JPS6055890B2 - 光学的情報記録再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、付加光学部品が少なく、ほとんど調整の不
要な焦点合わせセンサを備えた光学的情報記録再生装置
に関するものである。

一般に、ビデオディスクなどの光学的情報再生装置て
は、きわめて記録密度が高く、検出用光スポットの直径
は１〜２μｍである。

のため焦点深度は２〜３μｍしかなく、ディスクの回転
時における面振れが２００〜３００ｐｍに達することを
考えると、何らかの自動焦点合わせ装置が必要である。
従来の光学的情報再生装置としては第１図に示すもの
があつた。図において、１は半導体レーザ、２はコリメ
ートレンズ、３は対物レンズ、４は情報ディスク、５は
光検知器、６はプリズム、７は２分割光検知器、８は差
動増巾器である。 次に動作について説明する。半導体
レーザ１から出た光はコリメートレンズ２により平行光
となり、対物レンズ３により情報ディスク４上に直径１
〜２μｍの光スポットとして投射される。情報ディスク
４上には映像、音などの情報がくぼみの列あるいは白黒
の列などの光学的に読取り可能な形態で記録されている
ので、情報ディスク４からの反射光は変調をうける。そ
の反射光を対物レンズ３で再び受光し、コリメートレン
ズ２を介して半導体レーザ１に戻してやる・とその光強
度に応じて半導体レーザ１の出力が変化するので、その
変化を光検知器５で検知し、図示していない復調回路で
処理することにより、元の情報を再生できる。この際、
焦点合わせ信号は反射光の一部をプリズム６で抜き出し
、２分割光検知器７に入射させるとにより得ている。プ
リズム６により抜き出される光束の対物レンズ３から情
報ディスク４に入射する時の光路は、破線で示したよう
にディスクに対し大きく傾いた部分の光束であるので、
情報ディスク４が対物レンズ３に対し光軸方向Ｘに変位
すると、２分割光検知器７上て反射光の光スポットは変
位に対応して分割線を横切るように動く。例えばディス
ク４が対物レンズ３に近づくと光スポットは第１図の紙
面内で下側へ、遠ざかると上側へ動く。従つて２分割光
検知器７の出力差動増巾器８で差動的に処理するとによ
り、ディスク４の光軸方向変位に比例した変位信号、す
なわち焦点合わせ信号を得ることができる。このような
従来の光学的情報再生装置は、付加部品数も少なく一見
簡単そうに思えるが、以下に述べるような欠点がある。

プリズム６からの光を２分割光検知器７上に結像させ小
さな光スポット．とするため（光スポットを小さくしな
ければ検出感度が小さい）、コリメートレンズ２を利用
している。の場合、反射光束はコリメートレンズ２を通
過せねばならなず、その結像位置は半導体レーザ１の付
近になる。２分割光検知器７をその個所＝に設定する必
要があるわけであるが、半導体レーザ１の周辺は半導体
レーザ１のヒートシンクなどが張り出しており、またコ
リメートレンズ２の金枠先端と半導体レーザ１の窓との
間隔が２〜３頭したはいなど、実際には極めて困難であ
つた。

そ′うかといつて、プリズム６からの光を１点鎖線で示
したようにコリメートレンズ２と対物レンズ３との間の
比較的広い空間に取り出すようにしても、その場合は光
は結像せず、光束は広がつたままであるので、高い検出
感度が得られなかつた。また、他の欠点として、プリズ
ム６と２分割光検知器７とがコリメートレンズ２を挾ん
で距離が離れており、一体的な配置ができないため、両
者とも絶対精度での設定と調整が必要であつた。さらに
コリメートレンズ２は半導体レーザ１の光をコリメート
するため、光軸方向の前後調整を伴なうわけであるが、
この調整により焦点合わせのための光ビームの位置まで
が影響され、２分割』光検知器７の設定がよソー層難し
いということもあつた。この発明は上記のような従来の
ものの欠点を除去するためになされたもので、ディスク
から反射してくる部分光束をコリメートレンズに通すこ
となく、２分割光検知器上に結像させることができ、ま
た部分光束をつくり出す手段と２分割光検知器とを１つ
の金枠上に取り付け、調整をほとんど不要とした自動焦
点合わせ装置を備えた光学的情報記録再生装置を提供せ
んとするものである。

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第２
図において、２１は半導体レーザ、２２はコリメートレ
ンズ、２３は対物レンズ、２４は情報ディスク、２５は
光検知器、２６は部分光束集光用レンズ、２７は２分割
光検知器、２８は取付金具、２９は差動増巾器、３０は
鏡筒である。上記取付金具２８には部分光束集光用レン
ズ２６と２分割光検知器２７が一体的に取付けられてい
る。次に動作について説明する。

半導体レーザ２１を出た光はコリメートレンズ２２で平
行光にされ、対物レンズ２３の開口いつぱいに入射する
。対物レンズ２３によつて光は情報ディスク２４上に直
径１〜２μｍの光スポットにしぼられる。情報ディスク
２４によつて変調された光を検知するには、前述した従
来例のように、反射光を半導体レーザ２１にフィードバ
ックし、半導体レーザ２１の後側光をモニタしても良い
。また公知の方法であるが、対物レンズ２３とコリメー
トレンズ２２の間にビームスプリッタを挿入して反射光
を分離し、これを光検知器で検知しても良い。光検知器
２５の出力信号を適当な信号復調回路に通すことにより
、記録された情報を再生することができる。本発明によ
る焦点検出の動作は次のようなものである。

光軸３０に平行で光軸３０からの高さがＨの部分光束が
、部分光束集光用レンズ２６によソー度焦点を結んだ後
発散光束となりつつ、対物レンズ２３に入射する。部分
光束は情報ディスク表面で反射され、対物レンズ２３で
再集光されて２分割光検知器２７に入射する。情報ディ
スク２４が光軸方向に変位すると、それに対応して２分
割光検知器２７に入射する光スポットが検知器２７の分
割線を横切る方向に動くことは従来の方式と同じである
。部分光束集光用レンズ２６による結像位置Ａを対物レ
ンズ２３の後側焦点Ｂの内側（対物レンズ側）の適当な
位置に選べば、情報ディスク２４からの反射光を丁度部
分光束集光用レンズ２６を含み、光軸３０に垂直な面上
（すなわち２分割光検知器面）に結像させることができ
る。これにより部分光束集光用レンズ２６と２分割光検
知器２７を１つの取付金具２８に一体的に取付けること
ができる。部分光束は、原理的に入射と反射で光軸を中
心に対称の位置関係にあるので、２分割光検知器２７お
よび部分光束集光用レンズ２６の取付けは、取付けの機
械的精度を出すことによりほとんど無調整の取付けが可
能である。取付金具２８の構造の一例を第３図に示す。

部分光束集光用レンズ２６としては、直径の小さいレン
ズが得られるファイバレンズが好適である。部分光束集
光用レンズ２６および２分割光検知器２７はレンズの直
径に比し十分小さくすれば、光のけられは少なく、対物
レンズ２３によつて集光される読取用光スポットの径が
拡大するなどの悪影響はほとんど無い。取付金具８の材
料を透明プラスチックとし、レンズ部も含め金型でブレ
スにより作ることが考えられる。第２図で例示したよう
な半導体レーザ光源２１、コリメートレンズ２２、対物
レンズ２３を鏡筒３０中に一体的に収容する超小型の読
取ピックアップに対しては、本発明は特に有効である。

半導体レーザやレンズはもともとあらかじめ光学的に芯
を出しておけば鏡筒中に挿入するだけでよい。本発明に
よつて、焦点合わせ光学系も調整ずみのアッセンブリと
して、これを鏡筒中に挿入するだけで良くなり、読取ピ
ックアップの量産などに大きな効果を発揮する。２分割
光検知器７の出力を差動増巾器２９で差動増巾して得ら
れる焦点合わせ信号をムービングコイル型アクチュエー
タなど公知のアクチュエータに印加して、鏡筒３０を光
軸方向にサーボ制御することにより、情報ディスク２４
上に常に最小の読取光スポットを結像させることができ
るわけであるが、これらの系は公知のどのような系を使
つても良いので図示していない。

むろん鏡筒３０をサーボ制御する代わりに、対物レンズ
２３のアクチュエータで光軸方向にサーボ制御しても良
い。なお、第２図の実施例では、コリメートレンズ２２
を出射した光は完全な平行光である場合につき説明した
が、同じコリメートレンズ２２で完全に平行光とせず、
発散光として対物レンズ２３に入射させる場合でも、本
発明は全く同様に適用できる。

第４図は第３図に示した実施例の変形の１つである。

プリズム３１（ミラーでもよい）を図のように配置して
、結像点をレンズの開口外に出すことにより、２分割光
検知器２７を配置しやすくしている。この場合、部分光
束集光用レンズ２６の焦点位置を第３図の例によりもわ
ずかにさらに内側に来るよう設計することにより、反射
光の再結像点を対物レンズ２３から少し遠くなるように
してあり、図示した位置の２分割光検知器２７上に結像
させることができる。第３図の場合と同様に、レンズと
プリズム部分および取付金具をプラスチックで一体成形
品として作つてしまうことができる。また、上記実施例
では再生装置の場合について説明したが、記録装置であ
つても良く、上記実施例と同様の効果を奏する。

また光源は半導体レーザに限らず、Ｈｅ−Ｎｅレーザ等
の光源の場合にも適用できる。以上のように、この発明
によれば、平行光束の光軸から十分離れた外縁付近に置
いた凸レンズにより部分光束をつくるよう構成したのて
、一体化され無調整組込みが可能な焦点合わせセンサが
得られる。

このため光学的情報再生装置の光学系の）小型化、高精
度化、ローコスト化に大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光学的情報再生装置を示す図、第２図は
この発明の一実施例による光学的情報再生装置の構成図
、第３図Ａ，ｂは取付金具の構造を示す平面図および側
面図、第４図は本発明の変形例の動作を説明するための
構成図である。 ２１・・・光源、２２・・・コリメートレンズ、２３・
・・対物レンズ、２４・・・情報ディスク（情報担体）
、２５・・・光検知器、２６・・・集光用レンズ、２７
・・・２分割光検知器、２８・・・取付金具（取付ホル
ダ）、３０・・・鏡筒（円筒）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光学的に記録または読取可能な情報担体に情報を記
   録または読出すための光ビームを発生する光源と、この
   光ビームの拡り角を調整するコリメートレンズと、この
   コリメートレンズを出射した光ビームを上記情報担体上
   に結像して光スポットを作る対物レンズと、この対物レ
   ンズを光軸方向に移動させるアクチュエータと、上記情
   報担体からの反射光を検知して情報信号を得る光検知器
   と、上記対物レンズに向う光ビームの開口の外周部に設
   けられ該光ビームより細い変位検出ビームを作り上記情
   報担体に投射する集光用レンズと、上記集光用レンズと
   光軸をはさんでほぼ対向する位置に上記集光用レンズと
   一体的に配置され上記変位検出ビームの上記情報担体に
   よる反射光から該情報担体の上記対物レンズに対する変
   位を検出する２分割光検知器と、この２分割光検知器の
   出力を上記アクチュエータに印加して上記対物レンズと
   上記情報担体との間の距離が常に一定となるようサーボ
   制御するサーボ制御回路とを備えたことを特徴とする光
   学的情報記録再生装置。 ２ 上記集光用レンズがファイバレンズであることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学的情報記録再
   生装置。 ３ 上記集光用レンズとその取付ホルダとを透明プラス
   チックで一体的にプレス成形により形成したことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の光学的情報記録再生
   装置。 ４ 上記光源、コリメートレンズ、対物レンズが直管状
   の円筒に収容され、上記一体化された集光用レンズと２
   分割光検知器のリング状アッセンブリが上記対物レンズ
   と上記コンメートレンズ間に挿入されていること特徴と
   する特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記
   載の光学的情報記録再生装置。