JPH06325386A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】フォーカシング及びトラッキングの距離を十分
確保し、且つ正常な情報の記録、再生或は消去を可能と
した光ピックアップ装置を提供することを目的とする。 【構成】光源と、該光源からの光線を情報記録媒体上に
集光させるための対物レンズと、該光源から出射した光
線を入射するフォーカッシング用平行平板及びトラッキ
ング用平行平板と、前記情報記録媒体からの反射光を入
射するビームスプリッタとを備え、トラッキング用平行
平板は光線の光軸上であって収束光もしくは発散光中且
つ前記ビームスプリッタと情報記録媒体との間に配置し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光ディスク、光テープ或
は光カード装置等に用いられる光ピックアップ装置の構
成に関する。

【０００２】

【従来技術】情報記録媒体上にレーザー光線等の光ビー
ムを照射することによりデータを書き込み、また、該記
録媒体に光ビームを照射し、その反射光を検出すること
によりデータの読みだしを行う光記録再生装置が急速に
普及している。図１０は特願平３−４６１３０号公報に
よって開示された光記録再生装置の概略構成を示す図で
ある。半導体レーザ１から出射した光線はコリメートレ
ンズ２によって平行光に変換されビームスプリッタ３を
透過して対物レンズ４に入射し、さらにフォーカシング
用平行平板５及びトラッキング用平行平板６を透過する
ことにより情報記録媒体７上に集光する。

【０００３】また、情報記録媒体７で反射した光線は平
行平板６及び５、対物レンズ４を介してビームスプリッ
タ３に入射し、更にビームスプリッタ３の偏光膜にて反
射し、サーボ信号検出用レンズ８を介して受光素子９に
入射する。前記受光素子９により検出された信号はサー
ボ信号生成回路１０に入力し、トラッキングエラー信号
（ＴＥ）及びフォーカスエラー信号（ＦＥ）が生成さ
れ、フォーカスエラー信号によってフォーカッシング駆
動回路１１を駆動し、前記フォーカス用平行平板５の屈
折率を変化させると共に、トラッキングエラー信号によ
ってトラッキング駆動回路１２を駆動し、前記トラッキ
ング用平行平板６の屈折率を変化させるトラッキングを
行う。

【０００４】しかしながら、上述したような従来の光ピ
ックアップ装置では、対物レンズ４と情報記録媒体７と
の間隙ａが１〜２ｍｍ程度しかなく、トラッキング用平
行平板６と情報記録媒体７との間の距離ｂは非常に狭い
ものとなってしまう。その結果、トラッキング用平行平
板６が情報記録媒体７に接触し、情報記録媒体７にキズ
等が付き正常な情報の記録、再生、消去ができない状況
に陥ってしまうと云う問題点があった。また、トラッキ
ング及びフォーカシングを行うために十分な屈折率を得
るためには前記トラッキング用及びフォーカッシング用
平行平板５、６は所定以上の厚みが要求されるので、該
平行平板５、６を薄く構成することには限界がある。

【０００５】

【発明の目的】本発明は上述したような従来の光ピック
アップ装置の問題点に鑑みなされたものであって、フォ
ーカシング及びトラッキングの距離を十分確保し、且つ
正常な情報の記録、再生或は消去を可能とした光ピック
アップ装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【発明の構成】この目的を達成するために本発明に係る
光ピックアップ装置は、光源と、該光源からの光線を情
報記録媒体上に集光させるための対物レンズと、該光源
から出射した光線を入射するフォーカッシング用平行平
板及びトラッキング用平行平板と、前記情報記録媒体か
らの反射光を入射するビームスプリッタとを備え、前記
トラッキング用平行平板は光線の光軸上であって収束光
もしくは発散光中且つ前記ビームスプリッタと情報記録
媒体との間に配置したことを特徴とし、前記フォーカッ
シング用平行平板あるいはトラッキング用平行平板の何
れか一方を前記対物レンズと前記情報記録媒体との間に
配置するか、或は前記フォーカッシング用平行平板及び
トラッキング用平行平板を前記対物レンズと前記情報記
録媒体との間に配置しないか、若しくは前記フォーカッ
シング用平行平板及びトラッキング用平行平板を前記対
物レンズと前記ビームスプリッタとの間に配置したこと
を特徴とする。

【０００７】

【実施例】以下、図面に示した実施例に基づいて本発明
を詳細に説明する。図１は本発明に係る光ピックアップ
装置の概略構成を示す図であって、同図において２１は
半導体レーザ等による光源、２３はコリメートレンズ、
２５はビームスプリッタ、２７はトラッキング用平行平
板、２９は対物レンズ、３１はフォーカシング用平行平
板、３３は情報記録媒体、３５はサーボ信号検出用レン
ズ、３７は受光素子、３９はサーボ信号生成回路、４１
はトラッキング駆動回路及び４３はフォーカッシング駆
動回路である。半導体レーザ２１より出射した光線はコ
リメートレンズ２３により平行光に変換され、ビームス
プリッタ２５を透過し、トラッキング用平行平板２７に
入射する。さらに対物レンズ２９、フォーカッシング用
平行平板３１を介して記録媒体３３上に微小なスポット
を形成し、情報の記録、再生、消去等を行う。

【０００８】一方、記録媒体３３からの反射光は前記フ
ォーカッシング用平行平板３１、対物レンズ２９、トラ
ッキング用平行平板２７を介してビームスプリッタ２５
に入射するが、反射光の偏光方向は前記記録媒体３３の
表面にて反射した際に回転しているため、該回転量に応
じて該ビームスプリッタ２５の偏光膜にて反射し、サー
ボ信号検出用レンズ３５に入射する。前記サーボ信号検
出用レンズ３５を透過した光線は、受光素子３７にて電
気信号に変換され、サーボ信号生成回路１０に入力し、
トラッキングエラー信号及びフォーカッシングエラー信
号がトラッキング駆動回路４１及びフォーカッシング駆
動回路４３にそれぞれ出力される。該トラッキング駆動
回路４１及びフォーカッシング駆動回路４３は入力信号
に応じて平行平板２７及び３１に電圧を印加し、それぞ
れの屈折率を変化させトラッキング及びフォーカッシン
グを調整する。

【０００９】このようにフォーカッシング用平行平板３
１のみを対物レンズ２９と情報記録媒体３３との間に配
置することにより、該フォーカッシング用平行平板３１
の端面と情報記録媒体３３との端面との間隙ａを大きく
とることができるので、フォーカッシング用平行平板３
１の厚みを十分に大きく設定することができ、また、ト
ラッキング用平行平板２７の厚みを任意に設定すること
ができる。即ち、フォーカッシング用及びトラッキング
用平行平板２７及び３１の屈折率は印加電圧及び板厚に
比例するため、各平行平板２７及び３１の板厚を大きく
取ることにより調整距離が大きく設定できる。

【００１０】図２は本発明に係る光ピックアップ装置の
他の実施例を示す図であって、前記図１と異なる点は光
学系構成部品の配置を変更した点である。即ち、半導体
レーザー２１から出射した光線はビームスプリッタ２５
に直接入射し、該ビームスプリッタ２５を出射した光線
はフォーカッシング用平行平板３１を介してコリメート
レンズ２３に入射し略平行光となり、さらにトラッキン
グ用平行平板２７及び対物レンズ２９を介して情報記録
媒体３３に照射される。このようにフォーカッシング用
平行平板３１の設置位置をコリメートレンズ２３及びビ
ームスプリッタ２５の間とすることにより、対物レンズ
２９と情報記録媒体３３との間隙ａ’をより広く確保す
ることができ、光学系構成部品が情報記録媒体に接触す
るのを容易に回避することができる。なお、図２に示し
た実施例では半導体レーザ２１から出射した光線を直接
ビームスプリッタ２５に入射させているため、該ビーム
スプリッタ２５にて反射する反射光は平行光とはなら
ず、したがって、サーボ信号検出用レンズを用いること
なく受光素子３７上に光線を収束させることができる。

【００１１】図３は本発明に係る光ピックアップ装置の
他の実施例を示す図であって、図２に示した光ピックア
ップ装置と比較して、さらにコリメートレンズ２を省き
コンパクトなレイアウトにしたものである。したがっ
て、前述した実施例と同様に対物レンズ２９と情報記録
媒体３３との間にはトラッキング用或はフォーカッシン
グ用平行平板３１を配置せず、光学系構成部品と情報記
録媒体３３との間隙ａ”を大きく設定することができ、
また、各平行平板の厚みを任意に設定することが可能で
ある。

【００１２】図４は前記図２に示した実施例におけるフ
ォーカッシング動作の原理を示した図であって、同図
（ａ）はフォーカッシング用平行平板３１の屈折率が小
さい場合、同図（ｂ）は屈折率を中間に設定した場合、
（ｃ）は屈折率を大きく設定した場合におけるレーザ光
線の各収束位置を示している。同図からも明らかなよう
に、平行平板３１の屈折率を小さく設定すると焦点距離
が短くなり、逆に屈折率を大きく設定することにより焦
点距離が長くなることが分かる。即ち、光源２１からの
レーザ光をフォーカッシング用平行平板３１に入射さ
せ、該フォーカッシング用平行平板３１を透過する光線
の屈折率を変更することにより次段のコリメートレンズ
２３に入射する光束の幅を変え、その結果、対物レンズ
２９を介して収束するレーザ光の焦点位置を変化させる
ものであり、前記フォーカッシング用平行平板３１は収
束光もしくは発散光中に配置すれば同様の機能を得るこ
とができる。但し、後述する理由によって、光源を出射
した光線の光軸上であって、且つ情報記録媒体３３とビ
ームスプリッタ２５間に配置することが好ましい。

【００１３】図５はフォーカッシング用平行平板３１を
光源２１を出射した光線の光軸上且つビームスプリッタ
２５と情報記録媒体３３との間に配置した場合の光線の
状態及びフォーカッシング受光素子３７の受光面を示す
図であり、また、図６はフォーカッシング用平行平板３
１を光源２１を出射した光線の光軸上且つ光源２１とビ
ームスプリッタ２５との間に配置した場合の光線の状態
及びフォーカッシング用受光素子３７Ａの受光面を示す
図である。フォーカッシング用受光素子３７Ａは例え
ば、３７ａ乃至３７ｃの３つの受光面から構成してお
り、フォーカスエラー信号は３７ａ〜３７ｃからの光信
号をそれぞれＡ、Ｂ、Ｃとすると、 ＦＥＳ（フォーカスエラー信号）＝Ａ＋Ｂ−Ｃ と現すことができる。即ち、フォーカッシング用受光素
子３７Ａ上に合焦する光束の径の変化によってフォーカ
スエラー信号を得ている。

【００１４】図５に示すようにフォーカッシング用平行
平板３１を光源２１を出射した光線の光軸上且つビーム
スプリッタ２５と情報記録媒体３３との間に配置する
と、該平行平板３１に印加する電圧に応じて平行平板３
１を出射する光線の出射角が変動する。したがって、実
線にて示したフォーカッシング動作を行う前の光線の状
態と、破線にて示したフォーカッシングを行った際の、
つまり平行平板３１に電圧を印加した場合の光線の状態
とはほとんど同じであり、フォーカスエラー信号に誤差
を生じない。

【００１５】一方、図６に示したようにフォーカッシン
グ用平行平板３１を光源２１を出射した光線の光軸上且
つ光源２１とビームスプリッタ２５との間に配置する
と、平行平板３１に電圧を印加した場合としない場合と
では光線の状態が異なり、特にフォーカッシング用受光
素子３７Ａ上に入射する光線の状態が著しく変化するた
め、受光素子３７Ａ上に照射される光束の径が変わりフ
ォーカスエラー信号に誤差が生じてしまう。したがっ
て、フォーカスエラー信号の誤差を低減するためにはフ
ォーカッシング用平行平板３１はビームスプリッタ２５
と情報記録媒体３３との間に配置する必要がある。

【００１６】図７は前記図２に示した実施例におけるト
ラッキング動作の原理を示した図であって、同図（ｂ）
は中立状態、同図（ａ）は平行平板の左側の屈折率を右
側のそれと比較して大きくした場合、同図（ｃ）は逆に
右側の屈折率を左側の屈折率より大きくした場合におけ
るレーザ光線の各収束位置を示している。したがって、
情報記録媒体３３よりの反射光に基づいて生成されるト
ラッキング信号によってトラッキング駆動回路４１を駆
動し、前記トラッキング用平行平板２７に供給する印加
電圧を制御することにより、光源２１より出射した光線
を情報記録媒体のトラック上に正確に照射することがで
きる。前記図２及び図３に示したように、トラッキング
用平行平板２７は平行光、収束光もしくは発散光中のい
ずれの状態においても機能するため、設計の自由度は非
常に高いが、該トラッキング用平行平板２７の設置位置
もトラッキングエラー信号誤差を考慮すれば設置に好ま
しくない点が存在する。

【００１７】図８はトラッキング用平行平板２７を光源
２１を出射した光線の光軸上且つビームスプリッタ２５
と情報記録媒体３３との間に配置した場合の光線の状態
及びトラッキング用受光素子３７Ｂの受光面を示す図で
あり、また、図９はトラッキング用平行平板２７を光源
２１を出射した光線の光軸上且つ光源２１とビームスプ
リッタ２５との間に配置した場合の光線の状態及び受光
素子３７Ｂの受光面を示す図であって、図８及び９に示
した破線はトラッキングを行わないときの光線の光路を
示し、実線はトラッキングをｆθだけ行った場合に対物
レンズ２９の中心を透過する光線の光路を示す。トラッ
キング信号検出用の受光素子３７Ｂは例えば、３７ｄ及
び３７ｅの２つの受光面から構成し、トラッキングエラ
ー信号は受光面３７ｄ及び３７ｅに入射する光量の差に
よって検出している。

【００１８】図８に示したように、トラッキング用平行
平板２７をビームスプリッタ２５及び情報記録媒体３３
間に配置し、トラッキングをｆθだけ行うと、対物レン
ズ２９の中心を透過する光線は、トラッキング用受光素
子３７Ｂ上で２ｆθ−ａθずれたｐ点に収束し、また、
光束全体のずれはトラッキング用受光素子３７Ｂ上でａ
θとなる。ここでｆは光軸上における対物レンズ２９の
中心より光線が収束するまでの距離、ａはトラッキング
用平行平板２７の中心より対物レンズ２９の中心までの
距離である。

【００１９】一方、図９に示したように、トラッキング
用平行平板２７を光源２１及びビームスプリッタ２５間
に配置し、トラッキングをｆθだけ行うと対物レンズ２
９の中心を透過する光線は、トラッキング用受光素子３
７Ｂ上でｌθー２ｆθずれ、また、光束全体のずれはト
ラッキング用受光素子３７Ｂ上でｌθとなる。ここでｆ
は光軸上における対物レンズ２９の中心より光線が収束
するまでの距離、ｌは対物レンズ２９からトラッキング
用受光素子３７Ｂ間での距離である。 したがって、図
８に示した用にトラッキング用平行平板２７をビームス
プリッタ２５及び情報記録媒体３３間に配置した場合に
は対物レンズ２９とトラッキング用平行平板２７との距
離ａを適当に定めることによりトラッキング用受光素子
３７Ｂに入射する光量のバランスを保つことが可能であ
り、トラッキングエラー信号の誤差は小さく抑さえるこ
とが可能であるが、図９に示したようにトラッキング用
平行平板２７を光源２１とビームスプリッタ２５との間
に配置した場合にはｐ点及びｑ点のずれは大きくなり、
トラッキングエラー信号の誤差は非常に大きくなる。つ
まり、一般的な光ピックアップ装置において、ｆは３ｍ
ｍ程度であるがｌは数十ｍｍ程度あるため光軸が大きく
ずれてしまうと云う問題点がある。したがって、トラッ
キングエラー信号の誤差を低減させるためにはトラッキ
ング用平行平板２７を光源２１とビームスプリッタ２５
との間に配置することは好ましくない。

【００２０】なお、上記トラッキング及びフォーカッシ
ング用平行平板としては結晶、不純物をドープさせたガ
ラス、セラミック材料、或はガラス板の間に液晶等を入
れたものを用いることができる。

【００２１】

【発明の効果】本発明は上述した如く構成し且つ機能す
るものであるから、光ピックアップ装置に用いられるト
ラッキング用或はフォーカッシング用平行平板と情報記
録媒体との接触を回避することができると共に、該平行
平板の厚みを任意に設定することができるため、トラッ
キングまたはフォーカッシングの距離を十分確保するこ
とができ、さらには光ピックアップ装置を小型化するう
えで著しい効果を発揮する。

【００２２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光ピックアップ装置の概略構成を
示す図。

【図２】本発明に係る光ピックアップ装置の他の実施例
を示す図。

【図３】本発明に係る光ピックアップ装置の他の実施例
を示す図。

【図４】（Ａ）（Ｂ）及び（Ｃ）は図２に示した実施例
におけるフォーカッシング動作の原理を示した図。

【図５】フォーカッシング用平行平板をビームスプリッ
タと情報記録媒体との間に配置した場合の光線の状態及
びフォーカッシング受光素子の受光面を示す図。

【図６】フォーカッシング用平行平板を光源とビームス
プリッタとの間に配置した場合の光線の状態及びフォー
カッシング受光素子の受光面を示す図。

【図７】（Ａ）（Ｂ）及び（Ｃ）は図２に示した実施例
におけるトラッキング動作の原理を示した図。

【図８】図８はトラッキング用平行平板をビームスプリ
ッタと情報記録媒体との間に配置した場合の光線の状態
及びトラッキング用受光素子の受光面を示す図。

【図９】トラッキング用平行平板を光源とビームスプリ
ッタとの間に配置した場合の光線の状態及び受光素子の
受光面を示す図。

【図１０】従来の光記録再生装置の概略構成を示す図。

【符号の説明】

２１ 光源、 ２３ コリメートレンズ、２５
ビームスプリッタ、 ２７ トラッキング用平行平
板、２９ 対物レンズ、 ３１ フォーカッシング用
平行平板、３３ 情報記録媒体、 ３５ サーボ信
号検出用レンズ、３７ 受光素子、 ３９ サーボ信
号生成回路、４１ トラッキング駆動回路、 ４３
フォーカッシング駆動回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源からの光束を対物レンズを介して微
   小なスポットとし、該微小スポットを情報記録媒体上に
   照射し、情報の記録再生あるいは消去を行う光ピックア
   ップ装置において、 光源と、該光源からの光線を情報記録媒体上に集光させ
   るための対物レンズと、該光源から出射した光線を入射
   するフォーカッシング用平行平板及びトラッキング用平
   行平板と、前記情報記録媒体からの反射光を入射するビ
   ームスプリッタとを備え、 前記トラッキング用平行平板は光線の光軸上であって収
   束光もしくは発散光中且つ前記ビームスプリッタと情報
   記録媒体との間に配置したことを特徴とする光ピックア
   ップ装置。
2. 【請求項２】 前記フォーカッシング用平行平板あるい
   はトラッキング用平行平板の何れか一方を前記対物レン
   ズと前記情報記録媒体との間に配置したことを特徴とす
   る請求項１記載の光ピックアップ装置。
3. 【請求項３】 前記フォーカッシング用平行平板及びト
   ラッキング用平行平板を前記対物レンズと前記情報記録
   媒体との間に配置しないことを特徴とする請求項１記載
   の光ピックアップ装置。
4. 【請求項４】 前記フォーカッシング用平行平板及びト
   ラッキング用平行平板を前記対物レンズと前記ビームス
   プリッタとの間に配置したことを特徴とする請求項１記
   載の光ピックアップ装置。