JPH0279225A - 光ピックアップ - 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、光ピックアップに係り、特に光情報記録媒体
上に光束を集光させる集光手段において光束を傾けて光
スポットをトラッキング（移動）させる構成に関するも
のである。

〔従来の技術〕

光情報記録媒体上にレーザ光を照射して情報の記録、再
生を行う光ピックアップの光学系は第８図Ａに示すよう
に構成されている。

レーザダイオード２１から所要方向へ偏向して出射され
た拡散光束は、コリメータレンズ２２により平行光束と
され、成形プリズム２３により強度分布の補正をされ、
偏向ビームスプリッタ２４．１７４波長板２５を通り、
回動ミラー２６を介して対物レンズ２７を通って光情報
記録媒体上２８に結像する。

光情報記録媒体２８上の信号により変調を受けて反射し
てきた光束は、対物レンズ２７により再び平行光束とさ
れ、１７４波長板２５を通り、偏向ビームスプリッタ２
４により反射されて９０′方向を変えられる。反射され
た光束は他の偏向ビームスプリッタ２９により透過光と
反射光に分けられ、と通光は集光レンズ３０により集束
されて光検出器３１により受光され、記録された信号を
読み取られることとなる。

一方、反射された光束は１７２波長板３２を通り、臨界
角プリズム３３へ入射する。この場合、反射面Ｐｒに対
しＰ偏光で入射する。反射面Ｐｒで反射した光束は光検
出器３４に入射する。

光検出器３４は、第８図Ｃに示したように４分割されて
おり、フォーカスエラーは（ａ＋ｂ）　−（ｃ＋ｄ）に
より、トラッキングエラーは（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）に
より得て、これらはそれぞれフォーカスアクチュエータ
ー（図示していない）、回動ミラー２６によって制御さ
れるようにしである。

第９図は、回動ミラー２６によりトラッキングエラーを
制御する状態を示す説明図である。回動ミラー２６の回
転中心Ｐは、対物レンズ２７の光軸とコリメータレンズ
２２の光軸を通った光線の進行位置の交点に位置する。

回動ミラー２６が回転しない場合は、コリメータレンズ
の光軸を通った光線は実線で示した光路で進み光情報記
録媒体２８上に垂直に入射し、反射後も同じ光路を戻る
。

次に光情報記録媒体２８上でΔＸだけ光スポットをトラ
ッキングするために回動ミラー２６をθ分傾けると、コ
リメータレンズの光軸を通った光線は実線に対し２θの
角度で反射し、対物レンズ２７にはり３分離れた位置で
入射することとなる。

ここで対物レンズ２７の焦点距離をｆとすると、この光
線は光情報記録媒体２８上でΔｘ＝ｆ・２θの位置に入
射する。その後、同じ角度で反射された対物レンズ２７
を通り、回動ミラー２６で反射された後、往路の光線に
対しＤ２だけ平行移動した復路の光線となる。以上の光
路は破線で示したものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、第９図に示すように従来の技術において
は回動ミラー２６を角度θ分傾けた場合、往路の光線は
対物レンズ２７に対し貼分離れた位置で入射するため、
ガウス分布状の強度分布を有する光束が、光情報記録媒
体２８上では結像する光スポットの強度分布は非対称と
なる。また、復路の光線も往路の光線に対し０２分ずれ
るため、第８図に示した光検出器３４においては矢印方
向に強度分布がずれてしまい、トラッキングエラー信号
にオフセットが生じてしまうのである。

この不具合を解消すべく種々提案されているが、例えば
特開昭５１−２２４４８号公報には、対物レンズの入射
瞳を含む平面と回動ミラーを含む平面が交わってできる
交線を回動軸として回転するようにし強度分布が対称な
光束が入射瞳に入るようにした内容が記載しである。

このための具体的手段としては、回動軸と回動ミラーを
弾性指示部材で連結するというものがあるが、対物レン
ズをフォーカス方向に駆動するためのアクチュエータの
直下に回動ミラーを設けると、弾性指示部材がアクチュ
エータに干渉してしまったり、回動ミラーと対物レンズ
との距離は弾性指示部材が大きいため、あまり長くとれ
ないという不具合がある。

また、特開昭５６−１３４３２５号公報にはミラーをバ
ネ定数の異なる２つのバネで指示し、回動および並進を
同時に行うようにした内容が記載しである。しかしこれ
には２つのバネ定数、ミラー重心、ミラー駆動位置等設
定上、種々の困難性があるとともにミラー回転の感度は
２つのバネの伸びの差により得るようにしているため、
感度を上げることに困難性がある。

また、特公昭６２−４５６１４号公報には対物レンズの
焦点位置にミラーの回転軸を設けた内容が記載しである
。しかしこれには対物レンズを支持する部材、フォーカ
ス駆動コイルが必要なため、対物レンズの焦点位置に駆
動ミラーの回転軸を設けることはスペース上困難をとも
なうとともに駆動ミラーの位置は対物レンズの焦点位置
により決められるのでミラー配設位置の自由度が小さい
という不具合がある。

本発明は、上記問題点を解決すべく提案されるもので、
光情報記録媒体上の光スポットを移動させるトラッキン
グにおいて、対物レンズの入射する光束のずれおよび復
路光束のずれを補正してサーボ特性の向上、光学系構成
の自由度の向上、トラッキング駆動感度の向上を図、る
ことのできる光ピックアップを提供することを目的とし
たものである。

〔課題を解決するための手段および作用〕本発明は、上
記目的を達成するため光源と、該光源からの光束を略平
行光束にするための光束平行手段と、平行光束を光情報
記録媒体上に光スポットとして形成する光束集光手段と
、光情報記録媒体上の光スポットを移動きせる光スポッ
ト移動手段を設けた光ピックアップにおいて、前記光束
平行手段と前記光束集光手段との間に光束集光手段の光
軸に対する前記略平行光束のずれに応じて、略平行光束
を平行移動させるようにした光束シフト手段を設けたも
のである。

このように、光スポット移動手段の動き、対物レンズへ
の入射光束の動きに応じて、光束シフト手段により対物
レンズへの入射光束をシフトさせ対物レンズへの入射光
束のずれおよび復路光束のずれを補正できる。

〔実施例〕

第１図は、本発明の第１実施例を示す光路の概要図であ
る。１７４波長板を通ってきた光束は回動ミラー１で反
射され、対物レンズ２を通り、光情報記録媒体３上に光
スポットとして結像されるのであるが、本実施例では１
７４波長板と回動ミラー１との間に平行平板４を設けて
いる。

第１図では、トラッキングのため回動ミラー１が角度θ
分だけ回転した状態を示しているが、平行平板３も角度
２分だけ回転している。このため、コリメータレンズの
光軸を通ってきた光線が平行平板４に入射する際、光線
は入射方向に対し角度２分だけ平行ずれした方向へ進む
。更に回動ミラー１で反射され、対物レンズ２の回動ミ
ラー１側の焦点位置Ｆを通り、対物レンズ２へ入射する
。

対物レンズ２から出射して光情報記録媒体３上へ入射す
る際は、対物レンズ２の光軸よりΔＸ分ずれた位置に垂
直に入射する。そのため、光情報記録媒体３上で反射し
た光線も往路と全く同一の光路を復路として戻ることが
でき、光検出器に入射する際もずれることなくトラッキ
ングエラー信号にオフセットが生じてしまうこともなく
なるのである。

したがって、実際のトラッキングにおいてはトラックの
変位に応じて回動ミラー１を変位させ、同時に平行平板
４をも変位させることにより光線ずれを補正できること
となる。以下に回動ミラー１の回転角θを検出し、検出
信号により平行平板４０回転角ρを制御する内容を説明
する。

回動ミラー１０回転角θと光線の補正量δとの関係は となっている。この場合ｌは、対物レンズ２の焦点位置
Ｆから回動ミラー１の回転中心Ｐまでの距離である。

次に平行平板４０回転角ρと補正量δとの関係は、 となっている。この場合、ｄは平行平板４の厚さであり
、ｎは屈折率である。ρ′は光線の平行平板４における
屈折角であり、 ｐ’　　　＝　　５ｉｒｒ’（−−５ｉｎ　　　ｐ）の
関係がある。

トラッキング量ΔＸは、ΔＸ＝２θ・ｆの関係にあるの
で仮に対物レンズ２の焦点距離を４．３ｍｍ。

トラッキング量ΔＸを５０μｍとすると、回動ミラー１
の回転角θは０．３３°となる。！　＝　５　ｍｔｎと
して、前記角度付近の回転角θと光線の補正量ｆとの関
係をグラフに示すと第２図Ａのようになり、回転角θと
補正量δとは比例関係にあることが判明する。

一方、平行平板４の屈折率をｎ＝１．５とし、厚さをｄ
＝２ｍｆｆＩとして、平行平板４０回転角ρと補正量δ
との関係をグラフに示すと第２図Ｂのようになり、回転
角ρと補正量δとは比例関係にあることが判明する。

したがって、平行平板４を制御するには回動ミラー１の
回転角θに比例して平行平板４の回転角ρを定めながら
制御すればよいこととなる。なお平行平板４０回転角ρ
と補正量δの比例定数は、屈折率ｎ１厚さｄにより選定
すればよいことはいうまでもない。

第３図は、本発明の第２実施例を示したもので、第１実
施例と対応する個所には同一符号を付した。

第１実施例の平行平板４に対応する位置に設けた５は、
ミラー面の法線方向に平行にシフトするようにされた並
進ミラーである。図面ではトラッキングのための回動ミ
ラー１が、角度θ分だけ回転した状態を示しているが、
並進ミラー５はコリメータレンズの光軸を通ってきた光
線の入射方向に対し４５°傾斜している。並進ミラー５
は、矢印Ａの方向へδ１０−だけシフトしているが、こ
、の並進ミラー５ヘコリメータレンズの光軸を通った光
線が入射すると、反射後の光線は光軸に対しδ分だけ平
行ずれした方向へ進む。更に回動ミラー１で反射され、
対物レンズ２の焦点位置Ｆを通り、対物レンズ２へ入射
した後、光情報記録媒体３上へ垂直に入射する。そのた
め、光情報記録媒体３上で反射した光線も往路と全く同
一の光路を復路として戻ることができる。したがって、
第１実施例と同様の効果を得ることができる。

実際のトラッキングにおいては、トラックの変位に応じ
て回動ミラー１を変位させ、同時に並進ミラー５をも変
位させることにより光線ずれを補正できることとなる。

この場合、第２図Ａに基づき前述したように回動ミラー
１の回転角θと補正量δとは比例関係にあり、並進ミラ
ー５の並進量ｆ＝Ｌ−と補正量ｆとも比例関係にあるの
で、回転角θを制御信号として並進ミラー５を制御すれ
ばよいこととなる。

以上の実施例において、回動ミラー１と光線シフト手段
たる平行平板４、並進ミラー５との配列順番は光学系の
タイプにより適宜選択構成すればよい。また、回動ミラ
ー１を反射した光線が対物レンズ２の焦点位置Ｆを通る
ようにしであるが、対物レンズ２０入射瞳の中心に入射
させるようにしてもよい。また、平行平板４の回転角ρ
、並進ミラー５の並進量δ０°の制御を回動ミラー１の
回動角θを制御信号により行う場合、回転角θの変化に
おける低周波成分のみを抽出して制御信号とすることも
よく、他の手段により制御信号とすることも可能である
ことはいうまでもない。

第４図は、本発明の第３実施例を示したもので固定部と
可動部を有するいわゆるリニア分離光学系に応用したも
のである。第４図Ａにおいて、本体光学系９から出射さ
れた光線Ｘは、固定ミラー６で反射し、矢印入方向へδ
ｒ７分だけ並進した並進ミラー５で反射して光線シフト
補正をし、固定部８から光軸に対しδ分だけシフトした
光線が出射されてゆく。この光線がトラッキング方向へ
移動可能な可動部７へ入射し、光軸に垂直な軸回りに角
度θ分だけ回転した回動ミラー１で反射され、対物レン
ズ２の回動ミラ−１側焦点位置Ｆを通り、対物レンズ２
を通って光情報記録媒体３上に垂直に入射する。光情報
記録媒体３上で反射された光線は、往路と同じ光路で本
体光学系９へ達するのである。

本実施例では、可動部７と固定部８との間の光路長に変
化が生じても、その影響を受けず固定部８の並進ミラー
５と可動部７０回動ミラー１により、トラッキング中で
も復路の光束がずれてしまうことがな（前記各実施例と
同様の効果がある。

本実施例は光学系構成の自由度が大きく、第４１已に示
すように固定部８に回動ミラー１と並進ミラー５を設け
ることもできる。このようにすることにより可動部７に
は、対物レンズ２、固定ミラー６を設ければよく、可動
部の軽量化を図ることができ高速アクセスが可能となる
。

第５図は、本発明の第４実施例を示したもので、スイン
グアーム方式の光ピックアップに応用したものである。

本体光学系から出射された光線Ａは、平行平板４により
光線のシフト補正をされ、次に回動ミラー１で反射され
、次にスイングアームＳ内に設けである２枚の固定ミラ
ー１０．１１で反射され、対物レンズ２の焦点位置を通
り、対物レンズ２を通って光情報記録媒体上へ垂直に入
射する。ここで反射された光線は、往路と同じ光路を復
路として本体光学系へ達する。こうしてトラッキング中
でも復路の光束がずれてしまうことがな（前記各実施例
と同様の効果があることはいうまでもない。さらに本実
施例では可動部であるスイングアームＳが重くならない
ように固定部へ回動ミラーｌ、平行平板４を設けること
ができるので、高速アクセスが可能となる。

本発明は、以上の実施例に限定されるものではなく幾多
の変形が可能である。例えば、第６図Ａ。

Ｂに示すように光束シフト手段として光路中にプリズム
１２あるいはプリズム１３を用いて回動ミラーの傾きに
応じて並進するようにしたものでもよい。

また、第７図に示すように光束シフト手段と、して光路
中に印加する電圧によって屈折率が変化する電気光学材
料から成る平行平板１４を光軸に対して斜めに設け、回
動ミラーの傾きに応じて平行平板１４への印加電圧を変
えて屈折率を変えるようにしたものでもよい。

また、以上の実施例では光スポット移動手段として回動
ミラーを用いた場合を示したが、これに代えて光源を光
軸と垂直方向に振る方法、リレーレンズを同様に振る方
法、プリズムを同様に振る方法などであってもよい。

〔発明の効果〕

以上の如く、本発明によれば対物レンズへ入射する光束
のずれおよび復路光束のずれを補正することによりトラ
ッキングエラー信号にオフセットを発生させず、サーボ
特性の向上を図ることができる。また光束シフト手段を
駆動部とは別の固定部に設けるなど光学的構成の自由度
の向上を図ることができ、ひいては駆動部の軽量化によ
りトラッキングの駆動感度の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例を示す光路の概要図、 第２図Ａ、Ｂは回転角と補正量の関係を示す説明図、 第３図は、本発明の第２実施例を示す光路の概要図、 第４図Ａ、　Ｂは、本発明の第３実施例を示す光路の概
要図、 第５図は、本発明の第４実施例を示す光路の概要図、 第６図Ａ、　Ｂ、第７図は他の実施例を示す要部説明図
、 第８図は、従来例を示す光学系の概要図、第９図は、従
来例を示す光路の概要図である。 １・・・回動ミラー　　　　２・・・対物レンズ３・・
・光情報記録媒体　　４・・・平行平板特許出願人　　
オリンパス光学工業株式会社第１図 第２図 Ａ　　　　　　　　　Ｂ 第４図 Ａ 手　　続　　補　　正　　書 昭和６３年１２月　１日 特許庁長官　　吉　　１）　文　　毅　　殿１、事件の
表示 昭和６３年特許願第２３０１２９号 ２、発明の名称 光　　ピ　　ッ　　り　　ア　　ッ　　プ３、補正をす
る者 事件との関係　特許出願人 （０３７）オリンパス光学工業株式会社４、代理人 １、明細書第１頁第３〜１４行の特許請求の範囲を下記
の通りに訂正する。 「２、特許請求の範囲 １、光源と、該光源からの光束を略平行光束にするため
の光束平行手段と、平行光束を光情報記録媒体上に光ス
ポットとして形成する光束集光手段と、−へ 番て　・　せることによ　光情報記録 媒体上の光スポットを移動させる光スポツト移動手段を
設けた光ピックアップにおいて、 前記光束平行手段と前記光束集光手段との間に光束集光
手段の光軸に対する前記略平行光束のずれに応じて、略
平行光束を平行移動させるようにした光束シフト手段を
設けたことを特徴とする光ピックアップ。」２、明細書
筒２真第５．８．１３行の「偏向」を「偏光」にそれぞ
れ訂正し、 同頁第１５行の「偏向」を削除する。 ３、同第３頁第９行の「によって制御されるようにしで
ある。」を「を制御し、フォーカシング、トラッキング
を行なう。」に訂正し、 同頁第１０〜１１行の「エラーを制御」を削除する。 ４、同第４頁第５〜６行の「その後、同じ角度で反射さ
れた」を「ディスクで反射された光線は、Ｊに訂正する
。 ５、同第５頁第８．１１．１３行の「指示部材」を「支
持部材」にそれぞれ訂正し、 同頁第１３行の「大きくないため、」を「大きくなるた
め、」に訂正する。 ６、同第７頁第５行の「光束集光手段と、」の後に「前
記集光手段へ光束を傾けて入射させることにより」加入
する。 ７、同第８頁第８〜９行の「角度９分ｊを「６分」に訂
正する。 ８、同第１０頁第６行の「補正量ｆ」を「補正量δ」に
訂正する。 ９、同第１２頁第６行のｒｆ＝ｉと補正ｉｆとも」を「
δｆ下と補正量δとも」に訂正し、同頁第１６行の「並
進量δＶＴｊを「並進量δ／汀」に訂正する。 １０、同第１３頁第５行の「６７７分だけ」を「δ／ｎ
分だけ」に訂正する。 １１、図面中筒１図、第７図を別紙訂正図の通りにそれ
ぞれ訂正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光源と、該光源からの光束を略平行光束にするため
   の光束平行手段と、平行光束を光情報記録媒体上に光ス
   ポットとして形成する光束集光手段と、光情報記録媒体
   上の光スポットを移動させる光スポット移動手段を設け
   た光ピックアップにおいて、 前記光束平行手段と前記光束集光手段との 間に光束集光手段の光軸に対する前記略平行光束のずれ
   に応じて、略平行光束を平行移動させるようにした光束
   シフト手段を設けたことを特徴とする光ピックアップ。