JP3198161B2 - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光磁気ディスク又は光
ディスクのドライブ装置の光ピックアップ装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】光磁気ディスク又は光ディスクのドライ
ブ装置の光ピックアップ装置としては、例えば図６に示
す如く、光源としての半導体レーザ１１より出射された
レーザ光をコリメートレンズ１２で平行光束とし、対物
レンズ１４により集光させ、記録媒体３上に微小スポッ
トを形成する光源系１と、上記微小スポットの反射光を
対物レンズ１４で集光して形成された平行光束をコリメ
ートレンズ１２と対物レンズ１４との間に設けられたビ
ームスプリッタ１３で光源１１に向う方向と異る方向に
向わせ、その反射光束の光路に偏光ビームスプリッタ２
１、集光レンズ２２シリンドリカルレンズ２３、４分割
光検出器２４を設け、前記ビームスプリッタ２１で分割
された光路には２分割光検出器２５を設けて成る検出系
２とにより構成された光ピックアップ装置が従来より知
られている。

【０００３】図７はこの光ピックアップ装置の検出系の
回路図である。４分割光検出器２４は図に示すように光
軸で直交する２直線により２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２
４ｄの４つの部分に分割され、２分割光検出器２５は、
光軸を通り記録媒体のトラック方向に延びる直線により
２つの部分２５ａ、２５ｂに分割されている。４分割光
検出器２４におけるスポットの形状は、記録媒体３に焦
点が合った時は図に示す如く円になり、焦点が外れた時
は非点収差により長軸が４分割線に対して４５°の方向
に延びた楕円状になる。またレーザ光のスポットがトラ
ックに乗っているときは、２分割光検出器２５の２つの
部分２５ａ、２５ｂの受光量は同一になり、トラックか
ら外れているときは２つの部分の受光量に差を生ずる。

【０００４】したがって、図７に示す回路により、４分
割光検出器２４の対角線上にある２つの部分２４ａ、２
４ｃと２４ｂ、２４ｄの夫々の受光出力の和どうしの差
よりフォーカスエラー信号が得られ、２分割光検出器２
５の２つの部分２５ａ、２５ｂの受光出力の差よりトラ
ッキングエラー信号が得られ、４分割光検出器２４の総
受光出力と２分割光検出器２５の総受光出力の差より光
磁気再生信号が得られる。

【０００５】ところで、光磁気ディスク３は図６に示す
如く、透明基板３ａに垂直磁性膜３ｂを積層して構成さ
れているが、透明基板として量産性やコストの面からＣ
Ｄ等に使用されているポリカーボネートを使用するのが
有利である。しかし、ポリカーボネートは複屈折が大き
いため、検出系に導かれる光束の周辺部分は図８に示す
如く、楕円偏光にされる。楕円偏光などによる外乱はフ
ォーカスエラー信号に影響を与える。

【０００６】また、記録媒体反射光束で生ずる光軸ズレ
などの外乱はトラッキングエラー信号検出に影響を及ぼ
す。

【０００７】そこで、光ピックアップ装置のフォーカス
エラー信号検出、トラッキングエラー信号検出における
記録媒体反射光々束の外周部に生ずる外乱の影響を少く
し、安定したサーボ制御を行なうことができるピックア
ップ装置が特開平２−２３６８３０号公報に開示されて
いる。

【０００８】図９はその構成を示す図であって、光源系
１の構成は図６に示した従来のピックアップ装置と変る
ところはない。しかし、検出系４は従来のものとは異な
り、ビームスプリッタ１３により分割された反射光束の
光路には、偏光ビームスプリッタ４１、が設けられ、こ
れを通過したＰ偏光の光路には複合レンズ４２、５分割
光検出器４３が配列され、偏光ビームスプリッタ４１に
より反射されたＳ偏光は単一の受光面を有する光検出器
４４で受光される。複合レンズ４２は、図１０に示す如
く、入射側の面の中央部にシリンドリカルレンズ４２ａ
が形成されている。出射側の面にはシリンドリカルレン
ズ４２ａと対向する中央部に曲率半径の大きい長焦点レ
ンズ部４２ｂが設けられ、その外周部には曲率半径の小
さい短焦点レンズ部４２ｃが形成されている。

【０００９】また、５分割光検出器４３の受光面は、図
１１の（ａ）に示す如く、中央の小さい円形部４３ｅ、
その周りの４つの概ね正方形の部分４３ａ、４３ｂ、４
３ｃ、４３ｄの５つの部分に分割されている。

【００１０】偏光ビームスプリッタ４１を透過した光束
が複合レンズ４２に入射すると、図１２に示す如く光束
の外周部は複合レンズ４２の外周部の短焦点レンズ部４
２ｃにより、５分割光検出器４２の中心の小円形部４３
ｅに収束される。光束の中央部は、複合レンズ４２のシ
リンドリカルレンズ４２ａにより外乱を与えることなく
非点収差が付与され、長焦点レンズ部４２ｂにより５分
割光検出器４３の外周の４つの領域４３ａ、４３ｂ、４
３ｃ、４３ｄに集光され、フォーカス状態に応じて図１
１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に夫々示す如く、Ｓ１、Ｓ
２、Ｓ３の形状のスポットを形成する。Ｓ２は合焦時、
Ｓ１、Ｓ３は夫々合焦位置より互いに反射方向に焦点が
ずれた場合のスポット形状の一例である。

【００１１】そこで、図１３に示す回路により、５分割
光検出器４３の一方の対角位置にある領域４３ａ、４３
ｃの各受光出力の和と、他の対角位置にある領域４３
ｂ、４３ｄの各受光出力の和との差の出力がフォーカス
エラー信号として出力される。なお、検出系４は、記録
媒体３に照射したビームの径が最小になった時、上記の
フォーカスエラー信号が零になるように調整されてい
る。

【００１２】また、５分割光検出器４３の、周囲部４つ
の領域の隣接する２つの領域４３ｂ、４３ｃ及び４３
ａ、４３ｄの夫々の受光出力の和どうしの差がトラッキ
ングエラー信号として出力される。

【００１３】さらに、５分割光検出器４３の５つの領域
の受光出力の和から単一受光部の光検出器４４の受光出
力が減算され、光磁気再生信号が差動検出される。

【００１４】しかし、この例においては、記録媒体から
の反射光々束外周に生ずる外乱の影響を減少するため
に、複雑な形状の複合レンズを必要とし、コストが高く
つく難点がある。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、光
磁気ディスク又は光ディスクドライブ装置の光ピックア
ップ装置の検出系において、簡単な形状の光学要素を用
いて、トラッキングエラー信号検出に対して記録媒体か
らの反射光光束で生ずる光軸ズレなどによる外乱の影響
をなくし、かつ、フォーカスエラー信号検出において、
記録媒体からの反射光光束で生ずる楕円偏光などによる
外乱の影響を少くすることのできる光ピックアップ装置
を提供することを課題とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の光ピックアップ
装置は、上記の課題を解決するため、光源からの光を記
録媒体上に集光させて微小スポットを形成し、その反射
光を対物レンズで集光して平行光束とし、ビームスプリ
ッタにより光源に向う方向と異る方向に向わせ、該反射
光束を光検出器で受光し、その受光出力に基づいてサー
ボ信号を生成するようにした光磁気ディスク又は光ディ
スクドライブ装置の光ピックアップ装置において、前記
ビームスプリッタで分離された平行反射光束の光路に、
該反射光束の外周部を受光し中心部を通過させる円形開
口を中心に有する２分割光検出器と、前記円形開口を通
過した光を分離する偏光ビームスプリッタと、該偏光ビ
ームスプリッタにより分離される反射光と透過光をそれ
ぞれ検知する光検出器とを設け、前記２分割光検出器の
出力を用いてトラッキングエラー信号を検出する手段
と、前記反射光と透過光をそれぞれ検知する光検出器の
一方の出力を用いてフォーカスエラー信号を検出する手
段と、前記反射光と透過光をそれぞれ検知する光検出器
の双方の出力を用いて再生信号を検出する手段とを備え
ることを特徴とする。

【００１７】

【作用】上記の構成により、ビームスプリッタにより光
源に向う方向と異る方向に進む記録媒体からの反射光束
は、外乱となる楕円偏光が生ずる周辺部を２分割光検出
器の円形開口の外周部で遮られて、外乱の影響が削減さ
れる。

【００１８】従って、外乱の影響を受けることなくフォ
ーカスエラー信号が検出され、又２分割光検出器の円形
開口の外側の２つの領域の受光出力の差よりトラッキン
グエラー信号が検出される。

【００１９】本発明の検出系に使用される光学要素の一
例としては、単純な集光レンズ、シリンドリカルレン
ズ、平板に円形開口を穿設した２分割光検知器、在来か
ら用いられている４分割光検知器であり、上述の特開平
２−２３６８３０号公報で提案された装置の複合レンズ
に較べて比較にならない程簡単な形状であり、又フォー
カスエラー信号及びトラッキングエラー信号検出回路も
簡単になる。

【００２０】なお集光レンズやシリンドリカルレンズの
配置を変えることにより、同じ作用効果を達成しながら
装置を小型化することができる。その詳細は以下に図面
を参照して詳細に述べる実施例の説明により明らかにさ
れるであろう。

【００２１】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。

【００２２】図１は本発明の光ピックアップ装置の実施
例を示す図である。光ピックアップ装置は、光源１と検
出系２とより成る点は従来の装置と同様であり、光源系
１の構成は、図６で説明した従来の装置と全く同じであ
る。又、検出系を構成する光学要素も従来のものと同じ
機能を有するものがかなり使用されている。したがっ
て、同一の機能を有する部材には同一の符号を付するも
のとする。

【００２３】ビームスプリッタ１３により反射された記
録媒体３からの反射光束の検出系２内の光路には中央部
に円形開口を有する２分割光検出器４６、偏光ビームス
プリッタ４１、集光レンズ２２、シリンドリカルレンズ
２３及び４分割光検出器２４がこの順に配列され、偏光
ビームスプリッタ４１で反射した光束を受光できる位置
に単一の受光領域を有する光検出器４４が設けられてい
る。

【００２４】集光レンズ２２、シリンドリカルレンズ２
３及び４分割光検出器２４により、フォーカスエラー信
号検出系４５が構成されている点は、図６で説明した従
来の光ピックアップ装置と同じであるが楕円偏光が発生
する反射光束の外周部は図２に示す如く２分割光検出器
４６の円形開口４６ａの周囲部により遮断されるので、
外乱の影響を受けることなくフォーカスエラー信号を検
知することができる。又、トラッキングエラー信号は、
前述の特開平２−２３６８３０で提案された装置のよう
に５分割光検知器を使用せず、光束の外周部遮断用部材
を兼ねる２分割光検知器４６の２つの領域４６ｂ、４６
ｃの受光信号の差より検出することができるので、検出
回路構成が簡単になる。

【００２５】なお、光磁気再生信号は４分割検知器２４
の総受光出力と光検知器４４の受光出力の差より得られ
る。

【００２６】上記の各光検知器出力よりフォーカスエラ
ー信号、トラッキングエラー信号及び光磁気再生信号を
得るための回路は、従来の装置の回路（図７）より容易
に類推されるので、図示を省略する。

【００２７】図３は本発明の光ピックアップ装置の他の
実施例の検出系２の構成を示す図である。この実施例で
は、集光レンズ２２が光源系１のビームスプリッタ１３
と２分割光検出器４６の間に設けられている。２分割光
検出器４６の位置では反射光束は集光レンズ２２の作用
により縮経されているので、円形開口を有する２分割光
検出器４６の受光面積及びフォーカスエラー信号検出系
４５のシリンドリカルレンズ２３及び４分割検出器２４
を小さくすることができる。その結果、光ピックアップ
装置の軽量化を図ることができる。

【００２８】図４に示すさらに他の光ピックアップ装置
の実施例の検出系では、集光レンズ２２が２分割光検出
器４６の中央の円形開口に篏装されている。この構成に
よれば、２分割光検出器４６の位置での反射光束の径は
図１の構成の場合と変らないが、フォーカスエラー信号
検出系４５のシリンドリカルレンズ２３及び４分割光検
出器２４を小さくすることができ、図３の実施例と同様
検出系２の小型化を図ることができる。

【００２９】図５に示すさらに他の光ピックアップ装置
の実施例の検出系では、集光レンズ２２が光源系のビー
ムスプリッタと２分割光検出器４６との間に設けられて
いる点は図３に示した実施例と同様であるが、２分割光
検出器４６の円形開口にシリンドリカルレンズ２３が篏
装されている。これにより、フォーカスエラー信号検出
系４５は２分割検出器４６と殆んど一体化することがで
き、さらに検出系２の小型化を図ることができる。

【００３０】

【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、簡単な形
状の光学要素を使用して、記録媒体反射光々束周辺部で
発生する楕円偏光などによる外乱の影響を除去してフォ
ーカスエラー信号やトラッキングエラー信号などのサー
ボ信号が得られ、低コストで安定したサーボ制御を行う
ことができる。

【００３１】又、請求項２、３、４の発明によれば、光
ピックアップ装置の小型化を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の光ピックアップ装置の構成を
示す断面図である。

【図２】その２分割検出器の斜視図である。

【図３】本発明の他の実施例の検出系の構成を示す断面
図である。

【図４】本発明のさらに他の実施例の検出系の構成を示
す断面図である。

【図５】本発明のさらに他の実施例の検出系の構成を示
す断面図である。

【図６】従来の光ピックアップ装置の構成の一例を示す
断面図である。

【図７】その検出系の回路図である。

【図８】複屈折の大きい材料を記録媒体の基板に使った
場合の問題点を説明する説明図である。

【図９】上記の問題点を解決するための公知の光ピック
アップ装置の構成の一例を示す断面図である。

【図１０】その光ピックアップ装置に使用される複合レ
ンズの構成を示す断面図である。

【図１１】その光ピックアップ装置に使用される５分割
光検出器の受光面を示すとともに、（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）にフォーカス状態により変化するスポット形状を
示す平面図である。

【図１２】その光ピックアップ装置の複合レンズによる
作用を説明する説明図である。

【図１３】その光ピックアップ装置の検出系の回路図で
ある。

【符号の説明】

１ 光源系 ２ 検出系 ３ 記録媒体 ３ａ 透明基板 １２ コリメートレンズ １３ 偏光ビームスプリッタ １４ 対物レンズ ２２ 集光レンズ ２３ シリンドリカルレンズ ２４ ４分割光検出器 ４１ 偏光ビームスプリッタ ４４ 光検出器 ４６ ２分割検出器 ４６ａ 円形開口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 7/09 - 7/22 G11B 11/00 - 11/105

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源からの光を記録媒体上に集光させて
   微小スポットを形成し、その反射光を対物レンズで集光
   して平行光束とし、ビームスプリッタにより光源に向う
   方向と異る方向に向わせ、該反射光束を光検出器で受光
   し、その受光出力に基づいてサーボ信号を生成するよう
   にした光磁気ディスク又は光ディスクドライブ装置の光
   ピックアップ装置において、 前記ビームスプリッタで分離された平行反射光束の光路
   に、該反射光束の外周部を受光し中心部を通過させる円
   形開口を中心に有する２分割光検出器と、前記円形開口
   を通過した光を分離する偏光ビームスプリッタと、該偏
   光ビームスプリッタにより分離される反射光と透過光を
   それぞれ検知する光検出器とを設け、 前記２分割光検出器の出力を用いてトラッキングエラー
   信号を検出する手段と、前記反射光と透過光をそれぞれ
   検知する光検出器の一方の出力を用いてフォーカスエラ
   ー信号を検出する手段と、前記反射光と透過光をそれぞ
   れ検知する光検出器の双方の出力を用いて再生信号を検
   出する手段とを備えることを特徴とする光ピックアップ
   装置。
2. 【請求項２】 前記ビームスプリッタと前記２分割光検
   出器との間に前記平行反射光束を集光する集光レンズが
   配設されていることを特徴とする、請求項１に記載の光
   ピックアップ装置。
3. 【請求項３】 前記２分割光検出器の中心の円形開口に
   前記平行反射光束を集光する集光レンズが嵌装されてい
   ることを特徴とする、請求項１に記載の光ピックアップ
   装置。
4. 【請求項４】 前記ビームスプリッタと前記２分割光検
   出器との間に前記平行反射光束を集光する集光レンズが
   配設され、かつ、前記２分割光検出器の中心の円形開口
   にシリンドリカルレンズが嵌装されていることを特徴と
   する、請求項１に記載の光ピックアップ装置。