JPS60129943A - 光学ピツクアツプ装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、音声信号や映像信号等の情報信号を貢Ｐ蟲１
−ｒｒ光坐デノスクＶ車道イ太レーザカ為ち出射貞れる
レーザビームを入射して上記情報信号を読み取シ再生す
る光学式のディスクプレーヤ装置、あるいは光学ディス
クにレーザビームを入射させて所定の情報信号を記録し
、またこの記録された情報信号を読み取シ再生する光学
式の記録再生装置に用い、られる光学ピックアップ装置
に関する。

〔背景技術とその問題点〕

従来、光学式のディスクプレーヤ装置に用いられる光学
ピックアップ装置の光学系は、第１図に示すように構成
されている。この第１図に示す光学系において、半導体
レーザ１から出射されたレーザビームは、ビームスブリ
ック２を通過してコリメータレンズ３によシ平行元とさ
れる。このコリメータレンズ３によシ平行元とされたレ
ーザビームは、対物レンズ４により収束され光学ディス
ク５の情報信号を記録した記録トラックを有する信号記
録面上に焦点を結ぶ。そして、光学ディスク５の信号記
録面に照射されたレーザビームは、凹凸状のビット列か
らなる記録トラックによって変調されて反射され、再び
対物レンズ４及びコリメータレンズ３を経てビームスプ
リッタ２に入射される。このビームスプリッタ２に入射
された光学ディスク５から反射された戻りのレーザビー
ムは、半導体レーザ１から出射され光学ディスク５に入
射するように往路を進行するレーザビームの光軸に対し
直角方向に上記ビームスプリッタ２によｐ反射される。

このビームスプリッタ２により反射された戻シのレーザ
ビームは、−軸方向にのみ収束作用を有するフォーカス
エラー及びトラッキングエラー検出用レンズ６により収
束さ肛て光検出器７で検出される。このように、光学デ
ィスク５の記録トラックによって変調されて反射された
レーザビームを光検出器７で検出することにより、上記
記録トラックに記録された情報信号の読み出しが行なわ
れる。また、フォーカスエラー及びラジアルエラー検出
用レンズ６で収束されるレーザビームのスポット形状は
、光学ディスク５の位置が上下方向にずれると、レーザ
ビームが記録トラック上に正しく収束される合焦位置を
境として直交する方向に変形する。そこで、とのレーザ
ビームのスポット形状の形状変化を例えば４分割した光
検出器７で検出してフォーカス誤差信号を得、この信号
によシ対物レンズ４を駆動変位させてフォーカス制御が
行なわれる。

ところで、上述の如く光学ディスク５の信号記徴面から
反射された戻９のレーザビームをビームスプリンタ２に
より反射させた後収束させ、光検出器γ上に焦点を結ば
せてフォーカス誤差を検出するようにしたものにあって
は、ビームスプリッタ２によシ反射させた後焦点を結ば
せるまでの光路長を必要とし、ビームスプリッタ２と光
検出器７間に所定の距離を必要とする。そして、フォー
カス誤差の検出感度を向上させようとすると光学系の倍
率を上げる必要があシ必然的にビームスプリンタ２と光
検出器７間の距離が大きくなってしまう。

特に、第１図に示す如く構成された光学系を有する従来
の光学ピックアップ装置は、光学ディスク５に入射され
るレーザビームの光軸に対し、上記光学ディスク５から
反射されるレーザビームをビームスプリッタ２によシ直
角方向に反射させるように構成しているため、半導体レ
ーザ１から対物レンズ４に至る上記半導体レーザ１から
出射されたレーザビームが進行する往路に対し、光学デ
ィスク５から反射さ汎たレーザビームが進行スるビーム
スプリッタ２から光検出器７に至る復路を垂直になして
いる。従って、従来の光学ピックアップ装置は、半導体
レーザ１からコリメータレンズ３に至る直線形状の往路
ブロックに対しビームスプリッタ２から光検出器７に至
る比較的長尺な復路ブロックが垂直に突出して設けられ
る構造となされ、少なくとも光学系ブロックの大形化を
招く欠点がある。捷た、この種の光学ピックアップ装置
を用いるディスクプレーヤ装置の小型化を図る妨げとな
っている。

〔発明の目的〕

そこで、本発明は光学ピックアップ装置自体の小型化を
達成することを目的として提案され、特に光学ディスク
に入射されるレーザビームと光学ディスクから反射され
るレーザビームを分離するビームスプリンタの如き光学
素子から光検出器に至る光路長を十分に確保しフォーカ
ス誤差等の検出の感度を十分に維持しつつ装置自体の小
型化を達成することを目的とする。

さらに、本発明は光学式のディスクプレーヤ装置や記録
再生装置の小型化を達成し得る光学ピンクアップ装置を
提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

そして、上述の如＠目的を達成するため、本発明は、半
導体レーザから出射され少なくとも対物レンズに導かれ
、該対物レンズによシ光学ディスク面に焦点を結ぶよう
に入射されるレーザビームが進行する往路中の上記半導
体レーザと対物レンズ間に上記往路と異なる方向の復路
に光学ディスク面から反射された戻シのレーザビームを
導く光学素子を設け、該光学素子によシ前記往路とは異
なる方向の復路に導かれた戻シのレーザビームを光検出
器で検出するようになしたものにおいて、往路中を進行
するレーザビームの光軸に対し復路中を進行するレーザ
ビームの光軸が鋭角になるようにしてなるものである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照し々から説明する。

第２図は、本発明によって構成される光学ピンクアンプ
装置の光学系を概略的に示す図でろって、この第２図に
おいて、半導体レーザ１１から出射サレタレーザビーム
は、ビームスプリンタ１２を通過してコリメータレンズ
１３により平行光となされる。このコリメータレンズ１
３により平行光となされたレーザビームは、対物レンズ
１４により収束され光学ティスフ１５の情報信号を記録
した記録トラックを有する信号記録面に焦点を結ぶ。

そして、光学ディスク１５の信号記録面に照射されたレ
ーザビームは、凹凸状のビット列からなる記録トラック
によって変調されて反射され、再び対物レンズ１４及び
コリメータレンズ１３を経てビームスプリッタ１２に入
射される。

ここにおいて、半導体レーザ１１と対物レンズ１４間の
光路中に配設され、上記半導体レーザ１１から出射され
光学ディスク１５に入射されるレーザビームが進行する
往路とは異なる方向の復路に上記光学ディスク１５から
反射される信号を読み取った戻シのレーザビームを分離
導出する分離光学素子であるビームスブリック１２には
、組合せプリズムからなるＣのが用いられる。そして、
上記光学ティスフ１５から反射される戻シのレーザビー
ムを読み取シ検出する光検出器１γ方向に分離反射させ
る上記ビームスプリッタ１２の反射面１２ａは、半導体
レーザ１１から出射され光学ディスク１５に入射するよ
うに往路を進行するレーザビームの光軸に対し４５度以
下の傾斜角θをもって設定される。ビームスプリンタ１
２の反射面１２ａを上述の如き傾斜角θに設定すること
により、光学ディスク１５の信号記録面から反射された
戻りのレーザビームは、その光軸が半導体レーザ１１か
ら出射され光学ディスク１５に入射するように往路を進
行するレーザビームの光軸に対し９０度以下の鋭角をな
すように反射される。そして、上記ビームスプリッタ１
５によシ分離反射されたＪｕｌ）のレーザビームは、光
学ディスク１５に入射するレーザビームの光軸に対し鋭
角な方向に進行する。

また、上記ビームスプリッタ１２の反射面１２ａにより
反射された戻如のレーザビームが上記ビームスプリッタ
１２から出射する出射面１２ｂは、上記戻しのレーザビ
ームの光軸に対し垂直になるように設定される。

そして、ビームスプリッタ１２によシ反射されｆｃ戻シ
のレーザビームは、該レーザビームが進行する復路中に
配設される一動方向にのみ収束作用を有するフォーカス
エラー及びトラッキングエラー検出用レンズ１６によ）
収束されて光検出器１７に至り、この光検出器１７で検
出されることによシ、光学ディスク１５に記録された情
報信号の読み出しが行なわれる。また、フォーカス及び
ラシｂ 下方向にずれると、レーザビームが記録トラック１−１
ＦＴｌ／ＩＩＶ市づ嘴スム脂侍壁か倍ム１イ有かする方
向に変形する。そこで、光検出部を４分割した光検出器
１７で上記戻シのレーザビームのスポット形状変化を検
出することによシフオーカス誤差信号が検出される。さ
らに、記録トラック方向を中心にして左右に位置する光
検出器１７の光検出部でそ扛ぞれ検出される検出出力の
差分を検出することによ、ｂトラッキング誤差信号が検
出さＫる。

そして、上記光検出器１７で得られるフォーカス及びト
ラッキング誤差信号に応じた制御電圧を、対物レンズ１
４を駆動変位させる対物レンズ駆動装置に印加し、該駆
動装置を駆動させることによシレーザビームの光学ディ
スクに対するフォーカス及びトラッキング制御を行なう
ことができる。

上述したような構成を有する光学系にあっては、光学テ
ィスフ１５の信号記録面から反射された戻シのレーザビ
ームは、上記光学ディスク１５に入射するレーザビーム
の光軸に対し鋭角な方向にビームスプリンタ１２により
反射されて進行するものであるから、ビームスプリッタ
１２から光検出器１７に至るレーザビームの光路長を前
述した第１図に示すものと同一に設定した場合において
も、半導体レーザ１１からコリメータレンズ−１３に至
る光軸に対しビームスプリッタ１２がら光検出器１７に
至る垂直な距離は、ビームスプリツタ１２ノ反射面’１
２ａの往路を進行するレーザビームの光軸に対する傾斜
角θに対応して小さくできる。

従っテ、半導体レーザ１１がらコリメータレンズ１３に
至る直線形状の往路ブロックに対しビームスプリッタ１
２から光検出器１７に至る復路ブロックの突出量を小さ
くでき、光学ピノクアノグ装置として構成したときに装
置自体の小型化を達成することが可能となる。

また、第３図は、本発明によって構成される光学ピック
アップ装置の光学系の他の例を示すものである。この第
３図に示すものは、光学ピンクアンプ装置としての薄型
化を図るため、光学ディスク１５の平面と平行な方向が
らレーザビームを出射するように構成したものである。

そして、第３図に示すものは、半導体レーザ１１．ビー
ムスプリッタ１２及びコリメータレンズ１３がｌ成され
るレーザビームの往路ブロックが光学ディスク１５の平
面と平行となるように配置してなシ、上記半導体レーザ
１１から出射され、ビームスプリッタ１２を通過しコリ
メータレンズ１３により平行光となされるレーザビーム
を該レーザビームの光軸に対し４５度の反射面を有する
反射ミラー１８で垂直に折り曲げ、上記光学ディスク１
５に対向して配置される対物レンズ１４にょシ収束させ
て上記光学ディスク１５の信号記録面に照射するように
構成されてなる。

そして、光学ディスク１５に照射され該光学ディスク１
５から反射された戻シのレーザビームを読み検出する光
検出器１７方向に分離反射させるビームスズ１ノノタ１
２には、上記光学ディスク１５に対向し、半導体レーザ
１１がら出射されコリメータレンズ１３を透光するよう
に往路を進行するレーザビームの光軸に対し４５度以下
の傾斜角θに設定される反射面１２ａが設けられている
。ビームスプリンタ１２の反射面１２ａを上述の如く設
けることによシ、光学ディスク１５の光信号記録面から
反射さｒた戻シのレーザビームは、その光軸が半導体レ
ーザ１１から出射さ扛て往路を進行するレーザビームの
光軸に対し９０度以下の鋭４づして光学ディスク１５方
向に反射される。そして、上記ビームスプリッタ１２に
よシ分離反射された戻９のレーザビームは、半導体レー
ザ１１から出射されて往路を進行するレーザビームの光
軸に対し鋭角な方向に進行し、該レーザビームが進行す
る往路中に配設されるフォーカス及びトラッキング検出
用レンズ１６によシ収束されて光検出器１７に至ｐ、こ
の光検出器１７で検出される。

そして、光検出器１７で戻りのレーザビ一ムが検出され
ることにより、光学ディスク１５に記録された情報信号
の読み出しと同時にフォーカス誤差及びトラッキング誤
差の検出が行なわれる。

上述した第３図に示す如く構成されたものにおいても、
ビームスプリンタ１２から光検出器１７に至るレーザビ
ームの光路長を前述した第１図に示すものと同一に設定
した場合においても、半導体レーザ１１からコリメータ
レンズ１３に至る光軸に対しビームスプリッタ１２から
光検出器１７に至る垂直な距離は、ビームスプリッタ１
２の反射面１２ａの往路を進行するレーザビームの光軸
に対する傾斜角θに対応して小さぐできる。従って、前
述したものと同様に半導体レーザ１１から反射ミラー１
８に至る直線状の往路ブロックに対しビームスプリッタ
１２から光検出器１７に至る復路ブロックの突出量を小
さくでき、光学ピックアップ装置として構成したとき装
置自体の小型化を達成できる。さらに、第３図に示すも
のにあっては・戻シのレーザビームを光学ディスク１５
方向に反射させる構成としている。このように構成する
ことにより、ビームスプリッタ１２がら光検出器１７に
至る復路フ頴ツクは、上記往路ブロックに対し光学ディ
スク１５側に突出して配置される対物レンズ１４及びこ
の対物レンズ１４のフォーカス及びトラッキング方向に
変位駆動させる対物レンズ駆動装置側に配置される構成
となされるので、一層の小型化と同時に薄型化を達成す
ることができる。

第４図は、本発明によって構成される光学ピックアップ
装置の光学系のさらに他の例を示すものであって、上述
の第３図に示すものと同様に光学ピックアップ装置とし
ての薄型化を図るため、光学ディスク１５の平面と平行
な方向からレーザビームを出射するようになしたもので
ある。この第４図に示すものは、半導体レーザ１１．ビ
ームスプリッタ１２．コリメータレンズ１３及び反射ミ
ラー１８に至るレーザビームの往路ブロック及びビーム
スプリッタ１２から光検出器１７に至る゛復路ブロック
とを光学ティスフ１５面と平行な平面内に配置するよう
に構成したものである。

そして、第４図に示すものに用いられるビームスプリッ
タ１２に設けられる反射面１２ａは、上述した第３図に
示すものと同様に半導体レーザ１１から出射されコリメ
ータレンズ１３を透光するように往路を進行するレーザ
ビームの光軸に対し４５度以下の傾斜角θに設されるが
、光学ディスク１５の平面に対し垂直な関係を有するよ
うに設けら扛る。ビームスプリッタ１２の反射面１２ａ
を上述の如く設けることにより、光学ディスク１５の信
号記録面から反射された戻りのレーザビームは、その光
軸が半導体レーザ１１から出射されて往路を進行するレ
ーザビームの光軸に対し９０度以下の鋭角をなして光学
ディスク１５面と平行な方向に反射される。そして、上
記ビームスプリンタ１２により分離反射された戻りのレ
ーザビームは、前述した実施例のものと同様に光検出器
１７に至り、この光検出器１７で検出される。そして、
上記光検出器１７で戻シのレーザビームが検出されるこ
とにより、光学ディスク１５に記録された情報信号の読
み出しと同時にフォーカス誤差及びトラッキング誤差の
検出が行なわれる。

上述した第４図に示す如く構成されものにあっても、往
路ブロックに対する往路ブロックの突出量を第１図のも
のに比し十分に小さくでき、さらに薄型化を図ることが
できることはもちろんのこと、さらにまた復路ブロック
は往路ブロックに対し第４図に示す如く鈍角な関係をも
って突出される。従って、往路ブロックと復路ブロック
よって囲まれる空間を大きく取ることができる。

上述した第４図に示す如く構成された光学系を有する光
学ピンクアップ装置は、先に本願出願人が提案している
第５図に示す如き光学式のディスクプレーヤに適用して
有用なものとなる。

第５図に示すディスクプレーヤは、プレーヤ本体を構成
する外装筐体２１の内周形状を、このプレーヤで再生さ
れる光学ディスク１５の外周径を内接円と彦す方形状に
、すなわち外装筐体２１の内周縁の一辺を上記光学ディ
スク１５の直径に略等しい長さとして方形状に形成し、
この外装筺体２１の外装壁面に対し傾斜した角度に光学
ピックアップ装置２２を走行させるようになしたもので
あって、上記外装筐体２１の中央位置に光学ディスク１
５が装着されるディスクテーブル２３を一体的に取付け
たスピンドル２４を配し、背面側外装壁面２１ａに対し
略４５度の傾斜角をもって一対のガイド軸２５．２６を
配設し、このガイド軸２５．２６に光学ピンクアップ装
置２２を挿通支持させ、該光学ピックアップ装置２２を
駆動モーータ２７と連結ギヤ機構２８とからなるピック
アップ送り装置によシ上記ガイド軸２５．２６にガイド
させて上記ディスクテーブル２３上に装着される光学デ
ィスク１５の内外周に亘って移送操作することによシ、
この光学ディスク１５に記録された楽音信号等の情報信
号を読み取シ再生するように構成してなるものである。

そして、ディスクチーフル２３を取付けたスピンドル２
４は、該スピンドル２４と同軸に配設されるスピンドル
モータ２９によシ回転駆動される。このスピンドルモー
タ２！ｌｌｊ：、ディスクテーブル２３に装着される光
学ディスク１５を一定速度で安定して回転操作し得るよ
うに出力の大きな比較的大型のものが用いられる。この
ように構成されてディスクプレーヤに、半導体レーザ１
１から出射されコリメータレンズ１３を透光するように
往路を進行するレーザビームの光軸に対し垂直方向に光
学ディスク１５から反射される戻シのレーザビームをビ
ームスプリンタ１２によシ反射するようにした光学ピン
クアップ装置２２を用いると、復路ブロックが往路ブロ
ックに対し垂直に突出して構成されているため、対物レ
ンズ１４が光学ディスク１５の最内周位置に至るように
上記光学ピックアップ装置２２ヘーー を背面側外装壁面２１ａに対し斜めに走行させたとき上
記復路ブロックが大型なスピンドルモータ２９に突き当
ってし甘う。そこで、スピンドルモータ２９を小型々も
のを用いる必要が生じ光学ディスク１５の安定した回転
操作を行なうことができなくなってし甘うおそれがある
。また、スピンモータ２９をスピンドル２４から離間し
た位置に設け、駆動力伝達機構を介して上記スピンドル
２４を回転駆動させるなどして機構が複雑化してしまう
。

しかし、上述した第４図に示す如き光学系を有する光学
ピックアップ装置２２を用いると、前述したように半導
体レーザ１１から反射ミラー１８に亘る往路ブロック２
２ａに対しビームスビリツタ１２から光検出器１７に亘
る復路ブロック２２ｂが鈍角な関係をもって突出され、
上記往路ブロック２２ａと復路ブロック２２ｂとで囲ま
九る部分に大きな空間が得られる。そこで、この光学ピ
ンクアップ装置２２を第５図に示すディスクプレーヤに
用いると、上記光学ピックアップ装置２２がディスクテ
ーブル２３上の光学ディスク１５の最内周側記録トラン
クを読み取る位置に移送されたときに、第６図に示すよ
うに往路ブロック２２ａと復路ブロック２２　ｂ　１”
口４＋−るゝＶ　島Ｌｌ’ｌ　ｌニスピンドルモータ２
９を置くようになすことができる。

そのため、大型のスピンドルモータ２９を用いることが
でき、光学ディスク１５を安定した状態で駆動し得るデ
ィスクプレーヤを提供でき、さらにスピンドルモータ２
９の駆動機構を簡素化できる。

なお、第５図に示すディスクプレーヤに用いる光学ピッ
クアップ装置２２は、往路を進行する戻りのレーザビー
ムの光軸がガイド軸２５．２６と平行になるようになす
ことが望ましい。戻シのレーザビームがガイド軸２５．
２６と平行となるように、この例では４５度の反射角を
有するようにビームスプリッタ１２で反射させることに
よシ、往路ブロック２２ａと復路ブロック２２ｂで形成
される平面面積を最小となして、往路ブロック２２ａと
復路ブロック２２ｂで囲まれる空間を最も大きく取るこ
とができ、ディスクプレーヤ内に最も収納効率良く取付
けることができる光学ピックアップ装置２２を構成でき
る。

上述した実施例では、ビームスプリッタ１２に組合せプ
リズムからなるもので用いているが、半導体レーザ１１
から出射されコリメークレンズ１３を透光して往路を進
行するレーザビームを透光させ、光学ディスク１５から
反射さ詐る信号を読み取った戻りのレーザビームを反射
、させるものであれば、ハーフミラ−１偏光ビームスプ
リツタ、無偏光ビームスプリッタ等の光学素子を用いた
ものでらってよい。

また、ビームスプリッタ１２に偏光ビームスプリッタを
用い、上記ビームスプリッタ１２と対物レンズ１４間の
レーザビームの光路中に１／４波長板を設け、光学ディ
スク１５へ入射するレーザビーム及び光学ディスク１５
から反射されるレーザビームをそれぞれ４５度ずつ偏光
軸を偏光し、上記ビームスプリッタ１２によシ光学ディ
スク１５から反射される戻シのレーザビームを上記光学
ディスク１５へ入射するレーザビームから分離反射させ
るようになした光学系において、光学ディスク１５から
反射される戻９のレーザビームの上記ビームスプリッタ
１２０反射面１２ａとなる蒸着面への入射角をブルース
ター角又はブルースター角に近い角度に設定することに
よシ、偏光ビームスプリッタの設計、製造が容易になり
、偏光ビームスプリッタの性能の向上及び価格の低減が
図られる。

なお、上述の実施例でｉｄ、いずれも半導体レーザ１１
からコリメータレンズ１３を透光するレーザビームの往
路を直線状になすように構成しているが、半導体レーザ
１１と光検出器１７の配設位置を逆にし、半導体レーザ
１１から出射されるレーザビームを光学ディスク１５が
ら反射される戻りのレーザビームの光軸に対しその光軸
が鋭角となるようにビームスプリッタ１２で反射させる
ように構成したものでもよい。このとき、フォーカスエ
ラー及びラジアルエラー検出用レンズ１６は、光検出器
１７側に置かれる・ 〔発明の効果〕 上述した如く、本発明は半導体レーザから出射さ扛コリ
メータレンズを透光するように往路を進行するレーザビ
ームの光軸に対し光学ディスクから反射された戻りのレ
ーザビームをその光軸が鋭角をなすようになしたもので
あるので、光学ディスクから反射されるレーザビームを
分離するビームスプリッタの如き光学素子から光検出器
至る光路長を十分に確保しフォーカス誤差等の誤差検出
の感度を十分に保証しつつ装置自体の小型化を達成でき
る。

さらに、本発明による光学ピックアップ装置を用いるこ
とにより、光学式のディスクプレーヤ装置や記録再生装
置の一層の小型化を可能とし得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す光学系の線図である。第２図は本
発明による光学ピンクアップ装置の光学系を示す線図で
あり、第３図は本発明の他の実施例の光学系を示す線図
であシ、第４図は本発明のさらに他実施例の光学系を示
す線図である。第５図は第４図に示す光学系を有する光
学ピックアップ装置が用いられる光学式のディスクプレ
ーヤ装置を示す斜視図であシ、第６図はその平面図であ
る。 １１・・・半導体レーザ １２・・・ビームスプリッタ １３・・・コリメータレンズ １４・・・対物レンズ １５・・・光学ディスク １７・・光検出器 特許出願人　ソニー株式会社 代理人　弁理士　小　池　晃 同　１）　村　榮　− 第１図　第２図 第３図 ５ 第４図 １　＼

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体レーザから出射され少なくとも対物レンズに導か
   れ、該対物レンズにより光学ディスク面に焦点を結ぶよ
   うに入射されるレーザビームが進行する往路中の上記半
   導体レーザと対物レンズ間に上記往路と異なる方向の復
   路に光学ディスク面から反射された戻りのレーザビーム
   を導く光学素子を設け、該光学素子によｐ前記往路とは
   異なる方向の復路に導かれた戻りのレーザビームを光検
   出器で検出するようになしたものにおいて、往路中を進
   行するレーザビームの光軸に対し復路中を進行するレー
   ザビームの光軸が鋭角になるようにしてなる光学ビック
   アンプ装置。