JPS62103857A - 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〕 この発明は、ディスク上にピットで蓄積された情報を光
学的に検出する光ピックアップ装置に関するものである
。

〔従来の技術」 第４図は例えば光メモリ光磁気メモリ総合技術集成（サ
イエンスフ−ラム発行）１０γ頁に示された従来の光ピ
ックアップ装置を示す図であり１図において、（１）は
半導体レーザ、（２）は半導体レーザ光を平行光束に変
換するコリメートレンズ、（３）は半導体レーザからの
出射光とディスクからの反射光を分離するだめのハーフ
ミラ、（４）は集光レンズ。

（５）ぼフォーカシング又はトラッキングエラーを検出
するための光学系で１例えばシリンドリカルレンズやプ
リズムから構成される。（６）は検出器、（７）はディ
スクである。

次ＶＣ動作について説明する。半導体レーザからの出射
ビームはコリメートレンズ（２）及び集光レンズ＋４１
　ｆｃ経てディスク（７）に照射される。ディスク（７
）からの反射ビームは集光レンズ（４）によってコリメ
ートされたのちハーフミラ（３）によって反射され。

トラッキングやフォーカス信号検出のだめの光学系（５
）によって適当な形状に変換されたのち検出器（６）に
入る。検出器（６）は通常、２象限又は４象限検出器よ
り形成されておりビーム形状の変化を検出してトラッキ
ングやフォーカス信号を得るとともに、全入射光を検出
してディスク上のピット情報を再生する。

〔発明が解決しようとする問題点］ 従来の装置は以上のように、すべての部品が分離されて
構成されているので２組立が複雑であった。また、ハー
フミラ−によって光路を直角にまげているので装置が大
形になった。さらにノ・−フミラーによって光を分離し
てから、フォーカシングやトラッキングのための光学系
をさらに挿入しているため２部品点数が多い難点があっ
た。また。

従来の装置で用いられている球面レンズやプリズム、ハ
ーフミラ−等は重く、これらで構成された元ピックアッ
プは重くなりがちで、このためトラッキングやフォーカ
シングを行なうアクチュエータに負担がかかる欠点があ
った。

この発明は、上記のような問題点を＋ｍ消するためにな
されたもので１部品点数がきわめて少なくでき、小形・
＠量でさらに安価な光ピックアップ装置を得ることを目
的とする。

〔問題点を解決するだめの手段〕

この発明に係る光ピックアップ装置は、半導体レーザか
らのビームをディスク上に集光する働き及びディスク面
上からの反射ビームを２分割して集光する働きを各々集
光ホログラム光学素子及び分割ホログラム光学素子で行
なわせるとともに。

ディスク面上からの反射ビームをディスク面上への入射
ビームと分離する手段としても上記分割ホログラム光学
素子を用いることによって部品点数を大巾に削減すると
ともに、小形・軽量化を実現したものである。

〔作用〕

この発明における半導体レーザからの出射ビームは、集
光ホログラム光学素子により回折され。

分割ホログラム光学素子を直接透過してディスク面上に
集光され、ディスク面上より反射されたビームは２分割
ホログラム光学素子で回折され半導体からの出射ビーム
と分離され、光検出器に入射する。

〔実施例」 以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図において、（１）は半導体レーザ、（力はディス
ク、ｕｌはガラス板、αυはガラス板ｕ１に形成された
集光用グレーティングレンズ、ｕｚはガラス板ＩＩＩに
形成された分割用グレーティング、Ｑｌ、Ｑ４１は２象
限光検出器である。集光用グレーティングレンズＵυは
半導体レーザ（１１からの出射ビームをディスク（力面
上に集光させるよう形成されており１分割用グレーティ
ング（Ｉｚはディスク（７）面上からの反射光束断面を
等分する２棟のグレーティング（，１２１）及び（１２
２）よジ形成されており、各々のグレーティングは各々
に入射するディスク（７）面上からの反射光を回折効率
５０％程度で別々の方向に分離するよう形成されている
。光検出器１ｊＪ及びＩは上記グレーティングｕｚによ
って分離された２光束が集光グレーティングレンズＵυ
によって集光される２点に各々設置されており、各検出
器の各々の象限は上記グレーティグ圓によって光束が分
離される方向に順に並ぶよう配列されている。

以下、この発明の動作について説明する。

半導体レーザよυ出射したビームは、集光用グレーティ
ングレンズαυによって波面が集束するように変換され
９分割用グレーティングα２に入射する。分割用グレー
ティングａｚは回折効率が５０％程匿であるので、これ
に入射したビームのうち。

約５０俤はグレーティングの影響をうけない直接透過波
となり、この光束はディスク（７）面上に集光される。

ディスク（７）上より反射された光は再び分割用グレー
ティングαのに入射し、そのうち約５０チの光は２分割
用グレーチイングミ３によって波面の変換をうけ２方向
に分離される。これらの光束は再び集光用グレーティン
グ（１１１によって集光されるが、その集光位置は２分
割用グレーチイングミｚによる波面変換の効果によって
、半一体レーザとは空間的に離れた２点となる。集光さ
れた光は各々の集光点におかれた光検出器によって受光
されるので、これらの検出器の出力を合計することによ
ってディスクイ′＃報を読み出すことができる。

一方、フォーカシングエラー信号及びトラッキングエラ
ー信号の検出は、既知のフープ法及びプッシュプル法と
同じ原理により検出できるが、第２図を用いてこの動作
を説明する。

第２図（ａ）はトラッキング信号の検出法を説明するだ
めの図であり、第２図（ｂ＋はフォーカシング信号の検
出法を説明するための図である。第２図はいずれも、第
１図に示したディスクに垂直でＡＡ’線を含む面での断
面図であジ、（力はディスク、（７１）　。

（７２）、（７３）はディスク面上のピッ）、（Ｉｎは
ガラス板。

０υは集光用グレーティングレンズ、　　（１２１）、
（１２２）は分割用グレーティング、（１３＋、（１４
＋は２象限検出器。

（１３１）、（１３２）及び（１４１）、（１４２）は
各々の検出器の各象限の検出素子である。また図中、矢
印けで示した線はディスク面よりの反射光線を示す。な
お２図が繁雑になることをさけるため、半導体レーザ及
びこの出射ビームがディスクへ達するまでの光線につい
ては省略して示している。

まずトラッキング信号の検出法について説明する。第２
図（ａ）で、半導体レーザからのビームがディスク（７
）上のピット（７１）に正確に照射されている場合は、
その反射光は矢印付実線で示すように図中のピット中心
線（ＢＢ’線）に対して対称なビームとなるので１分割
用グレーティング（１２１）及び（１２２）へ入る光量
は等しくなり、その結果１分割用グレーティング（１２
１）及び（１２２）と集光用グレーティングレンズ０υ
によって、検出器α３及びα滲へ集光される光量は等し
くなる。一方１例えば、半導体レーザよりのビームがデ
ィスク（７）上のピッ）　（７１）に対しずれて照射さ
れた場合、その位置がピット中心に対し図面で上方にず
れた場合１図中矢印付破線で示すように、ディスク（７
）からの反射光は、　　ＢＢ’紛より図面で上方に彊く
反射されることとなる。

この結果１分割用グレーティング（１２１）に入射する
光量は多く２分割用グレーティング（１２２）に入射す
る光量は少なくなり、従って検出器Ｉへ入射する光量は
、検出器αタヘ入射する光量より多くなる。

従って、２つの検出器出力の差を検出することによジデ
ィスク面でのビームのずれの大きさと方向が得られる。

即ち、トラッキング信号が検出できる。

次に、フォーカシング信号の検出法について説明する。

第２図（ｂ）で、半導体レーザからの出射ビームがディ
スク（７）上のピッ）（７１）に合焦している場合、矢
印付実線で示すように、ディスク（７）よりの反射光は
９分割用グレーティング（＋２１）、（１２２）及び集
光用グレーティングレンズσυによって、２象限検出器
（１３１及びＩに合焦して入射する。２象限検出器ｕ３
は、各々の象限の検出素子（１３１）と（１３２）境界
に検出器□□□へ入射するビームの中心がくるよう配設
されているので、各検出素子（１ろ１）と（１３２）の
出力が等しくなる。同様な関係が検出器Ｉについても成
立する。一方、半導体レーザからの出射ビームがディス
ク（７）上のピット（７１止り奥に焦点を結ぶ場合は、
ディスク（７）よりの反射ビームは１図中破線で示すよ
うに２分割用グレーティング（１２１）。

（１２２）に、やや小さな入射角で入射するため、上記
グレーティングで生じる光線の角度変化はやや小さくな
る。この結果、集光用グレーティングレンズαυで集光
されたビームは２象限検出器α３及びｕ４１のそれぞれ
の検出素子（１３１）及び（１４２）へより多く入射す
る。一方、半導体レーザからの出射ビームがディスク（
刀よりも手前に焦点を結ぶ場合は上述した現象と反対の
現象が生じる。従って２象限検出器ａｉ及びＩの各々の
検出素子（１３１）及び（１４２）の和と（１４１）及
び（１３２）の和との差をとることで。

フォー力／ングエラー信号を得ることができる。

第３図は、この発明の他の実施例である。この実施例で
は２分割用グレーティング（１２１）及び（１２２）は
集光レンズ作用も兼ね備えている。まだ、集光用グレー
ティングレンズαυの回折効率は約５０多程朋にしてい
る。その他については、前述した第１図の実施例と同じ
である。この実施例の場合。

半導体レーザ（１）よジの出射ビームのうち、集光用グ
レーティングレンズαυで回折され分割用グレーティン
グ（１２１）、（１２２）を直接透過した光がディスク
（７）上に集光される。一方、ディスク（力上よりの反
射光のうち分割用グレーティング（１２１）、（１２２
）で回折され集光用グレーティングレンズＵυを直接透
過した光が光検出器（１３、（１，４）へ入射する。フ
ォーカシングエラー及びトラッキングエラーの検出は第
１図に示しだ実施例と同様にして行なわれるが２分割用
グレーティング（１２１）、（１２２）はレンズ作用も
兼ねているので、集光用グレーティングレンズＱｌｌと
は独立して、検出系の光学系を設計できる自由度がある
点で、第１図に示した実施例にない効果がある。また、
他の実施例として第３図において。

ディスク（力よりの反射光全分割用グレーティング（１
２１）、（１２２）で回折させ、さらに集光用グレーテ
ィングレンズ住υで回折させて検出器へ導くことも可能
である。この場合２分割用グレーティング（１２１）。

（１２２）は発散レンズ作用をもたせるのが、フォーカ
シングエラー及びトラッキングエラー信号の高感度な検
出には望ましい。この実施例では、検出系の光学系を２
つのグレーティングレンズαυト（１２１）又は（１２
２）で構成できるので、設計に自由度が増加する効果が
ある。なお９以上はホログラム光学素子としてグレーテ
ィングを示したが、この発明はこれに限らず２例えば体
積ホログラム等回折を利用する光学素子を用いて同様に
構成できることはいうまでもない。

ところで２分割用グレーティングは約５０チの回折効率
のものであるので、ＬＤよりの放射ビームのうち一部は
ディスクへ到達する前に分割用グレーティングによって
回折されディスク上の必要以外のピット部に集光するが
、この成分はディスクで反射されたのち、検出器と異な
る点に集光するので問題とならない。

〔発明の効果Ｊ 以上のように、この発明によれば、すべての光学素子を
ホログラム光学素子で構成し、従来不可欠であったハー
フミラ−等によるビーム分割をホログラム光学素子の回
折波と直接透過波を用いることによって行なったので９
部品点数が少なく小形で安価な装置を得ることができる
効果がある。

また、１枚の平板に光学素子が集積化されているので、
信頼性が高い効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による光ピックアップ装置
を示す斜視図、第２図はフォーカシングエラー及びトラ
ッキングエラーを得る方法を説明するだめの図、第３図
はこの発明の他の実施例による光ピックアップ装置を示
す図、第４図は従来の光ピックアップ装置を示す断面図
である。 （１）は半導体レーザ、α〔は光学的に透明な平板。 Ｕυは集光用グレーティングレンズ、　ｔｉｚは分割用
グレーティング、　（１２１）、（１２２）は各々その
構成要素。 αｊ及びｕ４は２象限横出器である。 なお９図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ディスク上に設けられたピットを光により検出し
   て情報をディスク上よりとり出す光ピックアップ装置に
   おいて、発散波面を収束波面に波面変換する集光ホログ
   ラム光学素子と波面を空間的に２分して伝播方向の異な
   る２つの波面に変換する回折効率が５０％程度の分割ホ
   ログラム光学素子とが平板の片面の同一場所か又は両面
   の相対する場所に形成された光学的に透明な平板と、こ
   の平板と空間をあけて対向して上記集光ホログラム光学
   素子によつてその出射ビームがディスク面上に集光する
   ようにおかれた半導体レーザと、ディスク面上からの反
   射ビームが分割ホログラム光学素子によつて２つのビー
   ムに分割されたのち集光ホログラム素子によつて集光さ
   れる２点に各々の各象限が上記分割の方向に順に並ぶよ
   うに配設された２つの２象限検出器とからなる光ピック
   アップ装置。
2. （２）ディスク上に設けられたピットを光により検出し
   て情報をディスク上よりとり出す光ピックアップ装置に
   おいて、発散波面を収束波面に波面変換する回折効率が
   ５０％程度の集光ホログラム光学素子と発散波面を空間
   的に２分して各々を別の位置に集光する収束波面に波面
   変換する回折効率が５０％程度の分割ホログラム光学素
   子とが平面の片面の同一場所か又は両面の相対する場所
   に形成された光学的に透明な平板と、この平板と空間を
   あけて対向して上記集光ホログラム光学素子によつてそ
   の出射ビームがディスク面上に集光するようにおかれた
   半導体レーザと、ディスク面上からの反射ビームが分割
   ホログラム光学素子によつて来光される２点に各々各象
   限が上記分割の方向に順に並ぶように配設された２つの
   ２象限検出器とからなる光ピックアップ装置。