JPS63249946A

JPS63249946A - 光カ−ド記録及び／又は再生装置用光学ピツクアツプ

Info

Publication number: JPS63249946A
Application number: JP62085270A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Matsuoka; 和彦松岡
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1987-04-07
Filing date: 1987-04-07
Publication date: 1988-10-17
Anticipated expiration: 2012-01-22
Also published as: JP2575133B2

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〕本発明は半導体レーザを光源として有し、この半導体レ
ーザからの光束を微小なスポットとしてカート状情報記
録媒体に照射して、情報を記録及び再生のいずれか、或
いはその両方を行う光カード記録及び／又は再生装置用
光学ピックアップに関するものである。

〔従来の技術〕

従来、情報記録媒体たとえばコンパクトディスクに記録
された情報を正確に再生するのに用いられる光学ピック
アップは、光源である半導体レーザから情報記録媒体へ
向かう光束と、情報記録媒体において反射され光検出器
へ向かう光束とを分離するにあたって、偏光ビームスプ
リッタと図波長板を使用してアイソレータを構成してい
た。ところで、本願発明に係る光カード状情報記憶媒体
（以下光カードと記す）はその形状がカード状であるこ
とから、持ち運びの容易さが注目されている。しかしな
がら光カードを応力のかかった状態で長時間に渡って携
帯あるいは保管を行うと、光カードの保護層の材料とし
て用いられるポリカーボネート（ｐｃ）は、その内部に
おいて局所的に状態の異なる複屈折を生じる可能性があ
る。

このような光カードを上述したアイソレータ構成を有す
る光学ピックアップにおいて再生するならば、光検出器
へ到達する光量が複屈折状態の場所むらの影響を受け、
この結果、本来の情報により光量が変動したのか、複屈
折の存在により変動したのかの区別がつかず、誤読を生
じると云う不都合がある。

（発明の概要）本発明の目的は、光カードの取り扱かわれ方と従来の光
学ピックアップとの組み合わせによる問題点を解消する
ために、光源から光カードへ向かう光束と光カードから
光検出器へ向かう光束とを分離するために、無偏光ビー
ムスプリッタを用いた光カード記録再生装置用光学ピッ
クアップを提供することにある。更に光カードへの良好
な記録・再生を行うために好適であり、且つ複屈折の程
度によって光検出器の出力が左右されにくい無偏光ビー
ムスプリッタの透過率・反射率特性を規定するものであ
る。

〔実施例〕

第１図は、本発明の光学ピックアップを光カード装置に
適用した実施例を示す概略図である。第１図において、
１は半導体レーザ、２はコリメータレンズ、３は無偏光
ビームスプリッタ、４は対物レンズ、５は光カード、５
Ｉは前記光カード５の透明保護層、５２は前記光カード
５の情報記録媒体層、５３は前記光カード５の支持基板
、６は集光レンズ、７は光検出器である。

半導体レーザ１から出射した光束は、コリメータレンズ
２によって平行光束とされ、無偏光ビームスプリッタ３
を透過し対物レンズ４で光カード５の情報記録媒体層５
２上に微小なスポットとして結像される。光カード５の
情報記録媒体層５２からの反射光は、再び対物レンズ４
によって平行光束となる。そして無偏光ビームスプリッ
タ３で反射され、集光レンズ６を経て、光検出器７に達
する。

ここで、半導体レーザ１から出射した光束を無偏光ビー
ムスプリッタ３を透過させ光カード５に導く場合におい
て、前記無偏光ビームスプリッタ３の好ましい透過率特
性について述べる。

光カード５への記録・再生を良好に行うためには次の２
つの条件が考えられる。

（ｉ）半導体レーザーから出射した光束を光カード５に
効率良く導く。（１１）光カード５からの反射光を光検
出器７に効率良く導く。この２つの条件を式を用いて更
に詳細に説明する。

Ｒｐ＋ＲｓＲａ　　ｖ　　ｅ　　＝　− Ｔａｖｅ＋Ｒａｖｅ＝１　　（吸収なし）とする。

ここで、Ｔｐ、Ｔｓ、Ｒｐ、Ｒｓ、Ｔａｖｅ。

Ｒａｖｅは順にＰ偏光の透過率、Ｓ偏光の透過率、Ｐ偏
光の反射率、Ｓ偏光の反射率、Ｐ偏光とＳ偏光の透過率
の平均、Ｐ偏光とＳ偏光の反射率の平均を表わす。

また、ＰＳは光検出器への入射光量を表わす。

（ｉ）の条件を式で表わすとＴａｖｅ→大　　　　　　　　　　・・・（１）（ｉｉ
）の条件を式で表わすとＰｓ＝　（半導体レーザの出射光量）ＸＴａＶｅ×（光
カードの反射率）ｘＲａｖｅ半導体レーザの出射光量及び光カードの反射率は定数と
考えられるのでＰｓｃｃＴａｖｅｘＲａｖｅ＝＝Ｔａｖｅ　（１−Ｔａ
ｖｅ）・・・（２）（１）、（２）式の光量とＴａｖｅとの関係を示したの
が第２図である。

従って上記２つの条件（ｉ）　、　（ｉｔ）より好まし
い無偏光ビームスプリッタの透過率特性は３０％≦Ｔａ
ｖｅ≦８０％もちろん、前記光カード５の記録状態は前記無偏光ビー
ムスプリッタの透過率特性のみにより決まるものではな
く、半導体レーザ１の出力、光カード５の光学ピックア
ップに対する相対速度、光カード５の情報記録媒体層５
２上に形成されるビームスポットの大きさ、前記情報記
録媒体層５２の感度等のパラメーターが影響することは
明らかである。また、前記光検出器７の検出状態も前記
無偏光ビームスプリッタの透過率特性のみにより決まる
ものではなく、光検出器７の感度、光検出器７に接続し
ている電気回路等のパラメーターが影響することは明ら
かであるが、総合的に無理なく安いコストで高い信頼性
の光ピツクアップを提供することを考えた場合、透過率
Ｔａｖｅが３０％以上、かつ８０％以下の無偏光ビーム
スプリッタを使用することが望ましい。

次に、光カード５の複屈折の程度により光検出器７の出
力が左右されにくい条件について考えてみる。光検出器
７へ達する光量が最大値もしくは最小値を示すのは、光
カード５から無偏光ビームスプリッタ３へ進む光の偏光
状態が半導体レーザ１から出射した光束の直線偏光方向
と水平方向或いは垂直方向の時であり、楕円偏光１円偏
光ではその中間の値を示す。したがって、その両極端の
状態を考えればよい。つまり、（ｉｉｉ）半導体レーザ
１から出射した光束が、無偏光ビームスプリッタ３の分
割面に対してＰ偏光の状態であるとして、光カード５に
複屈折かまったくない時、Ｐ偏光のままで光検出器７に
達する状態と（ｉｖ）半導体レーザ１から出射した光束
、Ｐ偏光が光カード５の複屈折の影響を受け、Ｓ偏光に
変わって光検出器７に達する状態である。この２つの状
態を式を用いて更に詳細に説明する。

説明の都合上Ｐｓは（ｉｉｉ）の状態での光検出器への
入射光量であり、この時光検出器への光量は最大値を示
し、Ｐｓ’　は（ｉｖ）の状態での光検出器への入射光
量であり、光検出器への光量は最小値と成るものとする
。それ以外の式中に用いた記号の説明は前述しであるの
でここでは省略する。

まず、Ｔｐ＋Ｒｐ＝１　（吸収なし）Ｔｓ＋Ｒｓ＝１　（吸収なし）とする。

（ｉ　ｉ　ｉ）の状態を式で表わすとＰｓ＝　（半導体レーザの出射光量）ＸＴｐ×（光カー
ドの反射率）ＸＲｐ半導体レーザの出射光量及び光カードの反射率は定数と
考えられるのでＰｓ’　ｏｃＴｐｘＲｐ＝Ｔｐ　（１−Ｔｐ）　　　　
　１・・（３）（ｉｖ）の状態を式で表わすとＰｓ’＝（半導体レーザの出射光量）ｘＴｐ×（光カー
ドの反射率）ｘＲｓ半導体レーザの出射光量及び光カードの反射率は定数と
考えられるのでＰｓ’　０ＣＴｐＸＲｓ＝Ｔｐ　（１−Ｔｓ）　　　　
・”　（４）光検出器の出力が左右されにくい条件とし
ては、次式で表わされる関係が一般的に成立する。

Ｎ≦０．ＩＳ　　　　　　　　　　　　　・・・（５）
ここで、第３図に示されるように、Ｎは平均光量Ｐｏ（
最大光量Ｐｓと最小光量Ｐｓ’　との平均）と最小光量
Ｐｓ’　との差、つまりは複屈折の影響による光量変化
である。また、Ｓは前記平均光量Ｐｏと光カードの情報
ピット検出時の光量との差、つまりは光カードの情報ビ
ットの影響による光量変化である。以下（５）式を変形
していくと両辺をＰＯで割りが得られる。

更に左辺を変形すればと成り、（３）、（４）式を代入して＝ｏ、ｉｃ　　　　　　　　　　　　・・・（６）した
がって、この（６）式で示される条件を満足すれば、光
カードの複屈折の程度により光検出器の出力が左右され
にくい。

以上、半導体レーザから出射した光束を無偏光ビームス
プリッタを透過させ光カードに導く場合において、無偏
光ビームスプリッタの好ましい透過率特性について述べ
てきたが、以下、半導体レーザから出射した光束を無偏
光ビームスブリッタで反射させ光カードに導く場合にお
いて、無偏光ビームスプリッタの好ましい反射率特性に
ついて述べていく。

第４図において、半導体レーザ１から出射した光束は、
コリメータレンズ２によって平行光束とされ、無偏光ビ
ームスプリッタ３で反射され対物レンズ４で光カード５
の情報記録媒体層５２上に微小なスポットとして結像さ
れる。光カード５の情報記録媒体層５２からの反射光は
、再び対物レンズ４によって平行光束となる。そして無
偏光ビームスプリッタ３を透過し、集光レンズ６を経て
光検出器７に達する。

（ｉ）半導体レーザ１から出射した光束を光カード５に
効率良く導く。（ｉｆ）光カード５からの反射光を光検
出器７に効率良く導く。この２つの条件を式を用いて更
に詳細に説明する。

Ｔａｖｅ＋Ｒａｖｅ＝１　　（吸収なし）とする。

尚、式中に用いた記号の説明は前述しであるのでここで
は省略する。

（ｉ）の条件を式で表わすとＲａｖｅ−＋大　　　　　　　　　　−（７）（ｉｔ）
の条件を式で表わすとＰｓ＝　（半導体レーザの出射光量）ＸＲａｖｅｘ　（光カードの反射率）Ｔａｖｅ半導体レーザの出射光量及び光カードの反射率は定数と
考えられるのでＰ　ｓ　ｃｃ　Ｒａ　ｖ　ａ　Ｘ　Ｔ　ａ　ｖ　ｅ＝Ｒ
ａｖｅ　（１−Ｒａｖｅ）・・・（８）（７）、（８）式の光量とＲａｖｅとの関係を示したの
が第５図である。

従って上記２つの条件（＋）　、　（ｔ　ｔ）より好ま
しい無偏光ビームスプリッタの反射率特性は３０％≦Ｒ
ａｖｅ≦８０％もちろん、前記光カード５の記録状態は前記無偏光ビー
ムスプリッタの反射率特性のみにより決まるものではな
く、半導体レーザ１の出力、光カード５の光学ピックア
ップに対する相対速度、光カード５の情報記録媒体層５
２上に形成されるビームスポットの大きさ、前記情報記
録媒体層５２の感度等のパラメーターが影響することは
明らかである。また、前記光検出器７の検出状態も前記
無偏光ビームスプリッタの反射率特性のみにより決まる
ものではなく、光検出器７の感度、光検出器７に接続し
ている電気回路等のパラメーターが影響することは明ら
かであるが、総合的に無理なく安いコストで高い信頼性
の光ピツクアップを提供することを考えた場合、反射率
Ｒａｖｅが３０％以上、かつ８０％以下の無偏光ビーム
スプリッタを使用することが望ましい。

次に、光カード５の複屈折の程度により光検出器７の出
力が左右されにくい条件について考えてみる。光検出器
７へ達する光量が最大値もしくは最小値を示すのは、光
カード５から無偏光ビームスプリッタ３へ進む光の偏光
状態が半導体レーザ１から出射した光束の直線偏光方向
と水平方向或いは垂直方向の時であり、楕円偏光１円偏
光ではその中間の値を示す。したがって、その両極端の
状態を考えればよい。つまり、（ｉｉｉ）半導体レーザ
１から出射した光束が、無偏光ビームスプリッタ３の分
割面に対してＰ偏光の状態であるとして、光カード５に
複屈折がまったくない時、Ｐ偏光のままで光検出器７に
達する状態と（ｉｖ）半導体レーザ１から出射した光束
、Ｐ偏光が、光カード５の複屈折の影響を受け、Ｓ偏光
に変わって光検出器７に達する状態である。この２つの
状態を式を用いて更に詳細に説明する。

説明の都合上Ｐｓは（ｉｉｉ）の状態での光検出器への
入射光量であり、この時光検出器への光量は最大値を示
し、Ｐｓ’　は（ｉｖ）の状態での光検出器への入射光
量てあり、光検出器への光量は最小値と成るものとする
。それ以外の式中に用いた記号の説明は前述しであるの
でここでは省略する。

（ｆｉｔ）の状態を式で表わすとＰｓ＝　（半導体レーザの出射光量）ＸＲｐ×（光カー
ドの反射率）ｘＴｐ半導体レーザの出射光量及び光カードの反射率は定数と
考えられるのでＰｓＣｃＲｐＸＴｐ＝Ｒｐ　（１−Ｒｐ）　　　　　−
（９）■の状態を式で表わすとＰｓ’＝（半導体レーザの出射光量）ＸＲｐ×（光カー
ドの反射率）ｘＴｓ半導体レーザの出射光量及び光カードの反射率は定数と
考えられるのでＰｓ’　ｏｃＲｐｘＴｓ＝Ｒｐ　（１−Ｒｓ）　　　−
（１０）光検出器の出力が左右されにくい条件としては
、次式で表わされる関係が一般に成立する。

Ｎ≦０．ＩＳ　　　　　　　　　　・・・（５）１にこで、第３図に示されるように、Ｎは平均光量Ｐａ（最
大光量Ｐｓと最小光量Ｐｓ’　との平均）と最小光量Ｐ
ｓ’　との差、つまりは複屈折の影響による光量変化で
ある。また、Ｓは前記平均光量ＰＯと光カートの情報ビ
ット検出時の光量との差、つまりは光カードの情報ビッ
トの影響による光量変化である。以下（５）式を変形し
ていくと両辺をＰｏで割りＮ　　　　　　Ｓ □≦０．１□ ＰＯＰ。

が得られる。

更に左辺を変形すればと成り、（９）、（１０）式を代入して＝０．ＩＣ・・
・（１１）（ここで−をコントラスｌ−Ｃと定義する。）Ｐ。

したがって、この（１１）式で示される条件を満足すれ
ば、光カードの複屈折の程度により光検出器の出力が左
右されにくい。

本発明は上述の実施例に限られず種々の応用が可能であ
る。例えば、第６図のように、無偏光ビームスプリッタ
３により生じたゴースト光が光検出器７に入射しないよ
うに前記無偏光ビームスプリッタ３の面３１を傾けるよ
うにしたもの、第７図のように無偏光ビームスプリッタ
３が半導体レーザ１の出射光束のビーム整形機能を有す
るようにしたものなどが考えられる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、光カード記録及び／又は再生装置
に用いられる光学ピックアップにおいて、無偏光ビーム
スプリッタを使用する上ての、情報記録媒体への良好な
記録・再生を行うための透過率・反射率特性、情報記録
媒体の複屈折の程度により光検出器の出力が左右されに
くい透過率・反射率特性を規定することで、安価な無偏
光ビームスプリッタを用いた光学ピックアップを提供す
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光学ピックアップの一実施例を説明す
る図、第２図は光カードへの入射光量、光検出器への入
射光量と無偏光ビームスプリッタの透過率との関係を示
す概略図、第３図は光検出器への入射光量に対する光カ
ードの複屈折の影響を説明する図、第４図は本発明の光
学ピックアップの他の実施例を説明する図、第５図は光
カードへの入射光量、光検出器への入射光量と無偏光ビ
ームスプリッタの反射率との関係を示す概略図、第６図
及び第７図は本発明の光学ピックアップの更なる実施例
を示す図である。１・・・半導体レーザ、２・・・コリメータレンズ、３
・・・無偏光ビームスプリッタ、４・・・対物レンズ、　　５・・・光カード、６・・・
集光レンズ、　　７・・・光検出器永− 第５図ｕ　　　　５０　　　　”’ＲｏｖｅＣｇ）　−第７図 ″−５３

Claims

【特許請求の範囲】

（１）カード状情報記録媒体に照射される光束を発する
半導体レーザと、前記半導体レーザからカード状情報記
録媒体に至る光路中に配され、前記カード状情報記録媒
体からの反射光束を半導体レーザからの入射光束と分離
する面を有するビームスプリッタと、前記分離された反
射光束を検出する手段とから成る光カード記録及び／又
は再生装置用光学ピックアップにおいて、前記ビームスプリッタを無偏光ビームスプリッタとした
ことを特徴とする光カード記録及び／又は再生装置用光
学ピックアップ。
（２）上記無偏光ビームスプリッタは、上記半導体レー
ザからの光束を透過して上記カード状情報記録媒体に導
き、該無偏光ビームスプリッタは、３０％≦Ｔａｖｅ≦８０％｜Ｔｐ（Ｔｓ−Ｔｐ）｜／Ｔｐ｛２−（Ｔｐ＋Ｔｓ）｝
≦０．１Ｃの透過率特性を有することを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の光カード記録及び／又は再生装
置用光学ピックアップ。但し、Ｔｐ、Ｔｓ、Ｔａｖｅは順にＰ偏光の透過率、Ｓ
偏光の透過率、Ｐ偏光とＳ偏光の透過率の平均を表わす
。また、ＣはコントランスでＣ＝Ｓ／Ｐｏで定義され、
Ｐｏは光カードの情報ピット未検出時の平均光量、Ｓは
前記平均光量Ｐｏと光カードの情報ピット検出時の光量
との差である。
（３）上記無偏光ビームスプリッタは、上記半導体レー
ザからの光束を反射して上記情報記録媒体に導き、該無
偏光ビームスプリッタは、３０％≦Ｒａｖｅ≦８０％｜Ｒｐ（Ｒｓ−Ｒｐ）｜／Ｒｐ｛２−（Ｒｐ＋Ｒｓ）｝
≦０．１Ｃの反射率特性を有することを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の光カード記録及び／又は再生装
置用光学ピックアップ。但し、Ｒｐ、Ｒｓ、Ｒａｖｅは順にＰ偏光の反射率、Ｓ
偏光の反射率、Ｐ偏光とＳ偏光の反射率の平均を表わす
。また、Ｃはコントラストで、Ｃ＝Ｓ／Ｐｏで定義され
、Ｐｏは光カードの情報ピット未検出時の平均光量、Ｓ
は前記平均光量Ｐｏと光カードの情報ピット検出時の光
量との差である。