JPS62202337A - 光学式ピツクアツプ装置 - 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〕 本発明はレーザ光等の光を光ディスク等の記録媒体に照
射して情報を記録再生する光学式ピックアップ装置に関
する。

〔発明の概要〕

本発明は記録媒体に情報を記録再生する光を発する光源
と、記録媒体を経た光を受光する受光素子と、光源から
受光素子までの光路中に配置され。

光源より発せられた光を記録媒体の方向に指向させると
ともに、記録媒体を経た光を受光素子の方向に指向させ
る光学素子とを備える光学式ピックアップ装置において
、光学素子に、光源より発せられた光を記録媒体の方向
に反射する第１の面と。

記録媒体を経た光を２つに分割する第２の面とを設け、
第２の面にその一方の部分と他方の部分の間に段差を形
成し、簡単な構成によりトラッキングとフォーカシング
の両方の制御ができるようにしたものである。

〔従来の技術〕

最近光学式ビデオディスク、コンパクトディスク、光フ
ァイルディスク等の装置が普及してきた。

斯かる装置において情報を高密度に記録再生するには、
レーザ光等をディスク上に収束させるとともに、トラッ
クに追従させるようにする必要がある。そのため種々の
フォーカシング法、トラッキング法が提案されている。

フォーカシング法には円柱レンズを用いる非点収差法、
ナイフェツジあるいはくさびプリズムを用いるナイフェ
ツジ法あるいはフーコー法等がある。一方トラッキング
法には、記録再生用の光ビームとは別にトラッキング用
の補助ビームを用いる補助ビーム法、光ビームをファー
フィールドにて分割するファーフィールド法（プッシュ
プル法）等がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように従来より提案されているフォーカシング法あ
るいはトラッキング法は、実際に光学式ピックアップ装
置に応用すると、ディスクに照射する光ビームとディス
クから戻ってくる光ビームとを分離しなければならない
ばかりでなく、フォーカシングとトラッキングの両方の
制御を実現する必要があるところから、部品点数が多く
なり。

装置が大型化１重量化する欠点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明の光学式ピックアップ装置の構成を示し
ている。同図において１は例えば合成樹脂等よりなる基
台であり、半導体レーザ等の光源２と受光素子３．４と
が取り付けられている。５は光学素子であり、光源２よ
り発せられた光を対物レンズ６を介してディスク７の方
向に指向させるとともに、ディスク７により反射された
光を受光素子３の方向に指向させるように、光源２から
受光素子３までの光路中に配置されている。

〔作用〕

しかしてその作用を説明する。基台１に取り付けられた
光源２から出力された光は光学素子５に入力される。例
えば透明なガラス、合成樹脂等よりなる光学素子５は、
その一方の面５２が所定の割合の光を反射するとともに
、所定の割合の光を透過するように処理されている。面
５２で反射された光は対物レンズ６により収束され、デ
ィスク７に照射される。ディスク７により反射された光
は対物レンズ６を介して光学素子５に入射される。

光学素子５の面５２を透過し、屈折した光は面５２と対
向する面５１に入射する。面５１は、例えばアルミニウ
ム等の金属をコーティングする等して殆どの光を反射す
るように処理されている。従って面５２を透過した光は
その殆どが面５１で反射され、再び面５２に向かう。面
５２で屈折し、空気中に出た光は受光素子３に入射され
る。

光源２から発せられ、面５２を透過し、面５１で反射さ
れ、面５２を透過して光学素子５の外部に出る光は、受
光素子３に戻らないようになっている。

面５２の反射率（Ｒ）は例えば０．３３とぎれる。この
値に設定すると透過率Ｔ（１−Ｒ）が０゜６７となり、
受光素子３へ戻る光量を最大にすることができる。

光学素子５はその面５１に段差５３が形成されており、
その略中夫の側断面からみた場合、第１の部分は面５２
との距離（厚さ）がｔｌとされているのに対し、第２の
部分はさらに距離ｔ２だけ離間している（厚くなってい
る）。そしてディスク７により反射され、面５２から光
学素子５の内部に入射した光の光軸が丁度この段差５３
の部分を通過するように、光学素子５が配置（段差５３
が位置）されている、その結果図中反射光の光軸゛の左
半分の光と右半分の光が２つに分割される。

これに対応して受光素子３も２組用意されており。

反射光の進行する方向の右半分の光は受光素子３１が、
また左半分の光は受光素子３２が、各々受光するように
なされている。図より明らかな如く。

光を分割する位置は焦点の位置から充分離間している（
ファーフィールドである）。従って所謂プッシュプル法
の原理により、受光素子３１と受光素子３２の出力の差
を取ることによりトラッキングエラー信号を得ることが
できる（いまトラックは第１図のディスク７の紙面と垂
直な方向に形成されているものとしている）。受光素子
３１は段差５３と平行な方向にａよとａ２の２つに、同
様に受光素子３２はｂ工とｂ２の２つに、各々分割され
ている。従って出力（ａｔ　＋ａ２）　　　（ｂ２＋ｂ
１）がトラッキングエラー信号となる。

−力受光素子３１．３２は、丁度光軸の左半分と右半分
の光のみを各々受光していることになる。

従って所謂ナイフェツジ法あるいはフーコー法の原理に
従って、受光素子ａよとａ８の差（ａｔ−ａ２）、又は
受光素子ｂ１とｂ２の差（ｂｚ　　ｂｔ）からフォーカ
スエラー信号を得ることができる。

光源２として半導体レーザを用いた場合、前方だけでは
なく後方にも光が出力される。受光素子４はこの後方に
出力される光の一部を受光、モニタし、半導体レーザの
出力を安定させるためにサーボをかける場合に利用され
る。

〔実施例〕

第２図乃至第４図は基台ｌのより詳細な実施例を、また
第５図乃至第８図は光学素子５のより詳細な実施例を、
各々表している。光学素子５は一種の平行平板を構成し
ている。従ってディスク７により反射され、光学素子５
を透過して受光素子３に向かう光には（分割された２つ
の先番々には）よく知られているように収束又は発散光
路中に斜めに板を入れることの効果によって非点収差が
発生する。すなわち第１２図及び第１３図に示すように
、位置ｆとＦに、相互に垂直な焦線が形成され、その前
後の位置ｇ、ｈ又はＧ、Ｈにおける光の断面は、焦線と
同じ方向に長い略楕円形となり、楕円形の長軸と短軸の
方向は光の断面の形状が略円形となる位置Ｊを境にして
反転する。上述したように光を２つに分割する方向はト
ラッキングエラーを生成するためにトラックと平行な方
向とされる。光学素子Ｓにより第１３図に示すように２
つの焦線が形成されるが、そのうちトラックと垂直な方
向の焦線の前後の区間Ｂではなく、平行な方向の焦線の
前後の区間Ａがフォーカス制御に用いられる。すなわち
光源２から発せられた光が正しくディスク７の情報記録
面に収束されているとき（合焦状態にあるとき）、その
反射光を位置ｆで焦線として受光するように受光素子３
が配置されている。第２図において点Ｐとして示す位置
は。

第１２図及び第１３図におけるもう１つの焦線が形成さ
れる位置Ｆに対応している。

第２図に示すように受光素子３１．３２は点Ｐに対して
傾斜している。点Ｐから受光素子３１の中心の分割線ま
での距離は、光の進行方向からみて左側がｄｌ、中心が
ｄ２、右側がｄ、と、順次なだらかに短くなるようにな
されている。受光素子３２は受光素子３１に対して距離
ｄ４だけ離間して、同様に点Ｐに対して傾斜、湾曲して
形成されている。これは調整を容易にするためになされ
ている。すなわち光源２から発せられた光が受光素子３
に戻るまでの光学系の位置が変化した場合、２つの焦線
の距離はｄ４で殆ど一定であるが、点Ｐから焦線までの
距離が変化する。従って第９図に示すように点Ｐ、光源
２あるいはそれらの近傍を中心として受光素子３１．３
２を基台１の面１１上で一体的に回転させ、点Ｐと受光
素子３１．３２の距離を調整する。このため受光素子３
１．３２は一体的に構成されていることが好ましい。

また受光素子３１．３２は受光する光の光軸に対して垂
直に位置されておらず、所定角度（実施例は２３度）傾
斜している。勿論基台１の面１１に段部を形成すること
により、受光素子３１．３２を光軸に対して垂直に配置
することは可能であり、そのようにした方が光をより効
果的に受光することができる。しかしながらそのように
すると受光素子３１と受光素子３２を一体的に形成する
ことが困菫になり、調整が容易にできなくなる。従って
実施例のように受光素子３１と３２を基台１の同一平面
１１上に配置して１両者を同時に調整できるようにする
のが実用上好ましい。

第１０図に破線で示すように、受光素子３１．３２を点
Ｐに対して直線的に傾斜させることも可能である。この
場合は点Ｐに向かう光の光軸と垂′直な方向に受光素子
３１，３２を移動させることにより点Ｐからの距離を調
整することができる。

また第１０図に実線で示すように、受光素子３１．３２
を点Ｐに対して傾斜させず１点Ｐに対して重直に移動さ
せることにより距離を調整するようにすることも可能で
ある。しかしながら一般的に物（この場合受光素子３）
を平行移動させることは困難であり、同時に回転運動も
起こり易い。回転運動が起こると、焦線と受光素子３１
．３２の分割線とが平行にならなくなり、正確なフォー
カスエラー信号を得ることができなくなる。そこで実施
例のように湾曲して傾斜させ、基台１の面１１上におけ
る回転により調整することができるようにするのが好ま
しい。

一方第５図及び第８図に示すように、光学素子５はその
面５１が面５２に対し、厚さｔｌの方が角度α１．厚さ
がざらにｔ２だけ厚い方が角度α２傾斜して形成され（
必ずしもα□≠α２である必要はない）、焦線が受光素
子３１．３２の分割線と略平行になるようになっている
。その結果第２図に示すように、光源２からディスク７
へ向かう光の光軸に対して、ディスク７から受光素子３
へ向かう光の光軸にオフセットＴが発生する。従ってデ
ィスク７からの反射光が光源２に戻ることが防止され、
光源２を安定して動作させることができる。

受光素子３１．３２の分割線の太さが焦線の太さに較べ
て太く、不感帯が形成される場合、第１１図に示すよう
に、焦線を分割線に対して意図的に所定角度β傾斜させ
ることにより感度の低下を防ぐことが可能である。この
角度βが余り小さいと焦線と受光素子の分割線とが略平
行となり、効果が出ないので、例えば±（５乃至４５）
度、好ましくは士（１０乃至３０）度にするのがよい。

第１４図は受光素子３１上におけるスポットの形状を表
したものであり、（ｂ）がディスク７が合焦位置にある
場合、（ａ）がそれより近ずいた場合、（ｃ）がそれよ
り遠ざかった場合、を各々示している。従って受光素子
３１の分割された部分の出力差（ａニー８２）を取るこ
とにより、第１６図に示すようなフォーカスエラー信号
を得ることができる。同様に、第１５図は受光素子３２
上におけるスポットの形状を表したものであり、（ｂ）
がディスク７が合焦位置にある場合、（ａ）がそれより
近ずいた場合、（ｃ）がそれより遠ざかった場合、を各
々示している。従って受光素子３２の分割された部分の
出力差（ｂ２−ｂ□）を取ることにより、第１７図に示
すようなフォーカスエラー信号を得ることができる。こ
のように原理的には受光素子３１又は受光素子３２の一
方があればフォーカスエラー信号を生成することが可能
である。しかしながら光学的オフセット等により受光素
子３上で光が移動したときの影響を相殺するため、受光
素子３１の出力差と受光素子３２の出力差を加算した信
号（（ａ□−ａ、　）　＋　（ｂ、−ｂ工））をフォー
カスエラー信号とすることが好ましい。

第１８図乃至第２１図は他の実施例を表している。第１
８図は光学素子５の向きを第１図における場合と逆に、
厚い方をディスク７側に配置し。

面５１を反射面とせず、透過面とし、ディスク７からの
反射光で面５２から面５１に向かう光をその先軸が段差
５３を通るようにして面５１から外部に通過させて２つ
に分割し、受光素子３に向かうようにした実施例である
。

これまでの例は、第７図に示すように光学素子５を側（
断）面からみた場合、面５１を形成する一方と他方に延
在する線を、面５２を形成する線と平行にし、段差５３
で連続するように構成し、いわば光学素子５に第１の厚
さの部分と第２の厚さの部分とを設けることにより光を
２つに分割するようにしている。これに対して第１９図
の実施例は、光学素子５を側面からみた場合、面５１を
形成する一方の線５４は面５２を形成する線と平行にす
るが、他方に延在する線５５は平行にせず。

角度θだけ傾斜させ、２つの線が点Ｑで交わるように構
成し１点Ｑを面５２から面５１に向かう光の光軸が通る
ようにし、いわば第１の傾斜の部分と第２の傾斜の部分
とを設けることにより光を２つに分割するようにしてい
る。光学素子５をこのように構成した場合、その製造が
容易になるばかすでなく、光学系に経時変化が生じたと
しても調整をしないで済む要素が多く、従って調整が容
易となる。

第２０図の実施例は第１９図の実施例の場合と基本的に
同様の構成となっているが、第１９図の実施例の場合よ
り光学素子５を厚くし、受光素子３を光学素子５の面５
２に直接取り付けるようにしている。この取り付けは例
えば透明な接着剤により行うこともできるし、また光学
素子５自体を受光素子３のモールドとして形成するよう
にしてもよい。このように受光素子３を光学素子５と一
体的に構成すると、受光素子３に入射する光の収差を小
さくすることができ、Ｓ／Ｎの良好なエラー信号を生成
することができる。尚段差５３を有する光学素子５を第
１図に示すように用いる場合においても同様に受光素子
３１．３２を面５２に取り付けるようにすることができ
る。

第２１図の実施例は、第１９図及び第２０図の実施例と
反対に、光学素子５を側面からみた場合、面５２を形成
する一方の線５６は面５１を形成する線と平行にするが
、他方に延在する線５７は平行にせず、角度θだけ傾斜
させ、２つの線が点Ｑで交わるように構成し、点Ｑを面
Ｓ１から面５２に向かう光の光軸が通るようにして光を
分割しているにの場合は面５２のうち線５６で構成され
る部分が、光源２からの光をディスク７の方向に反射す
る機能と光を分割する機能の両方の機能を果しているこ
とになる。

〔効果〕

以上の如く本発明は記録媒体に情報を記録再生する光を
発する光源と、記録媒体を経た光を受光する受光素子と
、光源から受光素子までの光路中に配置され、光源より
発せられた光を記録媒体の方向に指向させるとともに、
記録媒体を経た光を受光素子の方向に指向させる光学素
子とを備える光学式ピックアップ装置において、光学素
子に、光源より発せられた光を記録媒体の方向に反射す
る第１の面と、記録媒体を経た光を２つに分割する第２
の面とを設け、第２の面にその一方の部分と他方の部分
の間に段差を形成したので、トラッキングエラー信号は
プッシュプル法により、フォーカスエラー信号はナイフ
ェツジ法により、各々得ることができる。従って部品点
数が少なく、構成が簡単になり、小型化、軽量化が可能
となる６また調整が容易となりコストも低くすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光学式ピックアップ装置の側面図、第
２図はその基台の平面図、第３図はその基台の側面図、
第４図はその基台の正面図、第５図はその光学素子の平
面図、第６図はその光学素子の正面図、第７図はその光
学素子のＡ−Ａ側断面図、第８図はその光学素子の斜視
図、第９図乃至第１１図はその受光素子の平面図、第１
２図及び第１３図はその非点収差の説明図、第１４図及
び第１５図はその受光素子上の光の形状を表す説明図、
第１６図及び第１７図はそのフォーカスエラー信号の特
性図、第１８図乃至第２１図はその他の実施例の側面図
である。 １・・・基台　　２・・・光源 ３．４・・・受光素子　　５・・・光学素子６・・・対
物レンズ　　７・・・ディスク以上

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）記録媒体に情報を記録再生する光を発する光源と
   、該記録媒体を経た該光を受光する受光素子と、該光源
   から該受光素子までの光路中に配置され、該光源より発
   せられた該光を該記録媒体の方向に指向させるとともに
   、該記録媒体を経た該光を該受光素子の方向に指向させ
   る光学素子とを備える光学式ピックアップ装置において
   、 該光学素子は、該光源より発せられた該光を該記録媒体
   の方向に反射する第１の面と、該記録媒体を経た該光を
   ２つに分割する第２の面とを有し、該第２の面はその一
   方の部分と他方の部分の間に段差が形成されていること
   を特徴とする光学式ピックアップ装置。
2. （２）記録媒体に情報を記録再生する光を発する光源と
   、該記録媒体を経た該光を受光する受光素子と、該光源
   から該受光素子までの光路中に配置され、該光源より発
   せられた該光を該記録媒体の方向に指向させるとともに
   、該記録媒体を経た該光を該受光素子の方向に指向させ
   る光学素子とを備える光学式ピックアップ装置において
   、 該光学素子は、該光源より発せられた該光を該記録媒体
   の方向に反射する第１の面と、該記録媒体を経た該光を
   ２つに分割する第２の面とを有し、該第２の面はその一
   方の部分が他方の部分に対して傾斜していることを特徴
   とする光学式ピックアップ装置。
3. （３）記録媒体に情報を記録再生する光を発する光源と
   、該記録媒体を経た該光を受光する受光素子と、該光源
   から該受光素子までの光路中に配置され、該光源より発
   せられた該光を該記録媒体の方向に指向させるとともに
   、該記録媒体を経た該光を該受光素子の方向に指向させ
   る光学素子とを備える光学式ピックアップ装置において
   、 該光学素子は、該光源より発せられた該光を該記録媒体
   の方向に反射する第１の面と、該第１の面と対向する側
   に、該記録媒体を経て該第１の面から入射する該光を２
   つに分割するとともに、該第１の面の方向に反射する第
   ２の面とを有し、該受光素子は該第１の面上に配置され
   ていることを特徴とする光学式ピックアップ装置。