JPS61233448A - 光ピツクアツプ装置 - 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、情報担体の情報記録面に光を照射し、情報の
検出又は記録を行なう光ビ、クアッデ装置に関し、特に
小型・低コストで高Ｓ／Ｎ信号再生が行なえる光ピ、ク
アッデ装置に関するものである。

〔従来技術〕

近年書き携え可能な光デイスク記録媒体およびその媒体
を利用した光デイスク記録再生装置の研究、開発が盛ん
に行なわれている。このような光デイスク記録媒体の一
つに光磁気記録媒体がある。

光磁気記録媒体（以下単に記録媒体と称す）からの信号
再生は、カー効果、又はファラデー効果と呼ばれる磁気
−光学効果を利用して行なわれる。

すなわち記録媒体からの反射光又は透過光は記録媒体入
射時の偏光面から僅かであるが回転しており、その回転
成分を偏光板等で強度変調に変換して信号検出を行なう
。

この偏光面の回転角は大略１°前後なので、検出される
信号成分は微小となり、信号検出の光ピツクア、プ装置
には幾つかの工夫がなされている。

第９図は従来より用いられている光ピックアップ装置の
概略図を示したものである。同図において半導体レーザ
１（以下単にＬＤと称す）から発せられた光束はコリメ
ータレンズ２で平行光束に変換される。平行光束はその
後ビームスシリ、ター３を通過し、対物レンズ４により
記録媒体５上に大略φ１μｍのス−ｙ）に集光される。

記録媒体５から反射された光束はカー効果及びファラデ
ー効果で偏光面変調を受は再び対物レンズ４を通過し、
ビームスプリ、ター３により入射光束と分離される。分
離された光束は、第２のビームスプリッタ−６により一
部反射され、レンズ系７″Ｉｋ通り光センサ８に入射す
る。レンズ系７は公知の方式、例えば非点収差系、ナイ
フェツジ系、フーコプリズム系で構成されておシ、記録
媒体５と対物レンズ４との間隔の情報、即ちＡＰ誤差信
号が得られる。またこれも公知のデ、シュデル法等で情
報トラックとのズレ、即ちＡＴ誤差信号も得られる。

これらの誤差信号を図示していない対物レンズの駆動系
（一般にはアクチュエータという）にフィードバックし
て、正確な焦点位置で、正確にトラ、キングを行い、信
号の検出又は記録を行なう。

第２のビームスグリツタ−６を通過する残りの光束は、
１／２波長板９を通り偏光ビームスプリッタ−１０にて
２方向に分割される。１７２波長板９の光学的結晶軸を
入射光束の偏光軸に対し２２．５゜傾けて配置すると、
偏光ビームスグリツタ−１０により２分割される光量は
等しく、かつ偏光板をそれぞれの光束に４５°、−４５
°の透過軸を持たせて配置したものと等価になる。２分
割された光束はそれぞれセンサー集束レンズ１１．１２
によって信号検出用センサー１３．１４に集束され、該
信号検出用センサー１３．１４からの電気信号を差分す
る（差動検出）事により、記録媒体５上の情報信号の検
出が行なえる。

この差動検出法の利点を以下に説明する。

第１０図は１７２波長板９と偏光ビームスシリツタ−１
０に分割されセンサー１３．１４に到達する信号振幅成
分を模式的に示したものである。同図において縦軸を入
射光束の偏光方向とすると記録媒体５より反射された光
束は光磁気パターンの磁区の向き（上向きあるいは下向
き）により、その偏光面がθにあるいは−ＯＫ回転する
。１／２波長板９と偏光ビームスプリッタ−１０の組み
合せは透過軸が４５°傾けて偏光板を配置した系と等価
であるから、仮想の透過軸Ｘ　＃　Ｘ’　（それぞれ±
４５°傾けた破線の軸）への投影成分の差Ｓ８と８１′
−が信号振幅成分となる。

回転角度θ、と−０３は光磁気ノ母ターンによって時間
的に変化する為、信号検出用センサー１３゜１４で受光
された信号の信号強度変化は第１１図（ａ）　、　（ｂ
）に示すように分割された光束でそれぞれ位相が１８０
０ずれている。

′ｙｔ、１ａ気信号は以主信号く位相が反転するが、通
常ノイズ成分（記録媒体５からのノイズ、ＬＤＩ光のゆ
らぎノイズ等）はこれらの信号に乗りこのノイズ成分は
同相となっている。

従って、センサー１３．１４から得られる信号の差動を
とると信号成分は強め合い、ノイズ成分は減少すること
になり、光学系の配置が正確に行なわれていればｓ２と
Ｓ′ｚは等しく、又ノイズ振幅も等しいので信号は２倍
となりノイズは０となる。

（第１１図（ｃ）図示） このように第９図に示したような差動検出法はＳ／Ｎの
良い信号が検出できる利点がある。

しかしながら、上記のような光ピ、クア、プ装置におい
ては、部品数が多く、また、各光学部品間の位置調整が
必要なことから、製品のコストアップや、信頼性低下の
原因となりていた。

これらの欠点を部分的に補う発明として、第９図図示の
偏光ビームスプリッタ−１０のかわりに、ウォラストン
プリズムを用いる構成の光ピックアップ装置が提案され
ている。

第１２図は、そのような光ピックアップ装置の概略図を
示したものである。同図においてビームスグリツタ−６
を透過した光束は、１７２波長板９を通った後水晶、方
解石等で作られたウォラストンプリズム１５に入射する
。このプリズム１５は、結晶軸の向きが相互に直又した
一組のプリズムより構成されており、入射光束を相互に
直交した振動面内で振動する一組の直線偏光に分離し、
夫々を光軸に対して微小な角度だけ偏向して射出する働
きを有している。

このため、センサー集光レンズ１１の焦点位置には、二
つの光スポットが生じ、夫々光検出器１６．１７で検出
され、差動検出が行なわれることとなる。

第１２図の光ピ、クア、プ装置は、第９図図示の２つの
偏光ビームスプリッタ−を使用する光ピ、ファツジ装置
と比較し、偏光ビームスプリ、ター１０が不要となるこ
とや、単一の基板上に作製された一組の光検出器１６．
１７を使用することから、電気的特性をそろえることが
可能で、差動検出が有効に行なえること、センサーレン
ズが１つだけとなるので、調整が容易となること等、多
くの利点がある。

しかしながら、本公知例においても、ビームスプリッタ
−６、センサー集光レンズ７、フォーカスエラー、トラ
、キングエラー検出用光検出器８が必要となり、構成が
複雑である欠点を有している。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記の従来例の欠点であった光学系の
複雑化を避け、かつ高Ｓ／Ｎで信号検出が可能となる光
ピックアップを提供することにある。

〔発明の要旨〕

以上のような目的は光源から発せられた光を情報記録面
に照射させ、前記情報記録面からの反射光を光検出器の
受光部に導く集束光学系を有する光ビ、クアッデ装置に
おいて、 前記集束光学系は前記反射光を偏光状態の違う複数の光
束に分離する手段を有し、 前記分離された複数の光束が前記集束光学系によって２
つ以上の元スポットに集束されることと、前記光検出器
の受光部が前記２以上の光スポ。

トの位置に対応して設けられていることと、前記受光部
のうち少なくとも１つは複数の光受光面に分割されてい
ることを特徴とする光ピックアップ装置により達成され
る。

〔実施例〕

以下、本発明の光ピックアップ装置について詳細に説明
する。

第１図は本発明の光ビックア、ゾ装置の第一実施例を示
す概略構成図である。同図においてＬＤ２０より発せら
れた光束はコリメーターレンズ２１にて平行光束となり
、ビーム・スゲリッター２２を透過し、対物レンズ２３
により記録媒体２４上に微小スポットで集光する。記録
媒体２４からの反射光束は再び対物レンズ２３を通り、
ビーム・スプリッター２２で反射されて１／２波長板２
５を通過し、その偏光面方向全４５８回転し、ウォラス
トンプリズム２６に入射する。この結果、光束は、紙面
内で振動する直線偏光と、紙面に垂直な面内で振動する
直線偏光とに分けられ、センサーレンズ２７によシ集光
される。

第１図（ｂ）および第１図（０）は、光検出器２８の受
光部２９０分割の例を示した図である。対物レンズ２３
と記録媒体２４との関係が合焦の位置にあるとき、光束
は第１図（ｂ）　、　（ｅ）の斜線部で示す領域に広が
っている。いま、各受光面Ａ−Ｆ’からの信号出力をそ
れぞれＩ４　＃　ＩｌＩ　＊　Ｉ（＃　ＩＤ　＊　Ｉｌ
　ａ　Ｉｙとすると、フォーカスエラー信号ＩＡＦ、は
、次式で与えられる。

ＩＡＦＩ　＝　（ＩＡ＋Ｉｌ＋ＩＩ　＋　ＩＰ）−（Ｉ
Ｃ＋ＩＤ）いま、第１図（ｂ）において記録媒体２４が
対物レンズ２３に対して遠ざかった場合には、第１図（
ｂ）の破線に示すように光スポットが小さくなり、この
結果出力Ｉ（＋　ＩＤが大きくなってフォーカスエラー
信号ＩＡＦＩは負の値をとる。また、記録媒体２４が遠
ざかったときには、受光部２９上の光スポットの大きさ
は大きくなり、この結果フォーカスエラー信号ＩＡＦ１
は正の値をとる。

第１図（ｃ）に示す同心円形の受光部２９を用いた場合
にも、外側の受光面と内側の受光面の出力の差をとるこ
とにより、同様にフォーカスエラー信号検出が可能とな
る。

一方、トラッキングエラー信号検出は、本発明において
も、従来公知であるブツシュグル法で得ることかできる
。

すなわち、 ＩｈＴ、＝　（ＩＡ　＋　ＩＣ＋　ＩＩ）　−（ｔ、＋
　ＩＤ＋　Ｉｙ）を計算することにより、トラ、キング
エラー信号検出が可能となる。

次に本発明の光ピ、クア、！装置によって光磁気による
情報信号が差動検出できる理由を示す。

第１＠において、記録媒体２４からの反射光は磁気−光
学効果によって、記録媒体２４の磁気ノ４ターン（磁化
の方向が上向きあるいは下向き）によってその偏光面が
θにあるいは−θ工に回転した状態で１／２波長板２５
に入射する。該１７２波長板２５はその結晶輪金ウォラ
ストンプリズム２６の結晶軸に対し２２．５°の角度を
持たせて配置する。

ウォラストンプリズム２６は前記し九ように入射光束を
相互に直交した振動面を有する２つの直線偏光に分割す
るため、これらの光束を受光部２９で分離検出すると、
第２図に示すようにそれぞれ位相が反転した信号として
検出できる。

第２図においてＸ軸はウォラストンプリズム２６の第１
のプリズムの結晶軸、Ｙ軸はこれに直交した成分を示す
軸である。磁気−光学効果で入射光の偏光面からθ工あ
るいは−０８の回転を受けた光束は（第２図において破
線が偏光面を示す）１７２波長板２５によって４５°の
偏光面回転を受ける。この後ウォラストンプリズム２６
によって２分割されるため、その変動振幅（ＳｔとＳｉ
２）は等しく、位相は反転した２光束となる。従ってこ
れらの２光束をそれぞれ受光部２９で検出すれば記録媒
体２４の光磁気信号が得られる。すなわち、第１図（ｂ
）の光検出器２８では光磁気情報信号！Ｂは、１８＝（
Ｉ　Ａ＋Ｉ　、＋１゜＋ＩＤ＋Ｉ、＋Ｉ、）−（１゜＋
Ｉ□＋ｒＸ＋Ｉ７＋ＩＫ＋ＩＬ）第１図（ｅ）の光検出
器２８では Ｉ　Ｉ＝（Ｉ　Ａ＋Ｉ　Ｂ＋　Ｉ。＋ＩＤ）−（Ｉ、＋
Ｉ、＋Ｉ。＋！すで得ることができる。

以上、本発明ｔ−％施することにより従来の元へ、ドで
は３個も必要であったビームスプリッタ−素子は１個し
か必要ではなくなり、装置の小型軽量化と、高信頼性化
とが可能となった。また、光検出器２８は、同一基板上
に差動検出を行なう一組の受光部２９が作製されている
ことから、使用温度変化等の外部変動に強い差動検出を
行なうことが可能となっ九。

更に光検出器と同一基板上に一組の増幅回路を形成する
と、この回路間の周波数特性、温度特性も良好に一致さ
せることが出来、信号品質をより向上させることが可能
となる。また、前述のような差動検出を行なう差動アン
プを光検出器内に内蔵させることによって、ノイズに強
い検出が出来る。

なお、以上の説明では、光学系の配置および微ｘｕ’を
容易にするため、１／２波長板２５を配置した例につい
て説明をしたが、プリズムの結晶軸方向ｆｔ４５°に配
置し、光検出器２８をこれに対応した位置に配置しても
、同一の効果は得られる。

次に本発明の第２実施例全第３図に示す。同図にかいて
ビームスプリッタ−２２および１７２波長板２５ｔ−通
過した光束（第３図では一一ムスゾリ、ター２２以前の
光学エレメントは省略している）は、集束レンズ２７を
通って集束光束となりその後、該集束光は結晶軸の向き
が直交した２つのプリズム３０瓢、３Ｇｂ（ウォラスト
ンプリズムを構成する）に加えてプリズム３０ｂと同じ
結晶軸の向きをもつ偏光板３０ａを設けたことを特徴と
する偏光分離素子３０に入射する。この偏光分離素子３
０を透過した光束は、常光線と異常光線とで異る方向に
射出し、また、常光線と異常光線に対する屈折率Ｎｏと
Ｎ・の差により、等測的光学厚さが変わるため、常光線
と異常光線とでは集光位置が異ってくる。このため光検
出器２８の受光部２９は一方の偏光方向の光束に対して
は収束前の位置に、１＋、他方の光束に対しては収束後
の発散光束中に置かれることとなる。

またＷＪ４図（ａ）ｉａ　、第３図の実施例において得
られるフォーカスエラー信号を示したものである。

第４図（ｂ）、第４図（Ｃ）はそれぞれ単独の同心円形
光検出器により得られたフォーカスエラー信号であるが
、これらはいずれも本来のＳ字曲線に対し、好ましくな
いサイドピークを有している。これに対し、第３図の実
施例では収束光状態と発散光状態の光検出器とを組合せ
て用いているため、第４図（、）のように不要なピーク
は消去され、良好な８字のフォーカスエラー信号を得る
ことができる。

なお、第３図において、フォラストンプリズム（３０ａ
、ａｏｂのことをいう）を前後に動かすことにより、光
検出器２８上での二つの光スポットの間隔を微調整する
ことができる。

次に本発明の第３実施例を第５図に示す。第３災施例で
はビームスプリッタ−（第５図中には不図示）からの光
束は、結晶により作られたプリズム３１により常光線と
異常光線とに分離された後、集束レンズ２７により光検
出器２８上に集光される。なお、このとき光検出器２８
は光束に対して適当な角度だけ傾けて配置することも可
能である。

プリズムだけではなく、集光レンズ２７も結晶で作製す
ることができる。第６図にそのような実施例を示す。同
図において３２で示される光学素子は、−面はプリズム
、他面はレンズになっており、この結果、光検出器２８
上には入射光の偏光状態に応じて分離された収束および
発散の光束が得られる。

さらに、第７図はプリズム３１に加え、集束レンズ２７
をテレタイプの望遠レンズ３３とした実施例である。こ
のような構成により、差動検出に必要な光束の分離はさ
らに良好に行なえることとなる。

本発明は、以上に示した実施例以外に、第８図に示すよ
うにビームスプリ、ター２２′ヲ構成する光学媒質を用
いても実施可能である。

第８図において、レーザー２０からの光束は、コリメー
ターレンズ２１により平行光束となり、ビームスプリ、
ター２２′の反射面で反射される。

この入射光束は完全な直線偏光であり、ビームスシリ、
ター２２′を構成する光学媒質がガラス等の等方性のも
のでも、水晶等の複屈折性の物でも、効果に差は生じな
い。光磁気媒体２４より反射された光束は、再びビーム
スプリ、ター２２′を透過するが、このとき第２のプリ
ズムが適当な方向に結晶軸を有する一軸性結晶で作られ
ていると、この光束は二つの直線偏光に分離されてセン
サーレンズ２７′によってセンサー２８に入射し、差動
検出が行なわれる。このときの結晶軸は、図中上下方向
の軸と４５°をなし、かつ、紙面内に対して約４５°回
転して方向であれば良い。

以上、入射光束の偏光状態の差により光束を分離する手
段として、ウォラストンプリズムや、単一プリズムを用
いた例を示したが、この分離手段はこれに限られるもの
ではなく、口、ジョンプリズム、セナルモンプリズム等
種々のものが使用可能である。また、偏光状態の差に応
じて収束、発散の光束を作り出す手段として、結晶の平
行平板や凸レンズを用い九例を示したが、これも凸、凹
のテレタイプレンズの組合せ等、種々の手段が使用可能
なことは明らかである。

〔発明の効果〕

以上、説明したように、本発明の構成によれば、小型、
低コストでなおかつＳハが良い差動検出型の光ピ、クア
、プ装置を提供できる。

この先ビ、クアッデ装置によれば、上記の利点のほか、
部品点数が少なくできることや、各部品を一体化できる
ため軸合せが簡単で使用中の軸ズレにも強いこと、ま九
光センサー内に差動アンプ回路を内蔵できるためノイズ
にも強いこと等のメリットがある。

【図面の簡単な説明】

第１図（、）は本発明の光ピックアップ装置の第１実施
例を示す概略図であシ、第１図（ｂ）　、　（、）はそ
れぞれ前記光ピックアップ装置に使用する光検出器の拡
大図である。第２図は光束の信号振幅成分を示した模式
図である。 ８ｇ３図は本発明の第２実施例を示す概略図であり、第
４図はフォーカスエラー信号を示す図である。 第５図、第６図、第７図、第８図はそれぞれ本発明の第
３．第４．第５．第６実施例を示す概略図である。 第９図は従来の光ピックアップ装置の概略図であり、第
１０図、第１１図はそれぞれ差動検出法の説明するため
の図である。第１２図はウォラストンプリズムを用いた
光ピックアップ装置を示す概略図である。 ２２：偏光ビームスシリツタ−１２８：光検出器、２３
：対物レンズ、２９：受光部、２４：記録媒体面、３０
：偏光分離素子、２５　：　１／２波長板、２６：ウォ
ラストンプリズム、２７：センサーレンズ 代理人　弁理士　　山　下　穣　子 弟１図 （ｂ）　　　　　　　　　（Ｃ） Ｔ’　　　　　　　　　　　Ｔ 第２図 第３図 ３゜ 第５図 Ｏｌ 第６図 第７図 第８図 第１０図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源から発せられた光を情報記録面に照射させ、
   前記情報記録面からの反射光を光検出器の受光部に導く
   集束光学系を有する光ピックアップ装置において、 前記集束光学系は前記反射光を偏光状態の違う複数の光
   束に分離する手段を有し、 前記分離された複数の光束が前記集束光学系によって２
   つ以上の光スポットに集束されることと、前記光検出器
   の受光部が前記２以上の光スポットの位置に対応して設
   けられていることと、前記受光部のうち少なくとも１つ
   は複数の光受光面に分割されていることを特徴とする光
   ピックアップ装置。
2. （２）前記光検出器に差動増幅器が内蔵されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光ピックアッ
   プ装置。