JPH06236577A

JPH06236577A - 光学式情報読み取り装置

Info

Publication number: JPH06236577A
Application number: JP5020159A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Furumiya; 正章古宮
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1993-02-08
Filing date: 1993-02-08
Publication date: 1994-08-23
Anticipated expiration: 2019-03-15
Also published as: JP3506723B2

Abstract

(57)【要約】【目的】周囲温度変化や経年変化による影響や、迷光
との干渉による影響を受けることなく、所望の信号を安
定して得られる光学式情報読み取り装置を提供する。【構成】半導体レーザ(1) からの光を、トラッキング
機能を有する回動可能なビームスプリッタ(21)に入射さ
せ、このビームスプリッタで分離される一方の光束を対
物レンズ(6) を経て記録媒体(7) に照射し、他方の光束
を光検出器(8) で受光するようにした光学式情報読み取
り装置において、ビームスプリッタ(21)は非平行な第１
の面(21a) および第２の面(21b) を有する平板からな
り、第１の面(21a) で反射される光束を対物レンズ(6)
を経て記録媒体(7) に照射し、第１の面(21a) を透過
し、第２の面(21b) で反射して再び第１の面(21a) を透
過する光束を光検出器(8) で受光する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、光学式記録媒体にレ
ーザ光を照射して情報を読み取る光学式情報読み取り装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の光学式情報読み取り装置として、
例えば図５に示すようなものが提案されている。この装
置においては、半導体レーザ１からの光をコリメータレ
ンズ２で平行光としてビームスプリッタ３に入射させ、
該ビームスプリッタ３を透過する光をトラッキングミラ
ー４で全反射させた後、平行平板のビームスプリッタ５
に入射させて、該ビームスプリッタ５を透過する光を対
物レンズ６を経て光ディスク７に照射し、ビームスプリ
ッタ５で反射される光を２分割光検出器８に入射してい
る。また、光ディスク７で反射される戻り光は、対物レ
ンズ６、ビームスプリッタ５およびトラッキングミラー
４を経てビームスプリッタ３に入射させ、該ビームスプ
リッタ３で反射される戻り光を２分割光検出器９で受光
するようにしている。

【０００３】この装置では、図５に平面図をも示すよう
に、２分割光検出器８の受光領域８ａ，８ｂの出力を差
検出器１０に供給し、これによりトラッキングミラー４
の回動角度に比例した差信号Ｓを得、この差信号Ｓをサ
ーボ信号として利用している。すなわち、光ディスク７
がトラック方向に偏芯すると、トラッキングミラー４
は、同一トラック上に光スポットが追従するように矢印
Ａの方向に回動し、それに応じて２分割光検出器８上の
光スポットが矢印Ｂ方向に移動することになる。ここ
で、２分割光検出器８上の光スポットは、一般にトラッ
キングミラー４が中立位置にあるときに、その中心が受
光領域８ａ，８ｂの分割線上に位置するように設定され
ている。したがって、トラッキングミラー４が回動し
て、２分割光検出器８上の光スポットが移動すると、差
検出器１０から得られる差信号Ｓが０でなくなり、トラ
ッキングミラー４の回動角度に比例した信号が得られる
ことになる。また、この装置では、図５に平面図をも示
すように、２分割光検出器９の受光領域９ａ，９ｂの出
力を差検出器１１に供給し、これによりプッシュプル法
によってトラックエラー信号（ＴＥ）を得るようにして
いる。なお、フォーカスエラー信号の検出については、
この発明に関係ないので、説明を省略する。

【０００４】また、従来の他の光学式情報読み取り装置
として、図６に示すようなものが提案されている。この
装置は、図５に示す構成においてビームスプリッタ５を
省略し、往路におけるトラッキングミラー４の透過光を
２分割光検出器８で受光するようにしたものである。こ
の場合、トラッキングミラー４が矢印Ａ方向に回動する
と、それに応じてトラッキングミラー４の透過光は、平
行光のまま図６に平面図をも示すように、２分割光検出
器８上で矢印Ｂ方向に移動するので、差検出器１０から
はトラッキングミラー４の回動角度に比例した差信号Ｓ
が得られることになる。

【０００５】さらに他の光学式情報読み取り装置とし
て、図７に示すようなものが提案されている。この装置
は、平行平板のビームスプリッタ５での往路における反
射光を一つの受光領域からなる光検出器１２で受光し、
その出力に基づいて半導体レーザ１の出射光量を制御す
るようにしたものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示した装置にあっては、平行平板のビームスプリッタ５
を介してトラッキングミラー４の回動角度を検出するよ
うにしているため、ビームスプリッタ５が周囲温度変化
や経年変化により矢印Ｃのように角度変化を起こすと、
トラッキングミラー４が中立位置にあるにもかかわら
ず、２分割光検出器８上の光スポットの中心が分割線上
からずれて、差信号Ｓにオフセットが生じるという問題
がある。

【０００７】また、ビームスプリッタ５の光ディスク７
側の表面５ａには、一般に反射防止膜が施されるが、こ
の反射防止膜の効果が、製造上のばらつきで不十分な場
合には、表面５ａでの反射光が破線で示すように２分割
光検出器８に入射し、この光がビームスプリッタ５の裏
面５ｂで正規に反射される光と重なって干渉を起こすこ
とになる。しかも、この干渉状態は、周囲温度の変化に
よるビームスプリッタ５の波長オーダの厚みの変化によ
って変化する。このように、干渉状態が変化すると、２
分割光検出器８上での光スポットの光量分布が変化する
ため、トラッキングミラー４が中立位置にあっても差信
号Ｓが０とならず、オフセットが生じることになる。

【０００８】また、図６に示した装置においては、周囲
温度の変化や経年変化による差信号のオフセットは生じ
ないが、トラッキングミラー４の透過光により角度検出
を行っているため、検出感度が低いという問題がある。

【０００９】さらに、図７に示した装置にあっては、図
５において説明したと同様に、ビームスプリッタ５の表
面５ａでの不所望な反射光と、裏面５ｂでの正規の反射
光との干渉が生じるため、光検出器１２に入射する光
と、対物レンズ６に入射する光との光量比が変化し、こ
れがため実際には半導体レーザ１の光量が変化していな
いにもかかわらず、光検出器１２に入射する光量が変化
して、半導体レーザ１の光量制御が行われてしまうとい
う問題がある。

【００１０】なお、特開平３−２５４４４８号公報に
は、ハーフミラー、全反射膜および偏光膜を有するウェ
ッジプリズムを用いて往路と復路とを分離すると共に、
往路の光の偏光成分を分離してそれぞれ光検出器で受光
するようにしたものが提案されている。この公報には、
ウェッジプリズムにトラッキングミラー機能を持たせる
ことについては記載されていないが、トラッキングミラ
ー機能を持たせた場合には、ウェッジプリズム内での多
重反射光は光検出器の方向には出射しないので、干渉の
問題は生じないが、図５と同様に周囲温度変化や経年変
化等によるウェッジプリズムの変位により光検出器に入
射する光スポットの位置がずれるため、サーボ信号にオ
フセットが生じることになる。

【００１１】この発明は、上述した従来の問題点に着目
してなされたもので、周囲温度変化や経年変化による影
響や、迷光との干渉による影響を受けることなく、所望
の信号を安定して得られるよう適切に構成した光学式情
報読み取り装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するため、この発明では、半導体レーザからの光を、
トラッキング機能を有する回動可能なビームスプリッタ
に入射させ、このビームスプリッタで分離される一方の
光束を対物レンズを経て記録媒体に照射し、他方の光束
を光検出器で受光するようにした光学式情報読み取り装
置において、前記ビームスプリッタは非平行な第１の面
および第２の面を有する平板からなり、前記第１の面で
反射される光束を前記対物レンズを経て前記記録媒体に
照射し、前記第１の面を透過し、前記第２の面で反射し
て再び前記第１の面を透過する光束を前記光検出器で受
光する。

【００１３】さらに、この発明では、半導体レーザから
の光をビームスプリッタに入射させ、このビームスプリ
ッタで分離される一方の光束を対物レンズを経て記録媒
体に照射し、他方の光束を光検出器で受光するようにし
た光学式情報読み取り装置において、前記ビームスプリ
ッタは非平行な第１の面および第２の面を有する平板か
らなり、前記第１の面および第２の面を順次透過する光
束を前記対物レンズを経て前記記録媒体に照射し、前記
第１の面で反射される光と、該第１の面を透過して、前
記第２の面および第１の面との間の前記ビームスプリッ
タ内で多重反射して、前記第１の面を透過する光束と
を、前記光検出器で受光する。

【００１４】

【実施例】図１は、この発明の第１実施例を示すもので
ある。この実施例では、半導体レーザ１からの光をコリ
メータレンズ２で平行光としてビームスプリッタ３に入
射させ、該ビームスプリッタ３を透過する光を非平行平
板よりなるトラッキングミラー２１に入射させる。トラ
ッキングミラー２１には、その表面（第１の面）２１ａ
に、例えば高屈折率と低屈折率の誘電体多層膜を施し
て、入射光量のほぼ９０％を反射させるようにする。こ
のトラッキングミラー２１の表面２１ａで反射される光
は、対物レンズ６を経て光ディスク７に集光させ、表面
２１ａを透過して裏面（第２の面）２１ｂで反射され、
さらに表面２１ａを透過する光を、図１に平面図をも示
すように、紙面垂直方向の分割線で分割された２つの受
光領域８ａ，８ｂを有する２分割光検出器８で受光し、
それらの出力を差検出器１０に供給して差信号Ｓを得る
ようにする。

【００１５】また、光ディスク７での反射光（戻り光）
は、対物レンズ６を経てトラッキングミラー２１の表面
２１ａで反射させ、さらにビームスプリッタ３で反射さ
せて、紙面垂直方向の分割線で分割された２つの受光領
域９ａ，９ｂを有する２分割光検出器９で受光し、それ
らの出力を差検出器１１に供給してプッシュプル法によ
りトラックエラー信号（ＴＥ）を得るようにする。

【００１６】ここで、トラッキングミラー２１の角度α
は、往路においては、表面２１ａを透過して裏面２１ｂ
で反射され、さらに表面２１ａで反射されて、トラッキ
ングミラー２１内を多重反射する光が２分割光検出器８
に入射しないようにすると共に、復路においては、戻り
光がトラッキングミラー２１の表面２１ａを透過して裏
面２１ｂで反射され、さらに表面２１ａを透過する光
が、破線で示すように表面２１ａで反射される光とは別
の光路をとり、２分割光検出器９に入射しないような角
度に設定する。

【００１７】かかる構成において、差検出器１０から得
られる差信号Ｓは、光ディスク７上のスポットが記録ト
ラック上にあるとき０となるようになっている。また、
光ディスク７のグルーブ方向は、紙面垂直方向となって
いる。したがって、光ディスク７に偏芯が生じて、トラ
ッキングミラー２１が回動すると、２分割光検出器８上
の光スポットが移動して、差検出器１０から得られる差
信号Ｓが０でなくなり、差検出器１０からは、図５の場
合と同様にトラッキングミラー２１の回動角度に比例し
た信号が得られることになる。

【００１８】この実施例によれば、図５におけるトラッ
キングミラー４とビームスプリッタ５とを、非平行平板
の一つのトラッキングミラー２１で兼ねているので、温
度変化や経年変化により差信号Ｓにオフセットが生じる
ことはない。また、往路において、トラッキングミラー
２１内で多重反射した光が、２分割光検出器８に入射し
ないので、２分割光検出器８上で干渉を起こすことがな
い。したがって、周囲温度の変化によって、トラッキン
グミラー２１の厚さが変化しても、図５におけるような
オフセットは生じない。さらに、往路におけるトラッキ
ングミラー２１の裏面２１ｂでの反射光によって、トラ
ッキングミラー２１の角度検出を行っているので、図６
におけるよりも検出感度を高くできる。

【００１９】なお、図１においては、２分割光検出器８
の２つの受光領域８ａ，８ｂの出力の和を検出し、この
和信号を半導体レーザ１の出射光量の制御に用いること
もできる。

【００２０】図２は、この発明の第２実施例を示すもの
である。この実施例は、図１に示す構成において、トラ
ッキングミラー２１と２分割光検出器８との間に、集光
レンズ２２を付加して、２分割光検出器８への入射光を
集光するようにしたもので、その他の構成および動作は
図１と同様である。このように２分割光検出器８への入
射光を集光レンズ２２で集光すれば、トラッキングミラ
ー２１の回動角度の検出感度を高くできると共に、２分
割光検出器８を小型にできるので、装置の小型化および
コストダウンを図ることができる。

【００２１】図３は、この発明の第３実施例を示すもの
である。この実施例では、半導体レーザ１からの光をコ
リメータレンズ２で平行光として非平行平板よりなるビ
ームスプリッタ２５に入射させ、このビームスプリッタ
２５の表面（第１の面）２５ａで反射される光を、一つ
の受光領域を有する光検出器２６で受光して半導体レー
ザ１の出射光量を制御するようにし、表面２５ａおよび
裏面（第２の面）２５ｂを順次透過する光を、対物レン
ズ６を経て光ディスク７に集光させる。また、光ディス
ク７での反射光（戻り光）は、対物レンズ６を経てビー
ムスプリッタ２５の裏面２５ｂで反射させて、２分割光
検出器９で受光する。

【００２２】ここで、ビームスプリッタ２５の角度α
は、往路において、表面２５ａで正規に反射される光
と、表面２５ａを透過してビームスプリッタ２５内で多
重反射して表面２５ａから出射する光とが干渉して、光
検出器２６上のスポットに干渉縞ができるように、数度
〜数分の角度に設定する。

【００２３】かかる構成において、往路において、ビー
ムスプリッタ２５を経て対物レンズ６側に行く光量と、
光検出器２６側に行く光量との和は常に一定で、光検出
器２６上の干渉縞の明暗が対物レンズ１側に分光するこ
とになる。この分光比は、ビームスプリッタ２５の表面
２５ａまたは裏面２５ｂに施される誘電体または金属薄
膜で決定される。したがって、周囲温度が変化してビー
ムスプリッタ２５の厚みが変化した場合には、一定の周
期で干渉縞の明部と暗部とが入れ替わることになるの
で、光検出器２６上の光量の変動は干渉縞の数に反比例
して小さくなる。したがって、光検出器２６の出力によ
る半導体レーザ１の出射光量制御を精度良く行うことが
でき、所望の出射光量を安定して保つことができる。な
お、この実施例の場合、対物レンズ６側に行く光も干渉
縞を生じることになるが、この光は対物レンズ６により
光ディスク７上に集光されるので、何ら問題とならな
い。

【００２４】図４は、この発明の第４実施例を示すもの
である。この実施例は、固定部３１と可動部３２とを有
する分離光学系を示すものである。固定部３１には、半
導体レーザ１、コリメータレンズ２、ビームスプリッタ
３、非平行平板よりなるビームスプリッタ２５、光検出
器２６および２分割光検出器９を設け、可動部３２には
反射プリズム３３および対物レンズ６を設けて、半導体
レーザ１からの光を、コリメータレンズ２で平行光とし
た後、ビームスプリッタ３を透過させてビームスプリッ
タ２５に入射させ、このビームスプリッタ２５の表面２
５ａで反射される光を、光検出器２６で受光して半導体
レーザ１の出射光量を制御するようにし、ビームスプリ
ッタ２５を透過する光を、反射プリズム３３および対物
レンズ６を経て光ディスク７に集光させるようにする。

【００２５】ここで、ビームスプリッタ２５の角度α
は、第３実施例と同様に、往路において、表面２５ａで
正規に反射される光と、表面２５ａを透過してビームス
プリッタ２５内で多重反射して表面２５ａから出射する
光とが干渉して、光検出器２６上のスポットに干渉縞が
できるように、数度〜数分の角度に設定する。

【００２６】また、光ディスク７からの戻り光は、対物
レンズ６および反射プリズム３３を経てビームスプリッ
タ２５に入射させ、このビームスプリッタ２５を透過す
る戻り光をビームスプリッタ３で反射させて２分割光検
出器９で受光する。なお、固定部３１は、ビームスプリ
ッタ２５を光の入出射窓として兼用して、ほぼ密閉構造
とする。

【００２７】この実施例によれば、可動部３２を軽くで
きるので、高速アクセスが可能になる。また、固定部３
１をほぼ密閉構造としたので、固定部３１内への塵埃の
侵入を有効に防止することができる。したがって、半導
体レーザ１の出射パワーが変化していないにもかかわら
ず、光検出器２６への塵埃の付着による検出出力の低下
により、出射パワーを不所望に変更するのを有効に防止
でき、半導体レーザ１の出射パワーを常に正確に制御す
ることができる。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、半導
体レーザからの光を分離して、一方は記録媒体に、他方
は光検出器に導くビームスプリッタを、非平行な第１の
面および第２の面を有する平板で構成して、その第１の
面で反射される光束を記録媒体に導き、第１の面を透過
し、第２の面で反射して再び第１の面を透過する光束を
光検出器に導くようにしたので、または第１の面および
第２の面を順次透過する光束を記録媒体に導き、第１の
面で反射される光と、該第１の面を透過して、第２の面
および第１の面との間で多重反射して、第１の面を透過
する光束とを、光検出器に導くようにしたので、周囲温
度変化や経年変化による影響や、迷光との干渉による影
響を受けることなく、光検出器から所望の信号を安定し
て得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例を示す図である。

【図２】同じく第２実施例を示す図である。

【図３】同じく第３実施例を示す図である。

【図４】同じく第４実施例を示す図である。

【図５】従来の技術を説明するための図である。

【図６】同じく従来の技術を説明するための図である。

【図７】同じく従来の技術を説明するための図である。

【符号の説明】

１半導体レーザ２コリメータレンズ３ビームスプリッタ２１トラッキングミラー２１ａ表面（第１の面）２１ｂ裏面（第２の面）６対物レンズ７光ディスク８，９２分割光検出器１０，１１差検出器２２集光レンズ２５ビームスプリッタ２５ａ表面（第１の面）２５ｂ裏面（第２の面）２６光検出器３１固定部３２可動部３３反射プリズム

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【手続補正書】

【提出日】平成５年３月２６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】さらに、図７に示した装置にあっては、図
５において説明したと同様に、ビームスプリッタ５の表
面５ｂでの正規の反射光と、裏面５ａでの不所望な反射
光との干渉が生じるため、光検出器１２に入射する光
と、対物レンズ６に入射する光との光量比が変化し、こ
れがため実際には半導体レーザ１の光量が変化していな
いにもかかわらず、光検出器１２に入射する光量が変化
して、半導体レーザ１の光量制御が行われてしまうとい
う問題がある。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体レーザからの光を、トラッキング
機能を有する回動可能なビームスプリッタに入射させ、
このビームスプリッタで分離される一方の光束を対物レ
ンズを経て記録媒体に照射し、他方の光束を光検出器で
受光するようにした光学式情報読み取り装置において、
前記ビームスプリッタは非平行な第１の面および第２の
面を有する平板からなり、前記第１の面で反射される光
束を前記対物レンズを経て前記記録媒体に照射し、前記
第１の面を透過し、前記第２の面で反射して再び前記第
１の面を透過する光束を前記光検出器で受光するよう構
成したことを特徴とする光学式情報読み取り装置。
【請求項２】半導体レーザからの光をビームスプリッ
タに入射させ、このビームスプリッタで分離される一方
の光束を対物レンズを経て記録媒体に照射し、他方の光
束を光検出器で受光するようにした光学式情報読み取り
装置において、前記ビームスプリッタは非平行な第１の
面および第２の面を有する平板からなり、前記第１の面
および第２の面を順次透過する光束を前記対物レンズを
経て前記記録媒体に照射し、前記第１の面で反射される
光と、該第１の面を透過して、前記第２の面および第１
の面との間の前記ビームスプリッタ内で多重反射して、
前記第１の面を透過する光束とを、前記光検出器で受光
するよう構成したことを特徴とする光学式情報読み取り
装置。