JPS6232529B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はビデオデイスク等に使用されるデイ
スク状記録媒体の情報を読みとる光ピツクアツプ
に関する。

従来この種の光ピツクアツプには光源として
He―Neレーザが用いられていたが、今後は長寿
命化、小形化するために半導体レーザの採用がな
されると考えられる。第１図は、従来のHe―Ne
レーザを半導体レーザに置きかえて設計された光
ピツクアツプの例を示す図である。図において、
半導体レーザ１０より出射する、直線偏光をなす
レーザ光束２０は偏光ビームスプリツタ３０によ
つて反射され、コリメートレンズ４０によりコリ
メートされた後、λ／４波長板５０を透過して円
偏光となり、ウオブリング（wobbling）用振動
鏡６０、トラツキング誤差補正鏡７０、ジツタ補
正鏡８０を経て、集光レンズ９０にて、回転する
デイスク状記録媒体１００（以下ではデイスクと
呼称する）に集光される。デイスク面の円周に沿
うピツト列によつて強度変調された、デイスクか
らの反射光束は前述の光路を逆行し、前記λ／４
波長板５０を透過した後、往路の偏光方向とは直
交する方向に偏つた直線偏向となり、コリメート
レンズ４０、偏光ビームスプリツタ３０を透過
し、更に円筒レンズ１１０を透過した後非点光束
となり、通常４象限検出器とよばれる４分割光検
出器１２０にて検出される。以上第１図について
述べた各部の、光ピツクアツプにおける機能は周
知であるが、なお補足すれば、円筒鏡１１０とコ
リメートレンズ４０とにより形成される非点光束
の断面形状は４分割光検知器１２０上で、デイス
ク面における合焦の程度に対応して変化し、これ
によりフオーカス誤差を検出できる。またウオブ
リング用振動鏡６０は、デイスク１００上に集光
されたレーザ光束が、前記デイスク１００上のピ
ツト列上に常にあるように、トラツキング誤差を
検出すべく、前記集光されたレーザ光束を前記ピ
ツト列に垂直な方向に一定周波数にて、通常0.1
μｍないし0.2μｍ程度の幅で振るためのもので
ある。従来のHe―Neレーザを用いた光ピツクア
ツプにおいては、公知のトラツキングの手段とし
て、グレーテイングによりレーザ光束を３本に分
割し、うち２本をトラツキングに使用する３ビー
ム方式が採用されるが、半導体レーザを使用する
場合には３ビームにすると、一般に光の利用効率
が低くなる。このためにトラツキングにはウオブ
リング方式が多く採用される。なお第１図の如き
光ピツクアツプでは、トラツキング誤差補正鏡７
０、ジツタ補正鏡８０を別個に駆動する１対のア
クチユエータ、集光レンズ９０を駆動して合焦を
行なうボイスコイル形アクチユエータなどが常設
されるが、図においては省略してある。さて第１
図に示した光ピツクアツプの光学系では、半導体
レーザ１０から偏向ビームスプリツタ３０に至る
光路と、前記偏光ビームスプリツタ３０から４分
割光検出器１２０に至る光路が独立な空間を占め
ていること、更にウオブリング用振動鏡６０が、
独自の空間を占有すること、同振動鏡により光路
が複雑化する等の事情によつて、光ピツクアツプ
の構造が複雑となり、小形化には限界がある。

この発明はこれらの欠点を除去するためになさ
れたもので、その特徴は偏光ビームスプリツタを
４端子網として利用することによつて半導体レー
ザから偏光ビームスプリツタに至る光路と、前記
偏光ビームスプリツタから４分割光検出器に至る
光路を空間的にほヾ重ね合わせて、光ピツクアツ
プの小形化を実現したことにある。他の特徴は振
動鏡の如き、ウオブリングに専用の光学素子を設
けることなしに、半導体レーザの小形・軽量性と
いう特長を生かすべく、小形かつ単純構造のカン
チレバーの先端近傍に半導体レーザを装着し、前
記カンチレバーを励振することによつて前記半導
体レーザを加振し、集光レンズによつてデイスク
上に集光された前記半導体レーザの光束すなわち
集光スポツトを一定周波数にて振動させることに
ある。また他の特徴は、前記カンチレバー、およ
びそのクランパの材料として金属を採用し、前記
金属の良好な熱伝導性によつて前記半導体レーザ
の放熱を確実に行なわしめ、前記半導体レーザの
安定な発振を持続させることにある。

更に他の特徴は、前記金属製カンチレバーの両
面に電歪素子を張りつけ、これらを帯域増幅器、
移相器を含む電気信号増幅装置に接続して前記金
属製カンチレバーの自励発振を行なわしめ、もつ
て一定振幅、一定周波数の安定な機械的振動を半
導体レーザに加えることにより、前記デイスク上
の集光スポツトを一定周波数、一定振幅にて振動
させることである。以下図面について説明する。

第２図ははこの発明の実施例を示す図であり、
図において、半導体レーザ１０は、補助のヒート
シンク１３０を介して、両面に電歪素子板１４０
ａ，１４０ｂを張りつけた金属製カンチレバー１
５０の先端近傍に、ろう付け等の手段により、前
記金属製カンチレバー１５０と熱的接触を保ちつ
つ装着されている。前記半導体レーザ１０より出
射されるレーザ光束２０は一般に直線偏光であ
り、コリメートレンズ４０によつてコリメートさ
れたレーザ光束は、前記レーザ光束を透過するよ
うに配置された偏光ビームスプリツタ３０を透過
した後、前記偏光ビームスプリツタ３０に固定さ
れた第１のλ／４波長板５０ａを透過し、更に集
光レンズ９０によつてデイスク１００上に集光さ
れる。デイスク１００により反射されたレーザ光
束は前記集光レンズ９０を透過した後、前記第１
のλ／４波長板５０ａを透過して、前述往路のレ
ーザ光束とは垂直方向に偏つた直線偏向となり、
偏光ビームスプリツタ３０により反射されて、前
記偏光ビームスプリツタ３０に固定された第２の
λ／４波長板５０ｂを通過し、第１の反射鏡１６
０ａで反射されて前記第２のλ／４波長板５０ｂ
を透過し、再び偏光方向が90゜変化し、前記偏光
ビームスプリツタ３０を透過する。以下レーザ光
束は同様にして、第３のλ／４波長板５０ｃを透
過した後、鏡面の法線方向が光軸に対して傾斜し
て設けられた円筒鏡である第２の反射鏡１６０ｂ
で反射され前記第３のλ／４波長板５０ｃを透過
し、前記偏光ビームスプリツタ３０で反射され、
前記コリメートレンズ４０を透過して、前記半導
体レーザ１０に近接して設けられた４分割光検出
器１２０にて受光される。前記４分割光検出器１
２０で受光されるレーザ光束は、前記円筒鏡であ
る第２の反射鏡１６０ｂと前記コリメートレンズ
４０とによつて非点光束となつているため、先の
第１図について説明したようにデイスク１００上
での合焦の程度が検出される。以上の説明では、
半導体レーザ１０に近接して設けられた４分割光
検出器１２０だ受光するために、第２の反射鏡の
法線方向を光軸に対して傾斜させているが、第１
の反射鏡の法線方向を光軸に対して傾斜させても
同じ作用が得られることはもちろんのことであ
る。一方前記半導体レーザ１０には、前記金属製
カンチレバー１５０、同カンチレバーのクランパ
１７０および電歪素子板１４０ａ，１４０ｂより
なる半導体レーザ加振部と電気信号増幅装置１８
０とによつて以下で説明するように一定周波数、
一定振幅の微小な機械的振動が与えられ、このた
めにデイスク１００に集光されるレーザ光束は前
記一定周波数にて振動し、ウオブリングが行なわ
れる。半導体レーザ１０が発生する熱は、前記補
助のヒートシンク１３０、前記金属製カンチレバ
ー１５０、前記クランパ１７０、前記クランパに
熱的接触を保ちつつ固定された金属筒１９０、更
に前記金属筒１９０に外接する金属製枠体２００
を順次伝いつつ放熱がなされる。なお、図には示
されなかつたが、半導体レーザ１０のリード線、
電歪素子板１４０ａ，１４０ｂのリード線は、前
記クランパに固定された磁器性端子板２１０を中
継して光ピツクアツプの外部に引き出すことがで
きる。

第３図は半導体レーザ加振部の斜視図である。
図において半導体レーザ１０は、補助ヒートシン
ク１３０を介して、直方体状金属製カンチレバー
１５０の先端近傍にろう付け等により装着されて
いる。前記金属製カンチレバー１５０は、同一金
属材料あるいは別途加工された金属よりなるクラ
ンパ１７０によつて一方が固定されている。前記
金属製カンチレバー１５０には、前記半導体レー
ザ１０とは異なる位置に、前記金属製カンチレバ
ー１５０の長さ方向２２０に電歪効果によつて伸
縮可能な、各々の両面に電極を備えた、１対の電
歪素子板１４０ａ，１４０ｂが各々張りつけられ
ている。但し図には前記電歪素子板１４０ｂは示
されていない。各電歪素子板１４０ａ，１４０ｂ
の、前記金属製カンチレバー１５０に接していな
い電極からは、リード線２３０ａ，２３０ｂが引
き出されており、電極電圧のとり出し、あるいは
電極への電圧印加が可能となるようになされてい
る。

第４図は半導体レーザ加振部の動作説明図であ
る。金属製カンチレバー１５０に張り付けられた
電歪素子板１４０ｂより引き出されたリード線２
３０ｂにより、前記電歪素子板１４０ｂの電極電
圧が電気信号増幅装置１８０に入力される。電気
信号増幅装置１８０は、帯域フイルタ２４０、増
幅器２５０および移相器２６０を含み、その出力
電圧をリード線２３０ａを介して、電歪素子板１
４０ａに印加する。増幅器２７０の利得、移相器
２４０による移相量は、前記金属製カンチレバー
１５０の先端が、自励発振によつて一定振幅で安
定に振れるように調整される。帯域フイルタ２４
０は、前記金属製カンチレバー１５０の１つの固
有振動数に合わせられており、当振動数にて自励
発振が行なわれるよう設けられている。前記金属
製カンチレバー１５０の自励発振によつて半導体
レーザ１０は、レーザ光束２０の進行方向２７０
とは垂直な方向に加振され、このためウオブリン
グがなされる。なお図における帯域フイルタ２４
０、増幅器２５０移相器２６０の順序は上述のレ
ーザ加振効果に何ら影響を及ぼすものではなく、
これらの順序は自由に変更してもさしつかえな
い。また帯域フイルタ２４０と増幅器２５０を分
離して説明したが、これらは例えばアクテイブ帯
域フイルタの如く、帯域フイルタと増幅器が一体
となつた場合にも得られる効果は同一であること
はいうまでもない。

以上述べたように、この発明によれば、偏光ビ
ームスプリツタを４端子網として利用するため、
半導体レーザから偏光ビームスプリツタに至る光
路と、前記偏光ビームスプリツタから４分割光検
出器に至る光路を空間的にほぼ重ね合わせるた
め、光ピツクアツプの小形化がなされる。またこ
の発明によれば、半導体レーザは小形かつ単純構
造の金属製カンチレバーに熱的接触を保つよう装
着され、前記金属製カンチレバーはその両面に張
り付けられた１対の電歪素子板と、別途設けられ
た、帯域増幅器と移相器を含む電気信号増幅装置
とにより自励発振を行なつて前記半導体レーザを
一定周波数、一定振幅で加振するため、従来使用
されていた振動鏡の如きウオブリングに専用の光
学素子を使用することなくウオブリングがなされ
るとともに、半導体レーザの小形・軽量性という
特長を損うことなしに良好な放熱がなされ、安定
したレーザ発振が維持される。

なおこの発明に係る光ピツクアツプの説明にお
いては、光ピツクアツプに必要な、合焦、トラツ
キング、あるいはジツタ補正のためのアクチユエ
ータについては説明を省略した。これは、アクチ
ユエータがとくに本発明にとつて主要な要素では
ないためであるが、この発明によつて光ピツクア
ツプの小形化が実現されるので、従来のものと異
なり、アクチユエータを光ピツクアツプ内の光学
系部品に組込まず、光ピツクアツプ全体を動かす
アクチユエータにこの発明で係る光ピツクアツプ
を装着することも可能となり、第２図における取
付部２８０は以上のことを考慮して設けてある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のHe―Neレーザを半導体レーザ
に置きかえて設計された光ピツクアツプの例を示
す図、第２図はこの発明の実施例を示す図、第３
図は半導体レーザ加振部の斜視図、第４図は半導
体レーザ加振部の動作説明図である。図中１０は
半導体レーザ、３０は偏光ビームスプリツタ、５
０はλ／４波長板、９０は集光レンズ、１００は
デイスク、１２０は４分割光検出器、１４０は電
歪素子板、１５０は金属製カンチレバー、１６０
は反射鏡、１７０はクランパ、１８０は電気信号
増幅装置、２４０は帯域フイルタ、２５０は増幅
器、２６０は移相器である。なお図中同一あるい
は相当部分には同一符号を付して示してある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ デイスク状記録媒体の情報を読みとるための
   光ピツクアツプにおいて、レーザ発生源である半
   導体レーザと、この半導体レーザより前記デイス
   クに至る光路上に、順に前記半導体レーザより出
   射されるレーザ光束をコリメートするコリメート
   レンズと、偏光ビームスプリツタと、第１のλ／
   ４波長板と、および前記レーザ光束を前記デイス
   ク上に集光する集光レンズとが設けられ、一方前
   記デイスクによる反射光の光路上には、デイスク
   側より順に前記集光レンズと、前記第１のλ／４
   波長板と、前記偏光ビームスプリツタと、第２の
   λ／４波長板、第１の反射鏡と、前記第２のλ／
   ４波長板と、前記偏光ビームスプリツタと、第３
   のλ／４波長板と、第２の反射鏡と、前記第３の
   λ／４波長板と、前記偏光ビームスプリツタと、
   前記コリメートレンズと、および４分割光検出器
   とが設けられていると共に、先端近傍に前記半導
   体レーザをろう付け等の手段により熱的接触を保
   ちつつ装着した金属製カンチレバーと、前記金属
   製カンチレバーの相対向する２面に、前記半導体
   レーザとは異なる位置に各々張り付けられ、かつ
   前記金属製カンチレバーの長さ方向に電歪効果に
   よつて伸縮可能な、各々の両面に電極を有する１
   対の電歪素子板とが設けられ、前記第１の反射鏡
   又は第２の反射鏡は、鏡面の法線方向が光軸に対
   して傾斜して配設されたものであり、また前記１
   対の電歪素子板のうち第１の電歪素子板の、前記
   金属製カンチレバーに接していない側の電極に生
   ずる電圧を、少なくとも帯域通過フイルタ付増幅
   器と位相変化部を備えた電気信号増幅装置によつ
   て増幅し、前記電気信号増幅装置の出力電圧を前
   記１対の電歪素子板のうち第２の電歪素子板の、
   前記金属製カンチレバーに接していない側の電極
   に印加することにより前記金属製カンチレバーの
   自励発振を誘起し、この自励発振による前記金属
   製カンチレバー先端の振動を前記半導体に伝達す
   ることを特徴とする光ピツクアツプ。 ２ 偏光ビームスプリツタとして２つの直角プリ
   ズムの斜辺同志を干渉膜多層フイルタをはさみこ
   んで固定したものを用い、この直角プリズムの各
   辺に第１および第２および第３のλ／４波長板を
   固定したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の光ピツクアツプ。 ３ 第１の反射鏡、第２の反射鏡のうち少なくと
   も一方が円筒鏡であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の光ピツクアツプ。