JPS58155535A - 光ピツクアツプ光学系用受光素子 - 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、元ピックアップ元学系用受光素子に関する
。

光源からの光束を、対物レンズを介して、記録媒体上に
集光させ、その反射光束を、上記対物レンズを介して受
光素子に導く元ピックアップ元学系が提案されている。

このような元ピックアップ元学系は、記録媒体上に情報
を記録し、あるいは、記録媒体上の情報を読みとるのに
用いられる。

元ピックアップ元学系が正しく機能するためには、対物
レンズの焦点を記録媒体面に一致させるだめのフォーカ
シング信号、対物レンズの光軸を、記録媒体上の記録用
のトラックに一致させるだめのトラッキング信号を読み
とる必要があり、さらに記録媒体上の情報を読みとるの
であれば、そのためのＲＦ倍信号読みと、る必要がある
。

第１図は、従来提案されている、元ピックアップ元学系
の１例を、説明に必要な部分のみ略示している。図中、
符号１は光源、符号２はカップリングレンズ、符号３は
偏光ビームスプリッタ−１符号４は１／４波長板、符号
５は対物レンズ、符号６は記録媒体としてのディスク、
符号７．８はシリンドリカルレンズ、符号９は受光素子
をそれぞれ示している。光源１は、普通半導体レーザー
が用いられる。

光源ｌからの光は、カップリングレンズ２に入射して、
平行光束に変換される。この平行光束は、偏光ビームス
プリッタ−３に入射し、透過光と反射光とに分離される
。この反射光と透過光とは、その偏光の方向が互いに直
交している。

反射光は、１／４波長板４を透過すると、対物レンズ５
を介して、°ディスク６上に集光する。

ディスク６からの反射光は、対物レンズ５、ｌ／４波長
板４を介して、再度、偏光ビームスプリッタ−３に左方
から入射するが、この反射光は１／４波長板４を往復２
回透過しているので、その偏光方向は、偏光ビームスプ
リッタ−３により当初反射された状態から、さらに９０
度可回転ており、それゆえ今度は偏光ビームスプリンタ
ー３を直進的に透過し、シリンドリカルレンズ７に入射
スる。

シリンドリカルレンズ７．８は、そのパワーを有する方
向を互いに直交させている。シリンドリカルレンズ７に
あっては、そのレンズ面における無曲、率の方向は、第
１図において上下方向を向いておシ、シリンドリカルレ
ンズ８にあっては、上記無曲率の方向は、図面に直交し
ている。

シリンドリカルレンズ７によるパワーの作用ヲ受ける光
成分はＰＩ点に集束し、シリンドリカルレンズ８のパワ
ーの作用を受ける成分は、２２点に集束する。

受光素子９は第２図に示す如く、その受光面がその中心
を共有点とし、４個の受光部α、β、γ、δに４等分割
されており、個々の受光部α、β等から、光電変換信号
を取り出しうるように構成されている。そして、この受
光素子９は、そのＸ−Ｘ方向を、第１図で上下方向とし
て、２１点と２２点との間に配備されて、ディスク６か
らの反射光束を受光する。受光素子９の中心は、対物レ
ンズ５の光軸ＡＬに合致させられている。

さて、ディスク６が、対物レンズ５の焦点面と一致して
いるとき、ディスク６からの反射光は、対物レンズ５に
より平行光束となる。そこで、この状態において、受光
素子９に入射する光束の、受光面上の断面形状が、第３
図（Ｉ）に示す円形状１０となるように受光素子９の位
置を定める。

受光部α、β、γ、δから得られる光電変換信号を、簡
単のために、各受光部と同一の記号α、β１、δで表す
ことにしよう。そこで、（α＋？／）−（β＋δ）なる
信号を考えると、第１図に示す状態においては、受光素
子９の受光する光束断面は、第３図（１）の円形１０で
あるから、（α＋γ）−（β十δ）−〇である。

対物レンズ５に対して、ディスク６が近づくように、両
者の位置関係がずれると、ディスク６からの反射光は、
対物レンズ５によって発散性のものとなるので、第１図
におけるＰＩ、２２点は、受光素子９に対し相対的に右
方へずれ、受光素子９の受光する光束の受光面上の形状
は、第３図ｆｎＪに示す縦長の楕円１１となり、（α＋
δ）−（β＋δ）〕・０となる。逆に、ディスク６と対
物レンズ５との間の距離が対物レンズ５の焦点距離より
大きくなると、受光面上の光束形状は、ｍ３１’Ｎ（ｆ
ｉｔ）に示す横長の楕円１２となり、（α＋γ）−（β
−β）ｋＯとなる。

従って、信号（α十３〕−（β−β）をフォーカシング
信号として検出することにより、元ピックアップ元学系
を、対物レンズ５の光軸ＡＬ力方向移動させることによ
って、対物レンズ５の焦点をディスク６上に合致させる
ことができる。

また、β−βなる信号をトラッキング信号として検出し
、その結果に応じて、光学系を元軸ＡＬに直交する方向
で、且つ、トラックに直交する方向へ移動させ、β−δ
＝０とするように調整することにより、元＠ＡＬとトラ
ックとの合致を実現することができる。

このように、フォーカシング調整とトラッキング調整を
行ったのちは、（α＋β＋ｌ＋δ）なる信号をＲＦ倍信
号して読み出すことができる。

さて、ディスク６と、対物レンズ５の焦点位置とのずれ
が、極めて小”さいときは問題は何ら生じないが、上記
すれか±１００μｍ１１程度と大きくなってくると、反
射光束の断面形状は、第３図（［Ｖ）、（Ｖ）に示す楕
円１３　、１４の如く、受光素子９の受光面より大きな
ものとなる。このようになると、第３１Ｎ（ＩＶＩ、■
）に示すいずれの場合も、フォーカシング信号は０とな
り、フォーカシング調整を正しく行なうことができない
。

例えば、受光素子として、受光面の径がｌφのもの全周
いた場合、フォーカシング信号の相対値は、焦点とディ
スク面とのずれに対し、第４図に示す如き特性を与え、
この場合、調整しうる、ずれの範囲は、たかだか±２５
０μｍ８変であって、対物レンズとディスクとの間を、
あらかじめ、この度の調整で事が足りる程度に高精度に
位置調整する必要がある。なお、第４図において横縦は
位置ずれの量、縦軸は、フォーカシング信号の相対値を
示す。

しかるに、受光面が５φの受゛□光素了−を用いると、
ノオーカ／ング信号相対値の特性は第５図に、・Ｙす如
きものとなって、位置調整可能の領域は、ｒっと広くな
る。

すなわち、元ピックアップ元学系に用いられる受光素子
の受光面を大きくすることによって、デフォーカス量が
大きくても、フォーカシング調整等を容易に行ないうる
訳であり、この観点からすると、受光素子は、しかるべ
く、受光面の大なるものを用いるのがよい。

しかしながら、受光面を大きくした場合、別種の問題が
発圧する。

それは、フォーカシング信号、トラッキング信号に対す
るＲＦ倍信号、周波数のオーダーの差異にもとづくもの
である。

すなわち、フォーカシング信号、トラッキング信号の周
波数は、高々数ＫＨｚ程度であるのに対し、ＲＦ倍信号
周波数は、１０ＭＨｚｌＪ上の高周波数である。

−万、分割受光素子における各受光部の応答速度は、分
割された受光部の面積に反比例的におそくなっていく。

受光面を大きくすれば、受光部の面積もそれに応じて犬
となるので、上記の如く、フォーカシング調整のために
、受光面の面積を大きくすると、受光部の応答速度もお
そくなる。

例えば、纂２図の如き、４分割受光素子にあっては、受
光面を５φとすれば、各受光部の等の応答速度は０．５
μｓとなり、ＲＦ倍信号読みとることはできなくなる。

受光面が１φのものでは、応答速度は０．０５μｓとな
ってＲＦ倍信号読取は可能となる。

このように、ＲＦ倍信号読取ろうとすると、必然的に、
対物レンズと記録媒体との間の相対的位置関係の調整可
能領域が、せばめられてしまう訳である。

そこで、本発明の目的は、このような問題に鑑みて、Ｒ
Ｆ倍信号読取が可能であってなおかつ、対物レンズと記
録媒体との相対的位置関係の調整可能領域を広くとりう
る、新規な、受光素子を、光ピックアップ元学系用に提
供することである以下、本発明、を説明する。

本発明による受光素子は、第１の受光面と、第２の受光
面とを有する。

Ｆｌの受光面は、ＲＦ倍信号検出しうるべく、しかるべ
く小さい面積を有し、中央部に位置する。

第２の受光面は、第１の受光面を囲ａして配設される。

第１の受光面と第２の受光面とは互いに密接している。

第１の受光面は、受光すべき光束の中心部近傍の光束部
分を受け、第２の受光面は、上記光束部分の周囲の光束
部分を受光する。

各受光面は、第１の受光面の中心全共有点として、複数
の受光部にそれぞれ等分割される。分割された各受光部
からは、それぞれ光電変換信号が得られるように構成さ
れる。

以下、図面を参照しつつ、具体的例に部して説明する。

第６図に示す受光素子９１は、本発明による、受光素子
の１例を示している。図中、符号ＡＩ、Ａ２、Ａ３、Ａ
４、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４は、各受光部を示す。受光
部Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４は第１の受光面を４分割した
各受光部であり、受光部Ｂｌ、Ｂ２、Ｂ３Ｂ４１ｄ、第
２の受光面をなしている。

以下の各図において、第１の受光面をｎ（＼２）分割し
て得られる受光部に対しては、符号Ａｉ、（夏　１〜ｎ
）を用い、第２の受光面をｎ分割して得られる受光部に
対しては、符号Ｂ１、（＋−１〜ｎ）を用いる。また、
Ａｉ、Ｂｉは、これを記号として用いるときは、符号Ａ
ｉ、Ｂｉで示す受光部から得られる光電変換信号自体を
意味するものとする。

さて、受光素子９１は、第１図に示す如き元ピックアッ
プ元学系において、受光系子９のかわりに用いることが
できる。すなわち、受光素子９１の受光面を、シリンド
リカルレンズ８の側へ向け、第１の受光面の中心を、元
慟ＡＬに合致させ、第６１＝閾における、受光素子９１
の上下方向を用１図における上下方向と合致させて配備
するのである。

フォーカシング信号としては、 （Ａ１＋Ａ３＋Ｂ１＋Ｂ３）−（Ａ２＋Ａ４＋Ｂ２＋Ｂ
４）をとればよく、トラッキング信号としては、（Ａ２
＋Ｂ　２　）−（Ａ４＋Ｂ４　）をとればよい。また、
ＲＦ倍信号しては、（Ａ１＋Ａ２＋Ａ３＋Ａ４） を用いる。

第１の受光面を構成する受光部Ａ１、Ａ４、Ａ２、Ａ３
は、これを十分に小さく構成できるので、ＲＦ　’（’
ｉＨ”；ｊの読取は、これら受光部によって確実に実現
される。−万、第２の受光面を構成する受光ｍ　Ｂ　１
、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４は、これを、ＲＦ倍信号読取に寄与
せしめる必要がないので、これを、しかるべく大面積と
することによりて、フォーカシング信号、トラッキング
信号の読取に寄与させることができ、従って、対物レン
ズと記録媒体との相対的位置関係を、十分な余ゆうをも
って調整することが可能となる。

第１・第２の受光面の形状は、受光系子９１におけるご
とく、円形であってもよいが、第６図に示す受光系子９
２．９３の如く、ともに正号形としてもよいし、あるい
は、同図の受光素子９４．９５の如く、−万が円形状、
他方が正方形であ′つてもよく、円形、正方形以外の形
状とすることも可能である。

これら受光素子９２〜９５は、受光素子９１と同様に使
用できる。

第７図は、他の元ピックアップ元学系を要部のみ示して
いる。繁雑を避けるべく、混同の瀘れのないものについ
ては、簗１図におけると同一の符壮を用いた。

第１図に示す光学系との差異は、ディスク６からの反射
光を対物レンズ５と、球面レンズ５０とにより、集束性
の光束として受光素子９６に導いている点である。２３
点は、上記集束性光束の集束点である。

受光素子９６は、本発明による受光素子の他の具体例で
あり、’ＪＣ１−第２の受光面は、それぞれ、受光部Ａ
ＩおよびＡ２、受光部Ｂ１およびＢ２に２分割されてい
る。

フォーカシング信号としては、 （ＡＩ＋Ａ２ン−（Ｂ１＋８２） をとれば良く、トラッキング信号としては、（Ａ１十Ｂ
１）−（Ａ２＋８２） をとれば良い。ＲＦ倍信号、受光！￥ｌ５ＡＩ、Ａ２に
より読みとられ、ＡＩ＋Ａ２として信号化される。

もちろん、本発明による受光素子を有する元ビックアン
プ元学系を、記録媒体への情報の記録に使用しうろこと
はいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし、第５図は、本発明により解決しようとす
る問題点を説明するだめの図、第６図は、本発明による
受光素子の５例を示す平面図、第７図は、本発明による
受光素子を用いた光ピックアップ元学系を要部のみ略示
する側面因、第８図は、第７図に示す光学系に用いてい
る受光素子を示す平面スである。 １・・・光源、５・・・対物レンズ、６・・・ディスク
（記録媒体）、９１．９２．９３．９４．９５・・・受
光素子、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４・・・第１の受光面を
４等分割して得られる受光部、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４
・・・第２の受光面を４等分割して得られる受光部。 ・１，１．、’） 手続補正書（睦） 昭和５７年　５　月２１日 １　事件の表示 昭和５７　年　特　　許　願第３８３１１号２　発明の
名称 光ピツクアップ光学系用受光素子 ３　補正をする者 事件との関係　　　　　　　　　　特許出願人任　　　
所　東京都大田区中馬込１丁目３番６号名　　　称　（
６７４）　　株式会社　リ　コ　−４代理人〒１５６ 住　　　所　東京都世田谷区桜丘２丁目６番２８号電話
０３　（４２ｇ）　５１０６ ５　補正の対象　明細書の「特許請求の範囲」、「発明
の詳細な説明」、「図面の簡単な説明」の各欄および図
面　　　　　　　　　　　　７て２コマ＼（１１特許請
求の範囲を別紙のとおり補正する。 Ｑ）明細書第１０頁第６行中の「複数」を「４個」と補
正する。 （３１同第１０頁第１７行末尾のｒｎ　（≧２）ｐ・ｒ
４Ｊと補正する。 （４１同第１０頁第１９行中の「１〜ｎ」を「１〜４」
と補正する。 ６）同第１０頁第１９行中の「ｎ分割」を［４分割−１
と補正する。 （６１同第１０頁第２０行中の「１〜ｎ」を「１〜４−
１と補正する。 （７１同第１２頁第１６行初頭から同第１３頁第１４行
末尾までを削除する。 （Ｂｌ　　同第１４頁第１行中の「平面図」の次から同
頁第５行中の「である。」の前までを削除する。 （９１図面第７図および第８図を削除する、別紙 特許請求の範囲 光源からの光束を、対物レンズを介して、記録媒体上に
集光させ、その反射光束を上記対物レンズを介して受光
素子に導く、光ピツクアップ光学系において、 受光部べき光束の、中心部近傍の光束部分を受光する第
１の受光面と、 この第１の受光面の周囲に設けられ、上記光束部分の周
囲の光束部分を受光する第２の受光面と、を有し、 上記第１の受光面と第２の受光面とが互いに密接してお
り、かつ、第１、第２の受光面が、第１の受光面の中心
を共有点として」の受光ｓＫそれぞれ等分割されており
、 等分割された上記ｌ受光部の個々から、それぞれ、光電
、変換信号を得られるように構成されたことを特徴とす
る、光ピックアップ光学系用受光素子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光源からの光束を、対物レンズを介して、記録媒体上に
   集光させ、その反射光束を上記対物レンズを介して受光
   素子に導く、元ピックアップ元学系において、 受光すべき光束の、中心部近傍の光束部分を受光する第
   １の受光面と、 この第１の受光面の周囲に設けられ、上記光束部分の周
   囲の光束部分を受光する第２の受光面と、を有し、 上記第１の受光面と第２の受光面とが互いに密接してお
   り、かつ、ｍｌ、　第２の受光面が、第１の受光面の中
   心を共有点として複数の受光部にそれぞれ等分割されて
   おり、 上記複数の受光部の個々から、それぞれ、光電変換上弓
   を得られるように構成されたことを特徴とする、元ピッ
   クアップ元学系用受光素子。