JPH02304731A

JPH02304731A - 光ピックアップ装置の受光素子

Info

Publication number: JPH02304731A
Application number: JP12526489A
Authority: JP
Inventors: Akiyoshi Hamada; 濱田　明佳; Mitsutoshi Iko; 位高　光俊; Masanori Murakami; 正典村上
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1989-05-18
Filing date: 1989-05-18
Publication date: 1990-12-18

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］この発明は、光ディスクの自動焦点装置に使用する光ピ
ックアップ装置の受光素子に関する６［従来の技術］従来のモアレ縞を利用した光ピックアップ装置を第５図
を参照して説明する。半導体レーザ１からの射出光はコ
リメータレンズ２で平行光束となり、回折格子３を照射
する。この回折格子３はトラッキング用の３ビームを発
生するためのもので、０次光および±１次光の３ビーム
を発生する。これらの回折格子３からの０次光および±
１次光の３ビームはビームスプリッタ４を透過して直進
し、対物レンズ５により集光され、それぞれ光ディスク
６のビットを点状に照射する。このとき０次光は中心の
読取りビット６ａを照射し、回折格子３により若干偏向
された±１次光は読取りピット６ａを挟んで左右のピッ
ト６ｂ、６ｃをそれぞれ照射することになる。

上記光ディスク６のピット６ａ、６ｂ、６ｃからの反射
光は、再び入射光路を逆に辿り、対物レンズ５により収
束され、例えば光ディスク６の位置が対物レンズ５の焦
点距離の位置にあるとすると、対物レンズ５を通った戻
り光は再び平行光束となる。そして、ビームスプリッタ
４により直角に右方向へ偏向され、第１の格子７および
第２の格子８を照射する。これらの格子７，８は、それ
ぞれ透明部、不透明部が平行の縞を例えばピッチ０．０
５ｍｍに形成した格子であり、第２の格子８は第１の格
子７に対してその編方向が微小角度、例えば１．５°回
転した状態で設置されている。したがって、第１の格子
７の像は第２の格子８上に重なって形成され、ここでモ
アレ縞を発生することになる。このモアレ縞は、光ディ
スク６の位置により反射光が発散光から集束光に変化す
るにつれ回転することになる。これをその右側に配置し
た六分割受光素子１０の中央部に配設した四分割受光素
子で検出し、フォーカシングエラー信号とするのである
。（特願昭６２−６０００７号参照）このとき、四分割受光素子はモアレ縞を検出するため集
光レンズ９の焦点位置の光軸方向の若干前後の光束の広
がった位置に配置される。そして、上記六分割受光素子
１０は、第６図にその正面図を示すように、同一平面の
基板上に中央にフォーカシング用の四分割受光素子Ｂ、
Ｃ，Ｄ。

Ｅとその両側にトラッキング用の２個の受光素子Ａ、Ｆ
が配設されており、光ディスク６のピット６ａからのモ
アレ縞のフォーカシング光は中央部の４個の受光素子Ｂ
−Ｅより（Ｂ＋Ｅ）　−（Ｄ＋Ｅ）のフォーカシングエ
ラー信号を生じさせて検出する。また、この４個の受光
素子Ｂ−Ｈにより（Ｂ＋Ｅ）＋　（Ｄ＋Ｅ）のデータ（
ＲＦ）信号を得るように形成されている。

また、回折格子３で生じた±１次光により照射された読
取りピット６ａを挟んだ左右のピット６ｂ、６ｃからの
トラッキング用の反射光は、同様に再び対物レンズ５に
より収束し、ビームスプリッタ４で直角に右方へ偏向さ
れ、第１．第２の格子７，８を透過し、集光レンズ９に
より集光されて第５図において六分割受光素子１０の上
、下の２個の受光素子Ａ、Ｆに入射する。そして、（Ａ
−Ｆ）の光量差をトラッキングエラー信号として用いる
ようになっている。（特願昭６３−２８０９３６号参照
）［発明が解決しようとする課題］このように、六分割受光素子１０は、第６図に示される
ように同一平面上の基板上の中央部に四分割受光素子Ｂ
、Ｃ，Ｄ、Ｅとその左右にこの四分割受光素子Ｂ−Ｅを
挟んで間隔をあけて配設した２つの受光素子Ａ、Ｆから
構成されていた。

ところで、光ディスク６の位置変化により対物レンズ５
の焦点距離の位置よりも近すぎの状態となったときには
、光ディスク６からの戻り光は発散光束の状態となるた
め、フォーカシング用光束およびトラッキング用光束は
光束が広がった状態で六分割受光素子１０を照射するこ
とになり、中央部のフォーカシング用量光素子Ｂ−Ｅ、
左右のトラッキング用受光素子Ａ、Ｆからはみ出して干
渉して受光されるようになり、フォーカシング信号およ
びトラッキング信号検出のＳ／Ｎ比が低下してしまうと
いう問題が生じていた。

この発明は、このような点に鑑みてなされたもので、フ
ォーカシング用およびトラッキング用光束は何らそれぞ
れの受光素子からはみ出して干渉することのない受光素
子を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］この発明では、モアレ縞を使用してフォーカシング検出
を行ない、３ビーム法を使用してトラッキング検出を行
なう光ピックアップ装置の六分割受光素子において、中
央部のフォーカシング用の四分割受光素子と左、右のト
ラッキング用の２個の受光素子とを光軸方向に位置を異
ならせて配置するように構成したものである。

［イ乍　　用］したがって、フォーカシング用光束とトラキッング用光
束は互いにそれぞれのビームが干渉することなく高精度
に位置検出することでき、また、トラッキング用検出素
子は極めて小さく形成することが可能となる。

［実　施　例］以下、図面に基づいてこの発明の詳細な説明する６先ず
、光ピックアップ装置の構成を第５図の光路図を参照し
て説明する。即ち、半導体レーザ１からの波長λ＝７８
０ｎｍの射出光は焦点路ｉｆｆｌｆ＝１０ｍｍのコンデ
ンサレンズ２により平行光束にされ、ピッチＰ′＝０．
１２５ｍｍの回折格子３に入射する。そして、フォーカ
シング用の０次光とトラッキング用の±１次光の３ビー
ムを発生する。これらの光束はビームスプリッタ４をそ
のまま透過して直進し、焦点路＆ｉｌｆ＝４５ｍｍ、Ｎ
、Ａ、＝０．５の対物レンズ５によりそれぞれ収束され
、光ディスク６のビット１３ａ、６ｂ、６ｃをそれぞれ
照射することになる。

ビット６ａから反射された０次光によるフォーカシング
用光束は、再び対物レンズ５により収束され、ビームス
プリッタ４のミラー面４ａで反射して直角に右方へ偏向
し、第１の格子７および第２の格子８を照射する。これ
らの第１．第２の格子７，８はそれぞれピッチＰ＝０．
０５ｍｍの透過部と不透過部の平行の縞からなるモアレ
縞発生用の格子であり、第１の格子７と第２の格子８の
線方向は一方が交叉角１，５°の微小角度だけ回転した
状態で光ディスク６のビットの列（これは一種の反射型
回折格子とみなすことができる）との干渉を防止するた
めに格子の向きがビット列と略垂直になるように配設さ
れている。そして、これらの格子７，８により発生した
モアレ縞を有する光束は、焦点距離ｆ：＝２５ｍｍの集
光レンズ９により集光されて六分割受光素子１０の中央
部に配設された四分割受光素子Ｂ−Ｈに入射する。

一方、光ディスク６のビット６ｂ、６ｃにより反射した
±１次光によるトラッキング用の光束は、同様に対物レ
ンズ５により収束され、ビームスプリッタ４のミラー面
４ａで直角に反射されて右方に偏向し、第１．第２の格
子７，８を透過して集光レンズ９により集光されて六分
割受光素子１０の上下の受光素子Ａ、Ｆにそれぞれ入射
する。

このとき、六分割受光素子１０は、トラッキング用の２
つの検出素子Ａ、Ｆを集光レンズ９のベストフォーカス
位置である焦点位置に配置し、中央部の四分割受光素子
Ｂ−Ｅは上記焦点位置より光軸方向の前、後の光束が広
がった部分に配置される。

次に、この発明の第１実施例の受光素子を説明する。受
光素子１０ａは、第１図（Ａ）、（Ｂ）に側面図および
正面図を示すように、例えば０．２ｍｍ幅の中央部の４
個の正方形状に配設されたフォーカシング用のＢ、Ｃ，
Ｄ、Ｅの受光素子と、これを挟んで０．３ｍｍ間隔離れ
た左右のトラッキング用の２つの受光素子Ａ、Ｆより段
差１１を有して側面形状が凹状の基板上に形成されてい
る。

この段差１１は、例えば光ディスク６の位置が対物レン
ズ５の焦点距離の位置だけ離れた状態に位置するとき、
光ディスク６からの戻り光が再び対物レンズ５により平
行光束となり、集光レンズ９により集光されてその焦点
位置に集束されるベストフォーカス位置に左、右のトラ
ッキング用受光素子Ａ、Ｆを配置し、この位置より光軸
方向の後側のやや光束の広がった状態の位置に中央部の
フォーカシング用四分割受光素子Ｂ−Ｅを配置させるよ
うに設置されている。したがって、この四分割受光素子
Ｂ−Ｅ上には広がったフォーカシング用光束が照射され
、第１の格子７と第２の格子８により生じたモアレ縞を
含む光束が受光されることになる。

そして、光ディスク６の位置が対物レンズ５の焦点距離
の位置よりも遠い位置の状態にあるときの戻り光が再び
対物レンズ５により収束光束となるとき、あるいは光デ
ィスク６の位置が対物レンズ５の焦点距離の位置より近
すぎの位置の状態にあるときの戻り光が再び対物レンズ
５により発散光束となるときには、トラッキング用の２
つの受光素子Ａ、Ｆ上の光束はベストフォーカス位置よ
りやや前、後の光束の広がったアウトフォーカス状態と
なるが、これはベストフォーカス位置の前後の比較的に
光束の広がりが小さい位置であり、トラッキング用の２
つの受光素子Ａ、Ｆからはみ出すことがない。また、こ
のときフォーカシング光束も四分割受光素子Ｂ−Ｈの広
がった状態よりも光束がさらに狭い状態およびやや広が
った状態になるが、これも受光素子Ｂ−Ｅからはみ出し
てトラッキング用の２つの受光素子Ａ、Ｆに干渉を起す
ことがなくそれぞれ受光されるようになる。

この例では、段差１１は１．０ｍｍである。

次に、第２図（Ａ）、（Ｂ）に基づいて変形例を説明す
る。上記第１図（Ａ）、（Ｂ）に示す実施例では、六分
割受光素子１０の中央部に配設したフォーカシング用四
分割受光素子Ｂ−Ｅを左。

右のトラッキング用受光素子Ａ、Ｆより光軸方向の後側
、即ち、断面形状が凹状に形成した例であるが、この例
では逆に中央部に配設したフォーカシング用の四分割受
光素子Ｂ−Ｅを左、右のフォーカシング用の受光素子Ａ
、Ｆよりも前側、即ち、断面形状が凸状に形成した点で
相違している。

したがって、この例の場合は、トラッキング用の２個の
受光素子Ａ、Ｆが同様に集光レンズ９のベストフォーカ
ス位置である焦点距離の位置に配設したとき、フォーカ
シング用の中央部の四分割受光素子Ｂ−Ｅはベストフォ
ーカス位置より光軸方向における前側のやや光束の広が
った部分でモアレ縞を検出することになる。そして、そ
の作用・効果は先の実施例のものと同一である。この例
ではこの段差１１は１．０ｍｍである。このため、中央
の四分割受光素子Ｂ−Ｈには０次光によるフォーカシン
グ用光束がトラッキング用光束に何ら影響されることな
く集束し、また、左右の受光素子Ａ、Ｆには±１次光に
よるトラッキング用光束が中央部のフォーカシング用光
束により何ら影響されることなく集光して受光されるよ
うになるので、これらの受光素子Ａ−Ｆで検出されるフ
ォーカシング信号およびトラッキング信号にノイズとし
て加わることが防止される。

次に、この発明の第２の発明の実施例を第３図および第
４図に基づいて説明する。

この場合、フォーカシング用およびトラッキング用の受
光素子Ａ−Ｆはそれぞれの基板の同一平面上に形成され
る。そして、左、右のトラッキング用受光素子Ａ、Ｆの
前には凸レンズ１２あるいは凹レンズ１３が設けられる
。そして、これらの受光素子Ａ、Ｆは凸レンズ１２ある
いは凹レンズ１３を介してベストフォーカス位置になる
ように配置すると、フォーカシング用の中央部の受光素
子Ｂ−Ｅは、第、３図の場合にはベストフォーカスの前
側の光束の広がった位置で受光して検出し、第４図の場
合はベストフォーカス位置の後側の光束の広がった位置
で受光するようになる。そして、２つのトラッキング用
受光素子Ａ、Ｆは小さくて済み、かつトラッキング光に
フォーカシング光が干渉することも、逆にフォーカシン
グ光束にトラッキング光束が干渉することもなく、フォ
ーカシング検出信号あるいはトラッキング検出信号のＳ
／Ｎ比を向上させることができる。

なお、これらの例の場合は、六分割受光素子Ａ−Ｆを基
板の同一平面上に形成することができるので、受光素子
の製造は上記第１図、第２図のものより楽になる。

［発明の効果コ以上説明したとおり、この発明の光ピックアップ装置の
受光素子は、光軸方向に段差を有して中央部にフォーカ
シング用の四分割受光素子とその四分割受光素子を挟ん
で２個のトラッキング用受光素子を、あるいはフォーカ
シング用光路あるいはトラッキング用光路に凸レンズあ
るいは凹レンズを設けて光学的に段差を形成したので、
）オーカシング用受光素子あるいはトラッキング用受光
素子はトラッキング用光束あるいはフォーカシング用光
束が相互に何ら干渉することなく検出することができる
ので、フォーカシング信号およびトラッキング信号のＳ
／Ｎ比を向上させることができる。また、受光素子全体
を小型化することができ、ひいては光ピックアップ全体
の小型化を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）、（Ｂ）および第２図（Ａ）。（Ｂ）は、この発明の実施例を示す光ピックアップ装置
の受光素子の側面図および平面図、第３図および第４図
は、この発明の他の実施例を示す光ピックアップ装置の
受光素子の側面図、第５図は、この発明が用いられる光
ピックアップ装置の光路図、第６図は、従来の光ピックアップ装置の受光素子の平面
図である。１・・・半導体レーザ２・・・コリメータレンズ３・・・回折格子４・・・ビームスプリッタ５・・・対物レンズ６・・・光ディスク７．８・・格子９・・・集光レンズ１０．１０ａ〜１０ｄ　　・六分割受光素子Ａ、Ｂ、Ｃ
，Ｄ、Ｅ、Ｆ・・・受光素子特許出願人　ミノルタカメ
ラ株式会社代理、大小山１）先夫第１図（Ｂ）第３図　　　笛４図竺６　Ｍ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）モアレ縞を使用してフォーカシング検出を行ない
、３ビーム法を使用してトラッキング検出を行なう光ピ
ックアップ装置の受光素子において、フォーカシング用の四分割受光素子とトラッキング用の
２個の受光素子を光軸方向に位置を異ならせて配置する
ように構成した光ピックアップ装置の受光素子。
（２）モアレ縞を使用してフォーカシング検出を行ない
、３ビーム法を使用してトラッキング検出を行なう光ピ
ックアップ装置の受光素子において、フォーカシング検出用の四分割受光素子とトラッキング
用の２個の受光素子を基板の同一平面上に形成し、上記
トラッキング用の２光束の光路に凸レンズあるいは凹レ
ンズを配置し、光学的に光軸方向に位置をずらせて結像
するようにしたことを特徴とする光ピックアップ装置の
受光素子。