JPS58108040A - 光ピツクアツプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はビデオディスク等に使用されるディスク状配
録媒体の情報を読みとる光ピツクアップに関する０ここ
に記載する光ピツクアップとは１回転するディスク状記
録媒体上にスポット状に集光された光束（以下では集光
スポットと呼称する。）が反射される際に、前記ディス
ク状記録媒体の回転中心を中心とする円弧に沿って刻ま
れた一定深さのピット列によって受ける強度変調を検出
することにより、前記ディスク状記録媒体の情報を読み
とるものをいう。前記強度変調の検出を確冥に行うため
には９周知の如く、前記集光スポットが常に前記ビット
列の上にあるようにトラッキングを行う必要がある。こ
れに伴い、トラッキング誤差検出が必要不可欠となるが
、周知の一手法としてウオブリング（ｗｏｂｂｌｉｎｇ
）法がある。これは前記集光スポットを前記ビット列と
は垂直な方向に、一定周波数にて全振幅０１μｍないし
０．２μｍ程度微小変動させ０反射光の前記周波数にお
ける位相を検出することによりトラッキング誤差検出を
行う方法である。

従来、ウオブリングの手段としては、専ら。

振動鋳の如きウオブリングに専用の光学素子が使用され
ていた。このために従来の光ピツクアップには、構造、
光路が複雑になるという欠点があった。−力先ピツクア
ップの光源としては長寿命化。小形化のために、従来の
Ｈｅ　−Ｎ、レーザに代り、半導体レーザが用いられつ
つあるが、従来のウオブリングの手段を踏襲する限り半
導体レーザの小形・軽量性という長所を十分に生かすこ
とができない。以上の事情を図について説明する。

第１図は、従来のＨｅ−Ｎ、レーザを半導体レーザに置
きかえて設計された光ピツクアップの例を示す図である
。図において半導体レーザ０１より出射する直線偏光を
なすレーザ光束（１）は偏光ビームスプリッタ（至）に
よって反射され、コリメートレンズ顛によりコリメート
された後。

λ／４波長板−を透過して円偏光となり、ウオブリング
用振動鏡（６０）、）ラッキング誤差補正鏝（７０）　
、ジッタ補疋鏡（８０）を経て、集光レンズ（９０）に
て回転するディスク状記録媒体（１００）（以下ではデ
ィスクと呼称する。）に集光される。ディスク面の円周
に沿うピット列によって強度変調されたディスクからの
反射光束は前述の光路を逆行し、前記λ／４波長板艶を
透過した後、往路の偏光方向とは直交する方向に偏った
直線偏向となり、コリメートレンズ（至）、偏光ビーム
スプリッタ（至）を透過し、更に円筒レンズ（１１０）
を透過した後非点光束となり１通常４象限検出器とよば
れる４分割光検出器（１２０）にて検出される。以上第
１図について述べた各部の光ピツクアップにおける機能
は周知であるが。

なお、補足すれば９円筒鏡（１１０）とコリメートレン
ズ−とにより形成される非点光束の断面形状Ｉｆ１４分
割検知器（１２０）上で、ディスク面における合焦の程
度に対応して変化し、これによりフォーカス誤差を検出
できる。ガお第１図の如く光ピツクアップでハ、トラッ
キング誤差補正鏡（７０）　ｅジッタ補正＃　（８０）
を別個に駆動する１対のアクチュエータ、集光レンズ（
９０）を駆動して合焦を行なうボイスコイル形アクチュ
エータなどが常設されるが９図においては省略しである
。さて第１図に示した光ピツクアップの光学系では、ウ
オブリング用振動鏡（６ｏ）が独自の空間を占有するこ
と、同振動鐘により光路が複雑化する等の事情によって
光ピツクアップの構造が複雑となり、小形化には限界が
ある０この発明は以上の欠点を除去するためになされた
もので、その特徴は振動鏡の如きウオブリングに専用の
光学素子を設けることなしに、コリメートレンズと半導
体レーザ加振装置とを組合せた小形軽量な半導体レーザ
光束偏向装置を設け、集光レンズによってディスク上に
集光された集光スポットを、前記半導体レーザ光束偏向
装置による微小偏向によって一定周波数で振動させるこ
とにある。他の特徴は前記半導体レーザ加振装置の加振
部には半導体レーザを装着した金属製カンチレバーと金
属製クランノ（を用い、金属の良好ガ熱伝導性によ°つ
て前記半導体レーザの放熱を確実に行わしめ、前記半導
体し−ザの安定な発振を持続させることにある。更に他
の特徴は、前記金属製カンチレバーの両面に電歪素子を
張りつけ、これらを−帯域増幅器。

移相器を含む電気信号増幅装置に接続して前記金属製カ
ンチレバーの自励発振を行わしめ、もって一定振幅、一
定周波数の安定々機械的振動を半導体レーザに加えるこ
とにより一定周波数。

一定角度のレーザ光束偏向を行い、前記ディスク上の集
光スポットを一定周波数、一定振幅にて振動させること
にある。以下図面について説明する。

９２図はこの発明の実施例を示す図である。

図において、半導１体レーザａのは、補助のヒートシン
ク（１３０）を介して０両面に電歪素子板・（１４０ａ
）　、　（１４０ｂ）を張夛つけた金属製カンチレバー
　（１５０）の先端近傍に、ろう付は等の手段により、
前記金属製カンチレバー（１５０）と熱的接触を保ちつ
つ装着されている。前記半導体レーザ（ＩＧより出射さ
れるレーザ光束０Ｉは一般に直線偏光であり、コリメー
トレンズ（イ）によってコリメートされたレーザ光束は
。前記レーザ光束を透過するように配置された偏光ビー
ムスプリッタＯＩを透過した後、前記偏光ビームスプリ
ッタ（至）に固定された第１のλ／４波長板（５０ａ）
を透過し。

更に集光レンズ（９０）によってディスク（１００）上
に集光される。ディスク（１００）により反射されたレ
ーザ光束は前記集光レンズ（９０）１に透過した後、前
記第１のλ／４波長板（５０ａ）を透過して。

前述往路のレーザ光束とは垂直方向に偏った直線偏向と
なり、偏光ビームスプリッタ（至）により反射されて、
前記偏光ビームスプリッタ（７）に固定された第２のλ
／４波長板（ｓｏｂ）を通過し、第１の反射鏡（１６０
ａ）で反射されて前記第２のλ／４波長板（ｓｏｂ）を
透過し、再び偏光方向が９０°変化し、前記偏光ビーム
スプリッタ（至）を透過する。

以下レーザ光束は同様にして、第３のλ／４波長板（５
０ｃ）を透過した後、傾けて設けられた円筒鏡である第
２の反射鏡（１６０ｂ）で反射され前記第３のλ／４波
長板（５０ｃ）を透過し、前記偏光ビームスプリッタ（
至）で反射され、前記コリメートレンズ−を透過して、
＃ｉ記半導体レしザａＳと近接して設けられた４分割光
検出器（１２０）にて受光される。前記４分割光検出器
（１２０）で受光されるレーザ光束ａ、　ｆｌｉ記円筒
鏡である第２の反射鏡（１４０ｂ）と前記コリメートレ
ンズ−とによって非点光束となっているため、先の第１
囚について説明したようにディスク（１００）上での合
焦の程度が検出される。一方前記半導体レーザｌＩ・に
社、前記金属製カンチレバー（１５Ｇ）　、同カンチレ
バーのクランパ（１７（１）　ｂよび電歪素子板（１４
ｏａ）　、　（１４０’ｂ）　　よ）なる半導体レーザ
〃口振部と電気信号増幅装置（１８０）から構成される
半導体レーザ加振装置とＫよって以下で説明するように
一定周波数、一定振幅の微小な機械的振動が与えられる
ようになっておシ、前記半導体レーザ加振装置とコリメ
ートレンズ−とで構成される半導体レーザ光束偏向装置
によって、レーザ光束は一定周波数、一定微小角表の偏
向を受ける。このためにディスク（１００）に集光され
るレーザ光束は紬記一定周波数にて振動し、ウオブリン
グが行われる。半導体レーザｌＩＩが発生する熱は、前
記補助のヒートシンク（１５Ｇ）　、前記金属性カンチ
レバー（１５０）　、前記クランパ（１７Ｇ）。

前記クランパに熱的接触を保ちつつ固定された金属筒（
１９０）　、更に前記金属筒（１９０）に外接する金属
製枠体（２００）を順次伝いつつ放熱がなされる。なお
２図には示さなかったが、半導体レーザ舖ノリード線、
亀歪素子板（１４ｏａ）、　（１４０ｂ）のリード線ハ
、＃記クランパに固定された磁器性端子＆　（２１Ｇ）
を中継して光ピツクアップの外部に引き出すことができ
る。

第３図は半導体レーザ加振部の斜視図でおる。

図において半導体レーザａＯａ、補助ヒートクンク（１
！Ｓｏ）を介して、直方体状金属製カンチレバー　（１
５０）の先端近傍にろう付は等によシ装着されている。

前記金属製カンチレバー（１５０）　ｄ　＃同一金属材
料あるいは別途〃■工された金属よりなるクランパ（１
７０）によって一方が固定されている。前記金属製カン
チレバー（１５０）には、餉記半導体し−ザ鱒とは異な
る位置に、前記金属製カンチレバー（Ｉｓｏ）の長さ方
向（２２０）に電歪効果によって伸縮可能な、各々の両
面に電極を備え７’？、　　１対の電歪素子板（１４０
ａ）、（１４０ｂ）が各々張りつけられている。但し図
には前記１歪素子１１ｊｔ　（１４０１））　Ｆｉ示さ
れていない。各電歪素子板（１４Ｇ＆）、（ｌｏｔ））
の、前記金属製カンチレバー（１５０）に接していない
電極からは、リード線（２！ｉｏ＆）、（２３１０１）
）が引き出されており、電極電圧のと抄出し、あるいは
１極への電圧印加が可能とがるようになされている。

第４図社半導体し６一ザ光束偏向装置の動作説明図であ
る。金属製カンチレバー（１ＳＯ）に張り付けられ大電
歪素子板（１４０１１）　　より引き出されたリード１
！（２３０１））により、　前記−歪素子板（１４０１
））　　の電極電圧が電気信号増幅装置（１８０）に入
力される。電気信号増幅装置　（１８０）　ｉｊ、帯域
フィルタ（２４Ｇ）　、増幅器（２５Ｇ）および移相器
（２４０）を含み、その出力１圧をリード線（２ｓｏａ
）を介して、ｍ゛歪素子ＩＮ　（１４０ａ）に印加する
。増幅器（２５０）の利得、移相器（２４０）による移
相量け、前記金属製カンチレバー（１５０）の先端が。

自励発振によって一定振幅で安定に振れるように調整さ
れる、帯域フィルタ（２４０）ハ、前記金属製カンチレ
バー（１５０）の１つの固有振動数に合わせられており
、当振動数にて自励発振が行われるよう設けられている
。前記金属製カンチレバー（１５０）の自励発振によっ
て半導体レー゛ザ舖け、半導体レーザ光束（２０ａ）を
コリメートするためのコリメートレンズ−の光軸（２７
０）とけ垂直な方向に加振され、このためにコ１１ノー
トされた半導体レーザ光束（２０ｂ）の方向は一定周波
数にて偏向される。このように半導体レーザ光束偏向装
ｍＦｉ、金属製カンチレバー（１５０）の自励発振を採
用しているため、前記金属製カンチレバー（１５０）の
固有振動数が温良変化等によって若干変化したとしても
、振幅および発振の安定性にはほとんど影響を与えず、
従って一定の偏向角度が安定に得られるという利点を有
することは容易に理解されよう。なお図における帯域フ
ィルター（２４０）　、増幅器（２５０）　、移相器（
２６Ｏ）の順序は上述のレーザ加振効果に何ら影響を及
ぼすものではなく、これらの順序は自由に変更してもさ
しつかえない。また帯域フィルタ（２４０）と増幅器（
２５０）を分離して説明したが。

これらｔゴ例えばアクティブ帯域フィルタの如く。

帯域フィルタと増幅器が一体となった場合にも得られる
効果は同一であることはいう壕でもない。

以上で述べ大ように、この発明によれば、半導体レーザ
が装着されているとともに自励発振を行う金属性カンチ
レバーを主要部とする半導体レーザ加振装置と、コリメ
ートレンズとからなる小形軽量な半導体レーザ偏向装置
によって。

レーザ光束を一定周波数、一定角度で微小偏向するため
、従来使用されていた振動鏡の如きウオブリングに専用
の光学素子を使用することなく、ウオブリングがなされ
るとともに、半導体レーザの小形・軽量性という特長を
損うことなしに良好な放熱がなされ、安定したレーザ発
振が維持される。

なお本発明に係る光ビック了ツブの説明においては、光
ピツクアップに必要な９合焦、トラッキング、あるいは
ジッタ補正のためのアクチュエータについては説明を省
略し六〇これは。

アクチュエータがとくにこの発明にとって主要な要素で
はないためであるが、この発明によって光ピツクアップ
の小形化が実現されるので。

従来のものと異なＬアクチュエータを光ピツクアップ内
の光学系部品に組込まず、光ピツクアップ全体を動かす
アクチュエータにこの発明で係る光ピツクアップを装着
することも０］能となり、第２図における堰付部（２８
０）は以上のことを考慮して設けである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のＨｅ　−Ｎｅレーザを半導体レーザに置
きかえて設計され大光ピツクアップの例を示す図、第２
図はこの発明の実施例を示す図。 第３図は半導体レーザ加振部の斜視図、第４図は半導体
レーザ光束偏向装置の動作説明図である。図中Ｏ・は半
導体レーザ、ａｌｌＩは偏光ビームスプリッタ、ａＩは
λ／４波長板、　５ａｉｔ集光レンズ。 （１’−＋ｏ）ｔｊディスク、　　（１２０）　ｔｄ　
４分割光検出器。 （１４０）　ｉｊ電歪素子板、　　（１５０）は金属製
カンチレバー、　　（１６０）は反射鏡、　　（１７０
）はクラン／（。 （１８０）は電気信号増幅装置、　　（２４０）　ｉｔ
帯域フィルタ、　　（２５Ｇ）は増幅器、　　（２６０
）は移相器である。 なお図中同一または相当部分には同一符号を付して示し
である。 代理人　葛　野　信　− ｉ　Ｚ　色 Ｈｐ（１ 塾　３　畝

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 回転するディスク状記鋒媒体のピット列による反射光強
   度変調を利用して前記記録媒体の情報を読みとるべく、
   光源として半導体レーザを用いた光ピツクアップにおい
   て、屈折力が正であるコリメートレンズと、前記コリメ
   ートレンズの焦点近傍に発光面を有する半導体レーザと
   。 その先端近傍に前記半導体レーザをろう付は等の手段に
   よって熱的接触を保ちつつ装着し、かつその他端を固定
   するクランパと共に同一金属材料により加工されて成る
   か、もしくは別金属部材にて別加工されたクランパに熱
   的接触を保ちつつ固定されて成る。大略直方体状の金属
   製カンチレバーと、前記金属製カンチレバーの相対向す
   る２面に、前記半導体レーザとは異なる位置に各々張り
   付けられ、かつ前記金属製カン　　；チνバーの長さ方
   向に電歪効果によって伸縮可能な、各々の両面にＷ極を
   設け７’（１対の電歪素子板と、前記１対の電歪素子板
   のうち第１の電歪素子板の、前記金属製カンチレバーに
   接していない側の電極に生ずる電圧を増幅する。少くと
   も帯域通過フィルタ付増幅器と位相変化部を設けた電気
   信号増幅部とを有し、前記電気信号増幅部の出力を前記
   １対の電歪素子板のうち第２の電歪素子板の、前記金属
   製カンチレバーに接していない側の電極に印加すること
   により前記金属製カンチレバーの自励発振を誘、起し、
   との自励発振による前記金属製カンチレバー先端の振動
   を前記半導体レーザに伝達して、前記半導体レーザを前
   記コリメートレンズの光軸とは垂直な方向に加振するこ
   とにより、前記コリメートレンズによってコリメートさ
   れた前記半導体レーザの光束を偏向する半導体レーザ光
   束偏向装置を備えたことを特徴とする光ピツクアップ０