JPH02162541A - 光学式信号再生装置及びそれに用いる光学部品 - 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、レーザ光源を用いた光学式信号再生装置に係
り、特にその光学系の簡素化および構成要素の１パツケ
ージ化に好適な光学系の構成ならびに光学部品に関する
。

〔従来の技術〕

従来、光学式信号再生装置の光学系の簡素化。

小型化をはかるため、１９８７年３月に発行されたｒ１
９８７年春季　第３４回応用物理学関係連合講演会」講
演予稿集、講演番号２９Ｐ−ＺＬ−７に記載のように、
検出光学系に複数の機能を持つホログラム素子を用いる
ことが行われている。

このようなホログラム素子は、信号検出機能に加えて、
フォーカス誤差およびトラッキング誤差の検出機能等を
備えている。したがって、このホログラム素子を用いる
ことによって、光学系の部品点数の削減をはかることが
できる。また、光源と検出系を一体化して小型化するこ
とも可能である。

なお、上記した従来技術ではトラッキング誤差の検出方
式として、１ビームのレーザ光の回折を利用するプッシ
ュプル法を用いている。また、反射型回折格子を備えた
３ビ一ム方式の光ピツクアップについては、例えば特開
昭６３−７６１１９号公報などに記載されるものがある
。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来技術は、ホログラム素子という
高価で特殊な光学部品が必要であるという問題があった
。その上、ホログラム素子は一般に回折効率が低く、光
検出器において十分な検出光量が得られないという問題
があった。

また、プッシュプル法によるトラッキング誤差の検出に
おいては、回折光のアンバランスによるトラッキングオ
フセットが原理的に発生するという問題点がある。

本発明の第１の目的は、ホログラム素子を用いることな
く少ない部品点数で構成された光学式信号再生装置を提
供することにある。

、本発明の第２の目的は、簡単な構成で３ビーム法によ
るトラッキング誤差の検出を行う光学式信号再生装置を
提供することにある。

さらに本発明は、上記目的を達成するための光学部品を
提供することを第３の目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記第１の目的を達成するために、レーザ光源が発する
レーザ光を少なくとも１つのレンズを有するレンズ系に
よって記録媒体（光ディスクなど）上に集光し、記録媒
体からの反射光を再びレンズ系を介して光検出器に導き
、信号の再生を行う光学式信号再生装置において、平行
平板またはウェッジ板の第１の主面もしくは内部にビー
ムスプリッタ面を有し、かつ第２の主面に反射面を有す
る光学部品を設け、この光学部品をレーザ光源の発する
レーザ光の光軸に対して傾斜させて光路中に配置したも
のである。

さらに、上記第１の目的を効果的に達成するために、レ
ーザ光源を発したレーザ光は前記光学部品の第１の主面
に入射し、その一部がビームスプリッタ面で反射した後
にレンズ系を経て記録媒体上に集光され、この記録媒体
からの反射光は再び同一のレンズ系を経て前記光学部品
に入射し、その一部がビームスプリッタ面を透過して平
行平板またはウェッジ板内を進行し、反射面で反射して
再びビームスプリッタ面を透過して光検出器に入射する
構成としたものである。

また、上記第２の目的を達成するために、平行平板また
はウェッジ板の内部に凹凸の格子溝を設設け、ビームス
プリッタ面が反射型回折格子としての機能を兼ね備える
ように構成する。

また、上記第２の目的を効果的に達成するために単一の
レーザ素子に複数の発光点を備えたレーザ光源を用いる
。

さらに、上記第２の目的を効果的に達成するために、レ
ーザ光源と前記光学的部品とを結ぶ光路中に回折格子を
配置する。

また、上記第３の目的を達成するために、本発明の光学
部品は、平行平板またはウェッジ板の第２の主面の少な
くとも一部に反射面を設け、かつ第１の主面または内部
にビームスプリッタ面を設ける。なお、好ましくは平行
平板またはウェッジ板の内部に凹凸の格子溝を設け、格
子溝上にビームスプリッタ面を設ける。また、好ましく
は第２の主面の少なくとも一部に反射膜を設けるととも
に、反射面の一部に反射防止手段（反射防止膜）を設け
る。

〔作用〕

上記のように構成された光学式信号再生装置において、
記録媒体からの反射光はレンズ系によって収束光となり
、光軸に対して傾斜して配置された平行平板またはウェ
ッジ板を通過して光検出器に入射する。このため光検出
器の入射光に非点収差が生じ、この入射光の集束形状を
光検出器にて検出することにより、フォーカス誤差信号
が得られる。また、入射光の記録媒体による回折パター
ンを光検出器にて検出することにより、プッシュプル法
のトラッキング誤差信号に得ることができる。

さらに、本発明の構成によれば、光検出器と光学部品と
を結ぶ光路と、レーザ光源と光学部品とを結ぶ光路が大
略平行となり、かつ光学部品から見て同一方向となり、
しかも、両光路は空間的に分離されるので、レーザ光源
と光学部品および光検出器を単一の筐体に収容すること
が可能となる。

また、平行平板またはウェッジ板の内部に凹凸の格子溝
が設けられるとともに、格子溝上にビームスプリッタ面
が設けられた本発明の構成において、ビームスプリッタ
面は、レーザ光源を発したレーザ光がビームスプリッタ
面において反射する際、反射型回折格子としての機能を
果たす。このため、レーザ光は０次および±１次回折光
に分離されてレンズ系を経て記録媒体上に集光され、そ
れぞれ０次および±１次回折光スポットを形成する。記
録媒体からの０次および±１次回折反射光は、レンズ系
を通り、光学部品を経て光検出器に入射する。したがっ
て、０次反射光より再生信号とフォーカス誤差信号とを
得、±１次回折反射光よりトラッキング誤差信号を得る
ことができる。

また、単一の素子に複数の発光点を備えたレーザ光源を
用いた本発明の構成では、レーザ光源を発したレーザ光
がそれぞれビームスプリッタ面で反射し、レンズ系によ
って記録媒体上に集光され、複数の光スポットを形成す
る。したがって光検出器より、再生信号、フォーカス誤
差信号およびトラッキング誤差信号を得ることができる
。さらに、レーザ光源と光学部品とを結ぶ光路中に回折
格子を配置した本発明の構成では、レーザ光源を発した
レーザ光が回折格子によって０次および±１次回折光に
分離されて、ビームスプリッタ面、レンズ系を経て記録
媒体に集光され、それぞれ０次および±１次回折光スポ
ットを形成する。

本発明の光学式信号再生装置において、前記光学部品の
第２の主面の一部に設けられた反射防止膜（反射防止手
段）は、レーザ光源を発したレーザ光のうち、ビームス
プリッタ面を透過した光が反射面で反射して再びビーム
スプリッタ面を透過し、その一部６が不要な光としてレ
ンズ系に入射することを防止する。

〔実施例〕

以下、本発明の光学式信号再生装置およびそれに用いる
光学部品を１図面を用いて詳細に説明する。

第１図は本発明の光学式信号再生装置の第１の実施例（
光ピツクアップの一部分）を示す構成図であって、記録
媒体を併記した図である。第１図において、１はレーザ
光源、２は光検出器、１０はガラスまたはプラスチック
等の光学材料から成る平行平板３の一方の主面をビーム
スプリッタ面４とし、他方の主面を反射面５とした光学
部品である。６は対物レンズ、７は記録媒体、８はレー
ザ光、９山〜９ｆはレーザ光８の反射光または透過光で
ある。

レーザ光源１を発したレーザ光８は、ビームスプリッタ
面４に入射し、反射光９山および透過光９１に分かれて
進む。反射光９山は対物レンズ６に入射し、記録媒体７
に集光される。なお対物レンズ６は、邸動手段（図示せ
ず）により、フォーカスおよびトラッキング誤差信号に
基づいて駆動される。記録媒体７からの反射光は対物レ
ンズ６を経てビームスプリッタ面４に入射し、透過光９
ｃと反射光９ｄに分けられる。透過光９ｃは屈折して平
行平板３内を進み１反射面５で反射して再びビームスプ
リッタ面４に入射し、透過光９ｅ。

反射光９ｆに分かれる。透過光９ｅは光検出器２に入射
し、その光出力（強度）に応じた電気信号に変換される
。光検出器２の入射光９ｅは収束光であるが、反射光の
光軸に対して傾斜して設置された平行平板３を通ったこ
とにより非点収差を付与される。したがって、光検出器
２に入射される光スポットの形状は、記録媒体７に集光
されたレーザ光がフォーカス状態のときに略円形となり
、デフォーカス状態のときに楕円形となる。そこで。

光スポットの形状に基づく既知の方法により、フォーカ
ス誤差信号を得ることができる。また、記録媒体７の信
号ピットまたは案内溝（図示せず。）による回折パター
ンを光検出器２より得て、プッシュプル法に基づいてト
ラッキング誤差信号を得ることができる。

本実施例の構成ではレーザ光源１および光検出器２は、
光学部品１０から見て同一の方向に設置されるため、装
置の小型化をはかることができる。

なお、光学部品１０は、平行平板３のかわりに、ウェッ
ジ板を用いて構成してもよい。

次に、ウェッジ板を用いた本発明の第２の実施例につい
て説明する。

第２図はウェッジ板３１を用いた場合の光学部品１０′
と、レーザ光源１．光検出器２を示す図である。第２図
において、第１図と同一物または同一機能を有する部分
については同一符号を記載した。

ウェッジ板３１を用いることにより、ビームスプリッタ
面４と反射面５は平行ではなくなり、所定の角度をなす
ようになる。ところで、平行平板３を用いた構成では、
非点収差法のフォーカス検出範囲から平行平板の厚さと
屈折率が決まると、レーザ光源１と光検出器２との位置
関係もおのずと決まり、設計の自由度がない。これに対
し、ウェッジ板３１を用いると、ビームスプリッタ面４
と反射面５のなす角度によって、レーザ光源１と光検出
器２の位置関係が変わり、設計の自由度が増す。

次に、反射防止手段を備えた本発明の第３の実施例につ
いて第３図を用いて説明する。

第３図（山）は第１図に示した実施例のレーザ光源１と
光学部品１０のみを示す図である。レーザ光源１を発し
たレーザ光８は、ビームスプリッタ面４で反射光９山と
透過光９ｋに分離されるが。

透過光９１は、反射面５で反射し再びビームスプリッタ
面４に入射する。ビームスプリッタ面４を透過した光９
７’は不要な光であるが、対物レンズ６、記録媒体７．
対物レンズ６、光学部品１゜を経て光検出器２に入射し
、不要な信号を発生する場合がある。

第３図（メ）は、光９に’の対物レンズ６への入射を防
止する本発明の第３の実施例を示す図である。第３図（
メ）において、反射面５で反射して光検出器２へ向かう
光９Ｃが反射面５に入射する領域を少なくとも含む領域
にのみ反射膜３２が設けられている。また、レーザ光源
１を発しビームスプリッタ面４を透過した光９には、反
射面５の一部に設けられた反射防止膜３３によって、そ
の反射を防止される。このとき、反射防止膜３３は、光
９ｃの反射面５における反射をさまたげないように配置
される。そのために、光９Ｊ−と光９ｃが反射面５上で
空間的に分離するように、レーザ光源１および光検出器
２と、光学部品１０との間の距離は短く設定される。

なお、反射防止膜３３を設けるかわりに１反射面５の一
部を加工してもよい。

また、第３図では平行平板３を用いた光学部品１０につ
いて説明したが、ウェッジ板を用いた光学部品１０’に
ついても本実施例を適用できる。

本実施例は、レーザ光源１を発し、ビームスプリッタ面
４を透過した不要な光９ｋが、対物レンズに入射するこ
とを防止する効果がある。

次に、レーザ光源１．光検出器２および光学部品１０を
単一の筐体１６内に設置した場合について説明する。

第４図は本発明の光学式信号再生装置の第４の実施例を
示す傾斜図である。第４図において６は対物レンズ、１
２はレーザ光源１の光出力をモニタするための受光素子
、１３はヒートシンク、１４は光学部品１０の支持部材
、１５は光入出射窓、１７はレーザ光ｇ１と光検出器２
および受光素子１２の各電極を筐体１６の外部に引き出
すための端子である。なお、端子１７と、レーザ光源１
、光検出器２および受光素子１２とを結ぶ配線は、本発
明の本質とはかかわりないため図示していない。

第４図において、レーザ光源１は、半導体レーザチップ
である。レーザ光源１の前方に照射されたレーザ光８０
．は、第１図に記載された実施例と同様に、ビームスプ
リッタ面４（図示せず、）によって反射光９山と透過光
（図示せず。）とに分離される。反射光９山は光入出射
窓１５を通って対物レンズ６に入射し、記録媒体７（図
示せず。）に集光される。記録媒体７からの反射光は対
物レンズ６、光入出射窓１５を経て、前述のように光検
出器２に入射する。また、レーザ光源１の後方に照射さ
れた光８１は、受光素子１２に入射して光出力（強度）
に応じた電気信号に変換され、光出力のモニタおよび制
御に用いられる。光検出器２の出力信号より、前述の第
１の実施例と同様に、再生信号とフォーカス誤差信号お
よびトラッキング誤差信号が作成される。

本実施例の構成により、ホログラム素子等の高価で特殊
な光学素子を用いることなく、光源と検出系を単一の筐
体内に一体化して設けることができ、装置を小型化でき
る。

次に、本発明の光学式信号再生装置の第５の実施例を第
５図、第６図を用いて説明する。

第５図において、光学部品１０″は、平行平板３′の一
方の主面にフォトエツチング等の方法で格子溝を設けら
れ、この格子溝上にビームスプリッタ膜４０を形成され
、さらにその上に平行平板３′とほぼ等しい屈折率を持
つ光学材料のカバーＮ４２を形成されたものである。こ
れにより、ビームスプリッタ膜４０は反射光に対しては
反射型回折格子として働き、透過光に対しては回折を起
こさない。レーザ光源１を発したレーザ光８は、カバー
層４２側より光学部品１０’に入射し、ビームスプリッ
タ膜４０により反射光９山と透過光９Ｉに分離される。

このうち反射光９山は、０次回折４１１１１Ｌ、＋１次
回折光４１Ｊ！−、−１次回折光４１ｃに分離し、対物
レンズ６により集光される。

そして記録媒体７には、０次および±１次光スポットが
一列に並んで形成される。記録媒体７からの反射光は、
対物レンズ６を経て光学部品１０’に入射し、ビームス
プリッタ膜４０１反射面５゜ビームスプリッタ膜４０を
経て、光検出器２′に入射する。光検出器２′の出力信
号にもとづいて、再生信号、非点収差法によるフォーカ
ス誤差信号。

および３スポト法によるトラッキング誤差信号が得られ
る。

なお、本実施例についても平行平板３′のかわりにウェ
ッジ板を用いることができる。

また、反射面５の一部に反射膜または反射防止膜を設け
ることができる。

本実施例によれば、光学部品１０＃に、ビームスプリッ
タ、回折格子および非点収差発生素子としての役割を受
は持たせることが可能となる効果がある。

また、レーザ光源１と光検出器２′を、光学部品１０′
から見て同一方向に設置できるという効果がある。

第６図は、第５図に記載されたレーザ光ｇｌと光学部品
１０１および光検出器２′を単一の筐体１６内に設置し
た場合の構成を示す斜視図である。

第６図において、１２はレーザ光源１の光出力をモニタ
するための受光素子、１３はヒートシンク、１４は光学
部品１０′の支持部材、１５は光入出射窓、６は対物レ
ンズ、７は記録媒体である。

本実施例によれば、ホログラム素子等の特別な部品を用
いることなく、非点収差法によるフォーカス誤差検出、
３スポツト法によるトラッキング誤差検出を行う光学式
信号再生装置の、光源と検出系を単一の筐体内に一体化
して、装置を小型化できる。

次に１本発明の光学式信号再生装置の第６の実施例を第
７図を用いて説明する。

第７図においては、１′はレーザ光源、２′は光検出器
、３は平行平板、４はビームスプリッタ面、５は反射面
、１０は光学部品、６は対物レンズ、７は記録媒体であ
る。

半導体レーザ光源１′は、単一の素子に３個の発光点５
０ｔＬ、５０７，５０ｃを備えたレーザ光源である。し
たがって、記録媒体７に３個の光スポットを形成でき、
３スポツト法によるトラッキング誤差検出が行われる。

次に、本発明の光学式信号再生装置の第７の実施例を第
８図を用いて説明する。

第８図において、■はレーザ光源、２′は光検出器、６
は対物レンズ、７は記録媒体、１０はビームスプリッタ
面と反射面および平行平板からなる光学部品、５１は透
過型の回折格子である。

図示の如く１回折格子５１は、レーザ光ｇ１と光学部品
１０とを結ぶ光路中に配置される。このことにより、レ
ーザ光′ｔＡ１を発したレーザ光８は０次および±１次
回折光に分離される。そして、レーザ光８は光学部品１
０．対物レンズ６を経て、記録媒体７に０次および±１
次光スポットを形成する。

本実施例によっても、簡単な構成で、非点収差法による
フォーカス誤差検出、３スポツト法による１−ラッキン
グ誤差検出が可能である。そして、レーザ光源１と光検
出器２′とを光学部品１０に対して同一方向に設置する
ことができるので、装置のか型化が可能である。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明したように構成されているので、以下
に記載するような効果を奏する。

平行平板またはウェッジ板の１つの主面を反射面とし、
他の主面または内部にビームスプリッタ面を設けた光学
部品を、レーザ光の光軸に対して傾斜させて光路中に配
置したことにより、特殊な部品を用いることなし簡単な
構成で、レーザ光源と光検出器とを路間一方向に配置す
ることができるので、装置の小型化、一体化を行うこと
ができる。

また、平行平板またはウェッジ板の内部の凹凸の格子溝
上にビームスプリンタ面を設けたことにより、簡単な構
成で３ビーム法による１〜ラツキング誤差検咄が可能と
なり、かつ、レーザ光源と光検出器とを同一方向に設置
することが可能となるので、小型化、一体化を行うこと
ができる。

また、レーザ光源に複数の発光点を持つレーザ光源を用
いることにより、また、レーザ光源と光学部品とを結ぶ
光路中に回折格子を配置したことにより、３スポツト法
によるトラッキング誤差検出ができ、かつ、装置を小型
化、一体化することができる。

さらに、平行平板またはウェッジ板の一方の主面を反射
面とし、他の主面または内部にビームスプリッタ面を設
けたことにより、装置の簡素化。

小型化、一体化に好適な光学部品を提供できる。

また、光学部品の反射面の一部に反射膜または反射防止
膜を設けたことにより、不要な光がレンズ系に入射する
ことを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光学式信号再生装置の第１の実施例を
示す構成図、第２図は本発明の第２の実施例を示す図、
第３図は本発明の第３の実施例を説明するための図、第
４図は本発明の光学式信号再生装置の第４の実施例を示
す斜視図、第５図は本発明の第５の実施例を示す図、第
６図は第５図に記載されたレーザ光源と光学部品および
光検出器を筐体内に設置した場合の構成を示す斜視図、
第７図は本発明の第６の実施例を示す図、第８図は本発
明の第７の実施例を示す図である。 １，１′・・・レーザ光源、２，２′・・・光検出器、
３・・・平行平板、　　　　　４・・・ビームスプリッ
タ面、４０・・・ビームスプリッタ膜。 ５・・・反射面、　　　　　１０．１０’　、１０’・
・・光学部品、３２・・・反射膜、３３・・・反射防止
膜。 躬 ？ 図 閑 （し） 躬 ち

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１の主面または内部にビームスプリッタ面を有す
   るとともに、少なくとも第２の主面に反射面を有する平
   行平板またはウェッジ板から成る光学部品と、レーザ光
   を発するレーザ光源と、該レーザ光を所定の記録媒体に
   集光するとともに、該記録媒体からの反射光を集光する
   ための少なくとも１つのレンズを有するレンズ系と、該
   レンズ系によって集光された前記反射光を検出する光検
   出器とを備え、前記光学部品は前記レーザ光の光軸に対
   して傾斜して光路中に配置されることを特徴とする光学
   式信号再生装置。 ２、前記レーザ光は、前記光学部品の第１の主面に入射
   して前記ビームスプリッタ面で反射し、前記レンズ系に
   よって前記記録媒体に集光され、前記記録媒体からの反
   射光は前記レンズ系を経て前記光学部品に入射し、前記
   ビームスプリッタ面を透過し、前記反射面で反射し、再
   び前記ビームスプリッタ面を透過して、前記レーザ光源
   の近傍に配置された前記光検出器に入射するように構成
   されることを特徴とする請求項１に記載の光学式信号再
   生装置。 ３、前記平行平板またはウェッジ板は内部に凹凸の格子
   溝を有し、該格子溝上に前記ビームスプリッタ面が設け
   られることを特徴とする請求項１または２に記載の光学
   式信号再生装置。 ４、前記レーザ光源は単一のレーザ素子に複数の発光点
   を備えたレーザ光源であることを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載の光学式信号再生装置。 ５、前記レーザ光源と前記光学部品および前記光検出器
   は、単一の筐体に収納されることを特徴とする請求項１
   ないし４のいずれかの１つに記載の光学式信号再生装置
   。 ６、回折格子を備え、該回折格子が前記レーザ光源と前
   記光学部品とを結ぶ光路中に配置されることを特徴とす
   る請求項１または２に記載の光学式信号再生装置。 ７、第１の主面または内部にビームスプリッタ面を有す
   るとともに、少なくとも第２の主面に反射面を有する平
   行平板またはウェッジ板から成ることを特徴とする光学
   部品。 ８、前記平行平板またはウェッジ板は内部に凹凸の格子
   溝を有し、該格子溝上に前記ビームスプリッタ面が設け
   られることを特徴とする請求項７に記載の光学部品。 ９、前記第２の主面上に反射膜と反射防止膜とが設けら
   れることを特徴とする請求項７または８に記載の光学部
   品。