JPH073463Y2 - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、ディスク状記録媒体に光スポットを照射して
光学的に情報を記録、再生する機器等に用いられる光学
式ピックアップ装置に関する。

〈従来の技術〉 この種の光学式ピックアップ装置としては、１つのレー
ザー光源によって情報を記録、再生、消去するものが一
般的である。この方式では、情報を再生する場合、ディ
スク上に記録された信号を１つの光スポットで順次読み
出し、又、情報を記録する場合には同様に１つの光スポ
ットで順次書き込んで行くために、情報の読み書きの速
度、即ちデータ転送レートが遅いという欠点がある。そ
こで、ピックアップ装置を複数個用いて情報を並列に記
録、又は、再生して実質上のデータ転送レートを上げる
方式が用いられるようになっており、第４図にその１例
を示す。

図において、半導体レーザー光源1aからのレーザー光は
コリメートレンズ2aで平行光とされた後、ビームスプリ
ッター3aを介して対物レンズ4aによりディスク状記録媒
体10上に光スポット8aとして照射され、ディスク状記録
媒体10で反射された反射光は、対物レンズ4aで平行光と
された後ビームスプリッター3aで直角に反射されてプリ
ズム５に入射され、屈折の法則に従って偏向されて集光
レンズ６によって受光素子7aに集光される。

一方、半導体レーザー光源1bからのレーザー光は、コリ
メートレンズ2bで平行光とされた後、ビームスプリッタ
ー3bを介して対物レンズ4bによりディスク上記録媒体10
上に光スポット8bとして照射され、ディスク状記録媒体
10で反射された反射光は、対物レンズ4bで平行光とされ
た後ビームスプリッター3bで直角に反射されて、ビーム
スプリッター3aを介してプリズム５に入射され、屈折の
法則に従って偏向されて集光レンズ６によって受光素子
7bに集光される。

半導体レーザー光源1aと1bは、発光波長の異なるものを
用いており、これによって、プリズム５での偏向角が異
なるため、ディスク上スポット8aと8bからの反射光はそ
れぞれ異なった受光素子7a,7b上に集光されるのであ
る。

受光素子7a,7bでは、ディスク上の異なった位置にある
スポット8a,8bによって読み出された信号を同時に再生
できるため、前記の１つのレーザー光源によって信号を
読み出す方式に比べて２倍のデータ転送レートが得られ
る。

〈考案が解決しようとする問題点〉 上記の第４図に示す従来の装置では、２つの光線を分離
する手段としてプリズムを用いており、ビームスプリッ
ター3aから出射した後の光学系はプリズムによる偏向角
に応じて部品を配置する必要がある。このため、直線的
な構成をとることができず、これが光ピックアップ装置
の小型化を妨げる一因となっていた。

この考案は上記の問題点に着目し、情報記録媒体から反
射された信号光を偏向させずに分離することによって、
光ピックアップ装置を小型化することを目的としてなさ
れたものである。

〈問題点を解決するための手段〉 上記の目的を達成するために、この考案では、波長の異
なる複数の光ビームをそれぞれ発射する複数の光源手段
と、各光源手段から発射された各光ビームを情報記録媒
体にそれぞれ照射して、情報記録媒体から反射された各
光ビームの信号光を、同一の光路となるように所定方向
にそれぞれ反射させる複数のビームスプリッターと、最
終のビームスプリッターから出射された信号光を、それ
ぞれの波長に基づいて光軸方向の異なった位置に収束さ
せる集光手段と、この集光手段によって収束される一つ
の波長の信号光の収束点またはその近傍に受光面が配置
された受光素子チップと、この受光素子チップの周囲に
受光面が配置された受光素子チップとによって、各信号
光を検出する受光素子チップとを具備し、前記集光手段
として、少なくとも片面が円弧状凸形状となった断面形
状を有する集光レンズを用いたことを特徴とする。

〈作用〉 上記のような集光レンズを用いた場合、波長によって光
軸方向の収束位置が異なる為、ある波長の信号光の収束
位置に光検出器の受光面を置くと、その受光面には他の
波長の信号光は収束されない広がった状態で照射され
る。従って、収束された信号光の収束点にこれに対応し
た光検出器の受光素子チップを狭い面積で配置し、収束
されない信号光が当たる部分にこれに対応した受光素子
チップを広い面積で配置しておけば、各波長の信号光を
個別に電気信号に変換することができるのである。そし
て、集光手段が信号光を偏向させるものでない為プリズ
ムが不要となり、検出光学系、即ちビームスプリッター
以降の集光レンズを経て光検出器に至る光路を直線状に
構成できる。

〈実施例〉 次に、第１図に示した本考案の一実施例を説明する。
尚、第４図の従来例と同一の部分は同一の符号で示して
あり、異なる部分についてのみ説明する。

図に示すように、この実施例ではプリズムが用いられて
おらず、反射光12a,12bは偏向されずに集光レンズ６を
経て光検出器７に達する。集光レンズ６は波長により屈
折率が異なる性質（波長分散）を有する材料で構成され
ており、波長の異なる反射光12a,12bは異なった位置に
収束する色収差を生じる。図示の例では反射光12bは12a
よりも波長の短い光としてあり、13a,13bは反射光12a,1
2bの収束位置をそれぞれ示している。

ここで、集光レンズ６としては点収束型のレンズ（その
代表例として両凸球面レンズ）が用いられており、第２
図（ａ）は収束位置13aでの光束の断面形状を模式的に
描いた図である。反射光12aは焦点位置であるからほぼ
点状の小さなスポット12a′となり、反射光12bは焦点位
置から外れた位置であるから像がぼけて円形の広いスポ
ット12b′となり、スポット12b′はスポット12a′を含
んだ同心円状となっている。

第２図（ｂ）は収束位置13aに配置される光検出器７の
受光素子7a,7bのチップ形状を例示したものである。各
チップは同心円状に分割されたものとなっており、反射
光12a用の受光素子7aのチップはスポット12a′の位置に
これに対応した大きさで点状に設けられ、又、反射光12
b用の受光素子7bのチップはスポット12b′の位置にこれ
に対応した大きさで幅の広い環状に設けられている。従
って、記録媒体10上のスポット8a,8bによって得られた
情報信号は、光検出器７の受光素子7a,7bでそれぞれ検
出されることになる。尚、受光素子7bを設けず受光素子
7aのみを設ければ、反射光12aによって得られた情報信
号のみを検出されることはもちろんである。

上記の説明では、光検出器７を反射光12aの収束位置13a
に配置しているが、反射光12bの収束位置13bに光検出器
７を配置しても同様に情報検出ができることは言うまで
もない。

尚、第２図（ａ）からも明らかなように、スポット12
a′はスポット12b′の中心部に位置する為、受光素子7a
の検出信号には僅かではあるがスポット12b′の信号が
混入し、その量はスポット12b′が一様な強度分布であ
ればスポット12a′の面積に比例することになる。しか
しながら、スポット12a′は反射光12aの焦点像であるか
ら面積は極めて小さく、信号の混入量も極めて小さくな
るので実用的には全く問題とならない。このことは反射
光12bの収束位置13bにおいても同様である。

以上の実施例は、集光レンズ６に点収束型のレンズを用
いた例であるが、集光レンズ６としては例えば線収束型
レンズ、即ちいわゆる円筒状レンズを用いることもで
き、第３図（ａ）に収束位置13aでの光束の断面形状を
模式的に示す。即ち、反射光12aは焦点位置であるから
ほぼ線状の細長いスポット12a′となり、反射光12bは焦
点位置から外れた位置であるから像がぼけ、スポット12
a′を含んだ楕円形の広いスポット12b′となっている。

この場合には、収束位置13aに配置される光検出器７の
受光素子7a,7bのチップは、円筒状レンズによる光線の
収束状態に応じて線状に分割して設けられる。第３図
（ｂ）はその一例を示したものであり、反射光12a用の
受光素子7aのチップはスポット12a′の位置にこれに対
応した幅と長さで線状に設けられ、又、反射光12b用の
受光素子7bのチップは、受光素子7aのチップの両側にス
ポット12b′の大きさに対応した幅と長さで長方形状に
それぞれ設けられている。従って、記録媒体10上のスポ
ット8a,8bによって得られた情報信号は、光検出器７の
受光素子7a,7bでそれぞれ検出されることになる。この
実施例では、線状に光が集光されるので受光素子の飽和
がなく、点収束レンズを用いた場合に比べて設計が容易
になるという利点が得られる。尚、この場合も、素子7b
を設けず素子7aのみを設ければ、反射光12aによって得
られた情報信号のみが検出されることはもちろんであ
る。

又、上記の説明では光検出器７を反射光12aの収束位置1
3aに配置しているが、反射光12bの収束位置13bに光検出
器７を配置しても同様に情報検出ができることは言うま
でもない。

尚、第３図（ａ）からも明らかなように、スポット12
a′はスポット12b′の中心部に位置する為、受光素子7a
の検出信号には僅かではあるがスポット12b′の信号が
混入し、その量はスポット12b′が一様な強度分布であ
ればスポット12a′の面積に比例することになる。しか
しながら、スポット12a′は反射光12aの焦点像であるか
ら面積は極めて小さい線状であり、信号の混入量も極め
て小さくなるので実用的には全く問題とならない。この
ことは反射光12bの収束位置13bにおいても同様である。

又、以上の各実施例における集光レンズ６は単レンズで
あっても、複数個のレンズから構成される組レンズであ
ってもよく、組レンズの場合には、適当な分散を有する
レンズを組み合わせて、色収差の大きいレンズとすれば
一層好都合である。

尚、上述の説明では光源が２波長の場合を述べている
が、この考案は３波長以上の場合にも適用でき、２波長
の場合と同様の原理で検出を行うことができる。

〈考案の効果〉 上述の実施例から明らかなように、本考案の光ピックア
ップ装置は、情報記録媒体からの反射光を光検出器に導
く集光手段として、少なくとも片面が円弧状凸形状とな
った断面形状を有する集光レンズを用いたものである。

従って、集光手段が信号光を偏向させるものでない為プ
リズムが不要となり、検出光学系、即ちビームスプリッ
ター以降の集光レンズを経て光検出器に至る光路を直線
状に構成でき、ピックアップを小型化することが容易と
なる。又、プリズムの省略により部品点数が減るので、
この点からもピックアップの小型化ができ、更にコスト
ダウンも可能となる。

また、両凸球面レンズ、円筒状等の集光レンズを使用し
た簡潔な構造であり、組み立ても容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例の概略側断面図、 第２図（ａ）及び第２図（ｂ）は、それぞれ実施例の収
束位置での光束の断面形状及び受光素子のチップ形状を
示す図、 第３図（ａ）及び第３図（ｂ）は、それぞれ他の実施例
の収束位置での光束の断面形状及び受光素子のチップ形
状を示す図、 第４図は、従来例の概略側断面図である。 1a,1b……半導体レーザー光源、3a,3b……ビームスプリ
ッター、５……プリズム、６……集光レンズ、７……光
検出器、7a,7b……受光素子、10……ディスク状記録媒
体、12a,12b……反射光、12a′,12b′……反射光の収束
位置でのスポット

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】波長の異なる複数の光ビームをそれぞれ発
   射する複数の光源手段と、 各光源手段から発射された各光ビームを情報記録媒体に
   それぞれ照射して、情報記録媒体から反射された各光ビ
   ームの信号光を、同一の光路となるように所定方向にそ
   れぞれ反射させる複数のビームスプリッターと、 最終のビームスプリッターから出射された信号光を、そ
   れぞれの波長に基づいて光軸方向の異なった位置に収束
   させる集光手段と、 この集光手段によって収束される一つの波長の信号光の
   収束点またはその近傍に受光面が配置された受光素子チ
   ップと、この受光素子チップの周囲に受光面が配置され
   た受光素子チップとによって、各信号光を検出する受光
   素子チップとを具備し、 前記集光手段として、少なくとも片面が円弧状凸形状と
   なった断面形状を有する集光レンズを用いたことを特徴
   とする光ピックアップ装置。