JPS61237246A - 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ピックアップ装置に関し、特に
小型・低コストで高Ｓ／ＩＶ信号再生が行なえる光ピッ
クアッグ装置に関するものである。

〔従来技術〕

近年、書き換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ｊ？
ｂ　、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シ、信号検出の光ピックアップ装置
には幾つかの工夫が表されている。

第８図は従来よ）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。同図において牛導体レーザ
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
後ビームスプリッタ−３を通過し、対物し／ズ４によシ
記録媒体５上に大略φ１μｍのス？ットに集光される。

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、
ビームスプリッタ−３によシ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によシ一
部反射され、レンズ系７を通シ光センサ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ＡＦ誤差信号が
得られる。

またこれも公知のブラシニブ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
ェエータという）にフィード／々ツクして、正確な焦点
位置で、正確にトラッキングを行い、信号の検出又は記
録を行なう。

第２のビームスプリッタ〒６を通過する残シの光束は、
外波長板９を通シ偏光ビームスグリツタ−１０にて２方
向に分割される。に波長板９０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によシ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彦る。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）事によシ、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９図は外波長板９と偏光ビームスプリッタ−１０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よシ反射された光束は光
磁気・臂ターンの磁区の向き（上向きあるいは下向き）
によ）、その偏光面がθ、あるいは−０５回転する。外
波長板９と偏光ビームスプリッタ−１０の組み合せは透
過軸を±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ＳＬと８１′が信号振幅成
分となる。

回転角度θ　と−〇、は光磁気パターンによってに 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１０図（、）　、　
（ｂ）に示すように分割された光束でそれぞれ位相が１
８０°ずれる。

光磁気信号は以上の如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、ＬＤ１光のゆらぎノイ
ズ等）はこれらの信号に乗シ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、ノイズ成分は減小すること
になり、光学系の配置が正確に行なわれていればＳ１２
とＳ′１２は等しく、又ノイズ振幅も等しいので信号は
２倍となυノイズはＯとなる。（第１０図（０）図示） とのように第８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。

しかし々がら上記のような光ピックアップ装置は部品数
が多く、小型化、低コスト化を図る上では不利であった
。そこで本出願人は小型化、低コスト化を実現する手段
として回折構造体を用いる光ピックアップ装置を提案し
た。（特願昭５９−１３２２９３．５９−１３２２９４
．５９−１３８３６９．５９−以下にその概略を説明す
る。

第１１図は上記の光ピックアップ装置に用いる光分割器
の概略図を示したもので、第１１図（、）はホログラフ
ィックに作成された回折構造を有する光分割器である。

同図において透明基板１５上に塗布された感光層１６上
に、例えばＡｒ＋レーザ等で干渉縞を記録する。その後
カバー用の第２の透明板１７を貼シ付け、薄型の（大略
２　ｍ１１Ｂ）光分割器とする。この光分割器に入射す
る光束１８は感光層１６に記録された干渉縞によシ１部
回折光１９として回折され、第１の透明基板１５及び第
２の透明基板１７と空気との境界面で全反射しながら図
示されていない光センサーへと導かれる。また残シの光
束２０はＯ次回折光束２０として直進する。この干渉縞
のピッチ、傾き等の設計によシ、入射光のうちほとんど
を回・１５光１９にして光束を集めることも可能で、ま
た偏光特性を持たせることも可能である。

第１１図（ｂ）に他の製法によシ作製した光分割器を示
す。この光分割器は例えばＰＭＭＡ　（／　！Ｊメチル
メタアクリレート）等の透明基板２１の表面にダイヤモ
ンドカッターで切削された型からコンブレッジ冒ンやイ
ンジェクシ四ン等の方法で鋸歯状の凹凸部２４を形成す
ることＫよりて作られている。

との鋸歯状部２４に所望の反射特性を持つ反射膜２２を
蒸着しその後筒２の透明板２３を透明基板２１および透
明板２３とほぼ同一の光学的屈折率を持つ接着剤で貼合
せ、光分割器を作成する。このような光分割器において
も入射する光束は第１１図（、）の光分割器における場
合と同様の振舞を示す。

光分割器における格子構造は第１２図に示すように曲線
構造をもち、例えば同図においてはその曲率中心が、お
およそ光センサ−２５、２６，２７の位置になるように
３つに分割されている。

第１３図は上記のような格子構造を持りた光分割器を用
いた光ピックアップ装置の概略図を示したものである。

第１２図に示す領域２８は周辺光束を分割し、第１３図
に示す如く、対物レンズ３１と記録媒体３２の間隔変化
を分割光束の矢印Ａ−Ａ方向（第１２図示）の移動とし
て情報を変換する。そして、これらの光束移動を２分割
光センサ−２５で検知することによＦ）　ＡＦ（ａｕｔ
ｏ　ｆｏｃｕｓｉｎｇ）信号を得る。また記録媒体３２
の情報トラックの方向を矢印Ｔ−Ｔ方向としこの方向に
平行に回折構造体の領域を２９．３０の如く分割すると
、衆知の如く、回折構造体の２９．３０の領域ではトラ
ックズレに応じて到達光量が異々るのでそれぞれの領域
から回折される光束を検出する光センサ２６．２７の出
力の差分をとることによシＡＴ（ａｕｔｏ　ｔｒａｃｋ
ｉｎｇ）信号を得ることができる。また光センサ−２６
，２７の和から、又は光センサ−２５，２６，２７の和
から記録された情報の信号を検出する事ができる。

すなわち、光磁気記録媒体を対象にする場合、第１３図
の如く、ＬＤ　３３、コリメータレンズ３４、対物レン
ズ３１、光分割器３５、該光分割器の右側端面に貼られ
た偏光板３６光センサ、２５゜２６．２７で小型で低コ
ストの光ピックアップ装置が構成できる。

しかしながら、この従来構成においては第８図で示した
ようなノイズ除去を目的とした信号の差動検出が行なえ
ず、信号のＳ／Ｎの面から考慮すると不利な点があった
。

〔発明の目的〕

本発明は上記の小型で低コストの光ピックアップ装置を
さらに改良し、信号の差動検出が行なえ、信号ＳＩＮを
向上させた光ピックアップ装置を提供することを目的と
する。

〔発明の要旨〕

以上の様な目的はそれぞれ回折構造体を有する第１の光
分割器と第２の光分割器を有し、光源から発せられた光
を情報記録面に照射し、前記情報記録面からの反射光を
前記第１光分割器に導く手段を有し、前記反射光を第１
光分割器に入射せしめることにより第１回折光を発生さ
せ、前記第１光分割器を透過した光を前記第２光分割器
に入射せしめることにより第２回折光を発生させること
と、前記第１回折光と前記第２回折光をそれぞれ第１光
検出器、第２光検出器の受光面に導く手段を有し、それ
ぞれ前記第１光分割器と前記第１光検出器の間、前記第
２光分割器と前記第２光検出器の間に設けられた第１偏
光素子と第２偏光素子を有し、前記第１偏光素子と前記
第２偏光素子の偏光透過軸が前記情報記録面に入射する
光束の偏光面に対して大略対称の角度をもつように配置
されたことを特徴とする光ピックアップ装置によシ達成
される。

〔実施例〕

第１図は本発明の光ピックアップ装置の第１実施例の概
略構成図を示した図である。同図においてＬＤ　４０か
ら発せられた光束はコリメータレンズ４１にて平行光束
となシ、第２の回折構造体を持つ第２の光分割器４２を
透過する。その後光束は第１の回折構造体を持つ第１の
光分割器４３を透過し、対物レンズ４６によシ記録媒体
４５上に微小スポットで集光する。

記録媒体４５から反射された光束は、再び対物レンズ４
６を通り第１の回折構造体によシ回折光４７と透過光に
分割される。回折光４７は、第１の光分割器４３の上面
、下面で全反射しながら第１の偏光素子４９を通シ第１
の光センサ−５０に到達する。一方、透過光は第２の回
折構造体に入射し、その回折光４８は同様に第２の偏光
素子５１を通シ第２の光センサ−５２に到達する。（こ
こで記録媒体４５からの反射光が最初に入射する光分割
器を第１光分割器とする） 第２の光分割器４２と第１の光分割器４３は一体化され
ている方が組立て時等に便利であるが、この時回折光が
全反射されるように、２つの晃分割器の間に光分割器の
基体よシ低い屈折率を持つ接着材か又は別個に誘電膜の
蒸着等で低屈折率層４４を設ける。又、他の方法として
高反射膜層を設けても同様の効果が得られる。

光分割器４３．４２にＬＤ　４０からの光束が入射する
時にも一部回折されるが、回折される方向は光センサ−
５０，５２と逆方向でアシ、かつ各回折構造体が曲率を
持りている為、発散光束となシたとえ光センサ−５０，
５２に迷光として到達しても極めて弱い強度の光であシ
問題はない。

また、光センサー５０．５２の受光部を第１４図のよう
にオンチップとし、１組の差動増幅器を内蔵するとこの
回路間の周波数特性、温度特性も良好にすることができ
、信号検出の安定性が向上本発明においては、それぞれ
第１光分割器４３と第２光分割器４２の端面（または、
それぞれ第１光センサー５０．第２光センサー５２の各
受光面の前面）に設けられた第１偏光素子４９、第２偏
光素子５１の透過軸を、入射偏光面に対し、大略±４５
°あるいは、これと同等の機能を達成できる適当な角度
に配置すれば良好な差動検出を行なうことができる。な
お第１光分割器４３、第２光分割器４２の上下面には、
本出願人の先願にある様に金属反射膜を加工し、光束を
導波させる事も可能である。又、反射による偏光成分の
位相ズレが生じる場合、光磁気信号のＳ／Ｎ低下につな
がるので、この位相ズレを補正する為の偏光位相補正膜
を加工することも可能である。

第２図は第１．第２の光分割器の回折構造体の分割方式
が同一で、第１２図で示したような３分割である場合に
ついて差動検出を行なう方法を説明する図である。

光センサー５０．５２のそれぞれの受光部から得られる
電気信号を図に示す如く、それぞれ、１１゜ＩＮ　　ｔ
　Ｉ３　　＋　工４　１１１’＋　Ｉ２’ｌ　Ｉ３Ｚ　
Ｉ４’とする。

ＡＴ　、　ＡＰ倍信号、通常、情報信号に比べ低い周波
数で充分であるので、（ＡＴ、ＡＦ倍信号２０ｋＨｚ以
下、情報信号は、数百ｋＨｚ　〜数ＭＥ（Ｚ　）第１０
図（、）　、　（ｂ）で示した光磁気信号の平均レベル
を考慮すれば良い。従りて ＡＰ信号＝（Ｉ亀＋Ｉｌ’）−（１，＋Ｉ、／）の低周
波成分ＡＴ倍信号（Ｉｓ　＋Ｉｓ’）−（Ｉ４　＋Ｉ４
’）の低周波成分情報信号Ｓ　＝　（１，＋Ｉ４　）−
（Ｉｓ’＋Ｉ４／）の信号帯域成分の演算で、必要な各
種信号が得られる。

第３図は、第２図示の分割形状と同一の分割形状を有す
る光分割器を、一方を他方に対して反転して配置した場
合を示したものである０本構成例においては、ＡＦ光検
知部が、臆面の前側と後側とに配置されていることから
、光デイスク上の溝の立上シ部あるいは立下シ部におい
て発生する偽のフォーカスエラー信号が相互に逆向きの
方向に生じる。この結果、溝つきディスクのアドレス部
においても、安定したオートフォーカス動作が行なえる
という特長が生じてくる。

また、他の光分割器の組合せを第４図、第５図に示す。

第４図は第２光分割器４２を３分割の回折構造体から構
成し、第１光分割器４３は単一の回折構造体で構成する
場合を示したものである。

この場合、 ＡＦ信号＝（Ｉｔ　−Ｉｔ　）の低周波成分ＡＴ傷信号
（Ｉｓ　　Ｉ４）の低周波成分情報信号Ｓ＝（Ｉｓ　＋
Ｉａ　）−Ｉ＠の信号帯域成分の演算で各種信号が得ら
れる。

第５図は他の分割例で第２光分割器４２はＡＦ倍信号検
出出来るように回折構造体を２分割し、又第１光分割器
４３はＡＴ信号が検出出来るように回折構造体を２分割
するものである。この場合、ＡＰ信号＝（Ｉｔ−Ｉｔ）
の低周波成分ＡＴ傷信号（Ｉ４−Ｉｓ　）の低周波成分
情報信号５＝１３−（Ｉ４　＋Ｉｓ　）の信号帯域成分
の演算で各種信号が得られる。

さらに、本発明における他の光分割器の組合せの例を第
６図に示す。本構成例では、格子によって回折辷れた光
束の進行方向が、トラックに斜交する方向く設定されて
いる。この結果、偏光素子４９．５１を透過する光量が
多くなるように設定しても、所定の信号検出が不可能と
なることが期待できる。

また、第１図の構成の光ピックアップ装置を実施する場
合、光源から出た光束が２個の光分割器４２．４３を通
るので記録媒体に到達する光量の低下が問題となる場合
もあ）得る。光磁気記録媒体を対象にする場合記録も行
なうので光量低下の問題は媒体感度と照し合せ考える必
要がある。

第７図は以上の点を考慮した本発明の光ピックアップ装
置の第２実施例を示す概略図である。同図においてＬＤ
　４０からの光束はコリメータレンズ４１で平行光束と
なシピームスプリッタ５３、対物レンズ４６を通り、微
小スーットを記録媒体４５上に形成する。記録媒体４５
からの反射光は再び対物レンズ４６を通υ、ビームスプ
リッタ５３で分割され、回折構造体を有する光分割器４
３．４２に入射し、前記実施例と同様に各種信号を光セ
ンサ−５０，５２で検出する。

このような光ピックアップ装置ではＬＤ４０から記録媒
体４５に至る光路中に光分割器４３．４２がないために
ＬＤ　４０からの光は１個の光分割器？−ムスプリッタ
５３）の透過のみで記録媒体４５に入射できる利点があ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、回折構造体を持つ光分割器を２個
重ねる構成によって、小型、低コストでなおかつＳ／Ｎ
が良い差動検出型の光ピックアップ装置が提供できる。

この光ピックアップ装置によれば、上記の効果のほか、
部品点数が少なくできることや、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実施例の概
略図であシ、第７図は第２実施例を示す概略図である。 第２図、第３図、第４図、第５図、第６図はそれぞれ格
子構造体の分割例とその分割に応じた差動検知の方法を
示した概略図である。 第８図は従来の回折構造体を使わない差動検出型の光ビ
ックアップ装置の概略図であ）、第９図、第１０図はそ
れぞれ差動検出法の説明をするための図である。 第１１図は回折構造体を持つ光分割器の例を示す図であ
シ、第１２図、第１３図はそれぞれ第１１図の光分割器
を用いた光ピックアップ装置の概略図である。 また第１４図は光センサーの受光部をオンチップとした
図である。 ４０：＃−導体レーザ、４１：コリメータレンズ、４２
：第２光分割器、４３：第１光分割器、４５：記録媒体
、４６二対物レンズ、４９：第１偏光素子、５１：第２
偏光素子、５０：第１光センサー、５２：第２光センサ
ー。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）それぞれ回折構造体を有する第１の光分割器と、
   第２の光分割器を有し、 光源から発せられた光を情報記録面に照射し、前記情報
   記録面からの反射光を前記第１光分割器に導く手段を有
   し、 前記反射光を第１光分割器に入射せしめることにより第
   １回折光を発生させ、前記第１光分割器を透過した光を
   前記第２光分割器に入射せしめることにより第２回折光
   を発生させることと、前記第１回折光と前記第２回折光
   をそれぞれ第１光検出器、第２光検出器の受光面に導く
   手段を有し、それぞれ前記第１光分割器と前記第１光検
   出器の間、前記第２光分割器と前記第２光検出器の間に
   設けられた第１偏光素子と第２偏光素子を有し、前記第
   １偏光素子と前記第２偏光素子の偏光透過軸が前記情報
   記録面に入射する光束の偏光面に対して大略対称の角度
   をもつように配置されたことを特徴とする光ピックアッ
   プ装置。
2. （２）前記光源より前記情報記録面に至る光路中に前記
   第１光分割器と前記第２光分割器があることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の光ピックアップ装置。
3. （３）前記光検出器の受光部が複数で構成され、前記受
   光部で受けた信号を差動検出で処理する手段を有するこ
   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。
4. （４）前記第１光分割器と前記第２光分割器が一体化し
   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。