JPS63166032A - 光ピツクアツプ - 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】 〔概　要〕 光ディスク等に記録された情報の読み出しに使用される
光ピックアップであって、例えばアクリル樹脂である透
光性樹脂の多面体側面に半導体レーザ、ホログラムミラ
ー、偏光分離素子、光検知器等の光学素子を配置し、光
源から受光素子名の光路を透光性多面体内部にたたみ込
んだ構成とする。

ホログラムによる発散光のコリメート或いはコリメート
光の収束にはホログラムミラーが用いられ、光路の多面
体内へのたたみ込みを可能にしている。

〔産業上の利用分野〕

本発明は光ディスク等の読み出しに使用される光ピツク
アップに関わり、特に読み出し光の光路をホログラムミ
ラーによって折り曲げ、小型化した光ピックアップに関
わる。

近年、大容量のランダムアクセス型記憶装置として光デ
ィスクが使用されるようになっているが、光デイスク装
置の機能向上のために、情報読み出し部分である光ピツ
クアップの小型化、軽量化が望まれている。これは光デ
イスク装置全体の小型化、高速化に不可欠である。

光ディスクの情報読み出しは、半導体レーザ等の光源か
ら射出された光をコリメート光に変換、収束して光ディ
スクに照射し、その反射光を再び収束して分割型フォト
ダイオード等の光検知器に入射せしめて行うのが一般的
である。この半導体レーザ、屈折系光学素子、フォトダ
イオードは一体に構成され、光ディスクの直径方向への
移動を可能ならしめている。この−棒構成体は光ピック
アップと呼ばれる。

公知の光ピックアップの光学系を模式的に示したものが
第４図である。

この光ピツクアップでは、半導体レーザ４０から射出さ
れた光はコリメートレンズ４１によって平行光線になり
、プリズム４９によって光デイスク面に垂直な方向に曲
げられ、且つ真円補正される。該平行光線は偏光ビーム
スプリッタ（Ｐ　Ｂ　５）４２を透過し、対物レンズ４
５により収束されて光ディスク９＃に入射する。ＰＢＳ
は半導体レーザからの直線偏光（例えばＰ偏光）を透過
し、光ディスクからの反射光（Ｓ偏光）は反射するよう
に設定されている。

ＰＢＳと対物レンズの間にはλ／４板４８が設けられて
いるので、ＰＢＳを透過した直線偏光（例えばＰ偏光）
は球面波に変換されている。

光ディスクからの反射光は対物レンズによって平行光線
になり、λ／４板で再び直線偏光波に変換されるが、偏
光角は入射光に対し９０度回転しているので、ＰＢＳに
よって光デイスク面に対し水平な方向に反射し、集光レ
ンズ４６で適当な収差を持つように収束されて、光検知
器４７に入射する。

このような光学系の構成では、光源から光検知器までの
全光路長が、折り返し部分を除いて、そのま−光ピック
アップの寸法に反映されるので、小型化の要求に対処す
るためには何らかの対策が必要である。

第５図は本件の特許出願人から先に特許出願された特開
昭６１−１２３０３２の光ピツクアップの光学系を模式
的に示したものである。

該先行技術では、半導体レーザ５０から出射された光は
第１のホログラム５１で回折して光デイスク面に垂直方
向に曲げられ且つ平行光線に変換される。該平行光線は
第２のホログラム５２は通過し、？ 対物レンズ５５により収束されて光ディスク９ｇに入射
する０個々で第２のホログラムは２８３機能を有するも
のであり、半導体レーザからの直線偏光（例えばＰ偏光
）は透過し、光ディスクからの反射光（Ｓ偏光）は回折
するように設定されている。２８３機能を有するホログ
ラムと対物レンズの間にλ／４板５８が設けられている
点は上記公知光ピツクアンプと同様である。

光ディスクからの反射光は対物レンズ５５とλ／４板５
８によってＳ偏光の平行光線に戻り、２８３機能を有す
る第２のホログラムで光デイスク面に平行な方向に回折
する。該回折光はミラー５９で曲げられて第３のホログ
ラム５６に入射する。該ホログラムは入射光を９０度回
折すると共に、それを収束する機能を持つので、入射光
は上記の方向に曲げられ且つ適当な収差を伴うように収
束されて光検知器５７に入射する。

このように該先願技術では、読み出し光の光路のかなり
の部分が３枚のホログラムと１枚のミラーによって囲ま
れた空間に押し込まれた構成となっており、見掛は上の
光路が短縮されているので、光ピックアップの小型化が
実現している。また、重量のあるプリズム類を使用して
いないので軽量化もなされている。

上記第２のホログラムはＰ偏光は透過し、Ｓ偏光は回折
する機能を有するものであるが、該ホログラムを含み該
先願技術で使用されているホログラムは全て透過回折型
ホログラムである。

ここで、本発明の理解を容易にするためホログラムＱ機
能について簡単に述べておく。

第６図は２Ｍ類のホログラムの形成法と光像の再生法を
模式的に示すものである。以下、同図が参照される。

透過回折型のホログラムは物体←と同じ側からコヒーレ
ントな参照光饅を照射し、感光乳剤に干渉縞を記録して
ホログラム冊を形成する（（ａ）図）。

光像を再生するにはホログラムの背面からコヒーレント
な参照光器を照射すると、ホログラム廿で回折した光が
、はじめに物体の在った位置に光像６４を作り出す（ｒ
ｂ１図）。

反射回折型のホログラムは物体←と反対の側からコヒー
レントな参照光←を照射して形成する（（Ｃ）図）。再
生時には形成時と反対にホログラムの後面からコヒーレ
ントな参照光性を照射すると、ホログラム→で反射回折
した光が、はじめに物体の在った位置に光像→を作り出
す（（ｄ）図）。

ホログラムは具体的な物体の形状を記録し得るほか、コ
ヒーレント光を回折してその光路を転じたり、発散光を
コリメートして平行光にし或いは発散光、平行光を収束
させる機能を持たせることが出来る。即ちレンズや反射
鏡（反射回折型ホログラムでは球面鏡）のような光学素
子として形成、使用し得るものである。

また、ホログラムに偏光フィルタの機能を持たせること
も可能であり、複数の機能を１枚のホログラムに合わせ
持たせることも出来る。

本発明では反射回折型ホログラムがホログラムミラーと
して用いられる。

〔従来の技術〕

上述の如く、従来の光ピックアップでは光路は大気空間
に設けられ、凸レンズ、ＰＢＳ、λへ板等を使用してコ
リメート、集光、光路の転向等が行われている。また、
一部先行技術では透過回折型ホログラムを使用してこれ
等の処理が行われている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術では使用する光学部品の数が多く、個々の
部品の重量も大であるため光ピックアップの軽量化は困
難であり、見掛けの光路長を短縮して光ピツクアップを
小型化することも容易でない。

一部先行技術ではホログラムなど比較的軽量の部品を使
用し、更に見掛けの光路長を短縮することも試みられて
いるが、透過回折型のホログラムの使用では軽量化、小
型化は十分には行われていない。

本発明の目的は十分に小型化、軽量化された光ピツクア
ップを提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明では光ピックアップの小型化、軽量化を達成する
ため、半導体レーザの射出光、該射出光のコリメート光
、光ディスクからの反射信号光のコリメート光若しくは
収束光の夫々の光軸を、透光性中実多面体内部で互いに
交差させる構造とすることにより、読み出し光の見掛け
の光路を短縮している。

更に、本発明の実施例では、前記半導体レーザの出射光
は反射回折型ホログラムであるホログラムミラーによっ
てコリメート光に変換し、前記光ディスクからの反射信
号光のコリメート光もホログラムミラーによって収束光
に変換することで使用部品の軽量化を計っている。

〔作　用〕

透光性中実多面体の側面に半導体レーザ、ホログラムミ
ラー、光検知器等を配置し、読み出し光の光路を前記多
面体内にたたみ込むことにより見掛けの光路長が著しく
短縮される。中実多面体内部では各光路部分の光軸は同
一平面内にあり、前記光学部品類の配設位置の決定が容
易である。

また、コリメートレンズ、ＰＢＳなど重量のある光学部
品を使用しないので、全体が軽量化される。

〔実施例〕

第１図は本発明の典型的実施例を模式的に示す水平断面
図および垂直断面図である。

以下、該図面を参照しながら本実施例の光ピツクアップ
の構成、機能を説明する。

同図（ａｌに見られるように、半導体レーザー０からり 中実多面体ｔ９内に射出された発散光は第１のホログラ
ムミラー１１によって反射回折され、平行光線となって
光デイスク照射口に向けられる。この第１のホログラム
ミラーは平行光変換機能の他に真円補正機能を有するも
のであるが、これは半導体レーザのビームの垂直断面が
楕円状であることを補正するものである。

平行光に変換されたレーザ光は第１の透過回折型ホログ
ラム１２およびλ／４板１板金８過し、同図（ｂｌに示
されるように、第２の透過回折型ホログラム１４によっ
て光デイスク面に垂直方向に曲げられ、集光レンズ１５
により１μｍφ程度に収束されて光デイスク９日を照射
する。此処で、第１の透過回折型ホログラム１２は偏光
分離機能を有するものであり、Ｐ偏光を透過し、Ｓ偏光
を回折するように形成されている。

λ／４板１板金８過したＰ偏光は円偏光に変換されて光
ディスクを照射し、そこから反射した光は再びλ／４板
１板金８過してＳ偏光に変換される。その前に第２のホ
ログラムで光デイスク面に平行方向に曲げられるが、円
偏光の光路は完全に可逆的な構成となっている。

再び同図＋ａ＋を参照するに、Ｓ偏光に変換された光デ
ィスクからの反射光即ち信号光は第１の透過回折型ホロ
グラム１２で回折され、第２のホログラムミラー１６に
投射される。該第２のホログラムミラーは平行光を収束
光に変換する機能を有するので、信号光は収束されて光
検知器１７に入射する。

なお、第２のホログラムミラーに適当な収差を持たせ、
光検知器１７は受光面分割型とすることにより、フォー
カスエラー、トラックエラーの検知も可能となる。

上述の如く、本実施例の光路はその大部分を中実多面体
内部にたたみ込まれている。

第２図は他の実施例に於ける中実多面体とその廻りの構
成を模式的に示すもので、該図ｆａｔでは光ビームは光
軸だけが示されている。以下、第２図が参照される。

（ａ）図は第１図の実施例の構成を対称配置に変えたも
ので、第１の透過回折型ホログラム２２の機能を、Ｐ偏
光、Ｓ偏光の夫々に対し光軸を所定角だけ変転せしめる
ものとし、図示の光路を実現している。

ｆｂ１図は第１図の実施例の構成で、第１の透過回折型
ホログラム２２′を、Ｐ偏光は透過し、Ｓ偏光は回折収
束する機能を有するものに換えた構成であり、該透過回
折型ホログラム２２′を透過したＳ偏光は収束されて直
接光検知器２７に入射する。これは部品数を節減し一層
の計量化を図ったものである。

第３図は読み出し光を光ディスクに照射する部分の、即
ち第１図ｆｂ）に対応する部分の他の実施例を模式的に
示す図である。以下、第３図が参照される。

＋８１図は、第１図の実施例の第２の透過回折型ホログ
ラム１４と集光レンズ１５を１枚の集光ホログラムレン
ズ３４に換えた構成である。該集光ホログラムレンズは
透過回折型ホログラムであるが、これを反射回折型ホロ
グラムで代用することも当然可能で、その構成が（ｂｌ
図に示されている。

＋０１図は、第１図の実施例の第２のｉ３過回折型ホロ
グラム１４をプリズムミラーに換えたもので、こｆｄ１
図は、ｔａ＋図の構成で、集光部３９を分離し、任意の
位置まで延長し得る構成としたものである。

ｔｂｔ図、＋０１図の構成も同様に変形することが出来
る。

このように集光部の位置を半ば独立的に設定することに
より、アクチュエート部が更に計量化、小型化されるの
で、より一層高速化されると共に、装置全体の小型化も
実現する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の光ピックアップでは中実
多面体の側面に各種光学素子を配し、光路を該多面体内
部にたたみ込んだ構造を採っているので、見掛けの光路
長が縮小され、形状の小型化を実現している。折りたた
まれた光路の光軸は同一平面内にあるので、各種光学部
品の配役位置の決定が容易である。

また、軽量部品のみを使用するので装置の軽量化という
目的も達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す図、第２図は他の
実施例の中実多面体部分を示す図、第３図は他の実施例
の光照射、集光部を示す図、第４図は公知の光ピツクア
ップの光学系を示す図、 第５図は改良された先行技術を示す図、第６図はホログ
ラムの機能を説明する図である。 図に於いて、 １０．２０．器４０，５０は半導体レーザ、１１、１６
，２１，２６．３４　’はホログラムミラー、１２、１
４１２２１２２　’は透過回折型ホログラム、１５．３
ｆｆ、４５．５５は対物レンズ、１７、２７．４７．５
７は光検知器、 １８．４８．５８はλ／４板、 ３４．３４＝はホログラムレンズ、 ３４“はプリズムミラー、 ４１はコリメートレンズ、 ４２はＰＢＳ、 ４６は集光レンズ、 ４９はプリズム、 ５１．５２．５６は透過回折型ホログラム、５９はミラ
ー、 ９８は光ディスク、 ９９は中実多面体 である。 本発明の第１の実施例を示す図 第１図 （ａ）　　　　（ｂ） 他の実施例の中実体部分を示す図 第２図 他の実施例の光照射、集光部を示す図 第３図 公知の光ピックアップの光学系を示す間第４図 岨 改良された先行技術を　示す図 第５図 ホログラムの機能を説明する図 第６図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体レーザの射出光をコリメート光に変換し且
   つ収束して光ディスクに照射し、その反射光をコリメー
   ト光に変換し、偏光分離素子によって偏光分離を行い、
   該コリメート光を収束して光検知器に入射せしめる光ピ
   ックアップであって、半導体レーザの出射光、 該出射光のコリメート光、 光ディスクからの反射信号光のコリメート光若しくは収
   束光の夫々の光軸が、透光性中実多面体内部で互いに交
   差するものであることを特徴とする光ピックアップ。
2. （２）前記半導体レーザの出射光は反射型ホログラムに
   よってコリメート光に変換され、及び／若しくは、前記
   光ディスクからの反射信号光のコリメート光はホログラ
   ムミラーによって収束光に変換されることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の光ピックアップ。
3. （３）前記半導体レーザ、前記光検知器、前記ホログラ
   ムミラーが夫々前記中実多面体の異なる側面に配置され
   て成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第２
   項に記載の光ピックアップ。
4. （４）前記中実多面体の１側面に接して偏光分離素子が
   設けられて成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   乃至第３項に記載の光ピックアップ。