JPH01294237A - 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】 産業上の利用分野 本発明は、光磁気ディスク、光相変化ディスク等の光デ
ィスクに情報の記録又は再生を行う光学機器に利用され
る光ピックアップ装置に関する。

従来の技術 一般に、光ディスクを媒体とする光学機器は、例えば、
磁気テープを媒体とする記録再生機等に比して、記録さ
れる情報量が極めて多く、アクセスタイムも高速である
等の利点を有している。

光学機器の構造は、光源からの平行光束を種々の光学素
子を通して光ディスクの記録面に収束させ、この記録面
から反射された平行光束を受光することにより、一方で
は情報の読み取りを行うとともに、他方では記録面から
反射された平行光束の受光の状態を検出することにより
、フォーカシングや光ディスクのトラック補正等を行っ
ている。

近年、このような光学機器においても、アクセスタイム
をより一層高速にする要望が強い。この要望に応えるた
めに、光源を含む光学素子を固定的に配列してなる固定
光学系と、光ディスクの半径方向に移動するキャリッジ
に光源からの平行光束を光ディスクに収束する対物レン
ズを含む光学素子を搭載してなる移動光学系とに分離し
、キャリッジに搭載される光学素子を極力少なくして移
動光学系の軽量化及び小型化を図り、これにより、アク
セスタイムの高速化を図る分離型の光学機器が開発され
ている。この分離型の光学機器の先行技術として、第４
図に示す記録再生機器がある。

すなわち、１は磁気ヘッド２に対向する光ディスク、３
は固定光学系、４は移動光学系である。

まず、固定光学系３について説明する。光源となる半導
体レーザ５の光軸上には、この半導体レーザ５が発する
レーザ光６を平行光束にするカップリング７と、レーザ
光を整形する整形プリズム８とが配設され、この整形プ
リズム８はダハプリズム９の一端の反射部１０に接合さ
れている。この反射部１０はレーザ光を直角に反射する
もので、また、ダハプリズム９は、反射部１０からのレ
ーザ光を前記移動光学系４に向けて直角に反射するとと
もにこの移動光学系４を通るレーザ光を透過させるビー
ムスプリッタ１１と一体的に形成されている６さらに、
移動光学系４からビームスプリッタ１１を透過するレー
ザ光の光路上には、集光レンズ１２と、この集光レンズ
１２により収束されるレーザ光の半分を遮光するナイフ
ェツジプリズム１３と、ミラー１４と、フォーカシング
検出器１５とが配設されている。このフォーカシング検
出器１５は一対の受光素子１５ａ、１５ｂを有している
。さらに、ナイフェツジプリズム１３により直角に曲折
される光軸上には、レンズ１６と、ウォラストンプリズ
ム１７と、情報信号検出用受光素子１８とが配設されて
いる。

次に、移動光学系４の構造について説明する。

１９はリニアモータ等の移動手段（図示せず）により、
光ディスク１の半径方向に沿うシータ方向Ｓに沿って移
動するキャリッジで、このキャリッジ１９には、光ディ
スク１に対面する対物レンズ２０と、ビームスプリッタ
２１と、トラッキング検出器２２を形成する一対の受光
素子２２ａ、２２ｂとが上から下に向けて順次配設され
ている。

次に、動作について説明する。例えば、光ディスク１の
記録面に記録された情報を再生する場合は、半導体レー
ザ５から発せられたレーザ光６は、ダハプリズム９の反
射部１０とビームスプリッタ１１とにより光路をシータ
方向Ｓに曲折され、さらに、移動光学系４のビームスプ
リッタ２１に上方に反射され、反射された平行光束は対
物レンズ２０により光ディスク１の記録面に収束される
。

この記録面の特定のトラック上に記録された情報に応じ
て反射された平行光束は対物レンズ２０を透過してビー
ムスプリッタ２１に下方とシータ方向Ｓとに分割される
。シータ方向Ｓに分割された光はビームスプリッタ１１
を透過し、集光レンズ１２に収束され、さらに、ナイフ
ェツジプリズム１３により曲折される収束光束と半分に
遮光されて直進される収束光束とに分割される。曲折さ
れた収束光束はレンズ１６により収束され、ウオラント
プリズム１７を経て情報信号検出用受光素子１８に入射
されて情報の再生がなされ、ナイフエツジプリズム１３
により半分が遮光された収束光束はミラー１４に反射さ
れ、フォーカシング検出器１５の受光素子１５ａ、１５
ｂに入射され、ここで、対物レンズ２０と光ディスク１
との距離の検出がなされる。この検出動作については後
述する。また、光ディスク１からビームスプリッタ２１
を下方に透過された平行光束はトラッキング検出器２２
の受光素子２２　ａ、　　２２　ｂに受光され、このト
ラックキングの状態が検出される。この検出動作につい
ては後述する。

フォーカシング検出は次のようにして行われる。

第５図（ａ）に示す状態は対物レンズ２０と光ディスク
１との間隔が適正の場合にで、受光素子１５ａ、１５ｂ
の境界となる中心にレーザ光が収束され、受光素子１５
ａ、１５ｂの出力をそれぞれＡ。

Ｂとすると、Ａ−Ｂ＝Ｏとなる。対物レンズ２０と光デ
ィスク１との間隔が過大の時は、第５図（ｂ）に示すよ
うに、レーザ光はフォーカシング検出器１５の手前で収
束され、ここで、レーザ光の左半分がナイフェツジプリ
ズム１３により遮光されているため、受光素子１５ａ側
に多くのレーザ光が入射され、これにより、受光素子１
５ａ、１５ｂの出力の差は、Ａ−Ｂ＞Ｏとなる。逆に、
対物レンズ２０と光ディスク１との間隔が過小の時は、
第５図（Ｃ）に示すように、レーザ光はフォーカシング
検出器１５を過ぎた位置で収束され、受光素子１５ｂ側
に多くのレーザ光が入射され、これにより、受光素子１
５ａ、１５ｂの出力の差は、Ａ−Ｂ＜０となる。Ａ−Ｂ
）Ｏ及びＡ−Ｂ（Ｏの場合は、図示しないフォーカシン
グ機構により光ディスク１に対して対物レンズ２０が上
下方向に調整される。

また、トラッキング検出は次のようにして行われる。対
物レンズ２０の光軸と光ディスク１のトラックＴとの位
置が一致した場合は、第６図（ａ）に示すように、レー
ザ光は受光素子２２ａ、２２ｂの境界の中心部に収束さ
れ、受光素子２２ａ。

２２ｂの出力をそれぞれＡ、Ｂとすると、Ａ−Ｂ＝Ｏと
なる。また、トラックＴが対物レンズ２０に対して例え
ば右方に変位した場合には、第６図（ｂ）に示すように
、レーザ光は受光素子２２ａ側に多く入射され、受光素
子２２　ａ、　　２２　ｂの出力の差はＡ−Ｂ＞Ｏとな
る。このような場合には、図示しないトラッキング機構
により対物レンズ２０の位置が補正される。

発明が解決しようとする間圧点 光ピックアップ装置において、光ディスク１に対面する
対物レンズ２ｏは、例えば、第７図に示す２群３枚構成
のように複数のレンズから構成されている。そして、空
気と各レンズの屈折率の違いにより、対物レンズ２０に
入射された平行光束は各レンズの端面で反射され迷光が
生じ、これを原因として受光素子２２　ａ、　　２２　
ｂの出力にＡ−Ｂ＝Ｃなる差が生じる。これにより、ト
ラッキング制御時に出力差Ｃの分だけオフセットされた
信号により制御されることになり誤差が生じる。すなわ
ち、第８図に示す実線がトラッキング検出器２２の正規
の出力波、点線がオフセットされた出力で、正規の出力
波が基準電圧（Ｏｖ）になった時点の出力を正規のトラ
ック検出信号Ｘとし、オフセットされた出力波が基準電
圧（ＣＶ）になった時点の出力をトラック検出信号Ｙと
すると、ＹはＸに対してＺ程の誤差を生じる。したがっ
て、受光素子２２　ａ、　　２２　ｂの出力を基に例え
ば、トラッキング補正のような補正をする場合に正確な
補正を行うことができない。

このため、ビームスプリッタ２１と受光素子２２ａ、２
２ｂとの間隔を広くすることにより改善されるが、この
ためにはキャリッジ１９の高さが大型化するため、アク
セスタイムの高速化の目的に反することになる。

問題点を解決するための手段 光ディスクの半径方向に平行光束を発する固定光学系を
設け、移動手段に駆動されて前記固定光学系からの光路
に沿って移動されるキャリッジを設け、前記固定光学系
からの平行光束を略直角に曲折するビームスプリッタと
、このビームスプリッタにより曲折された平行光束を前
記光ディスクの記録面に収束する対物レンズと、前記ビ
ームスプリッタに近接されてこのビームスプリッタを透
過した前記光ディスクからの反射光を受光する受光素子
とを前記キャリッジに搭載して移動光学系を形成し、こ
の移動光学系の前記ビームスプリッタと前記受光素子と
の間に、光軸上を半径の中心として前記受光素子に対面
する球面が形成された光学素子を固定的に配設した。

作用 対物レンズを透過することにより生じた迷光は、光学素
子の球面により全反射されるため移動光学系の受光素子
に入射されることはない。したがって、受光素子の出力
を基に正確な検出動作がなされ、この時の検出信号を基
準とする補正等の制御動作が正確になる。

実施例 本発明の一実施例を第１図ないし第３図に基づいて説明
する。第４図ないし第８図において説明した部分と同一
部分は同一符号を用い説明も省略する。本発明は、移動
光学系４のビームスプリッタ２１と受光素子２２　ａ、
　　２２　ｂとを近接させて配設し、両者間に光学素子
であるレンズ２３を配設したものである。このレンズ２
３には受光素子２２ａ、２２ｂに近接して対向する球面
２４が形成されている。この球面２４はビームスプリッ
タ２１を透過する平行光束から外れた収束光及び発散光
を全反射する曲率半径をもって形成され、また、受光素
子２２ａ、２２ｂに対する収束径が対物レンズ２０を透
過する平行光束の径と略同径に定められている。

このような構成において、対物レンズ２ｏは、例えば、
第２図に示す２群３枚構成のように複数のレンズから構
成されている。そして、空気と各レンズとの屈折率に違
いがあるため、光ディスク１の記録面から反射されて対
物レンズ２ｏに入射された平行光束は、各レンズの端面
で反射され迷光が生じる。ビームスプリッタ２１を透過
した迷光を含むレーザ光はレンズ２３に入射される。今
、レンズ２３の屈折率をｎ、空気の屈折率を１とし、第
３図に示すように、レンズ２３の球面２４のある一点Ｐ
にその点Ｐを通る法線２５に対してθなる角度でレーザ
光が入射された場合には、下記の式を満たす時にそのレ
ーザ光は球面２４の一点Ｐで全反射されて受光素子２２
ａ、２２ｂには入射されない。

ｅ　〉５ｉｎ−’　（１／ｎ） よって、球面２４の曲率γ及び屈折率ｎを選択すること
により、殆どの迷光を全反射させて受光素子２２　ａ、
　　２２　ｂへの入射を阻止することができる。したが
って、受光素子２２ａ、２２ｂの出力をもって正確な検
出信号を得ることができ、これにより、トラッキング補
正を正確に実行することができる。

発明の効果 本発明は上述のように構成したので、対物レンズを透過
することにより生じた迷光を、光学素子の球面により全
反射させて移動光学系の受光素子への入射を阻止するこ
とができ、したがって、受光素子の出力を正確な検出信
号とし、この検出信号を基準とする補正等の制御動作を
正確に実行することができ、また、受光素子をビームス
プリッタとの間に設けた光学素子に近接させても迷光を
受光することがなく、これにより、移動光学系の小型化
及び軽量化を維持してアクセスタイムの高速化に寄与す
ることができる等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は分解斜視図、第２図は一部を断面にした移動光
学系の側面図、第３図は要部となる光学素子を拡大して
示す側面図、第４図ないし第８図は先行技術を示すもの
で、第４図は分解斜視図、第５図はフォーカシング検出
動作を示す説明図、第６図はトラッキング検出動作を示
す説明図、第７図は一部を断面にした移動光学系を示す
側面図、第８図は移動光学系の受光素子の出力を示すグ
ラフである。 ｌ・・・光ディスク、３・・・固定光学系、４・・・移
動光学系、１９・・・キャリッジ、２０・・・対物レン
ズ、２１・・・ビームスプリッタ、２２ａ、２２ｂ・・
・受光素子、２３・・・光学素子、２４・・・球面３２
図 」 １５図 ３６　図 Ａ／Ｉ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光ディスクの半径方向に平行光束を発する固定光学
   系を設け、移動手段に駆動されて前記固定光学系からの
   光路に沿つて移動されるキャリッジを設け、前記固定光
   学系からの平行光束を略直角に曲折するビームスプリッ
   タと、このビームスプリッタにより曲折された平行光束
   を前記光ディスクの記録面に収束する対物レンズと、前
   記ビームスプリッタに近接されてこのビームスプリッタ
   を透過した前記光ディスクからの反射光を受光する受光
   素子とを前記キャリッジに搭載して移動光学系を形成し
   、この移動光学系の前記ビームスプリッタと前記受光素
   子との間に、光軸上を半径の中心として前記受光素子に
   対面する球面が形成された光学素子を固定的に配設した
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。 ２、平行光束から外れた収束光及び発散光を全反射する
   球面が形成された光学素子を用いたことを特徴とする請
   求項１記載の光ピックアップ装置。 ３、受光素子に対して近接して対向する球面を有して受
   光素子に対する収束径が対物レンズを透過する平行光束
   の径と略同径に定められた光学素子を用いたことを特徴
   とする請求項１又は請求項２記載の光ピックアップ装置
   。