JPS6250895B2 - - 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。ここに記載する光ピツクアツプとは、
回転するデイスク状記録媒体上にスポツト状に集
光された光束（以下では集光スポツトと呼称す
る。）が反射される際に、前記デイスク状記録媒
体の回転中心を中心とする円弧に沿つて刻まれた
一定深さのピツト列によつて受ける強度変調を検
出することにより、前記デイスク状記録媒体の情
報を読みとるものをいう。前記強度変調の検出を
確実に行うためには、周知の如く、前記集光スポ
ツトが常に前記ピツト列の上にあるようにトラツ
キングを行う必要がある。これに伴い、トラツキ
ング誤差検出が必要不可欠となるが、周知の一手
法としてウオブリング（wobbling）法がある。
これは前記集光スポツトを前記ピツト列とは垂直
な方向に、一定周波数にて全振幅0.1μｍないし
0.2μｍ程度微小変動させ、反射光の前記周波数
における位相を検出することによりトラツキング
誤差検出を行う方法である。

従来、ウオブリングの手段としては、専ら、振
動鏡の如きウオブリングに専用の光学素子が使用
されていた。このために従来の光ピツクアツプに
は、構造、光路が複雑になるという欠点があつ
た。一方光ピツクアツプの光源としては長寿命
化、小形化のために、従来のHe−Neレーザに代
り、半導体レーザが用いられつつあるが、従来の
ウオブリングの手段を踏襲する限り半導体レーザ
の小形・軽量性という長所を十分に生かすことが
できない。以上の事情を図について説明する。

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は偏光ピ
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。なお第１
図の如く光ピツクアツプでは、トラツキング誤差
補正鏡７０、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、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。

この発明は以上の欠点を除去するためになされ
たもので、そ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、コリメー
トレンズと半導体レーザ加振装置とを組合せた小
形軽量な半導体レーザ光束偏向装置を設け、集光
レンズによつてデイスク上に集光された集光スポ
ツトを、前記半導体レーザ光束偏向装置による微
小偏向によつて一定周波数で振動させることにあ
る。他の特徴は前記半導体レーザ加振装置の加振
部には半導体レーザを装着した金属製カンチレバ
ーと金属製クランパを用い、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一定周
波数、一定角度のレーザ光束偏向を行い、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にある。以下図面について説
明する。

第２図はこの発明の実施例を示す図である。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、傾け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３
０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と近接して設けられ
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１２０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。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１８０から
構成される半導体レーザ加振装置とによつて以下
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るようになつており、前記
半導体レーザ加振装置とコリメートレンズ４０と
で構成される半導体レーザ光束偏向装置によつ
て、レーザ光束は一定周波数、一定微小角度の偏
向を受ける。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
金属性カンチレバー１５０、前記クランパ１７
０、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製
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図は半導体レーザ光束偏向装置の動作説明
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２３０ｂ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２
４０、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１４０ａに印加する。増幅器２５０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２４０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、半導体レーザ光束２０ａ
をコリメートするためのコリメートレンズ４０の
光軸２７０とは垂直な方向に加振され、このため
にコリメートされた半導体レーザ光束２０ｂの方
向は一定周波数にて偏向される。このように半導
体レーザ光束偏向装置は、金属製カンチレバー１
５０の自励発振を採用しているため、前記金属製
カンチレバー１５０の固有振動数が温度変化等に
よつて若干変化したとしても、振幅および発振の
安定性にはほとんど影響を与えず、従つて一定の
偏向角度が安定に得られるという利点を有するこ
とは容易に理解されよう。なお図における帯域フ
イルター２４０、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。

以上で述べたように、この発明によれば、半導
体レーザが装着されているとともに自励発振を行
う金属性カンチレバーを主要部とする半導体レー
ザ加振装置と、コリメートレンズとからなる小形
軽量な半導体レーザ偏向装置によつて、レーザ光
束を一定周波数、一定角度で微小偏向するため、
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。

なお本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
エータがとくにこの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
体レーザ光束偏向装置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、５０はλ／４波長板、９０は集光レンズ、１
００はデイスク、１２０は４分割光検出器、１４
０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
または相当部分には同一符号を付して示してあ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 回転するデイスク状記録媒体のピツト列によ
   る反射光強度変調を利用して前記記録媒体の情報
   を読みとるべく、光源として半導体レーザを用い
   た光ピツクアツプにおいて、屈折力が正であるコ
   リメートレンズと、前記コリメートレンズの焦点
   近傍に発光面を有する半導体レーザと、その先端
   近傍に前記半導体レーザをろう付け等の手段によ
   つて熱的接触を保ちつつ装着し、かつその他端を
   固定するクランパと共に同一金属材料により加工
   されて成るか、もしくは別金属部材にて別加工さ
   れたクランパに熱的接触を保ちつつ固定されて成
   る大略直方体状の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設けた
   １対の電歪素子板と、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増幅す
   る、少くとも帯域通過フイルタ付増幅器と位相変
   化部を設けた電気信号増幅部とを有し、前記電気
   信号増幅部の出力を前記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
   を前記半導体レーザに伝達して、前記半導体レー
   ザを前記コリメートレンズの光軸とは垂直な方向
   に加振することにより、前記コリメートレンズに
   よつてコリメートされた前記半導体レーザの光束
   を偏向する半導体レーザ光束偏向装置を備えたこ
   とを特徴とする光ピツクアツプ。