JPS61202339A - 光ピツクアツプ - Google Patents

光ピツクアツプ

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JPS61202339A
JPS61202339A JP60044127A JP4412785A JPS61202339A JP S61202339 A JPS61202339 A JP S61202339A JP 60044127 A JP60044127 A JP 60044127A JP 4412785 A JP4412785 A JP 4412785A JP S61202339 A JPS61202339 A JP S61202339A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
astigmatism
lens
light
optical pickup
Prior art date
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Pending
Application number
JP60044127A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuya Yagi
克哉 八木
Kazumasa Ando
和誠 安藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Publication date
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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、光学的ビデオディスク等の情報記憶媒体から
の信号再生”等“に用いられる光ピックアップ、特に焦
点検出手段を備えた光ピックアップに関する。
〔従来の技術〕
光ピックアップの焦点検出方式には種々のものがある。
そのなかに第8図に示すような非□点収差方式がある。
即ちレーザー光源1から発したレーザービームを集光レ
ンズ2によってビデオディスク等の情報記憶媒体3上に
集束させ、この情報記憶媒体3から反射した光束をビー
ムスプリッタ4によって反射させ、光検出器5によって
焦点検出を行うようにしたものであるが、検出光束中に
シリンドリカルレンズ6を入れ、それによって発生する
非点収差を光検出器−5で検出して焦点ずれを検出する
ようにしたもので、第8図(b)には例えば米国特許第
4.079.247号等によって開示された光検出器5
を示している。即ち方形をなす4個の並置セルが最小限
の拡散しかもたないような円に対応する面に配設されて
おり、記録媒体面で集光が正しく行われた場合セル上で
は円形の光スポットが形成され、また集光されない場合
は4個のセル上に投影される光スポットは変形され、セ
ル相互間で異なった信号を発する。この誤差信号は増幅
されて、レンズ2とディスク3との間の距離を調整する
ためのモータを駆動制御する。
第9図に示す(公知例1)も、検出光束中にシリンドリ
カルレンズ6を入れ、それによって発生する非点収差を
光検出器5で検出して焦点5ずれを検出するものである
。図において12 aはレーザー1からのレーザービー
ムを平行光とするコリメータレンズ、12 b % 1
2 cは集光レンズで、14はビームスブリ、夕をなす
半透明プリズムである。
しかし非点収差の発生はシリンドリカルレンズに限られ
るものではなく、光学系の軸外には一般的に発生する。
又光学系が偏芯していれば軸上にも発生する。そこでシ
リンドリカルレンズ等を用いず、一般的な回軸対称レン
ズを用いて非点収差を発生させ、合焦検出を行うことが
できる。
例えば第1O図(公知例2)、第11図(公知例3)、
第13図(公知例5)はいずれも平行平面板を傾けて用
い、発生する非点収差によって焦点ずれを検出するもの
である。公知例2は公知例1のシリンドリカルレンズ6
に代えて傾いた平行平面板7を検出光束中に挿入したも
ので、公知例3は一面を反射兼透過面17 aとした傾
斜した平行平面をもったプリズム17を用いた公知例で
ある。
第12図(公知例4)及び第14図(公知例6)は共に
検出光束中のレンズによる非点収差を検出するようにし
た公知例で、公知例4はレンズγを偏芯させた公知例で
、公知例6はコリメータレンズ12 aを逆行する検出
光束に対して光検出器5を軸外に設けた公知例である。
なお公知例6において、8a、8bは反射鏡を示す。
第15図(公知例7)は検出光束中にプリズム9を設け
て非点収差を発生させて焦点ずれを検出するようにした
公知例である。
以上のようにレーザー光源から発した光束を、集光レン
ズでディスク上に集束させ、ディスクから反射した光束
に非点収差を与えて光検出器上に導き、この光ビームパ
ターンの変化を検出してディスク上の光スポットの合焦
検出を行う光ピックアップの公知例において、公知例1
のように光軸上にシリンドリカルレンズを入れて非点収
差を発生させる場合、第8図(b)に示すように対称性
(2軸対称性)の良い収差が発生する。しかし例えば公
知例2、公知例3のように平行平面板を傾けて用いる場
合等はこの対称性はくずれて一軸対称なものとなる。傾
斜した平行平面板を透過して光検出器に集光する際発生
する収差には非点収差だけでなくコマ収差もあって、第
8図中)に示されているような奇麗な形をした非点収差
パターンとはならない。そしてこのコマ収差も加わった
非点収差をもって合焦検出を行うときは、合焦精度が低
下することは避けられない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
光源からの光束を情報記録媒体に導くとともに、情報記
録媒体からの反射光を合焦を検出する検出器に導く、ビ
ームスブリ、ターを合焦のための非点収差発生手段とし
て用いた場合には上に説明したように、非点収差ととも
にコマ収差が発生して、合焦検出精度が低下するという
問題がある。
本発明はこの問題を解決したもので、軽量、フンバクト
で、しかも高精度の合焦検出が可能な光ビックアップを
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〕
本発明は上記目的を達成しようとするもので、それはを
源から発した光束を集光レンズにて情報記憶媒体上に集
束させ、この媒体から反射した光束に非点収差な与えて
光検出器上に導きこの光束のパターンの変化を検出して
前記媒体上の光スポットの合焦検出を行う光ピックアッ
プにおいて、非点収差発生手段として光軸に対し偏芯さ
せて配置した少なくとも2つの光学部材であって、相互
にコマ収差を補正し、かつそれら光学部材の少なくとも
1つの光学面がハーフミラ−面であることを特徴とする
光ピックアップによって達成される。
〔実施例〕
第1図は第1の実施例を示す構成図である。
レーザー光源101より射出した光束は傾斜した平行平
面板107のハーフミラ−面107 aで表面反射し、
集光レンズ102によって例えば光ディスクのような情
報記憶媒体(以下ディスクという)  103上に収束
される。ディスク103面より反射した光束は集光レン
ズ102を逆行し、ハーフミラ−面107aに入射して
平行平面板107を透過する。平行平面板107を透過
するとき非点収差とともにコマ収差が発生する。本実施
例は偏芯した平行平面板107で発生した非点収差の非
対称成分を本発明により設けた平行平面板108で補正
し、コマ収差を相殺するようにしたものである。
まず第16図によって傾いた平行平面板107に収れん
光が入射すると、その結像点の非点隔差Δノは、  n
:平行平面板107の屈折率t:平行平面板107の厚
さ Up:平行平面板107の傾き としたとき、 で与えられる。(1)式においてn=1.5、t = 
3.6寵、Up=45°とすると、非点隔差Δ!として
約0゜97tmの非点収差が発生する。
また同時に発生するコマ収差として3次のサジタルコマ
は で表わされる。なお第18図は平行平面板に対するU、
Up、tの関係を示したものである。n=8.3”とす
ると前記条件でこの量は約11μmとなる。
第1図に示す本実施例の平行平面板107.108は同
一の厚み、同一の屈折率であり、光軸に対し互に逆方向
に同−i傾けである。平行平面板107.108の光軸
に対する傾き量f Upt 、 Upt  とすると、
このときUpt = −Ul)t  であるので、式(
2)より明らかなようにコマ収差は相殺される。また式
(1)よりこのとき発生する非点収差量はそれぞれの平
行平面板107.108で発生する収差の和となる。
第2図は第1図に示した本発明による光ピックアップで
の光検出器105上での光スポツトパターンである。互
いに直交する焦線ピ)(ハ)の中間にほぼ円形のビーム
パターン(ロ)となる部分があるが、第17図に示す第
16図示の従来光ピックアップによる光スポツトパター
ンではコマ収差によりビームの2軸対称性はくずれてい
る。
このビームパターンを第2図、第3図に示したA、B、
C,Dの4象限に分割された検出器によって、次の演算
で合焦検出を行う。
(A+D) −(B+C)・・・・・・(3)この合焦
製差出力と合焦誤差の特性は第3図のようになる。第2
図及び第17図における←)(ロ)(ハ)のビームパタ
ーンは、第3図示のディスクよりの遠ざかる方向と合焦
誤差出力カーブ上とのけ)←)(ハ)に対応する。
ディスク上のトラックに光スポットを追従させるために
集光レンズを移動させると、光検出器上で光ビームが移
動する。特公昭53−37722 号公報で開示されて
いるように、この集光レンズのトラ、キングによる光ビ
ームの移動方向を光検出器の分割線の方向に設定すれば
対物レンズのトラ。
キングによる合焦誤差は発生しない。しかし第17図←
)に示すように光検出器上の光ビームに2軸対称性がな
く、大きくコマ収差が残っている場合、集光レンズの移
動による合焦誤差が発生する。
前記の第1図及び第16図の光ピックアップ光学系にお
いて、第1図の例では平行平面板107.108がそれ
ぞれt = 1.8mm、第16図の例では平行平面板
107がt = 3.611I %集光レンズの焦点距
離f = 4.5 M、有効径4.5mとし、これらの
平行平面板の屈折率n = l、5、光軸に対する傾き
45’、n=7.5°とし、この集光レンズを±0.5
m移動させたところ、入射ビームの全光量に対し、第1
図示の本発明による光ピックアップの場合3%、第16
図示の光ピックアップでは17%の合焦誤差出力が発生
した。これをディスク面上での光スポットの位置ずれで
表わすとそれぞれ約0.3μm1約1.7μmのずれと
なる。このようにコマ収差を補正することにより、合焦
検出の精度が上がることが確認された。
なお第1図に示した実施例において、平行平面板は前記
の式(1)、(2)より明らかなように光路上の位置に
依存せず、どの位置に置いても発生する収差は変らない
。また2枚の平行平面板は同一のものである必要はなく
、互いの屈折率、厚み、傾きを適当に選びコマ収差を相
殺してやれば良い。また2枚の平行平面板の間にレンズ
等を入れて、それぞれの平行平面板に入射する光束の収
れん角が等しくないような場合も同様である。また平行
平面板を裏面鏡として光学系を構成することも可能であ
って、光ピックアップの光学系を小型化するのに有効で
ある。裏面鏡として用いるときの平行平面板の厚みは半
分で良いことは言うまでもない。
第4図は本発明の第2の実施例を示したもので、第1の
実施例で補正用に用いた平行平面板108に代えて偏芯
した凹レンズ118を挿入して非点収差の対称性を補正
するようにしたもので、光検出器115とディスク11
3との間の光学系の倍率を高くして合焦検出感度を上げ
ると同時に、平行平面板117で発生するコマ収差を相
殺するため、光路上に凹レンズ118を偏芯させて配置
したものである。
門レンズ118の偏芯としてはシフトあるいはチルトに
よる方法があるが、これらを適当量与えてコマ収差を相
殺することができる。
第5図は第3の実施例を示したもので、基本的には第2
の実施例と同じで、凹レンズ118に代えて凸ミラー1
28を配設したものである。凹レンズ118透過と凸ミ
ラー128反射とは倍率を高くする点で等価である。本
実施例においては光路を折曲げることにより光ピックア
ップとしてのレイアウトの自由度が高くなる。
第6図は第4の実施例を示すものである。第4図示の第
2実施例ではハーフミラ−面117aは平面をなしてい
たが、本実施例ではハーフミラ−面137 aは曲率を
もった曲面とし、レーザー光の発散角を変化させるよう
にしたものである。このハーフミラ−面137aを放物
面、双曲面、楕円面等の非球面とすれば、光束に対し無
収差な配置が可能である。本実施例では、曲率をもった
ハーフミラ−面137 aを有するレンズ137と、他
の1枚のレンズ138に適当な偏芯を与え、光検出器1
35上でのコマ収差をキャンセルするようにしたもので
ある。
第7図は第5の実施例を示したもので、レーザー光[1
41よりのレーザー光束をコリメータレンズ146 A
で平行光とし、集光レンズ142によってディスク14
3上に集光し、その反射光をビームスプリ、り147で
分割して光検出するようにしたものであるが、本実施例
はハーフミラ−面148 aで分割し、2つの光検出器
145 A 、 145 Bに導くようにしたものであ
る。非点収差の発生及びコマ収差の補正は偏芯配置した
コリメータレンズ146 B及び−面がハーフミラ−面
148aである傾斜した平行平面板148による。第7
図示の実施例にあっては、光検出器145A上でコマ収
差ご補正し非点収差によるビームパターン変化の検出に
よる合焦検出を行い、一方光検出器145Bではブツシ
ュプル法で知られるトラ、キング誤差検出を行うように
したものである。
以上5つの実施例について説明したが、前記特公昭53
−37722号公報で開示されているように、光検出器
Tr:4分割式としたとき、ディスクの情報トラックの
進行方向と光検出器の分割線の方向が同一方向であり、
半導体レーザーの接合方向とは直交する方向とすること
が望ましい。このため第8図示のシリンドリカルレンズ
で非点収差Tt与よる場合、シリンドリカルレンズの方
位をディスクの情報トラックに対し約45’[ii転さ
せ、2つの焦線が情報トラック及び光検出器の分割線に
対し±4ヂ傾くように設定する。上述の5つの実施例に
ついては、非点収差による焦線の方位が光学部材の偏芯
方位及びそれと直交した方位となる。よって光学部材の
偏芯方位をディスクの情報トラックに対し約45°とす
る必要がある。またこのとき半導体し−ザー、光検出器
の方位は情報トラックに対し前記方位となるような配置
とする。
なお光ピックアップの非点収差発生用光学部材としてく
さび休のプリズムを用い、このくさび角の方位と直交す
る方向に傾けて配置した場合、傾きの方位に対し2本の
焦線が±4ヂの方位となる。
この場合はディスクの情報トラックの進行方向、もしく
はその直交方向にこのくさび状のプリズムな傾ければ良
い。
〔発明の効果〕
本発明は、平行平面板等の2つの光学部品を用い、これ
らを適正量偏芯させることによって対称性の良い非点収
差を得るようにし、また非点収差と共に発生するコマ収
差をキャンセルするようにしたもので、高い精度で合焦
検出がなされ、かつ部品数が低減しコストの低下がなさ
れるような光ピックアップが提供された。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例の構成図。 第2図は第1実施例によって得られる光スポ。 ドパターン。 第3図は合焦誤差出力と合焦誤差の関係図。 第4、第5、第6、第7図はそれぞれ本発明の第2、第
3、第4、第5実施例の構成図。 ′  第8図は光ピックアップの検出機構の光学系と光
検出器の検出原理を示す説明図。 第9図ないし第16図は公知例を示す構成図。 第17図は第16図示の公知例によって得られる光スボ
、ドパターン。 第18図は記号関係を示す説明図。 101.101.121.131.141・・・・・・
レーザー光源102.112.122.132.142
・・・・・・集光レンズ103.113.123.13
3.143、・・・・・・情報記憶媒体(ディスク)1
05.115.125135.145・・・・・・光検
出器107.108.117.127.148・・・・
・平行平面板137   ・・・・・・レンズ 107as 117a、 127a、 137a、14
13a  −・−・−・バー 7ミラ一面118.13
8・・・・・・凹レンズ 128・・・・・・凸面鏡 出願人  小西六写真工業株式会社 第1図(実施例1) 第3図 第4 図涜施例2) 第5図峡施例3)第6 図(実施
例4) 第7図(実施例5)第11 図(公知例3) 第1G図 第17図 第18図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)光源から発した光束を集光レンズにて情報記憶媒
    体上に集束させ、この媒体から反射した光束に非点収差
    を与えて光検出器上に導きこの光束のパターンの変化を
    検出して前記媒体上の光スポットの合焦検出を行う光ピ
    ックアップにおいて、非点収差発生手段として光軸に対
    し偏芯させて配置した少なくとも2つの光学部材であっ
    て、相互にコマ収差を補正し、かつそれら光学部材の少
    なくとも1つの光学面がハーフミラー面であることを特
    徴とする光ピックアップ。
  2. (2)光源から発した光束を前記ハーフミラー面にて反
    射させ、前記集光レンズに導くことを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載の光ピックアップ。
  3. (3)前記情報記憶媒体で反射し、前記ハーフミラー面
    で反射した光束上に第2の光検出器を配置したことを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の光ピックアップ。
  4. (4)前記光学部材の偏芯の方位が、情報記憶媒体の情
    報トラックに対し約45°をなしていることを特徴とす
    る特許請求の範囲第2項又は第3項記載の光ピックアッ
    プ。
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