックアップ装置において、分割
受光素子を２分割受光素子としてもよく、また、集光レ
ンズの焦平面に田の字状の４分割受光素子を配設すると
共に、それに対応して上記光束中に、互いにその頂角方
向がほぼ９０度異なる２個の楔形プリズムを挿入し、上
記４分割受光素子の上下左右の出力に基づいて上記楔形
プリズムをそれぞれ独立して搖動回転制御することも可
能である。

【００１０】

【作用】この発明による光ピックアップ装置は上記のよ
うに構成することにより、光学部品の変位によって対物
レンズへの入射角が変動したことを分割受光素子により
検出し、その検出信号に基づいて楔形プリズム搖動回転
制御することにより、スポットの収差発生を抑えて常に
良好な記録再生特性を得ることができる。

【００１１】また、分割受光素子を２分割受光素子とす
ると、光学部品の一方向の変位によって生ずるスポット
の収差発生を、きわめて簡単な構成により防止すること
ができる。

【００１２】さらに、その分割受光素子の受光面を４分
割し、それに対応して頂角方向がほぼ９０度異なる２個
の楔形プリズムを設けるようにすると、光学部品がどの
方向に変位しても４分割受光素子がそれを検出すること
ができ、その検出信号に基づいて２個の楔形プリズムを
それぞれ独立して搖動回転制御することにより、スポッ
トの収差発生が抑えられ、常に最高の記録再生特性を確
保することができる。

【００１３】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて具
体的に説明する。図１はこの発明の一実施例を示す光ピ
ックアップ装置の光学系の光路図である。

【００１４】半導体レーザ１から出た光はコリメートレ
ンズ２で平行光束とされ、第１のビームスプリッタ３で
反射して光路を９０度折り曲げられ、楔形プリズム１０
を透過し第２のビームスプリッタ１１により反射して光
路を９０度折り曲げられた光束は最初の光路に平行な光
路となって対物レンズ５に入射し、光情報記録媒体６上
にほぼ１μｍの微小なスポットを形成する。

【００１５】第２のビームスプリッタ１１によって対物
レンズ５に至る光束から分離されて直進した光束は、そ
のビームスプリッタ１１の射出面に被着された集光レン
ズ１２により集光束とされ、この集光レンズの焦平面に
配設された受光面が２分割された２分割受光素子１３に
入射する。また、光情報記録媒体６からの反射光は対物
レンズ５を通り、第２のビームスプリッタ１１で反射し
て楔形プリズム１０及び第１のビームスプリッタ３を透
過して図示しない情報信号検出系及び制御信号検出系に
至る。

【００１６】上記の光ピックアップ装置の組付け調整に
際しては、第２のビームスプリッタ１１の反射光束の光
軸が対物レンズ５の光軸と一致し、且つその透過光束に
より２分割受光素子１３上に形成されるスポットがこの
２分割受光素子１３の分割線上に来るように、すなわち
２分割受光素子１３の各受光面１３ａと１３ｂの出力信
号の大きさが等しくなり、差検出回路１４からの差信号
出力Ｓｄがゼロとなるように調整される。

【００１７】この状態から、例えば半導体レーザ１が図
２に示すように矢示ｘ方向に変位すると、第１のビーム
スプリッタ３への入射角が傾くため、第２のビームスプ
リッタ１１への入射角も傾き、その反射光及び透過光が
図１に示す状態からそれぞれ傾くので、対物レンズ５へ
入射する光束の光軸が傾くと共に２分割受光素子１３上
のスポットの位置も矢示ｙ方向に変位する。したがっ
て、２分割受光素子１３の受光面１３ａの出力信号の方
が受光面１３ｂの出力信号より大きくなり、差検出回路
１４からの差信号出力Ｓｄがゼロではなくなるので、そ
の差信号出力Ｓｄの正負及び大きさから対物レンズ５へ
の入射角の傾き方向及びその角度を検出することができ
る。

【００１８】ここで、楔形プリズム１０による平行光束
の傾き補正方法を図３及び図４を用いて説明する。図４
において、楔形プリズム１０の頂角をσ，第１面１０ａ
への入射角をα，屈折角をβ，第２面１０ｂへの入射角
をγ，屈折角をδ，屈折率をｎとすると、数１の各関係
式が成立する。

【００１９】

【数１】ｓｉｎα＝ｎ・ｓｉｎβ ｎ・ｓｉｎγ＝ｓｉｎδ σ＝β＋γ

【００２０】また、入射光線に対する出射光線の振れ角
をεとすれば、数２の関係式が成立し、

【００２１】

【数２】ε＝（α＋δ）−（β＋γ）

【００２２】この数２と数１のσ＝β＋γから数３の関
係式が得られる。

【００２３】

【数３】ε＝（α＋δ）−σ

【００２４】この数３より、楔形プリズム１０の第１面
１０ａへの入射光線に対する第２面１０ｂからの出射光
線の振れ角εは、楔形プリズム１０の頂角σと第１面１
０ａへの入射角αにより決定されることが分る。したが
って、楔形プリズム１０を図３の矢示Ｒ方向に搖動回転
させて第１面１０ａへの入射角αを変化させることによ
り、第２面１０ｂからの出射角δを所定の範囲内で任意
に変えることができる。

【００２５】すなわち、光学部品の変位により生ずる対
物レンズ５への入射角の傾きを２分割受光素子１３，各
受光面１３ａ，１３ｂの出力信号の差を差検出回路１４
によって検出し、その差信号出力Ｓｄがゼロになるよう
に楔形プリズム１０を搖動回転制御することにより、対
物レンズ５への入射角を常に対物レンズ５の光軸に平行
な状態にすることができ、光情報記録媒体６上のスポッ
トに発生する収差を抑えて良好な記録再生特性を得るこ
とが可能になる。

【００２６】以上の実施例においては経時変化や温湿度
変化に伴う光学部品の変位が矢示ｘ方向にのみ変位する
場合について説明したが、光学部品の変位は一方向のみ
に限らない場合が多い。

【００２７】図５は上記の点を考慮したこの発明の他の
実施例を示すものである。この実施例においては、対物
レンズ５への入射光軸の傾きを検出する受光素子を、そ
の受光面を田の字状に上下左右に分割して受光面Ｅ，
Ｆ，Ｇ，Ｈを形成した４分割受光素子２３とすると共
に、それに対応して第１のビームスプリッタ３から第２
のビームスプリッタ１１に至る光路上に互いに頂角の方
向が例えば下方及び左方というように９０度異なる第
１，第２の楔形プリズム２０ａ，２０ｂを配設したもの
である。なお、その他の構成は図１に示した前実施例と
同様である。

【００２８】この実施例によれば、４分割受光素子２３
の受光面上で変位するスポットによって生ずる上下（ｙ
方向）と左右（ｘ方向）の差信号出力により、２方向の
光束光軸の傾きを検出し、第１の楔形プリズム２０ａを
ｘ軸回りの矢示Ａ方向に搖動回転させてスポットのｙ方
向の変位を補正すると共に、第２の楔形プリズム２０ｂ
をｙ軸回りの矢示Ｂ方向に搖動回転させてスポットのｘ
方向の変位を補正することにより、全方位の光束光軸の
傾きを補正することができる。

【００２９】図６は第１，第２の楔形プリズム２０ａ，
２０ｂの搖動回転制御系の構成を示すブロック図であ
り、４分割受光素子２３の受光面Ｅ，Ｈの出力信号ｅ，
ｈの和（ｅ＋ｈ）を和検出回路２４で検出し、受光面
Ｆ，Ｇの出力信号ｆ，ｇの和（ｆ＋ｇ）を和検出回路２
５で検出し、その２つの和検出回路２４，２５の出力信
号の差を差検出回路２６によって検出して、その差信号
出力Ｓdaを第１の楔形プリズム搖動回転制御部３１に入
力させ、その出力制御信号によって第１の楔形プリズム
２０ａの駆動系３２を駆動制御する。

【００３０】一方、受光面Ｅ，Ｆの出力信号ｅ，ｆの和
（ｅ＋ｆ）を和検出回路２７で検出し、受光面Ｇ，Ｈの
出力信号ｇ，ｈの和を和検出回路２８で検出し、その２
つの和検出回路２７，２８の出力信号の差を差検出回路
２９によって検出して、その差信号出力Ｓdbを第２の楔
形プリズム搖動回転制御部３３に入力させ、その出力制
御信号によって第２の楔形プリズム２０ｂの駆動系３４
を駆動制御する。各駆動系３２，３４には、パルスモー
タ等を使用することができる。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたように、この発明による光ピ
ックアップ装置は、半導体レーザから対物レンズに至る
光束の一部を分離して分割受光素子上に集光させ、その
受光面の上半部と下半部及び／又は左半部と右半部から
の各出力信号の差に基づいて上記光束中に挿入した楔形
プリズムを搖動回転制御するようにしたので、経時変化
や温湿度変化等により光学部品が変位し、対物レンズへ
の入射角が変動した場合には、分割受光素子上のスポッ
ト位置のずれにより上記差が発生し、その差をなくすよ
うに楔形プリズムを搖動回転制御することにより、光情
報記録媒体上に形成されるスポットの収差発生を抑え
て、常に良好な記録再生特性を得ることができる。

【００３２】また、上記の装置において分割受光素子を
２分割受光素子とすれば、光学部品がもっとも変位しや
すい方向が予知できる場合等に利用することにより、き
わめて簡単な構成でスポットの収差発生を抑えることが
できる。

【００３３】さらに、その分割受光素子の受光面を田の
字状に４分割すると共に、それに対応して頂角方向がほ
ぼ９０度異なる２個の楔形プリズムを設けるようにする
と、光学部品が任意の方向に変位して対物レンズへの入
射角がどのような方向に変動してもそれを容易に検出で
き、その検出信号に基づいて２個の楔形プリズムをそれ
ぞれ独立して制御することにより、常にスポットの収差
発生を抑えて最高の記録再生特性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す光ピックアップ装置
の光学系の光路図である。

【図２】同じくその半導体レーザ１が変位して対物レン
ズ５への入射角が変動した状態を示す光路図である。

【図３】同じくその楔形プリズム１０を搖動回転させて
対物レンズ５への入射角を補正した状態を示す光路図で
ある。

【図４】同じくその楔形プリズム１０による光路補正方
法を説明するための光路図である。

【図５】この発明の他の実施例を示す光ピックアップ装
置の光学系の斜視光路図である。

【図６】同じくその第１，第２楔形プリズム２０ａ，２
０ｂの搖動回転制御系のブロック図である。

【図７】従来の光ピックアップ装置の一例を示す構成並
びに光路図である。

【図８】同じくその半導体レーザが変位して対物レンズ
への入射角が変動した状態を示す光路図である。

【図９】同じくその入射角と波面収差との関係を示す線
図である。

【符号の説明】

１ 半導体レーザ ２ コリメート
レンズ ３ 第１のビームスプリッタ ５ 対物レンズ ６ 光情報記録媒体 １０ 楔形プリ
ズム １１ 第２のビームスプリッタ １２ 集光レン
ズ １３ ２分割受光素子 ２０ａ 第１の
楔形プリズム ２０ｂ 第２の楔形プリズム ２３ ４分割受
光素子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体レーザからの光を対物レンズによ
   り集光させ、光情報記録媒体上に微小なスポットを形成
   して情報の記録再生を行う光ピックアップ装置であっ
   て、 前記半導体レーザから対物レンズに至る光束の一部を分
   離して集光レンズにより集光させ、該集光レンズの焦平
   面に分割受光素子を配設すると共に、前記光束中に楔形
   プリズムを挿入し、前記分割受光素子の差信号出力に基
   づいて前記楔形プリズムを搖動回転制御するようにした
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 【請求項２】 分割受光素子が２分割受光素子である請
   求項１記載の光ピックアップ装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の光ピックアップ装置にお
   いて、前記集光レンズの焦平面に田の字状の４分割受光
   素子を配設すると共に、それに対応して前記光束中に、
   互いにその頂角方向がほぼ９０度異なる２個の楔形プリ
   ズムを挿入し、前記４分割受光素子の上下左右の出力に
   基づいて前記楔形プリズムをそれぞれ搖動回転制御する
   ようにしたことを特徴とする光ピックアップ装置。