JPH10172174A - 光学ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構成を複雑化することなく、また、コマ収差
の発生等の弊害を生ずることなく、光磁気ディスクのデ
ィスク基板において生ずる非点収差を良好に補正する。 【解決手段】 光源１よりの光束を、一方の面が回折格
子面８となされ他方の面が円筒面７となされた収差補正
素子６を透過させた後、ビームスプリッタ９、コリメー
タレンズ１１及び立上げミラー１２を経させて、対物レ
ンズ１３により光磁気ディスク１０１の信号記録面上に
集光させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光磁気ディスクの
如き光学記録媒体に対して情報信号の書き込み及び読み
出しを行う光学ピックアップ装置に関する技術分野に属
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、いわゆる光磁気ディスクの如き光
学記録媒体が提案され、また、このような光学記録媒体
に対して情報信号の書き込み及び読み出しを行う光学ピ
ックアップ装置が提案されている。光磁気ディスクは、
合成樹脂材料の如き透明材料により形成された円盤状の
ディスク基板と、このディスク基板の主面部に被着形成
された信号記録層とを有して構成されている。この光磁
気ディスクにおいては、ディスク基板を透して信号記録
面（信号記録層の表面部）に光束が集光して照射され、
この光束の照射部分に外部磁界が印加されることによ
り、情報信号の書き込みが行われる。信号記録面に照射
される光束及び外部磁界のいずれか一方は、書き込む情
報信号に応じて変調されている。

【０００３】そして、光学ピックアップ装置は、図１３
に示すように、半導体レーザの如き光源１０２を有して
いる。この光源１０２は、半導体レーザチップ１０３を
缶状のケース内に収納して構成されている。この光源１
０２より発した光束は、この光束の進行方向に対して傾
斜されて配設された平行平面板（ＡＳ補正板）１０４を
透過し、さらに、回折格子板（グレーティング）１０５
を透過する。平行平面板１０４は、透過する光束に対し
て非点収差（アス）を生じさせる。回折格子板１０５
は、一主面部に回折格子面が形成された平行平面板であ
り、透過する光束を、少なくとも、０次光及び±１次光
の３本の光束に分岐させる。この回折格子板１０５によ
り分岐された各光束は、トラッキングエラー信号の検出
方法であるいわゆる３ビーム法を実行する際の、メイン
ビーム及びサブビームとなる。平行平面板１０４と回折
格子板１０５とは、合成樹脂材料よりなる同一のホルダ
１０６により支持されている。

【０００４】回折格子板１０５を経た光束は、偏光ビー
ムスプリッタ１０７に入射される。この偏光ビームスプ
リッタ１０７は、立方体状に形成され、内部に、入射さ
れる光束の進行方向に対して４５°傾斜された偏光反射
面１０８を有している。この偏光ビームスプリッタ１０
７に入射された光束は、この偏光ビームスプリッタ１０
７を透過して、コリメータレンズ１０９に入射される。
このコリメータレンズ１０９に入射された光束は、平行
光束となされて、立上げミラー１１０を介して、対物レ
ンズ１１１に入射される。この対物レンズ１１１は、入
射された光束を光磁気ディスク１０１の信号記録面上に
集光させる。

【０００５】この光磁気ディスク１０１においては、デ
ィスク基板に入射された光束は、このディスク基板内に
おいて、非点収差（アス）を生ずる。このようにしてデ
ィスク基板において生ずる非点収差は、平行平面板１０
４において生じた非点収差と相殺され、信号記録面上に
集光される光束において非点収差がない状態に補正され
る。

【０００６】そして、信号記録面により反射された反射
光束は、対物レンズ１１１、立上げミラー１１０及びコ
リメータレンズ１０９を介して、偏光ビームスプリッタ
１０７に戻る。この偏光ビームスプリッタ１０７におい
て、反射光束は、偏光反射面１０８により反射されて９
０°偏向され、光源１０２に戻る光路より分岐される。
そして、この反射光束は、ウォラストンプリズム１１２
を経ることにより偏光成分に応じて分岐され、マルチレ
ンズ１１３に入射される。このマルチレンズ１１３は、
入射面が円筒面（シリンドリカル面）となされ、出射面
が凹面となされたレンズである。このマルチレンズ１１
３は、鏡筒１１４により支持されている。このマルチレ
ンズ１１３を経た反射光束は、フォトトランジスタの如
き光検出器１１５の受光部に入射される。

【０００７】この光学ピックアップ装置においては、光
検出器１１５より出力される光検出信号に基づいて、光
磁気ディスクよりの種々の情報信号やエラー信号を得る
ことができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な光学ピックアップ装置においては、光磁気ディスクの
ディスク基板において生ずる非点収差は、平行平面板１
０４によって補正される。しかし、この平行平面板１０
４は、コマ収差を発生させ、光学ピックアップ装置の光
学特性を悪化させる虞れがある。

【０００９】また、この光学ピックアップ装置において
は、いわゆるトラッキングサーボ動作等のために対物レ
ンズ１１１がコリメータレンズ１０９の光軸に対して移
動操作されたときに、平行平面板１０４における非点収
差の発生量が変化してしまい、また、この変化のしかた
が対物レンズ１１１の移動方向について非対称であるた
め、光学特性の安定性が充分に確保されなかった。

【００１０】さらに、この光学ピックアップ装置におい
ては、平行平面板１０４及び回折格子板１０５とをそれ
ぞれ設ける必要があり、構成が複雑化している。また、
上述のように、平行平面板１０４と回折格子板１０５と
を同一のケース１０６により支持した場合においては、
サブビームのメインビームに対する位置の調整のために
回折格子板１０５を光軸回りに回動させたとき、平行平
面板１０４も追従して光軸回りに回動されてしまう。平
行平面板１０４が光軸回りに回動すると、光検出器１１
５の受光部においては、メインビームに対応する反射光
束の戻り位置が移動してしまうので、この光検出器１１
５の位置調整が困難となる。

【００１１】そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提
案されるものであって、構成の複雑化や調整の困難化を
招来することなく、また、コマ収差の発生等の弊害を生
ずることなく、光磁気ディスクの如き光学記録媒体の透
明基板において生ずる非点収差を良好に補正することが
できるようになされた光学ピックアップ装置の提供とい
う課題を解決しようとするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明に係る光学ピックアップ装置は、光源と、一
方の面が回折格子面となされ他方の面が円筒面となされ
該光源より発せられる光束が入射される収差補正素子
と、この収差補正素子を透過した光束が入射されこの光
束を光学記録媒体の信号記録面上に集光させる対物レン
ズとを備えて構成されたものである。

【００１３】また、本発明は、上述の光学ピックアップ
装置において、収差補正素子の円筒面を凸の円筒面と
し、この円筒面の母線の方向を、光学記録媒体の信号記
録面上の記録トラックの接線方向に対して、光束の進行
方向を基準として、直交する方向としたものである。

【００１４】さらに、本発明は、上述の光学ピックアッ
プ装置において、収差補正素子の円筒面を凹の円筒面と
し、この円筒面の母線の方向を、光学記録媒体の信号記
録面上の記録トラックの接線方向に対して、光束の進行
方向を基準として、平行な方向としたものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。

【００１６】本発明に係る光学ピックアップ装置は、い
わゆる光磁気ディスクの如き光学記録媒体に対して情報
信号の記録及び再生を行う記録再生装置において使用さ
れ、該光学記録媒体に対して情報信号の書き込み及び読
み出しを行う装置である。

【００１７】光磁気ディスクは、上述したように、ポリ
カーボネイト（Polycarbonate）やポリメチルメタクリ
レート（Polymethylmethacrylate）等の合成樹脂材料の
如き透明材料により形成された円盤状のディスク基板
と、このディスク基板の主面部に被着形成された磁気材
料よりなる信号記録層とを有して構成されている。この
光磁気ディスクにおいては、ディスク基板を透して信号
記録面（信号記録層の表面部）にレーザ光束の如き光束
が集光して照射され、この光束の照射部分に外部磁界が
印加されることにより、信号記録層に対して情報信号の
書き込みが行われる。光磁気ディスク信号記録面上に
は、信号記録面に照射される光束及び外部磁界のいずれ
か一方は、書き込む情報信号に応じて変調される。略々
同心円状となされて螺旋状に形成された記録トラックが
形成されている。この光磁気ディスクにおいて、情報信
号は、記録トラックに沿って記録される。

【００１８】そして、本発明に係る光学ピックアップ装
置は、図１に示すように、半導体レーザの如き光源１を
有している。この光源１は、半導体レーザチップ３を缶
状のケース２内に収納して構成されている。このケース
２の前面部には、傾斜した透明ガラス４により閉蓋され
た光束射出孔が設けられている。このケース２からは、
半導体レーザチップ３に電源供給を行うための端子５が
設けられている。半導体レーザチップ３より発せられて
光束射出孔を介して射出され光束は、収差補正素子６に
入射される。この収差補正素子６は、一方の面である入
射面が回折格子（グレーティング）面８となされ、他方
の面である射出面が円筒面７となされている。この収差
補正素子６は、ポリメチルメタクリレート（Polymethyl
methacrylate）やポリカーボネイト（Polycarbonate）
の如き透明な合成樹脂材料や、ガラスにより、一体的に
形成されている。

【００１９】収差補正素子６の回折格子面８は、この回
折格子面８を透過して収差補正素子６に入射する光束
を、少なくとも、０次光及び±１次光の３本の光束に分
岐させる。この回折格子面８により分岐された各光束
は、トラッキングエラー信号の検出方法であるいわゆる
３ビーム法を実行する際の、メインビーム及びサブビー
ムとなる。そして、この収差補正素子６の円筒面７は、
この円筒面７を透過して収ここ差補正素子６より射出さ
れる光束に対して、非点収差（アス）を生じさせる。

【００２０】収差補正素子６の円筒面７は、図５に示す
ように、凸の円筒面である。そして、この収差補正素子
６においては、図６において矢印Ｍで示す円筒面７の母
線の方向Ｍは、図６において矢印Ｇで示す回折格子面８
における格子方向Ｇと平行となっている。

【００２１】収差補正素子６を経た光束は、偏光ビーム
スプリッタ９に入射される。この偏光ビームスプリッタ
９は、立方体状に形成され、内部に、入射される光束の
進行方向に対して４５°傾斜された偏光反射面１０を有
している。この偏光ビームスプリッタ９に入射された光
束は、この偏光ビームスプリッタ９を透過して、コリメ
ータレンズ１１に入射される。このコリメータレンズ１
１に入射された光束は、平行光束となされ、図２に示す
ように、立上げミラー１２により反射されて９０°偏向
されて、対物レンズ１３に入射される。この対物レンズ
１３は、入射された光束を、光磁気ディスク１０１の信
号記録面上に集光させる。

【００２２】また、収差補正素子６においては、図９に
示すように、円筒面７の母線の方向Ｍは、光磁気ディス
ク１０１の信号記録面上の記録トラック１１６の接線方
向に対して、光束の進行方向を基準として、直交する方
向となされている。ここで、光磁気ディスク１０１に対
する座標軸を、図１２に示すように、この光磁気ディス
ク１０１の径方向（記録トラックの接線に対する法線方
向）をｘ軸、光磁気ディスク１０１の記録トラックの接
線方向をｙ軸、光磁気ディスク１０１に入射する光束の
光軸方向をｚ軸と定義する。これらの座標軸に従えば、
円筒面７の母線の方向Ｍ及び回折格子面８における格子
方向Ｇは、ｘ軸方向となる。なお、これらの方向につい
ては、立上げミラー１２等により光軸が屈曲されていて
もこの光軸を基準とするので、光軸の屈曲のしかたによ
っては、空間的には異なる方向である場合もある。

【００２３】光磁気ディスク１０１においては、ディス
ク基板に入射された光束は、このディスク基板内におい
て、非点収差（アス）を生ずる。このようにしてディス
ク基板において生ずる非点収差は、収差補正素子６の円
筒面７において生じた非点収差と相殺され、信号記録面
上に集光される光束において非点収差がない状態に補正
される。すなわち、この光学ピックアップ装置において
は、光磁気ディスク１０１のディスク基板において生ず
る非点収差は、円筒面７によって補正される。この円筒
面７は、コマ収差を発生させることがなく、この光学ピ
ックアップ装置の光学特性を悪化させる虞れがない。

【００２４】そして、信号記録面により反射された反射
光束は、対物レンズ１３、立上げミラー１２及びコリメ
ータレンズ１１を介して、偏光ビームスプリッタ９に戻
る。この偏光ビームスプリッタ９において、反射光束
は、偏光反射面１０により反射されて９０°偏向され、
光源１に戻る光路より分岐される。そして、この反射光
束は、ウォラストンプリズム１４を経ることにより偏光
成分に応じて分岐され、マルチレンズ１５に入射され
る。このマルチレンズ１５は、入射面が円筒面（シリン
ドリカル面）となされ、出射面が凹面となされたレンズ
である。このマルチレンズ１５は、鏡筒１６により支持
されている。このマルチレンズ１５の円筒面は、入射さ
れる光束に対して、いわゆる非点収差法によるフォーカ
スエラー信号検出を行うための非点収差を生じさせる。
このマルチレンズ１５を経た反射光束は、フォトトラン
ジスタの如き光検出器１７の受光部に入射される。

【００２５】この光学ピックアップ装置においては、光
検出器１７より出力される光検出信号に基づいて、光磁
気ディスクよりの種々の情報信号やエラー信号を得るこ
とができる。すなわち、光検出器１７の受光部は、図１
１に示すように、メインビームの反射光束を受光する４
つの受光面Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ、±１次のサブビームの反射
光束を受光する２つの受光面Ｅ，Ｆ、及び、ウォラスト
ンプリズム１４により分岐された光束を受光する２つの
受光面Ｊ，Ｈという複数の受光面を有して構成されてい
る。メインビームの反射光束を受光する４つの受光面
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、１面の受光面がメインビームの反射
光束の光軸との交点において９０°毎の等角度間隔に放
射状に分割された状態に配列されている。

【００２６】この光検出器１７においては、受光面Ａよ
りの出力（Ａ）とこの受光面Ａの対角の位置にある受光
面Ｃよりの出力（Ｃ）の和信号を求め、また、受光面Ｂ
よりの出力（Ｂ）とこの受光面Ｂの対角の位置にある受
光面Ｄよりの出力（Ｄ）の和信号を求め、これら各和信
号間の差信号を求めることにより、フォーカスエラー信
号Ｆｅを求めることができる。すなわち、フォーカスエ
ラー信号Ｆｅは、 Ｆｅ＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ） である。そして、この光検出器１７においては、受光面
Ｅよりの出力（Ｅ）と受光面Ｆよりの出力（Ｆ）との差
信号を求めることにより、トラッキングエラー信号Ｔｅ
を求めることができる。すなわち、トラッキングエラー
信号Ｔｅは、 Ｔｅ＝Ｅ−Ｆ である。さらに、この光検出器１７においては、受光面
Ｊよりの出力（Ｊ）と受光面Ｈよりの出力（Ｈ）との差
信号を求めることにより、光磁気信号Ｍｏを求めること
ができる。すなわち、光磁気信号Ｍｏは、 Ｍｏ＝Ｊ−Ｈ である。

【００２７】そして、この光学ピックアップ装置は、図
３に示すように、上述した光学系を光学系フレーム１８
内に収納保持して構成される。この光学系フレーム１８
は、金属や合成樹脂材料により、充分な剛性、堅牢性を
有して形成されている。この光学系フレーム１８は、記
録再生装置内において、ガイドシャフト２０及びガイド
部２２により、ｘ軸方向に移動操作可能に支持される。
この光学系フレーム１８は、図４に示すように、ガイド
シャフト２０が挿通されるスラストベアリング２４が取
付けられた第１の被支持部１９と、支持部２２が進入さ
れる溝部２３を有する第２の被支持部２１とを有してい
る。これら被支持部１９，２１は、光学系フレーム１８
の両端側に位置して設けられている。この光学系フレー
ム１８は、図示しない駆動機構により、ｘ軸方向に移動
操作される。また、光検出器１７には、この光検出器１
７よりの出力信号を外方側に取り出すためのプリント基
板２５が取付けられている。

【００２８】この光学ピックアップ装置においては、い
わゆるトラッキングサーボ動作のために、対物レンズ１
３が他の光学素子に対してｘ軸方向に移動操作されたと
きにも、収差補正素子６の円筒面７における非点収差の
発生量が変化することがなく、また、若干の変化があっ
ても変化のしかたが対物レンズ１３の移動方向について
対称であるため、光学特性の安定性が充分に確保するこ
とができる。また、この光学ピックアップ装置において
は、円筒面７及び回折格子面８とは一体的な収差補正素
子６として形成されているため、構成が簡素化されてい
る。さらに、サブビームのメインビームに対する位置の
調整のために回折格子面８を光軸回りに回動させたと
き、円筒面７も追従して光軸回りに回動されるが、光検
出器１７の受光部において、円筒面７の回動によってメ
インビームに対応する反射光束の戻り位置が移動するこ
とがなく、この光検出器１７の位置調整が容易である。

【００２９】そして、本発明に係る光学ピックアップ装
置において、収差補正素子６は、図７に示すように、凹
の円筒面７と回折格子面８とを一方及び他方の面として
形成されたものとしてもよい。この収差補正素子６にお
いては、図８において矢印Ｍで示す円筒面７の母線の方
向Ｍは、図８において矢印Ｇで示す回折格子面８におけ
る格子方向Ｇに直交する方向となっている。また、この
収差補正素子６においては、図１０に示すように、円筒
面７の母線の方向Ｍは、光磁気ディスク１０１の信号記
録面上の記録トラック１１６の接線方向に対して、光束
の進行方向を基準として、平行な方向、すなわち、ｙ軸
方向となされる。収差補正素子６をこのように配置する
ことにより、光磁気ディスク１０１のディスク基板にお
いて生ずる非点収差が、凹の円筒面７によって補正され
る。

【００３０】

【発明の効果】上述のように、本発明に係る光学ピック
アップ装置においては、光源より発せられた光束は、一
方の面が回折格子面となされ他方の面が円筒面となされ
た収差補正素子に入射され、光学記録媒体において生ず
る非点収差を補正するための非点収差を生じさせられる
とともに、０次光及び±１次光の少なくとも３本の光束
に分割される。

【００３１】円筒面により生じさせられる非点収差は、
トラッキングサーボ動作による対物レンズの光軸に対す
る移動に対して対称に生ずるので、対物レンズを移動さ
せても光学特性の劣化が少ない。

【００３２】また、この光学ピックアップ装置において
は、回折格子面を光軸回りに回動させることにより円筒
面がこの回折格子面とともに回動されても、０次光の光
学記録媒体よりの反射光束（戻り光）が移動することが
なく、反射光束を検出する光検出器の位置調整が容易で
ある。

【００３３】さらに、、この光学ピックアップ装置にお
いては、光学系の構成の簡素化及び小型化が可能とな
る。

【００３４】すなわち、本発明は、構成の複雑化や調整
の困難化を招来することなく、また、コマ収差の発生等
の弊害を生ずることなく、光磁気ディスクの如き光学記
録媒体の透明基板において生ずる非点収差を良好に補正
することができるようになされた光学ピックアップ装置
を提供することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光学ピックアップ装置の光学系部
分の構成を一部を破断して示す平面図である。

【図２】上記光学ピックアップ装置の光学系部分の構成
を一部を破断して示す側面図である。

【図３】上記光学ピックアップ装置の構成を示す底面図
である。

【図４】上記光学ピックアップ装置の構成を示す側面図
である。

【図５】上記光学ピックアップ装置を構成する収差補正
素子の第１の形状を示す側面図である。

【図６】上記光学ピックアップ装置を構成する収差補正
素子の第１の形状を示す平面図である。

【図７】上記光学ピックアップ装置を構成する収差補正
素子の第２の形状を示す側面図である。

【図８】上記光学ピックアップ装置を構成する収差補正
素子の第２の形状を示す平面図である。

【図９】第１の形状の収差補正素子の記録トラックの方
向との関係を示す正面図及び側面図である。

【図１０】第２の形状の収差補正素子の記録トラックの
方向との関係を示す正面図及び側面図である。

【図１１】上記光学ピックアップ装置を構成する光検出
器の受光部の構成を示す正面図である。

【図１２】光磁気ディスクに対する座標を定義する平面
図である。

【図１３】従来の光学ピックアップ装置の光学系部分の
構成を一部を破断して示す平面図である。

【符号の説明】

１ 光源、６ 収差補正素子、７ 円筒面、８ 回折格
子面、１３ 対物レンズ、１０１ 光磁気ディスク、１
１６ 記録トラック

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、 一方の面が回折格子面となされ他方の面が円筒面となさ
   れ、上記光源より発せられる光束が入射される収差補正
   素子と、 上記収差補正素子を透過した光束が入射され、この光束
   を光学記録媒体の信号記録面上に集光させる対物レンズ
   とを備えた光学ピックアップ装置。
2. 【請求項２】 収差補正素子の円筒面が凸の円筒面であ
   って、この円筒面の母線の方向が、光学記録媒体の信号
   記録面上の記録トラックの接線方向に対して、光束の進
   行方向を基準として、直交する方向となされた請求項１
   記載の光学ピックアップ装置。
3. 【請求項３】 収差補正素子の円筒面が凹の円筒面であ
   って、この円筒面の母線の方向が、光学記録媒体の信号
   記録面上の記録トラックの接線方向に対して、光束の進
   行方向を基準として、平行な方向となされた請求項１記
   載の光学ピックアップ装置。