JPS63306547A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

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】 （技術分野） 本発明は、光学的記録再生装置における光ピックアップ
装置に関する。

周知のように、ビデオディスク、ディジタルオーディオ
ディスクおよび光デイスクメモリ等の光学式ディスクを
用いた記録再生装置にあっては、レーザー光を１回転す
る光デイスク面上に集光させて非接触で情報を読みだす
ようになっている。

このため、従来では１例えば、第８図に示す構造の光ピ
ックアップ装置が用いられいてる。

すなわち、光ピックアップ装置は、例えば、半導体レー
ザーからなる光源１から出射されるレーザー光を光ディ
スクＤの情報記録部に導入するための光学系と、ディス
クＤからの反射光を受けてその情報（ＲＦ倍信号を読み
出すにあたってビームスポットの合焦状態およびトラッ
クずれを検出する検出部とから成り、光学系は、光源１
からのレーザービームの出射方向に沿って、コリメート
レンズ２．偏光ビームスプリッタ３．１／４波長板４、
偏向プリズム５．対物レンズ６を備え、そして検出部は
、偏光ビームスプリッタ３を介して光ディスクＤからの
反射光が入射する位置においてその入射方向に沿って位
置する集光レンズ７、分割ミラー８．フォーカスブイブ
フタ９および分割ミラー８によって光路を切換えた位置
に設けられたトラッキングディテクタ１０を備えている
。

上述した構造において、光学系に配置されている偏向プ
リズム５は、光源１からのレーザービームの光軸を直角
に偏向することによってレーザービームの出射方向に沿
って対物レンズ６を位置させた場合に比し、読取り装置
の丈を小さくするために設けである。

また、検出部は、上述したようにフォーカスディテクタ
９およびトラッキングディテクタ１０を備えており、こ
れら各ディテクタによるフォーカシングサーボおよびト
ラッキングサーボは分割ミラー８を用いたナイフェツジ
法によって行なわれる。

すなわち、フォーカスディテクタ９およびトラッキング
ディテクタ１０は、共に、等しい受光面積に２分割され
たＰＩＮフォトダイオードで構成されており、これらＰ
ＩＮフォトダイオードに対しては、稜線をナイフェツジ
として反射光の光路内に臨ませている分割ミラー８によ
って略半分に分割された光量の一方がフォーカスディテ
クタ９側に、そして他方がトラッキングディテクタ１ｏ
にそれぞれ導入される。

上述した検出部にあっては、各ＰＩＮフォトダイオード
に対する光ディスクからの反射光の光量分布を基に出力
の差を検出してその差がなくなる向きに、光ピックアッ
プ内のフォーカシング機構およびトラッキング機構を駆
動制御するようになっている。

いま、各ＰＩＮフォトダイオードへの光量分布の状態と
光ディスクでの合焦状態およびトラックずれとの関係に
ついて第９図および第１０図で説明すると次の通りであ
る。

すなわち、第９図は分割ミラー８によって反射光量の半
分を光路切換した位置にフォーカシングディテクタ９を
設けた場合のフォーカシングサーボの原理が示されてお
り、第９図（Ａ）には、対物レンズ６と光ディスクＤと
の間で合焦の状態が示されている。この場合には、集光
レンズ７を介しての焦点ＰがＰＩＮダイオード９Ａ、９
Ｂの分割位置に在り、各ＰＩＮフォトダイオード９Ａ、
９Ｂに対する光量が等しくなっている。

一方、第９図（Ｂ）、　（Ｃ）には、対物レンズ６と光
ディスクＤとの間で焦点ずれを起こしている状態が示さ
九ており、第９図（Ｂ）においては、対物レンズ６と光
ディスクＤとの間隔が大きくなった状態であり、この場
合には、焦点Ｐの位置がＰＩＮフォトダイオード９　の
分割位置より前方に在り、ＰＩＮフォトディテクタ９Ａ
、９Ｂに対する光量分布による出力の関係が９Ａ＞９Ｂ
となる。

また、第９図（Ｃ）においては、対物レンズ６と光ディ
スクＤとの間隔が小さくなった状態であり、この場合に
は、焦点Ｐの位置が図示の通りとなり。

ＰＩＮフォトダイオード９Ａ、９Ｂでの出力の関係が９
Ａ＜９Ｂとなる。

なお、第９図では、従って、第９図（Ｂ）、　（Ｃ）に
示した状態では、第１図（Ａ）の状態となるように、各
フォトダイオード間での出力の差がなくなるように、例
えば、フォーカシング機構での対物レンズ６を光軸方向
に移動させるフォーカスモータを駆動する。

また、第１０図には、トラッキングディテクタの出力と
ビームスポットのトラックずれとの関係が示されており
、第１０図（Ａ）は、光ディスクＤ上のピットの中心に
ビームスポットが位置している状態を示している。

この場合には、ＰＩＮフォトディテクタＩＯＡ、　ＩＯ
Ｂにおける光量分布が等しくなっている。

一方、第１０図（Ｂ）には、ビットに対するビームスポ
ットが位置ずれを生じている状態が示されており、この
場合には、ＰＩＮフォトディテクタＩＯＡ。

１０Ｂに対する光量分布が不均一となり、各ディテクタ
ＩＯＡ、　ＩＯＢからの出力に差が生じる。

従って、第１θ図ＣＢ）の状態にあっては、ＰＩＮフォ
トディテクタｌ０ＪＩ、　ＩＯＢからの出力の差がなく
なるようにするため、例えばトラッキング機構内のトラ
ッキングミラーを光ディスクＤの半径方向に振るトラッ
キングモータを駆動したり、あるいは光ピックアップ装
置全体を光ディスクＤの半径方向に移動させる駆動部を
作動させる。

以上のような構造から成る光ピックアップ装置にあって
は、光源１から出射されたレーザー光が。

カップリングレンズ２によって平行光とされ、偏光ビー
ムスプリッタ３を透過した後、　１７４波長板４によっ
て円偏光とされて偏向プリズム５によって偏向され、対
物レンズ６を介して光ディスクＤ上に１μｍ程度のスポ
ットとして集光される。

一方、光ディスクＤ上で反射したレーザー光は。

対物レンズ６および偏向プリズム５を経由して１／４波
長板４に入射し、この１／４波長板４によって、さらに
その位相を切換られて、偏光ビームスプリッタ３に入射
した時点で反射されて検出部のフォーカスディテクタ９
およびトラッキングディテクタ１０に導入される。

ところで、このような光ピックアップ装置にあっては、
光源から光ディスクに向はレーザー光を導入するための
光学部材として、前述したように、種々あるが、そのな
かでも、レーザー光の変調、所謂、偏光、並びに偏向を
行なうための部材が、偏光ビームスプリッタ、１７４波
長板および偏向プリズムとかなりの数を要することにな
る。このように、多くの部品を用いて光ピックアップ装
置を構成する場合には、各部材における偏光特性、偏向
特性および透過特性が良好でないと、光ディスクからの
反射光が光源側に復帰することがあり、結果としてトラ
ッキングディテクタおよびフォーカスディテクタに対す
る光量低下を招いてそれらトラッキングサーボおよびフ
ォーカスサーボに支障がでることになる。

また、前述したような場合には、光ディスクに対する光
源からの入射光が低下しているのと同じ現象となり、こ
れによって、要求される光源からの光ディスクに対する
入射光量を得るために、光源の出力を増加させることが
考えられるが、しかし、このようにすると光源に用いる
半導体レーザの寿命を損なう虞れがある。

従って、このような問題を解消するために、各部品にお
ける位相差、偏光、偏向の各特性および透過１反射の又
特性をきびしく規定し、かつ、それら部品の組付は精度
も高くすることが行なわれているが、このような対策で
は１組付調整等に時間がかかり、結果として、光ピック
アップ装置の製造コストが上るという新たな問題を招く
ことになる。

（目　的） 本発明は、従来の光ピックアップ装置の問題に鑑み、光
ピックアップを構成する部品の点数を低減して光ピック
アップ全体での組付調整に要する時間を少なくし、かつ
各構成部品間での特性の規定についても、ある程度の自
由度を設定できるようにしてコストアップを抑えること
のできる光ピックアップ装置の提供を目的とするもので
ある。

（構　成） 光源と、この光源から上記情報記録担持体に向かう光ビ
ームの出射方向に沿って、カップリングレンズ、偏光ビ
ームスプリッタ、対物レンズとをそれぞれ有し、上記偏
光ビームスプリッタと対物レンズとの間には、上記偏光
ビームスプリッタと上記情報記録担持体との間で上記光
源からの光束を偏向する偏向部材を配置し、この偏向部
材に対し上記光束の位相差をλ／４変える特性を持たせ
たことを特徴とするものである。

以下、第１図乃至第７図について本発明の実施例の詳細
を説明する。

第１図は、本発明実施例による光ピックアップ装置を示
す第８図相当の説明図であり、第８図に示したものと同
一構成部品については同一符号によって示しである。

本実施例の特徴とする点は、従来の構造において、偏光
ビームスプリッタと対物レンズとの間に配置されていた
偏向プリズムに１７４波長板の機能をもたせて１／４波
長板を不要にした点にある。

すなわち、偏向プリズム５Ａは、その反射面に、第２図
示のように、例えばＳｕｎ、、ＴｉＯ□などの材質から
成る誘電体長０層膜５ａ、５ｂが設けである。

この誘電体多層膜５ａ、　５ｂは、光の成分において位
相差を生じさせるために設けであるものであり、その原
理を第７図によって説明する。

第７図には、１７４波長板４（第１．８図参照）におけ
る偏光について入射側と出射側との状態が示されている
。

一般に、１／４波長板４は、例えば水晶や雲母などの複
屈折性を有する物質で作られている・このような１／４
波長板４において、水晶を用いたとすると、この水晶に
は、進相軸と呼ばれる光学軸と、これと直交した遅相軸
と呼ばれる特別な２軸があり、光学軸に対し垂直な光を
入射させると、進相軸方向の光の成分の位相が進むよう
になっている。

そこで、水晶の厚さに関し、上述した位相の差がπ／２
、所謂、λ／４に相当する値を得られる厚さを設定する
と、第７図（＾）および（Ｂ）示のように、光軸（Ｘ）
、遅相軸（ｙ）に対して４５度傾けた直線偏光（角度θ
で示すＸ成分の光）を１７４波長板４に入射すると、第
７図（Ａ）示のように１７４波長板４からの出射光は進
相軸成分の位相がπ／２進むことによって円偏光に変換
されることになる。

つまり、１７４波長板に入射する光は、光ディスクＤに
対する入射光としての成分と反射光としての成分とにお
いてπ／２、つまり９０度位相がずれることになる。従
って、前述した偏向プリズム５Ａは、このような１／４
波長板４における偏光特性を得るために、上述したよう
に、反射面に、光の成分の位相差がπ／２となるように
誘電体多層膜５ａ。

５ｂを被覆されている。

本実施例は以上のような構造であるから、第３図示のよ
うに、光源１から出射されたレーザー光は、カップリン
グレンズ２により平行光束とされ、偏光ビームスプリッ
タ３を通過して偏向プリズム５Ａに達する。偏向プリズ
ム５Ａにおいては、第６図において破線で示す偏光ビー
ムスプリッタ３を通過したＰ偏光が円偏光に切換られで
かつ光路を９０度切換られで対物レンズ６を介し、光デ
ィスクＤ上にスポットとして集光される。

一方、光ディス、りＤからの反射光は、第４図示のよう
に、対物レンズ６を通過し偏向プリズム５Ａに達する。

このとき偏向プリズム５Ａにおいては、第６図中実線で
示すように、円偏光からＳ偏光に切換えられ、偏光ビー
ムスプリッタ３に入射して検出部の集光レンズ７に向は
反射される。

なお、第５図は、第４図中、符号Ｖで示す方向からの矢
視図である。

（効　果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば・光路
切換えに用いられる偏向プリズム番二対し、それに入射
する光束の位相差をλ／４切換えて所謂、偏光の種類を
異ならせるようにしたので、従来必要とされていた１／
４波長板を不要とすることができ、これによって、部品
点数を低減することが可能となるとともに、この部品の
減少によって。

組立の望の調整可能範囲を縮小できるので、製造コスト
を下げることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例による光ピックアップ装置を示す
説明図、第２図は第１図に示した光ピックアップ装置の
要部を示す断面図、第３図、第４図、第５図は本発明実
施例による作用を示す説明図、第６図は第１図に示した
光ピックアップ装置の要部における偏光の状態を示す説
明図、第７図は、従来の光ヒックアッヲ装置に用いられ
る１／４波長板による偏光の状態を示す説明図、第８図
は従来の光ピックアップ装置を示す第１図相当の説明図
、第９．１０図は、第８図に示した装置におけるフォー
カスサーボおよびトラッキングサーボの原理を示す説明
図である。 １・・・光源、２・・・カップリングレンズ、３・・・
偏光ビームスプリッタ、５Ａ・・・偏向プリズム。 第１図 第２図 第３図　　　　第４図 第６図 第７図 （Ａ）　　　　　　　　（Ｂ） 第８図 手続補正書 昭和６２年６月２９日 ２、発明の名称 光ピックアップ装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名　　　　称　（６７４）株式会社リコー４、代　理　
人 住　所　東京都世田谷区経堂４丁目５番４号明細書のｒ
特許請求の範囲」、「発明の詳細側　　　紙 （１）特許請求の範囲を別紙のとおり改める。 （２）明細書第５頁第１５行中の「なお、第９図では、
」を削除する。 （３）同第５頁第１６行中の「第１図」を「第９図」に
改める。 （４）同第８頁末行末尾の「特」を「時」に改める。 （５）同第１３頁第１０行中の「望」を［際」に改める
。 特許請求の範囲 情報記録担持体上に情報を記録又は記録された情報を光
学的に読み取る装置において。 光源と、この光源から上記情報記録担持体に向かう光ビ
ームの出射方向に沿って、カップリングレンズ、ビーム
スプリッタ、対物レンズとをそれぞれ有し、上藍旦ニム
スプリツタと対物レンズとの間には、土星旦二ムスプリ
ツタと上記情報記録担持体との間で上記光源からの光束
を偏向する偏向部材を配置し、この偏向部材は、上記光
束の位相差をλ／４変える特性を持たせてあることを特
徴とする光ピックアップ装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 情報記録担持体上に情報を記録又は記録された情報を光
   学的に読み取る装置において、 光源と、この光源から上記情報記録担持体に向かう光ビ
   ームの出射方向に沿って、カップリングレンズ、偏光ビ
   ームスプリッタ、対物レンズとをそれぞれ有し、上記偏
   光ビームスプリッタと対物レンズとの間には、上記偏光
   ビームスプリッタと上記情報記録担持体との間で上記光
   源からの光束を偏向する偏向部材を配置し、この偏向部
   材は、上記光束の位相差をλ／４変える特性を持たせて
   あることを特徴とする光ピックアップ装置。