JPH061554B2 - 光学ピツクアツプ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は高速アクセス機能を有する光ディスク装置に用
いる光学ピックアップ装置に関する。

従来例の構成とその問題点 光ディスクのアクセス時間の短縮化を図る改良が近年為
されている。そのうち１つの改良として光学ピックアッ
プを構成する光学部材のうち対物レンズ（光ディスクに
光を集光するための凸レンズ）と、光の伝達に必要な若
干の光学部材だけをモーターで送り、その他の光学部材
は対物レンズと光線のやりとりが確実にできる状態に固
定しておくことにより、可動質量を軽量化し、その結果
光ピックアップを高速で動かすことを実現する方法が既
に提案されている。こういった光学部材の構成方法を分
離光学方式と呼ぶことにする。中でもディスク上のトラ
ックをアクセスするのに対物レンズをある軸心のまわり
に回動させる光学ピックアップ装置（回動型光学ピック
アップ装置）は機構的にも簡素でしかもガタも少ないの
で、分離光学方式を用いるのに最も適したピックアップ
装置であると言える。

一例を第１図に示す。第１図ａ，ｂは、分離光学方式を
用いた従来の光学ピックアップ装置の改良である回動型
光学ピックアップ装置（以下分離回動型光学ピックアッ
プ装置と呼ぶ）のそれぞれ一部切欠上面図および側断面
図を表わす。第１図において１は対物レンズ、４はレー
ザー発光源4a、コリメータレンズ４ｂ、分光部材４ｃ、
集光レンズ４ｄ、受光素子５によって構成された固定光
学系である。２は対物レンズ１と固定光学系４の光軸を
結合する目的で設けられた光伝導部材であって、平行に
設定された２つの反射手段（反射面）２ａ，２ｂを有
し、しかもガラス等の透明な部材で形成されていること
を特徴としている。３は光伝導部材２を回動可能に設定
する回動部材である。

以上のように構成された従来の光学ピックアップ装置の
改良である分離回動型光学ピックアップ装置について以
下その動作を述べる。

レーザー発光源４ａより発せられた光はコリメータレン
ズ４ｂにより平行光にされた後、分光部材４ｃを通過し
て光伝導部材２に達する。光伝導部材２に入射した光は
互いに平行に設けられた２つの反射面２ｂ，２ａで反射
して対物レンズ１に入射し光ディスク１０上に集光す
る。光ディスク１０上に記された情報（ディスク面上の
凹凸や、反射率の相違等）を読み取った後に反射した光
は入射時とは逆向きに進み、分光部材４ｃにより集光レ
ンズ４ｄの方へ方向を変えられ、最後に受光素子５によ
り電子信号に変換される。

光ディスク１０上の情報を検策するために対物レンズ１
を全トラックにわたって移動させるときは、光伝導部材
２と対物レンズ１を回動部材３の回動軸心Ｐを中心に回
動させる。反射面２ａ，２ｂの平行度が十分であって、
しかも対物レンズ１の中心を通る光軸Ｑと回動軸心Ｐが
一致していれば光伝導部材２の回動にかかわらず固定光
学系４、光伝導部材２、対物レンズ１の光軸の相互関係
は不変に保たれる（回動不変の光軸を有す）。つまり、
固定光学系４から反射面２ｂを覗けば、対物レンズ１の
中心があたかも回動軸心Ｐ上にあるように写って見える
ことになり、対物レンズ１と光伝導部材２が回動して
も、対物レンズ１はその光軸中心を中心にただ回転して
いるように見える訳である。故に対物レンズ１と光伝導
部材２を回動させても光ディスク１０で反射した光は受
光素子５上の同じ一点に必ず返って来るので、どのトラ
ックに対しても常に同じ状態で情報の読み書きができ
る。

ただし各光学系の光軸の相互関係が不変に保たれるため
には、２つの反射面２ａ，２ｂがかなりの精度で平行で
なければならない。そのため反射面２ａ，２ｂを反射板
にして剛体上に取り着けることによって光伝導部材２を
構成したのでは十分な精度がとれず、またトラックアク
セスの際には光伝導部材２に強烈な加速度がかかるため
に強度的にも不十分となる。

そこで従来の光学ピックアップ装置の改良である分離回
動型ピックアップ装置では光伝導部材２として第１図ｂ
に示したような平行四辺形断面形状を持つガラス棒（平
行四辺形プリズム）を用いることにした。この平行四辺
形プリズムの導入により光軸合わせの点でも強度の点に
おいても多大な効果を得ることができた。

しかし従来の改良例では光伝導部材２を構成している平
行四辺形プリズムの入射面２ｕ，２ｖ（上底面および下
底面）での反射が光学ピックアップ装置の正常な動作に
悪影響を与えることがあった。その様子を第３図ａに示
す。平行四辺形プリズムで構成された光伝導部材２は従
来の改良例ではその入射光軸と垂直に設置されていた。
なぜなら一般にベアリング等によって構成されている回
動部材３の上端面は回動軸心Ｐに対して垂直になるよう
に形成されているから、設計上平行四辺形プリズムもそ
の上端面と平行に（従って回動軸心と垂直に）設けるの
が極自然だったからである。

しかしその結果対物レンズ１より戻ってきた光（信号
光）と光伝導部材２の入射面２ｕ，２ｖで反射される光
（不要反射光）がともに受光素子５に入射する。しかも
信号光と不要反射光との光軸の微妙なずれにより信号光
の結像Ｓとは離れた位置に不要反射光の結像Ｔができ
る。

今トラックアクセスを行なうために光伝導部材２を回動
させた場合を考える。信号光の光軸は先述したとおり回
動に関して不変であるからその結像Ｓは動かない。とこ
ろが不要反射光の光軸は回動不変の光軸からずれている
ために、回動角によって結像Ｔの位置は異なる。

このように受光素子５に不要反射光が入射すると、結果
的にはその出力に電気的オフセットが加わることにな
る。さらにそのオフセット量は光伝導部材２の回動角に
よって異なる。

受光素子５は信号検出に用いると同時に、光ディスク１
０のトラック上に正しく集光するための対物レンズ制御
における位置検出手段としても用いられる。詳細はここ
では述べないが、一般に受光素子５は複数の光電気変換
素子より構成されていて適当な素子間の差をとることに
より焦点誤差、トラッキング誤差が検出できるようにな
っている。ここで不要反射光の結像Ｔが光伝導部材２の
回動により動いたとき、特に互いに差出力をもっている
素子の間を移動したときは、その位置検出出力の持つオ
フセット量は大きく変動し、その結果焦点制御およびト
ラッキング制御に誤差が生ずることになる。

もし不要反射光の光軸が回動不変で信号光と同じ位置に
結像させることができれば、回動によるオフセットの変
動は生じない。しかし不要反射光と信号光の光軸を一致
させ供に回動不変にするには、光伝導部材２の加工精度
および取り着け精度に厳密さが要求されるのであまり実
現可能な方法ではない。

発明の目的 本考案は従来の光学ピックアップ装置の改良である分離
回動型光学ピックアップ装置における不要反射光の影響
を取り除き、トラックアクセスに伴う光伝導部材の回動
にかかわらず常に安定した状態で動作する光学ピックア
ップ装置を提供することにある。

発明の構成 本発明は、対物レンズを円弧状に移動させる回動自由度
を持った回動部材に、第１の反射面ならびにこれと平行
に設定された第２の反射面を具備した光伝導部材を設
け、かつ上記対物レンズと第１、第２の反射面を光軸に
沿って順次一列に並ぶように、しかも上記第２の反射面
を上記回動部材の回動軸心上に配置し、さらに上記回動
部材外に設けられた発光手段並びに受光手段を有する固
定光学系と上記第２の反射面を光学的に結合させて構成
し、さらに上記光伝導部材は上記第１および第２の反射
面が形成された棒状の透明な材質で形成され、しかも上
記第１および第２の反射面に入射する光線がそれぞれ通
過する上記光伝導部材の入射面は上記光線に対して垂直
にならないように形成されていることを特徴とする光学
ピックアップ装置であり、光伝導部材の表面で反射する
不要反射光の光軸を光ディスクより戻って来る信号光の
光軸から大きく引き離すことにより、不要反射光が受光
素子に入って出力信号にオフセットを生じさせるのを防
ぎ、上記光伝導部材の回動角によるオフセット変動の生
じない光学ピックアップ装置を実現するものである。

実施例の説明 第２図に本発明における光学ピックアップ装置の一実施
例の側断面図を示す。

構成要素は従来の改良のものと全く同じである。本発明
の特徴は固定光学系４から光伝導部材２に向けて発せら
れる光の光軸が光伝導部材２の入射面２ｕ，２ｖに対し
て垂直にならないように、入射面２ｕ，２ｖをプリズム
の上底面、下底面より削り込んで設けたことにある。

こうしたことによる効果を第３図ｂに示す。従来の改良
例では不要反射光の像Ｔが受光素子５内に混入したため
問題となったが、本実施例では光伝導部材２の入射面２
ｕ，２ｖが入射光軸と垂直にならないように設けられて
いるので、不要反射光の光軸は信号光の光軸に対して大
きくずれ、その結果不要反射光の像Ｔは受光素子５の内
には生じない。そのため従来の改良例で述べたような不
要反射光によるオフセットは生じない。

このように本実施例によれば光伝導部材２の入射面２
ｕ，２ｖをその入射光軸と垂直にならないように光伝導
部材２の上底面および下底面に対して傾斜して設けたこ
とにより、入射面２ｕ，２ｖでの不要反射光が受光素子
５に入射することを防ぐことができる。

なお、入射面２ｕ，２ｖの傾斜方法についてさらに細か
く述べると、両入射面２ｕ，２ｖはそれぞれ平行である
方が良い。入射光軸と入射面が垂直でないため入射光線
はプリズムに入射後屈折するが、両入射面を平行にして
おくと一方（例えば２ｖ）で屈折されてもプリズム内を
通過して他方（２ｕ）から出るときにちょうど相殺され
るため、２ａ，２ｂが平行ならば２ｖに入射した光と平
行な光が２ｕから出るからである。２ｖに入射する光と
２ｕから出る光が平行でなければ先述した回動不変の特
性を得ることができず。反射面２ａ，２ｂを平行にした
意味はなくなる。もっとも反射面２ａ，２ｂおよび入射
面２ｕ，２ｖがそれぞれ平行でなくても入射側と出射側
で光軸を平行にすることは不可能ではない。しかし設
計、製作上の簡易性を考えると反射面２ａ，２ｂは互い
に平行で入射面２ｕ，２ｖも互いに平行である方が良
い。

第４図ａ〜ｃに本発明の他の実施例の部分側面図を示
す。それぞれ光伝導部材２のみを記す。第４図ａ，ｂは
入射面２ｕ，２ｖを突出させたものである。第４図ｃは
入射面２ｕ，２ｖの傾斜方向をこれまでの実施例とは別
の向きにとった場合である。

なお、第２図において固定光学系４内の光学素子の構成
が示されているが、これは限定されたものではない。最
低限発光源（半導体レーザーに限定しない）と受光源を
有するものであれば良い。対物レンズ１の固定方法につ
いても特記しなかったが、これも光伝導部材２に対して
何らかの形で位置決めされていて、トラックアクセスの
ときに光伝導部材２と連動するようになっていればよ
い。

発明の効果 以上のように本発明によれば、分離回動型光学ピックア
ップ装置の光伝導部材として、平行に対向した２つの反
射面と、それぞれの入射光軸に対して垂直にならないよ
うに形成された２つの入射面を有す、透明な部材を用い
たことにより、構造的に簡単で強固なだけでなく、光伝
導部材の入射面によって反射された不要反射光が受光素
子に入射しなくなり、従って光伝導部材の回動による出
力信号のオフセット変動の生じない光学ピックアップ装
置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは従来の光学ピックアップ装置を改良した
分離回動型光学ピックアップ装置のそれぞれ一部切欠上
面図および側断面図、第２図は本発明の一実施例におけ
る光学ピックアップ装置の側断面図、第３図はその動作
原理図、第４図ａ，ｂ，ｃ，ｄはそれぞれ本発明の他の
実施例の要部側面図と正面図である。 １……対物レンズ、２……光伝導部材、２ｕ，２ｖ……
入射面、３……回動部材、４……固定光学系、５……受
光素子。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対物レンズを円弧状に移動させる回動自由
   度を持った回動部材に、第１の反射面ならびにこれと平
   行に設定された第２の反射面を具備した光伝導部材を設
   け、かつ上記対物レンズと第１、第２の反射面を光軸に
   沿って順次一列に並ぶように、かつ上記第２の反射面を
   上記回動部材の回動軸心上に配置し、さらに上記回動部
   材外に設けられた発光手段並びに受光手段を有する固定
   光学系と上記第２の反射面を光学的に結合させて構成
   し、 上記光伝導部材は上記第１および第２の反射面が形成さ
   れた棒状の透明な材質で形成され、しかも上記第１およ
   び第２の反射面に入射する光線がそれぞれ通過する上記
   光伝導部材の入射面は上記光線に対して垂直にならない
   ように形成されていることを特徴とする光学ピックアッ
   プ装置。
2. 【請求項２】光伝導部材は平行四辺形状の断面形状を持
   つプリズムで構成され、第１および第２の反射面と対向
   している上記プリズムの上底面および下底面の一部分を
   削り出すことによって入射面を形成したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の光学ピックアップ装置。
3. 【請求項３】光伝導部材は平行四辺形状の断面形状を持
   つプリズムで構成され、第１および第２の反射面と対向
   している上記プリズムの上底面および下底面の一部分を
   突出させることによって入射面を形成したことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の光学ピックアップ装
   置。