JPS6318533A

JPS6318533A - 光デイスクピツクアツプ用レンズ

Info

Publication number: JPS6318533A
Application number: JP61161707A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Hara; 勉原; Yuji Kobayashi; 祐二小林; Yoshiharu Oi; 好晴大井; Yasutsugu Osumi; 大隅　安次; Yoshiji Suzuki; 鈴木　義二; Toshihiko Takagi; 高木　俊彦
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK; Nippon Columbia Co Ltd
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK; Nippon Columbia Co Ltd
Priority date: 1986-07-09
Filing date: 1986-07-09
Publication date: 1988-01-26

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、コンパクトディスク等光ディスクに用いられ
る光ディスクピックアップ用レンズに関する。

〔従来の技術〕

近年、高密度情報記憶手段として、光ディスクが様々な
分野で用いられている。

第７図は、このような光ディ′スク装置の概略図で、１
はディスク、２はヘッド送り装置、３はモータ、４はピ
ンクアップ部、５は再生回路、６はサーボ回路である。

図において、ディスク１はモータ３により回転駆動され
、ピンクアップ部４はヘッド送り装置２に組み込まれて
、ディスク１の半径方向に移動する。この移動の制御や
、フォーカシング、トラッキングの制御はサーボ回路６
により行われ、またピックアップ部４からの信号は再生
回路５により画像信号や音声信号に変換されて図示しな
いオーディオ装置やビデオ装置等に送られる。

ところで、このような光デイスク装置のピックアンプ装
置として、レーザピックアップ装置が用いられている。

第８図はこのような従来のレーザピックアップ装置の一
例を示す図で、７は半導体レーザ、８はカップリングレ
ンズ、９はビームスプリフタ−１ｌＯはλ／４板、１１
はプリズム、１２は対物レンズ、１３は集光レンズ、１
４は四分割ホトダイオード、１５は遮光板である。

図において、半導体レーザ７からのレーザビームを、カ
ンプリングレンズ８、ビームスプリンタ９、λ／４板ｌ
Ｏ、プリズム１１．対物レンズ１２を介してディスクｌ
に照射し、その反射光を集光レンズ１３で四分割ホトダ
イオード上に結像さセて検出している。この反射光束の
一部を遮光板１５で遮光し、遮光板を含む面の像を集光
レンズ１３で四分割ホトダイオード上に結像させると、
上側と下側のホトダイオードの入射光量をフォーカス状
態に応じて変化させることができ、その差出力でフォー
カシングエラーを検出できる。また左右のホトダイオー
ド入射光量の差でトラッキングエラーを検出でき、これ
ら検出出力によりフォーカシング或いはトラッキングの
制御を行うことができる。なお、ビームスプリッタ９と
λ／４板１０は、光源側に光を戻さないためのアイソレ
ータを構成している。また、レーザピックアップ部４を
構成している上記各要素は、アルミケース中に一体化さ
れ、それがディスク半径方向に設けられたガイド（ヘッ
ド送り装置）に沿って動くように構成されており、この
動きにより情報のアクセスを行っている。

またこの外にも、ピンクアップ装置のフォーカシング或
いはトラッキング制御には、対物レンズをコイルと磁石
から構成される１ｆｔ磁了クチユエータで移動するよう
にするもの、或いは電磁アクチュエータとガルバノミラ
−の組み合わせによるもの等が用いられていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来のピンクアップ装置におけるフォー
カシングあるいはトラッキング制御は、前述したアルミ
ケースを移動させる方式のもの、対物レンズをコイルと
磁石から構成される電磁アクチェエータで移動するもの
、ｔ！ｌＶｉアクチュエータとガルバノミラ−の組み合
わせによるもの等信れもピンクアンプ可動部の構成が複
雑で大きくなり、そのためピックアップ可動部が重くな
って慣性力が大きくなうしまい、速いｗｉ御が不可能と
なり、速いアクセス時間の達成は困難であった。

本発明は上記問題点を解決するためのものであって、ピ
ックアンプ可動部の構成を簡単化して軽量化し、速いア
クセス時間の達成を可能にすると共に、光学的な調整部
分を極力少なくし、熟練を要する調整を不要にした光デ
ィスクピックアップ用レンズを提供することを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

そのために本発明の光ディスクピックアップ用レンズは
、半導体レーザに接続され、ディスクに対向したレンズ
部であって、該レンズ部は、外部からの信号により屈折
率の変化或いは機械的な変形を生ずる物質から形成され
る部材を有するレンズを備えたことを特徴とする。

〔作用〕

本発明の光ディスクピックアップ用レンズは、半導体レ
ーザに接続されたレンズ部を、外部がらの信号により屈
折率の変化あるいはａｖｉ的な変形を生ずる物質から形
成される部材を有するレンズにより構成して可動部を軽
量化し、速いアクセスを可能にすると共に、光学的な調
整部分を極力少なくし、！８練を要する調整を不要にし
ている。

〔実施例〕

以下、実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図は、本発明のピンクアップ装置において使用する
対物レンズ部の一実施例を示す図で、図中、３０は対物
レンズ、３１はマイクロレンズ、３２は焦点距離可変レ
ンズ、３３は光ビーム偏向器である。

図において、対物レンズ部３０は、ガラス或いはプラス
チック製のマイクロレンズ３１、焦点距離可変レンズ３
２、光ビーム偏向器３３を組み合わせて一体化して構成
している０通常、コンパクトディスクなどのピックアッ
プ装置では、焦点距Ａｉｆ−５鰭程度のレンズを用い、
フォーカス制御はｌ龍程度の範囲でできればよい、そこ
で、マイクロレンズ３１として焦点距ａｒ６＝ｓ１ｍの
ものを使用し、焦点距離可変レンズ３２と組み合わせて
ｆ＝４′Ｂ、即ち焦点距離ｆを１ｆｌ短くするためには
、およそ焦点距離ｆ＋　−２Ｏｎにレンズ３２を設定す
ればよい。

第２図は、焦点距離可変レンズの一実施例を示す図で、
図中、３４はＰＬＺＴからなる円柱体、３５は透明ｔｉ
、Ｅは可変電圧′ｃｊ、ａ［、Ｒ，、Ｒｇ、Ｒ３は分圧
抵抗である。

第２図の焦点距離可変レンズでは、ＰＬＺＴの電気光学
効果を利用して屈折率を変化させ、焦点距離を変えるよ
うにしている。ＰＬＺＴの場合、２００Ｖ／簡の電圧印
加により屈折率変化Δｎ−０，０１程度達成可能である
。そこで、図示のように、例えば円柱体３４にＩＴＯを
同心円状に蒸着して透明電極３５を形成し、各電極に印
加する電圧を制御することにより、屈折率分布をｒｌ＝
ｎｏ　（１−１／２Ａｒ”） Δｎ−−１／２Ａｒ’ のように変化させることができる。ただし、ｎｏは円柱
体の中心における屈折率、Ａは係数、ｒは半径である。

このようにしたとき、厚みをｌとすると、レンズの焦点
距ａｔ　ｒ　＋　はで与えられる。

今、焦点距離可変レンズ３２の厚さをｌ１ｍ、半径を１
璽璽とすると、ｒｌ　＝２ｏｎを得るためには、Δｎ＝
０．０２５が必要であり、およそ５００ｖの電圧印加で
達成することができる。このようにして、レンズ３１と
３２の組み合わせで焦点距離ｆを５ｆｉ〜４ｆｉの範囲
で変えることができる。

第３図は焦点距離可変レンズの他の実施例を示す図で、
図中３６はＴｔＯ，からなる円柱体、３７は抵抗体であ
る。

図において、円柱体３６の側面に抵抗体３７を形成し、
可変電源Ｅにより電流を流して発熱させて円柱体３６を
加熱し、熱光学効果により円柱体３６の半径方向に屈折
率分布を生じさせる。ＴｔＯ糞では、１００℃の温度変
化に対して屈折率変化Δｎ”０．０１が得られるので、
抵抗加熱制御を行うことにより、第２図の場合と同様な
効果が得られる。

第４図は本発明による光ビーム偏向器の一実施例を示す
図で、図中、３８はＴｅＯ□結晶、３９はトランスジュ
ーサー、４０はＲＦ信号発生器である。

図において、Ｔ　ｅ　Ｏｚ結晶３８にＬｉＮｂＯ５から
なるトランスジューサー３９を接着し、ＲＦ信号発生器
４０から高周波を与えて励振し、Ｔｅｏ２結晶体中に生
ずる音響波の作るグレーティングにより光ビームを偏向
する。この場合、ＲＦ信号を５０〜１００ＭＨｚに変化
させて格子間隙を変えることにより、偏向角を７°位変
化させることができ、必要とされている４００μ謬程度
のトラッキングコントロールを充分達成することができ
る。

第５１１は、圧電素子を用いた本発明による対物レンズ
部の他の実施例を示す図で、図中、４１は圧電素子、４
２は支持枠である。

図において、レンズ３１は、例えば円周部の４カ所で圧
電素子４１を介して支持枠４２に固定されている。そこ
で、これら圧電素子４１の各々に可変電圧１ｔｍＥによ
り電圧を印加し、これらの電圧をそれぞれ変えることに
よりレンズ３１の上下位置、傾きを制御することができ
るので、フォーカシングとトラッキングの制御を行うこ
とができる。

第６図は、本発明による対物レンズ部の他の実施例を示
す図で、図中、４３はレンズ、４４は透明同心円電極、
４５は退明共ｉ！！！電極、４６は平面電極である。

図におイテ、Ｉ／７ズ４３は、ＬｉＮｂ０ｉやＰＬＺＴ
等の電気光学効果を持つ物質で構成し、その光学軸を適
当に選択する。そして、同心円電極４４に印加する電圧
を変えることにより、第２図の場合と同様に、屈折率分
布が変わり、その結果焦点距離を可変にすることができ
る。また、同心円ｔ１Ｍ４４により生ずる電界方向と交
叉する方向に平面電極４６により電圧を印加することに
より、光偏向作用を持たせることができる。したがって
、同心円電極４４、平面電極４６への印加電圧を制御す
ることによりフォーカシングとトラッキングの制御が可
能となる。なお同心円電極に電圧を印加したとき、多少
光の偏向が生ずる可能性があるが、その場合は平面電極
への印加電圧で補正するようにすればよい。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、コイル、磁石、ガルバノ
ミラ−等が不要になるので、ピックアンプ可動部が軽く
なり、速いアクセス時間を達成することができると共に
、光学的な調整部分が少なくなり、熟練を要する調整が
不要になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光ディスクピックアップ用レンズにお
ける対物レンズ部の一実施例を示す図、第２図は焦点距
離可変レンズの一実施例を示す図、第３図は焦点距離可
変レンズの他の実施例を示す図、第４図は本発明による
光ビーム偏向器の一実施例を示す図、第５図は圧電素子
を用いた対物レンズ部の他の実施例を示す図、第６図は
本発明による対物レンズ部の他の実施例を示す図、第７
図は光デイスク装置の概略構成図、第８図は従来のレー
ザピックアップ装置の構成を示す図である。ｌ・・・ディスク、２・・・ヘッド送り装置、３・・・
モータ、４・・・ピックアップ部、５・・・再生回路、
６・・・サーボ回路、３０・・・対物レンズ部、３１川
マイクロレンズ、３２・・・焦点距離可変レンズ、３３
・・・光ビーム偏向器、３４・・・ＰＬＺＴ円柱体、３
５・・・透明電極、Ｅ・・・可変電圧電源、Ｒ＋　、Ｒ
ｔ　、Ｒｓ・・・分圧抵抗、３６・・・ＴｉＯ□円柱体
、３７・・・抵抗体、３８・・・Ｔｅａ！結晶、３９・
・・トランスジューサー、４０・・・ＲＦ信号発生器、
４１・・・圧電素子、４２・・・支持枠、４３・・・レ
ンズ、４４・・・同心円電極、４５・・・共通電極、４
６・・・平面電極第１図　　　　第２図第３図　　　　第４図第５図　　　　第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）半導体レーザに接続され、ディスクに対向した対
物レンズ部であって、該対物レンズ部は、外部からの信
号により屈折率の変化或いは機械的な変形を生ずる物質
から形成される部材を有するレンズを備えたことを特徴
とする光ディスクピックアップ用レンズ。
（２）前記レンズは、焦点距離可変レンズと光偏向器か
らなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光
ディスクピックアップ用レンズ。
（３）前記焦点距離可変レンズは、空間的に電界強度が
異なるように電圧を印加することにより電気光学効果素
子の屈折率分布を変化させて焦点距離を変えるようにし
たことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の光ディ
スクピックアップ用レンズ。
（４）前記焦点距離可変レンズは、加熱により熱光学効
果素子の屈折率分布を変化させて焦点距離を変えるよう
にしたことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の光
ディスクピックアップ用レンズ。
（５）前記光偏向器は、音響光学効果素子の励振周波数
を変えることにより格子間隙を変化させて偏向角を変え
るようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第２項記
載の光ディスクピックアップ用レンズ。
（６）前記レンズは、圧電素子に固定支持され、該圧電
素子への印加電圧を変えることにより上下位置及び傾き
を制御されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の光ディスクピックアップ用レンズ。
（７）前記レンズは、互いに交叉する方向に電圧が印加
される電気光学効果素子より構成され、一方の方向に電
圧を印加することによる屈折率分布変化により焦点距離
を変え、他方の方向に電圧を印加することにより偏向角
を変えることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
光ディスクピックアップ用レンズ。