JPH0731373Y2

JPH0731373Y2 - 光学式ピツクアツプ装置

Info

Publication number: JPH0731373Y2
Application number: JP1986028634U
Authority: JP
Inventors: 聡杉浦
Original assignee: Pioneer Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1986-02-28
Filing date: 1986-02-28
Publication date: 1995-07-19
Anticipated expiration: 2001-02-28
Also published as: JPS62142726U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案はレーザ光等の光を光ディスク等の記録媒体に照
射して情報を記録再生する光学式ピックアップ装置に関
する。

〔考案の概要〕

本考案は光学式ピックアップ装置において、記録媒体
（７）に情報を記録再生するための光を発生させる光源
（２）と、当該光源（２）からの照射光及び前記記録媒
体（７）からの戻り光を反射及び透過させる第１面（5
2）と、当該第１面（52）に対向して配置され、第１面
（52）の透過光を２分割して反射する段差（53）を有す
る第２面（51）とを備える光学素子（５）と、記録媒体
（７）からの戻り光の２分割光をそれぞれ受光するよう
に配置された２つの受光素子（31,32）と、同一平面上
に配置された２つの受光素子（31,32）と、前記光源
（２）と、を有する基台（１）と、を備え、もって調整
が簡単に行えるようにしたものである。

〔従来の技術〕

最近光学式ビデオディスク、コンパクトディスク、光フ
ァイルディスク等の装置が普及してきた。斯かる装置に
おいて情報を高密度に記録再生するには、レーザ光等を
ディスク上に収束させるとともに、トラックに追従させ
るようにする必要がある。そのため種々のフォーカシン
グ法、トラッキング法が提案されている。

フォーカシング法には円柱レンズを用いる非点収差法、
ナイフエッジあるいはくさびプリズムを用いるナイフエ
ッジ法あるいはフーコー法等がある。一方トラッキング
法には、記録再生用の光ビームとは別にトラッキング用
の補助ビームを用いる補助ビーム法、光ビームをファー
フィールドにて分割するファーフィールド法（プッシュ
プル法）等がある。

〔考案が解決しようとする問題点〕

このように従来より提案されているフォーカシング法あ
るいはトラッキング法は、実際に光学式ピックアップ装
置に応用した場合、ディスクに照射する光ビームとディ
スクから戻ってくる光ビームとを分離しなければならな
いばかりでなく、フォーカシングとトラッキングの両方
の制御を実現する必要があるところから、部品点数が多
くなり、装置が大型化、重量化するばかりでなく、調整
が複雑になる欠点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本考案の光学式ピックアップ装置の構成を示し
ている。同図において１は例えば合成樹脂等よりなる基
台であり、半導体レーザ等の光源２と受光素子３、４と
が取り付けられている。５は光学素子であり、光源２よ
り発せられた光を対物レンズ６を介してディスク７の方
向に指向させるとともに、ディスク７により反射された
光を受光素子３の方向に指向させるように、光源２から
受光素子３までの光路中に配置されている。

〔作用〕

しかしてその作用を説明する。基台１に取り付けられた
光源２から出力された光は光学素子５に入力される。例
えば透明なガラス、合成樹脂等よりなる光学素子５は、
その一方の面52が所定の割合の光を反射するとともに、
所定の割合の光を透過するように処理されている。面52
で反射された光は対物レンズ６により収束され、ディス
ク７に照射される。ディスク７により反射された光は対
物レンズ６を介して光学素子５に入射される。光学素子
５の面52を透過し、屈折した光は面52と対向する面51に
入射する。面51は、例えばアルミニウム等の金属をコー
ティングする等して殆どの光を反射するように処理され
ている。従って面52を透過した光はその殆どが面51で反
射され、再び面52に向かう。面52で屈折し、空気中に出
た光は受光素子３に入射される。

光源２から発せられ、面52を透過し、面51で反射され、
面52を透過して光学素子５の外部に出る光は、受光素子
３に戻らないようになっている。

面52の反射率（Ｒ）は例えば0.33とされる。この値に設
定する透過率Ｔ（1-R）が0.67となり、受光素子３へ戻
る光量を最大にすることができる。

光学素子５はその面51に段差53が形成されており、その
略中央の側断面からみた場合、第１の部分は面52との距
離（厚さ）がt₁とされているのに対し、第２の部分はさ
らに距離t₂だけ離間している（厚くなっている）。そし
てディスク７により反射され、面52から光学素子５の内
部に入射した光の光軸が丁度この段差53の部分を通過す
るように、光学素子５が配置（段差53が位置）されてい
る。その結果図中反射光の光軸の左半分の光と右半分の
光が２つに分割される。これに対応して受光素子３も２
組用意されており、反射光の進行する方向の右半分の光
は受光素子31が、また左半分の光は受光素子32が、各々
受光するようになされている。図より明らかな如く、光
を分割する位置は焦点の位置から充分離間している（フ
ァーフィールドである）。従って所謂プッシュプル法の
原理により、受光素子31と受光素子32の出力の差を取る
ことによりトラッキングエラー信号を得ることができる
（いまトラックは第１図のディスク７の紙面と垂直な方
向に形成されているものとしている）。受光素子31は段
差53と平行な方向にa₁とa₂の２つに、同様に受光素子32
はb₁とb₂の２つに、各々分割されている。従って出力
（a₁＋a₂）−（b₂＋b₁）がトラッキングエラー信号とな
る。

一方受光素子31、32は、丁度光軸の左半分と右半分の光
のみを各々受光していることになる。従って所謂ナイフ
エッジ法あるいはフーコー法の原理に従って、受光素子
a₁とa₂の差（a₁−a₂）、又は受光素子b₁とb₂の差（b₂−
b₁）からフォーカスエラー信号を得ることができる。

光源２として半導体レーザを用いた場合、前方だけでは
なく後方にも光が出力される。受光素子４はこの後方に
出力される光の一部を受光、モニタし、半導体レーザの
出力を安定させるためにサーボをかける場合に利用され
る。

〔実施例〕

第２図乃至第４図は基台１のより詳細な実施例を、また
第５図乃至第８図は光学素子５のより詳細な実施例を、
各々表している。光学素子５は一種の平行平板を構成し
ている。従ってディスク７により反射され、光学素子５
を透過して受光素子３に向かう光には（分割された２つ
の光各々には）よく知られているように収束又は発散光
路中に斜めに板を入れることの効果により非点収差が発
生する。すなわち第12図及び第13図に示すように、位置
ｆとＦに、相互に垂直な焦線が形成され、その前後の位
置g,h又はG,Hにおける光の断面は、焦線と同じ方向に長
い略楕円形となり、楕円形の長軸と短軸の方向は光の断
面の形状が略円形となる位置Ｊを境にして反転する。上
述したように光を２つに分割する方向はトラッキングエ
ラーを生成するためにトラックと平行な方向とされる。
光学素子５により第13図に示すように２つの焦線が形成
されるが、そのうちトラックと垂直な方向の焦線の前後
の区間Ｂではなく、平行な方向の焦線の前後の区間Ａが
フォーカス制御に用いられる。すなわち光源２から発せ
られた光が正しくディスク７の情報記録面に収束されて
いるとき（合焦状態にあるとき）、その反射光を位置ｆ
で焦線として受光するように受光素子３が配置されてい
る。第２図において点Ｐとして示す位置は、第12図及び
第13図におけるもう１つの焦線が形成される位置Ｆに対
応している。

第２図に示すように受光素子31、32は点Ｐに対して傾斜
している。点Ｐから受光素子31の中心の分割線までの距
離は、光の進行方向からみて左側がd₁、中心がd₂、右側
がd₃と、順次なだらかに短くなるようになされている。
受光素子32は受光素子31に対して距離d₄だけ離間して、
同様に点Ｐに対して傾斜、湾曲して形成されている。こ
れは調整を容易にするためになされている。すなわち光
源２から発せられた光が受光素子３に戻るまでの光学系
の位置が変化した場合、２つの焦線の距離はd₄で殆ど一
定であるが、点Ｐから焦線までの距離が変化する。従っ
て第９図に示すように点Ｐ、光源２あるいはそれらの近
傍を中心として受光素子31、32を基台１の面の11上で一
体的に回転させ、点Ｐと受光素子31、32の距離を調整す
る。このため受光素子31、32は一体的に構成されている
ことが好ましい。また受光素子31、32は受光する光の光
軸に対して垂直に位置されておらず、所定角度（実施例
は23度）傾斜している。勿論基台１の面11に段部を形成
することにより、受光素子31、32を光軸に対して垂直に
配置することは可能であり、そのようにした方が光をよ
り効果的に受光することができる。しかしながらそのよ
うにすると受光素子31と受光素子32を一体的に形成する
ことが困難になり、調整が容易にできなくなる。従って
実施例のように受光素子31と32を基台１の同一平面11上
に配置して、両者を同時に調整できるようにするのが実
用上好ましい。

第10図に破線で示すように、受光素子31、32を点Ｐに対
して直線的に傾斜させることも可能である。この場合は
点Ｐに向かう光の光軸と垂直な方向に受光素子31、32を
移動させることにより点Ｐからの距離を調整することが
できる。また第10図に実線で示すように、受光素子31、
32を点Ｐに対して傾斜させず、点Ｐに対して垂直に移動
させることにより距離を調整するようにすることも可能
である。しかしながら一般的に物（この場合受光素子
３）を平行移動させることは困難であり、同時に回転運
動も起こり易い。回転運動が起こると、焦線と受光素子
31、32の分割線とが平行にならなくなり、正確なフォー
カスエラー信号を得ることができなくなる。そこで実施
例のように湾曲して傾斜させ、基台１の面11上における
回転により調整することができるようにするのが好まし
い。

一方第５図及び第８図に示すように、光学素子５はその
面51が面52に対し、厚さt₁の方が角度α_１、厚さがさら
にt₂だけ厚い方が角度α_２傾斜して形成され（必ずしも
α_１≠α_２である必要はない）、焦線が受光素子31、32
の分割線と略平行になるようになっている。その結果第
２図に示すように、光源２からディスク７へ向かう光の
光軸に対して、ディスク７から受光素子３へ向かう光の
光軸にオフセットＴが発生する。従ってディスク７から
の反射光が光源２に戻ることが防止され、光源２を安定
して動作させることができる。

受光素子31、32の分割線の太さが焦線の太さに較べて太
く、不感帯が形成される場合、第11図に示すように、焦
線を分割線に対して意図的に所定角度β傾斜させること
により感度の低下を防ぐことが可能である。この角度β
が余り小さいと焦線と受光素子の分割線とが略平行とな
り、効果が出ないので、例えば±（５乃至45）度、好ま
しくは±（10乃至30）度にするのがよい。

第14図は受光素子31上におけるスポットの形状を表した
ものであり、（ｂ）がディスク７が合焦位置にある場
合、（ａ）がそれより近ずいた場合、（ｃ）がそれより
遠ざかった場合、を各々示している。従って受光素子31
の分割された部分の出力差（a₁−a₂）を取ることによ
り、第16図に示すようなフォーカスエラー信号を得るこ
とができる。同様に、第15図は受光素子32上におけるス
ポットの形状を表したものであり、（ｂ）がディスク７
が合焦位置にある場合、（ａ）がそれより近ずいた場
合、（ｃ）がそれより遠ざかった場合、を各々示してい
る。従って受光素子32の分割された部分の出力差（b₂−
b₁）を取ることにより、第17図に示すようなフォーカス
エラー信号を得ることができる。このように原理的には
受光素子31又は受光素子32の一方があればフォーカスエ
ラー信号を生成することが可能である。しかしながら光
学的オフセット等により受光素子３上で光が移動したと
きの影響を相殺するため、受光素子31の出力差と受光素
子32の出力差を加算した信号（（a₁−a₂）＋（b₂−
b₁））をフォーカスエラー信号とすることが好ましい。

第18図乃至第21図は他の実施例を表している。第18図は
光学素子５の向きを第１図における場合と逆に、厚い方
をディスク７側に配置し、面51を反射面とせず、透過面
とし、ディスク７からの反射光で面52から面51に向かう
光をその光軸が段差53を通るようにして面51から外部に
通過させて２つに分割し、受光素子３に向かうようにし
た実施例である。

これまでの例は、第７図に示すように光学素子５を側
（断）面からみた場合、面51を形成する一方と他方に延
在する線を、面52を形成する線と平行にし、段差53で連
続するように構成し、いわば光学素子５に第１の厚さの
部分と第２の厚さの部分とを設けることにより光を２つ
に分割するようにしている。これに対して第19図の実施
例は、光学素子５を側面からみた場合、面51を形成する
一方の線54は面52を形成する線と平行にするが、他方に
延在する線55は平行にせず、角度θだけ傾斜させ、２つ
の線が点Ｑで交わるように構成し、点Ｑを面52から面51
に向かう光の光軸が通るようにし、いわば第１の傾斜の
部分と第２の傾斜の部分とを設けることにより光を２つ
に分割するようにしている。光学素子５をこのように構
成した場合、その製造が容易になるばかりでなく、光学
系に経時変化が生じたとしても調整をしないで済む要素
が多く、従って調整が容易となる。

第20図の実施例は第19図の実施例の場合と基本的に同様
の構成となっているが、第19図の実施例の場合より光学
素子５を厚くし、受光素子３を光学素子５の面52に直接
取り付けるようにしている。この取り付けは例えば透明
な接着剤により行うこともできるし、また光学素子５自
体を受光素子３のモールドとして形成するようにしても
よい。このように受光素子３を光学素子５と一体的に構
成すると、受光素子３に入射する光の収差を小さくする
ことができ、S/Nの良好なエラー信号を生成することが
できる。尚段差53を有する光学素子５を第１図に示すよ
うに用いる場合においても同様に受光素子31、32を面52
に取り付けるようにすることができる。

第21図の実施例は、第19図及び第20図の実施例と反対
に、光学素子５を側面からみた場合、面52を形成する一
方の線56は面51を形成する線と平行にするが、他方に延
在する線57は平行にせず、角度θだけ傾斜させ、２つの
線が点Ｑで交わるように構成し、点Ｑを面51から面52に
向かう光の光軸が通るようにして光を分割している。こ
の場合は面52のうち線56で構成される部分が、光源２か
らの光をディスク７の方向に反射する機能と光を分割す
る機能の両方の機能を果していることになる。

〔効果〕

以上の如く本考案は、光学式ピックアップ装置におい
て、記録媒体（７）に情報を記録再生するための光を発
生させる光源（２）と、当該光源（２）からの照射光及
び前記記録媒体（７）からの戻り光を反射及び透過させ
る第１面（52）と、当該第１面（52）に対向して配置さ
れ、第１面（52）の透過光を２分割して反射する段差
（53）を有する第２面（51）とを備える光学素子（５）
と、記録媒体（７）からの戻り光の２分割光をそれぞれ
受光するように配置された２つの受光素子（31,32）
と、同一平面上に配置された２つの受光素子（31,32）
と、前記光源（２）と、を有する基台（１）と、を備え
ているので、受光素子の位置の調整が容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の光学式ピックアップ装置の側面図、第
２図はその基台の平面図、第３図はその基台の側面図、
第４図はその基台の正面図、第５図はその光学素子の平
面図、第６図はその光学素子の正面図、第７図はその光
学素子のA-A側断面図、第８図はその光学素子の斜視
図、第９図乃至第11図はその受光素子の平面図、第12図
及び第13図はその非点収差の説明図、第14図及び第15図
はその受光素子上の光の形状を表す説明図、第16図及び
第17図はそのフォーカスエラー信号の特性図、第18図乃
至第21図はその他の実施例の側面図である。１……基台、２……光源３、４……受光素子、５……光学素子６……対物レンズ、７……ディスク

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】記録媒体（７）に情報を記録再生するため
の光を発生させる光源（２）と、当該光源（２）からの照射光及び前記記録媒体（７）か
らの戻り光を反射及び透過させる第１面（52）と、当該
第１面（52）に対向して配置され、第１面（52）の透過
光を２分割して反射する段差（53）を有する第２面（5
1）とを備える光学素子（５）と、記録媒体（７）からの戻り光の２分割光をそれぞれ受光
するように配置された２つの受光素子（31,32）と、同一平面上に配置された２つの受光素子（31,32）と、
前記光源（２）と、を有する基台（１）と、を備えていることを特徴とする光学式ピックアップ装
置。