JPH01303629A - 光学式ピックアップにおけるビームスプリッタの固定構造 - 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〕 本発明はコンパクトディスクプレーヤなどに装備される
光学式ピックアップに係り、特に、ビームスプリッタの
傾きに基づく受光素子への戻り光の光軸ずれが低減でき
るような光学式ピックアップにおけるビームスプリッタ
の固定構造に関する。

（従来の技術） 第５図は従来の光学式ピックアップの光学装置の概略を
示している。

光学式ピックアップでは、半導体レーザ１から発せられ
回折格子２を通過したレーザビームが、ビームスプリッ
タ３の光分割面（図の場合には半反射面）３ａによって
直角方向へ反射される。この反射光はコリメートレンズ
４によって平行ビームとされ、全反射プリズム５にてさ
らに直角方向へ反射され、対物レンズ６によって光ディ
スクＤの記録面に集光される。この記録面から反射され
たビームは対物レンズ６、全反射プリズム５、コリメー
トレンズ４を介して元の経路を戻り、ビームスプリッタ
３の光分割面（半反射面）３ａを通過して、凹レンズ７
に供給される。そして凹レンズ７によって戻り光の焦点
位置が伸ばされてビンホトダイオード８に供給され、反
射ビームが検知される。なお、凹レンズ７と共にシリン
ドリカルレンズが設けられているのが一般的であるが、
図では省略している。そして、光ディスクＤの記録面に
形成されているビットによって、変調された反射ビーム
の光量が検知されることによって、情報の再生が行なわ
れる。従来は、ビームスプリッタ３の固定は、光学式ピ
ックアップのシャーシ９にビームスプリッタ３の両端を
接着剤によって接着したり、この両端をばねによって押
圧するなどしてなされている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の光学式ピックアップの光学装置において、ビーム
スプリッタ３の光分割面３ａは対物レンズ６からの戻り
光軸ならびに半導体レーザ１の発光光軸に対して４５＠
の角度に配置されている。しかしながら、シャーシ９の
ビームスプリッタ取付部の寸法公差や、ビームスプリッ
タ３の取付面と光分割面３ａとの平行度の公差、ならび
に接着剤の塗布厚さ寸法のばらつき、さらにはビームス
プリッタ３の熱膨張や熱収縮によって、光分割面３ａの
光軸に対する対向角度が正確に４５゛にならない場合が
生じる。

光ディスクＤからの戻り光は光分割面３ａのＱ点を透過
し集光点Ｐに集束される。ＱからＰまでの距離は、半導
体レーザ１の発光点ＯからＱ点までの距離１と同じであ
る。またＰ点に集光されるコリメートレンズ４の焦点距
離が、凹レンズ７によってビンホトダイオード８まで伸
ばされている。上記のように、光分割面３ａが４５°の
角度からさらに角度がずれた対向状態となると、上記集
光点Ｐの位置が第５図の上方あるいは下方にずれて、ビ
ンホトダイオード８による検知点が本来の位置から外れ
、信号の再生やトラッキングエラー検知精度の低下など
をまねくことになる。

第６図は、ビームスプリッタ３の光分割面３ａが本来の
４５°の角度（実線で示す）からざらにθだけ傾斜した
場合（点線３ｂにて示す）の集光点Ｐ（凹レンズ７がな
い場合の集光点）のずれを示しているものである。

半導体レーザ１の発光中心０より発せられるレーザビー
ムの光軸ＬＢＩは、ビームスプリッタ３の光分割面３ａ
が正確に４５°の角度にある場合（実線状態の場合）に
は、光分割面３ａによって垂直方向へ曲げられ、レーザ
ビームＬＢ２　　（ＬＢ２は光軸を示す）とされる。そ
して、このレーザビームＬＢ２に基づいた反射光がディ
スクＤの記録面より再び反射され、元の経路を戻り、光
分割面３ａの点Ｑ透過し、Ｑからｌだけ離れたＰの位置
に集光される。しかしながら、ビームスプリッタ３の光
分割面３ａが点線３ａ’で示すようにθだけ傾いた場合
には、発光光軸ＬＢＩと点線の光分割面３ａ’とのなす
入射角は図に示すよう（４５°＋θ）となる、したがっ
て、点線で示すレーザビームの反射光軸ＬＢ２　　’と
光分割面３ａ′とのなす反射角も（４５°十〇）となる
。この反射光軸ＬＢ２　　’を含むビームはディスクＤ
の記録面にて再び反射され、元の経路を戻り光分割面３
ａ’上の点Ｑを透過し、点Ｑからλだけ離れた点ＰＩに
集光される。

ここで、光分割面３ａが実線で示される位置から点線３
ａ’で示される位置に傾くことによフて、透過光軸ＬＢ
３がＬＢ３　　’に移行する角度（ＬＢ３とＬＢ３　　
’とのなす角度）を求める。第６図において、点線３ａ
’と反射ビームの光軸ＬＢ２　”とのなす反射角は（４
５°＋θ）であるから、これにθを加え、さらに４５°
を引くことによって求められる。すなわち、透過光の光
軸ＬＢ３とＬＢ３　’とのなす角は （４５＠十〇）十〇−４５°＝２０ となる。これは、光分割面３ａがθだけ傾くと、この面
に対する入射角と反射角とが累積されて、透過光軸ＬＢ
３　’はＬＢ３に対して２θだけ傾斜−することを意味
している。よって凹レンズ７がない場合の集光点Ｐ→Ｐ
ＩのずれΔＸは Δｘ　＝　ＩＬ　５ｉｎ２θ となる。

なお、ビームスプリッタ３が、点Ｑを中心にして時計方
向（第６図と逆側）にθだけ傾いた場合は、前記と同様
に計算して、レーザビームの集光点Ｐのずれ量は１５ｔ
ｎ２θとなり、この場合は集光点Ｐが図の下方に移動す
ることになる。

このように、ビームスプリッタ３の光分割面３ａが本来
の位置からざらにθだけ傾くと、２θの角度に増幅され
て透過光軸ＬＢ３　　’が傾斜し、そして集光点ＰがΔ
Ｘだけずれることになる。このずれによってビンホトダ
イオード８による検知点が本来の位置から外れ、検知精
度低下を生じることになる。

本発明は上記従来の課題に着目してなされたものであり
、ビームスプリッタの光分割面が本来の対向角度からさ
らに傾いても、レーザビームの集光点の位置ずれを補正
できるようにした光学式ピックアップにおけるビームス
プリッタの固定構造を提供することにある。

（課題を解決するための手段〕 本発明による光学式ピックアップにおけるビームスプリ
ッタの固定構造は、ディスクに対向する対物レンズから
延びる光軸に対して光分割面が斜めに配置されたビーム
スプリッタが設けられており、且つこの光分割面の透過
方向および光分割面の反射方向のいずれか一方に、発光
素子が配設され、他方に受光素子が配設されている光学
式ピックアップにおいて、前記ビームスプリッタが発光
素子に近い側の端部な支持点として片持ち支持されてい
ることを特徴とするものである。

また、上記構成に基づき、ビームスプリッタの光分割面
は、対物レンズの光軸の通過線に対して４５°の角度に
配置されており、且つ発光素子の発光点からその発光光
軸が光分割面に当たる点までの距離を１としたときに、
光分割面の前記発光光軸が当たる点からビームスプリッ
タの支持点までの距離がＦ丁１に設定されていることを
特徴としたものである。

〔作用〕

上記した手段は、ディスクに対向する対物レンズから延
びる光軸に対して光分割面が斜めに配置されたビームス
プリッタが設けられた光学式ピックアップにおいて、ビ
ームスプリッタを発光素子側の端部を支持点として片持
ち支持によって固定している。したがって、ビームスプ
リッタの熱による変形などによって光分割面に本来の角
度からさらに傾きが生じ、この光分割面による反射光な
らびに透過光が本来よりもさらに傾きをもつようになっ
ても、傾きを生じたビームスプリッタの光分割面とレー
ザビームの光軸との交叉位置が前記反射光もしくは透過
光の傾きを打ち消す方向にずらされる。したがって、ビ
ームスプリッタの光分割面に傾きが生じても、そのまま
、傾きが集光点のずれとして反映されなくなる。すなわ
ち、ずれが補正された状態で集光点が凹レンズによって
伸ばされ、ビンホトダイオードに入光するようになる。

さらに、光軸に対して光分割面が４５°の傾きにて配置
されたビームスプリッタが片持ち支持され、且つ発光素
子の発光点からその発光光軸が光分割面に当たる位置な
βとした場合に、発光光軸の当たる位置からビームスプ
リッタの支持点までの距離を１１１１とすれば、光分割
面からの反射光ならびに透過光の傾斜による集光点のず
れが、光分割面への発光光軸の交叉位置の逆方向へのず
れによってほぼ完全に相殺されるようになり、集光点の
ずれが解消されるようになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面によって説明する。

第１図は本発明に係る光学式ピックアップの光学装置の
構造の概略を示すものである。

本実施例と第５図に示した従来例とは、ビームスプリッ
タ３の固定構造のみが異なっており、他は同様である。

本実施例のビームスプリッタ３は光学式ピックアップの
シャーシ９によって、半導体レーザ１に近い側を支持点
Ｂとして片持ちにて支持されている。支持点Ｂでは接着
剤などによってシャーシ９に固定されている。図の実施
例の場合には、ビームスプリッタ３の光分割面３ａが、
対物レンズ６方向への反射光軸ＬＢ２ならびに半導体レ
ーザ１からの発光光軸ＬＢＩに対して４５°の傾きで対
向している。

ビームスプリッタ３が、支持点における取付は角度誤差
や、温度変化などによって４５°の対向角度からざらに
θだけ傾いた場合の集光点Ｐのずれに対する補正を第２
図によって説明する。

図中、実線３ａは４５°の対向角度にあるビームスプリ
ッタ３の光分割面を示している。この光分割面３ａは対
物レンズ６方向への光軸ＬＢ２ならびに半導体レーザ１
の発光光軸ＬＢＩに対して４５°の傾きとなるように点
Ｂにて片持ち支持されている。また、半導体レーザ１の
発光中心Ｏｂ）ら発せられたレーザビームの光軸ＬＢＩ
がビームスプリッタ３の光分割面３ａ上の点Ｑに当るま
での長さをぶとする。さらに本実施例においては、上記
Ｑ点からビームスプリッタ３の支持点Ｂまでの長さがＦ
丁１となっている。

発光中心Ｏより発せられるレーザビームＬＢＩは実線３
ａで示す光分割面の点Ｑにおいて反射角４５°にて反射
され、この反射光ＬＢ２はディスクの反射面によって再
び反射される。そして、元の経路を戻りビームスプリッ
タ３の光分割面３ａ上の点Ｑを通過して点Ｑから℃だけ
離れた位置Ｐに集光される。

ビームスプリッタ３の光分割面が本来の位置からさらに
反時計方向にθだけ傾斜した状態を点線３ａ’にて示す
。この場合、半導体レーザ１からの発光光軸ＬＢＩは点
線の光分割面３ａ’に対してＲの位置に当り、反射光軸
ＬＢ２　　”ならびに透過光軸ＬＢ３　　”も点Ｒを通
るようになる。このように光分割面がθだけ傾いた場合
、第６図において示したように、集光点Ｐは、点Ｒを通
る図の水平線Ｆよりも上方へ Δ　ｘ＝Ｊ２　５ｉｎ２　　θ たけずれることになる。ところが図の実施例では光分割
面３ａ”に発光光軸ＬＢＩが当たる点がＱ−ｈＲで示す
ように下方向へΔｙだけ移動することになるため、この
Δｙによって前記ΔＸが相殺される。

ここで、上記のＱ−Ｒの距離Δｙを求める６点Ｑより点
線３ａ’に垂線を下し、その交点をＳとする。これによ
って形成された三角形ＱＲ３は辺ＱＲの両端に形成され
る角が４５°の直角二等辺三角形となる。ＱＳの長さは
−ｒＸ　Ｉｔ　　ｓｉｎθとなる。したがって、直角二
等辺三角形ＱＲ３の辺ＱＲの長さは−ｒ’Ｘ　・−ｒＸ
　Ａ　　ｓｉｎθ−２１ｓｔｎθとなる。ここでθをラ
ジアンで表わせば、θは微小角度であるので、ｓｉｎθ
がθとほぼ等しくなる。

よって２Ｊ１　　ｓｉｎθは約２ｆＬθである。さらに
２Ａθは約Ｉｔ　５ｉｎ２θとほぼ同じ値となる。よっ
てＱＲの距離は、 ΔｙＬ９λ　ｓｉｎ　２θ となる。これは前記ΔＸと同じである。

すなわち、反射点Ｑ→Ｒのずれ量Δｙは逆方向のΔＸと
相殺される。よって図の実施例の場合、光分割面の傾斜
θによる集光点Ｐのずれはほぼ完全に解消されることに
なる。

一方、第３図に示すようにビームスプリッタ３の光分割
面３ａが固定端Ｂを中心にして時計方向にθだけ傾いた
場合（点線３ａ”で示す）には、半導体レーザ１の発光
中心Ｏから発せられるレーザビームの発光光軸ＬＢＩは
光分割面３ａ”上の点Ｒに入射される。このときのディ
スクからの戻り光の集光点のずれも上記と同様にＱ−Ｈ
によって解消される。

この場合、光分割面の時計方向への傾きによって集光点
Ｐは、点Ｒを通る図の水平線Ｆに対して図の下方向へΔ
ｘ　＝　ｆＬ　　５ｉｎ２θだけずれることになる。と
ころが、この場合もＱＳがｆ１ｍｓｉｎθとなり、ＱＲ
がｆ７・（’Ｉ　１１　　ｓｉｎθとなってほぼＩｔ　
５ｉｎ２θと等しくなる。すなわち、点線の光分割面３
ａへの光軸が当たる点Ｒの図の上方への１多勅によって
前記ΔＸがほぼ相殺されることになり、集光点Ｐにずれ
が生じなくなる。

次に第４図は本発明の他の実施例を示してぃる。

この実施例では、半導体レーザ１から発せられるレーザ
ビームが光分割面３ａを透過する方向にコリメートレン
ズ４および対物レンズなどが配置されており、光ディス
クからの戻り光が光分割面３ａから反射される方向にピ
ンホトダイオード８および凹レンズ（図示せず）などが
配設されている。

この場合も、ビームスプリッタ３は半導体レーザ１に近
い側の端部を支持点Ｂとして片持ちに支持されている。

また、光分割面３ａへ発光光軸が当たる点Ｑから支持点
Ｂまでの距離はＦτｕ（ＩＬは発光点０からＱまでの距
１ＩＩＩりに設定されている。この場合も第６図にて説
明したように、光分割面３ａがθだけ傾斜して点線３ａ
’で示す位置になると、集光点Ｐが、点Ｒを通る図の水
平線に対して図の下方向へΔＸ＝λｓｉｎ　２θだけず
れることになる。ところが、この場合も、ＱＳがｆ７Ｉ
ｔ　　ｓｉｎθで、ＱＲがｆｌ−ｒ丁１１　　ｓｔｎθ
となり、Ｑ−Ｒの図の上方へのずれ量がほぼｌ１ｓｉｎ
２θとなるため前記ΔＸが相殺され、集光点Ｐのずれは
ほとんど生じなくなる。

以上のように本発明によれば、ビームスプリッタ３が上
下方向のいずれかに傾いて、集光点が下方あるいは上方
にずれても、これとは逆方向に、しかも集光点のずれ量
とほぼ等しい長さだけ、光分割面３ａに対するレーザビ
ームの光軸の当たる位置がＱからＲへずらされるように
なる。したがって、集光点Ｐのずれがほぼ完全な形で除
去でき、ビンホトダイオード８によって正確な検知がで
きるようになる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限られるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
あることはいうまでもない。

例えば、上記実施例では、ビームスプリッタ３の支持端
Ｂから光分割面３ａに発光光軸が当たる点Ｑまでの距離
を、半導体レーザの発光中心から前記Ｑ点までの距＠Ｉ
ｔの１１倍にしているが、このような位置関係になくて
も、完全に集光点のずれを補正できないもののある程度
のずれの補正が行なえる。

さらに、上記実施例では、ビームスプリッタ３の光分割
面３ａが対物レンズ６の光軸に対して４５°の傾きをも
って片持ち支持されているが、他の角度であってもよい
。この場合、他の部品、例えば半導体レーザ１の配置場
所を変えるなどして対応することができる。

また、図の実施例ではビームスプリッタ３の光分割面３
ａが半反射面であるが、この光分割面３ａが偏光反射面
であっても同じである。

〔発明の効果〕

以上のように本発明は、ディスクに対向する対物レンズ
から延びる光軸に対して斜めに配置された光分割面を有
するビームスプリッタが設けられた光学式ピックアップ
において、ビームスプリッタを発光素子側を支持点とし
て片持ち支持している。したがって、ビームスプリッタ
の光分割面に傾きが生じ、この光分割面による反射光軸
もしくは透過光軸が、傾きを生じる前反射光軸もしくは
透過光軸に対して傾ぎをもつようになっても、傾きを生
じた光分割面に照射されるレーザビーム光軸に当たる位
置が前記反射光軸もしくは透過光軸の傾きを打ち消す方
向にずらされるようになる。

そのため、集光点のずれが補正されて受光素子に送られ
るようになり、正確な検知が行なえるようになるという
効果が得られる。

さらに、ディスクに対向する対物レンズから延びる光軸
に対して４５°の傾きにて配置された光分割面を有する
ビームスプリッタが設けられた光学式ピックアップにお
いて、ビームスプリッタが発光素子側にて片持ち支持さ
れているとともに、発光素子の発光点から光分割面への
光軸の入射点との距離をｌとしたときに、光軸の入射点
から片持ち支持点までの距離をＦ丁℃とすれば、集光点
のずれをほぼ完全になくすことができるようになる。し
たがって、ビームスプリッタに傾きが生じても、これに
よって生じる集光点のずれを完全に取り除くことができ
るという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光学式ピックアップの光学装置の
ビームスプリッタの固定構造の側面図、第２図と第３図
はビームスプリッタの光分割面が傾いた場合のレーザビ
ームの集光点の補正がなされる過程を示す説明図、第４
図は本発明の他の実施例において集光点の補正がなされ
る過程を示す説明図、第５図は従来の光学式ピックアッ
プの光学装置を示す説明図、第６図は第５図に示すビー
ムスプリッタの光分割面が傾いた場合の集光点のずれを
示す説明図である。 １・・・半導体レーザ、３・・・ビームスプリッタ、３
ａ、３ａ’・・・光分割面、６・・・対物レンズ、９・
・・シャーシ、Ｄ・・・光ディスク、Ｐ・・・集光点、
Ｑ・・・光分割面の傾き。 第１　図 １・　＋１ａレーザ　　　　　　３　・　ビームスプリ
・・り６　　力鈎しジ又゛９　　　シャーシ Ｄ　志五２り 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ディスクに対向する対物レンズから延びる光軸に対
   して光分割面が斜めに配置されたビームスプリッタが設
   けられており、且つこの光分割面の透過方向および光分
   割面の反射方向のいずれか一方に発光素子が配設され、
   他方に受光素子が配設されている光学式ピックアップに
   おいて、前記ビームスプリッタが発光素子に近い側の端
   部を支持点として片持ち支持されていることを特徴とす
   る光学式ピックアップにおけるビームスプリッタの固定
   構造 ２、ビームスプリッタの光分割面は対物レンズから延び
   る光軸に対して４５゜の角度に配置されており、且つ発
   光素子の発光点からその発光光軸が光分割面に当たる点
   までの距離をｌとしたときに、光分割面の前記発光光軸
   が当たる点からビームスプリッタの支持点までの距離が
   √２ｌに設定されている請求項１記載の光学式ピックア
   ップにおけるビームスプリッタの固定構造