JPH082814Y2

JPH082814Y2 - 光学式ピツクアツプ装置

Info

Publication number: JPH082814Y2
Application number: JP1986028632U
Authority: JP
Inventors: 聡杉浦
Original assignee: Pioneer Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1986-02-28
Filing date: 1986-02-28
Publication date: 1996-01-29
Anticipated expiration: 2001-02-28
Also published as: JPS62142724U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案はレーザ光等の光を光ディスク等の記録媒体に
照射して情報を記録再生する光学式ピックアップ装置に
関する。

〔考案の概要〕

本考案は、記録媒体に情報を記録再生するために記録
媒体に投射される光を発する光源と、基台と、基台の平
面上に設けられ、光学素子により反射された光を受光
し、分割線により複数に分割される受光素子と、記録媒
体によって反射された光を入射し、光の光軸と垂直な方
向に延在する境界線を境に、光のうちの約半分の光を、
光が入射したときの光軸の方向とは異なる受光素子の方
向に反射する反射面を有する光学素子と、を備え、受光
素子は、その分割線が平面上における光の入射方向に対
して傾斜し、かつ、傾斜角が変化するように、基台上に
可動に設けて構成し、もって装置を小型化するとともに
受光素子の位置調整が簡単に行えるようにしたものであ
る。

〔従来の技術〕

最近光学式ビデオディスク、コンパクトディスク、光
ファイルディスク等の装置が普及してきた。斯かる装置
において情報を高密度に記録再生するには、レーザ光等
をディスク上に収束させるとともに、トラックに追従さ
せるようにする必要がある。そのため種々のフォーカシ
ング法、トラッキング法が提案されている。

フォーカシング法には円柱レンズを用いる非点収差
法、ナイフエッジあるいはくさびプリズムを用いるナイ
フエッジ法あるいはフーコー法等がある。一方トラッキ
ング法には、記録再生用の光ビームとは別にトラッキン
グ用の補助ビームを用いる補助ビーム法、光ビームをフ
ァーフィールドにて分割するファーフィールド法（プッ
シュプル法）等がある。

〔考案が解決しようとする問題点〕

このように従来より提案されているフォーカシング法
あるいはトラッキング法は、実際に光学式ピックアップ
装置に応用した場合、ディスクに照射する光ビームとデ
ィスクから戻ってくる光ビームとを分離しなければなら
ないばかりでなく、フォーカシングとトラッキングの両
方の制御を実現する必要があるところから、部品点数が
多くなり、装置が大型化、重量化するばかりでなく、調
整が複雑になる欠点があった。本考案は、光学式ピック
アップ装置において、構成部品の点数を減らして装置を
小型化、軽量化すると共に、フォーカシング等に使用さ
れる受光素子の位置調整を容易にすることを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

第９図は本考案の光学式ピックアップ装置の構成を示
している。同図において１は例えば合成樹脂等よりなる
基台であり、半導体レーザ等の光源２と受光素子３、４
とが取り付けられている。５は光学素子であり、光源２
より発せられた光を対物レンズ６を介してディスク７の
方向に指向させるとともに、ディスク７により反射され
た光を受光素子３の方向に指向させるように、光源２か
ら受光素子３までの光路中に配置されている。

〔作用〕

しかしてその作用を説明する。基台１に取り付けられ
た光源２から出力された光は光学素子５に入力される。
例えば透明なガラス、合成樹脂等よりなる光学素子５
は、その一方の面52が所定の割合の光を反射するととも
に、所定の割合の光を透過するように処理されている。
面52で反射された光は対物レンズ６により収束され、デ
ィスク７に照射される。ディスク７により反射された光
は対物レンズ６を介して光学素子５に入射される。光学
素子５の面52を透過し、屈折した光は面52と対向する面
51に入射する。面51は、例えばアルミニウム等の金属を
コーティングする等して殆どの光を反射するように処理
されている。従って面52を透過した光はその殆どが面51
で反射され、再び面52に向かう。面52で屈折し、空気中
に出た光は受光素子３に入射される。

光源２から発せられ、面52を透過し、面51で反射さ
れ、面52を透過して光学素子５の外部に出る光は、受光
素子３に戻らないようになっている。

面52の反射率（Ｒ）は例えば0.33とされる。この値に
設定すると透過率Ｔ（１−Ｒ）が0.67となり、受光素子
３へ戻る光量を最大にすることができる。

光学素子５はその面51に段差53が形成されており、そ
の略中央の側断面からみた場合、第１の部分は面52との
距離（厚さ）がt₁とされているのに対し、第２の部分は
さらに距離t₂だけ離間している（厚くなっている）。そ
してディスク７により反射され、面52から光学素子５の
内部に入射した光の光軸が丁度この段差53の部分を通過
するように、光学素子５が配置（段差53が位置）されて
いる。その結果図中反射光の光軸の左半分の光と右半分
の光が２つに分割される。これに対応して受光素子３も
２組用意されており、反射光の進行する方向の右半分の
光は受光素子31が、また左半分の光は受光素子32が、各
々受光するようになされている。図より明らかな如く、
光を分割する位置は焦点の位置から充分離間している
（ファーフィールドである）。従って所謂プッシュプル
法の原理により、受光素子31と受光素子32の出力の差を
取ることによりトラッキングエラー信号を得ることがで
きる（いまトラックは第９図のディスク７の紙面と垂直
な方向に形成されているものとしている）。受光素子31
は段差53と平行な方向にa₁とa₂の２つに、同様に受光素
子32はb₁とb₂の２つに、各々分割されている。従って出
力(a₁+a₂)-(b₂+b₁)がトラッキングエラー信号となる。

一方受光素子31、32は、丁度光軸の左半分と右半分の
光のみを各々受光していることになる。従って所謂ナイ
フエッジ法あるいはフーコー法の原理に従って、受光素
子a₁とa₂の差(a₁-a₂)、又は受光素子b₁とb₂の差(b₂-b₁)
からフォーカスエラー信号を得ることができる。

光源２として半導体レーザを用いた場合、前方だけで
はなく後方にも光が出力される。受光素子４はこの後方
に出力される光の一部を受光、モニタし、半導体レーザ
の出力を安定させるためにサーボをかける場合に利用さ
れる。

〔実施例〕

第２図乃至第４図は基台１のより詳細な実施例を、ま
た第５図乃至第８図は光学素子５のより詳細な実施例
を、各々表している。光学素子５は一種の平行平板を構
成している。従ってディスク７により反射され、光学素
子５を透過して受光素子３に向かう光には（分割された
２つの光各々には）よく知られているように収束又は発
散光路中に斜めに板を入れることの効果により非点収差
が発生する。すなわち第12図及び第13図に示すように、
位置ｆとＦに、相互に垂直な焦線が形成され、その前後
の位置g,h又はG,Hにおける光の断面は、焦線と同じ方向
に長い略楕円形となり、楕円形の長軸と短軸の方向は光
の断面の形状が略円形となる位置Ｊを境にして反転す
る。上述したように光を２つに分割する方向はトラッキ
ングエラーを生成するためにトラックと平行な方向とさ
れる。光学素子５により第13図に示すように２つの焦線
が形成されるが、そのうちトラックと垂直な方向の焦線
の前後の区間Ｂではなく、平行な方向の焦線の前後の区
間Ａがフォーカス制御に用いられる。すなわち光源２か
ら発せられた光が正しくディスク７の情報記録面に収束
されていとき（合焦状態にあるとき）、その反射光を位
置ｆで焦線として受光するように受光素子３が配置され
ている。第２図において点Ｐとして示す位置は、第12図
及び第13図におけるもう１つの焦線が形成される位置Ｆ
に対応している。

第２図に示すように、受光素子31、32は、それぞれの
分割線が基台１上の面11における反射光の入射方向に対
して傾斜するように基台１上に載置されている。点Ｐか
ら受光素子31の中心の分割線までの距離は、光の進行方
向からみて左側がd₁、中心がd₂、右側がd₃と、順次なだ
らかに短くなるようになされている。受光素子32は受光
素子31に対して距離d₄だけ離間して形成されている。こ
れは調整を容易にするためになされている。すなわち光
源２から発せられた光が受光素子３に戻るまでの光学系
の位置が変化した場合、２つの焦線の距離はd₄で殆ど一
定であるが、点Ｐから焦線までの距離が変化する。従っ
て第１図に示すように点Ｐ、光源２あるいはそれらの近
傍を中心として受光素子31、32を基台１の面11上で一体
的に回転させ、点Ｐと受光素子31、32の距離を調整す
る。このため受光素子31、32は一体的に構成されている
ことが好ましい。また受光素子31、32は受光する光の光
軸に対して垂直に位置されておらず、所定角度（実施例
は23度）傾斜している。勿論基台１の面11に段部を形成
することにより、受光素子31、32を光軸に対して垂直に
配置することは可能であり、そのようにした方が光をよ
り効果的に受光することができる。しかしながらそのよ
うにすると受光素子31と受光素子32を一体的に形成する
ことが困難になり、調整が容易にできなくなる。従って
実施例のように受光素子31と32を基台１の同一平面11上
に配置して、両者を同時に調整できるようにするのが実
用上好ましい。

この点、受光素子31、32を第１図のように湾曲させ
ず、第10図に破線で示すように直線的に形成することも
可能である。この場合には、点Ｐに向かう光の光軸と垂
直な方向に受光素子31、32を移動させることで点Ｐから
の距離を調整することができる。また、第10図に実線で
示すように、受光素子31、32を、それぞれの分割線が基
台１上の面11における反射光の入射方向に対し垂直とな
るように形成することもできる。この場合も受光素子3
1、32を点Ｐに向かう光軸と垂直な方向に移動させる必
要がある。しかしながら一般的に物（この場合受光素子
３）を平行移動させることは困難であり、同時に回転運
動も起こり易い。回転運動が起こると、焦線と受光素子
31、32の分割線とが平行にならなくなり、正確なフォー
カスエラー信号を得ることができなくなる。そこで実施
例のように湾曲して傾斜させ、基台１の面11上における
回転により調整することができるようにするのが好まし
い。

一方第５図及び第８図に示すように、光学素子５はそ
の面51が面52に対し、厚さt₁の方が角度α_１、厚さがさ
らにt₂だけ厚い方が角度α_２傾斜して形成され（必ずし
もα_１≠α_２である必要はない）、焦線が受光素子31、
32の分割線と略平行になるようになっている。その結果
第２図に示すように、光源２からディスク７へ向かう光
の光軸に対して、ディスク７から受光素子３へ向かう光
の光軸にオフセットＴが発生する。従ってディスク７か
らの反射光が光源２に戻ることが防止され、光源２を安
定して動作させることができる。

受光素子31、32の分割線の太さが焦線の太さに較べて
太く、不感帯が形成される場合、第11図に示すように、
焦線を分割線に対して意図的に所定角度β傾斜させるこ
とにより感度の低下を防ぐことが可能である。この角度
βが余り小さいと焦線と受光素子の分割線とが略平行と
なり、効果が出ないので、例えば±（５乃至45）度、好
ましくは±（10乃至30）度にするのがよい。

第14図は受光素子31上におけるスポットの形状を表し
たものであり、（ｂ）がディスク７が合焦位置にある場
合、（ａ）がそれより近ずいた場合、（ｃ）がそれより
遠ざかった場合、を各々示している。従って受光素子31
の分割された部分の出力差(a₁-a₂)を取ることにより、
第16図に示すようなフォーカスエラー信号を得ることが
できる。同様に、第15図は受光素子32上におけるスポッ
トの形状を表したものであり、（ｂ）がディスク７が合
焦位置にある場合、（ａ）がそれより近ずいた場合、
（ｃ）がそれより遠ざかった場合、を各々示している。
従って受光素子32の分割された部分の出力差(b₂-b₁)を
取ることにより、第17図に示すようなフォーカスエラー
信号を得ることができる。このように原理的には受光素
子31又は受光素子32の一方があればフォーカスエラー信
号を生成することが可能である。しかしながら光学的オ
フセット等により受光素子３上で光が移動したときの影
響を相殺するため、受光素子31の出力差と受光素子32の
出力差を加算した信号((a₁-a₂)+(b₂-b₁))をフォーカス
エラー信号とすることが好ましい。

第18図乃至第21図は他の実施例を表している。第18図
は光学素子５の向きを第９図における場合と逆に、厚い
方をディスク７側に配置し、面51を反射面とせず、透過
面とし、ディスク７からの反射光で面52から面51に向か
う光をその光軸が段差53を通るようにして面51から外部
に通過させて２つに分割し、受光素子３に向かうように
した実施例である。

これまでの例は、第７図に示すように受光素子５を側
（断）面からみた場合、面51を形成する一方と他方に延
在する線を、面52を形成する線と平行にし、段差53で連
続するように構成し、いわば光学素子５に第１の厚さの
部分と第２の厚さの部分とを設けることにより光を２つ
に分割するようにしている。これに対して第19図の実施
例は、光学素子５を側面からみた場合、面51を形成する
一方の線54は面52を形成する線と平行にするが、他方に
延在する線55は平行にせず、角度θだけ傾斜させ、２つ
の線が点Ｑで交わるように構成し、点Ｑを面52から面52
に向かう光の光軸が通るようにし、いわば第１の傾斜の
部分と第２の傾斜の部分とを設けることにより光を２つ
に分割するようにしている。光学素子５をこのように構
成した場合、その製造が容易になるばかりでなく、光学
系に経時変化が生じたとしても調整をしないで済む要素
が多く、従って調整が容易となる。

第20図の実施例は第19図の実施例の場合と基本的に同
様の構成となっているが、第19図の実施例の場合より光
学素子５を厚くし、受光素子３を光学素子５の面52に直
接取り付けるようにしている。この取り付けは例えば透
明な接着剤により行うこともできるし、また光学素子５
自体を受光素子３のモールドとして形成するようにして
もよい。このように受光素子３を光学素子５と一体的に
構成すると、受光素子３に入射する光の収差を小さくす
ることができ、S/Nの良好なエラー信号を生成すること
ができる。尚段差53を有する光学素子５を第９図に示す
ように用いる場合においても同様に受光素子31、32を面
52に取り付けるようにすることができる。

第21図の実施例は、第19図及び第20図の実施例と反対
に、光学素子５を側面からみた場合、面52を形成する一
方の線56は面51を形成する線と平行にするが、他方に延
在する線57は平行にせず、角度θだけ傾斜させ、２つの
線が点Ｑで交わるように構成し、点Ｑを面51から面52に
向かう光の光軸が通るようにして光を分割している。こ
の場合は面52のうち線56で構成される部分が、光源２か
らの光をディスク７の方向に反射する機能と光を分割す
る機能の両方の機能を果していることになる。

〔効果〕

以上の如く本考案は、光学式ピックアップ装置におい
て、記録媒体に情報を記録再生するために記録媒体に投
射される光を発する光源と、基台と、基台の平面上に設
けられ、光学素子により反射された光を受光し、分割線
により複数に分割される受光素子と、記録媒体によって
反射された光を入射し、光の光軸と垂直な方向に延在す
る境界線を境に、光のうちの約半分の光を、光が入射し
たときの光軸の方向とは異なる受光素子の方向に反射す
る反射面を有する光学素子と、を備え、受光素子は、そ
の分割線が平面上における光の入射方向に対して傾斜
し、かつ、傾斜角が変化するように、基台上に可動に設
けたので、装置を小型化することができるとともに受光
素子の位置調整を簡単に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第10図及び第11図は本考案の光学式ピックアッ
プ装置の受光素子の平面図、第２図はその基台の平面
図、第３図はその基台の側面図、第４図はその基台の正
面図、第５図はその光学素子の平面図、第６図はその光
学素子の正面図、第７図はその光学素子のＡ−Ａ側断面
図、第８図はその光学素子の斜視図、第９図はその光学
式ピックアップ装置の側面図、第12図及び第13図はその
非点収差の説明図、第14図及び第15図はその受光素子上
の光の形状を表す説明図、第16図及び第17図はそのフォ
ーカスエラー信号の特性図、第18図乃至第21図はその他
の実施例の側面図である。１……基台、２……光源３、４……受光素子、５……光学素子６……対物レンズ、７……ディスク

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】記録媒体に情報を記録再生するために該記
録媒体に投射される光を発する光源と、基台と、該基台の平面上に設けられ、光学素子により反射された
該光を受光し、分割線により複数に分割される受光素子
と、該記録媒体によって反射された該光を入射し、該光の光
軸と垂直な方向に延在する境界線を境に、該光のうちの
約半分の光を、該光が入射したときの光軸の方向とは異
なる該受光素子の方向に反射する反射面を有する該光学
素子と、を備え、該受光素子は、その分割線が該平面上における該光の入
射方向に対して傾斜し、かつ、該傾斜角が変化するよう
に、該基台上に可動に設けられていることを特徴とする
光学式ピックアップ装置。