JPH0449536A - 光ピックアップの光学装置 - 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、コンパクトディスクプレーヤや光磁気ディス
ク装置などに使用される光ピックアップに係り、特に低
コスト化と小型化を実現できるようにした光ピックアッ
プの光学装置に関する。

〔従来の技術１ コンパクトディスクプレーヤなどに搭載される光ピック
アップは、使用される光学部品の低コスト化と、全体の
小型化ならびに薄型化が望まれている。

第１０図は、低コスト化と小型薄型化を目指した従来の
光ピックアップの光学装置の構造を示している。

このピックアップでは、平板型のハーフミラ−３が使用
されている。このハーフミラ−３は平板ガラスの表面に
半反射膜が蒸着され、半反射面３ａが形成されている。

半導体レーザ１から発せられたレーザ光は、前記半反射
面３ａにて反射され、対物レンズ４によりディスク５の
記録面に集光される。ディスク５からの戻り光はハーフ
ミラ−３を透過して、ビンホトダイオード６にて受光さ
れる。ディスク５の記録面に記録されているビットによ
り戻り光が変調され、その変調光をビンホトタイオード
により電気信号に変換し、これによりディスクに記録さ
れた情報が読取られる。

ある程度の厚さを有する平板ガラスにより形成されたハ
ーフミラ−３を使用しているため、ディスクからの戻り
光がこのハーフミラ−３を透過することにより、非点収
差が生じ、この非点収差を利用してビンホトダイオード
６の４分割の受光部によりフォーカスエラー信号が得ら
れるようになっている。また符号２は回折格子である。

この回折格子２によりディスク５に３ビームのスポット
が形成される。この３ビームスポツトのうちの２つのザ
ブスポットによりＥ−Ｆ検知出力が得られ、トラッキン
グエラーが検知される。

〔発明が解決しようとする課題〕

第１０図に示す光学装置では、平板ガラスによるハーフ
ミラ−３が使用されているために、キュービックタイプ
のハーフミラ−を使用したものに比べて小型化と低コス
ト化を実現できる。しかしながら、平板ガラスによるハ
ーフミラ−３を使用した場合には、ディスクからの戻り
光がこれを透過することにより非点収差が生じるため、
この非点収差を利用してフォーカスエラー信号を得られ
る利点があるが、その反面半導体レーザ１から発せられ
るレーザ光をハーフミラ−３を透過させて対物レンズ４
に送ることはできない。このような構造上の制約から以
下のような問題が生しる。

（１）半導体レーザｌからの出力を反射させてディスク
方向へ送っているが、光を反射させる場合の面精度の誤
差は光を透過させる場合に比べて２倍に増幅されるため
、前記半反射面３ａの面精度を非常に高くする必要があ
る。

（２）ピックアップでは、半導体レーザ１の発光点の位
置ずれが最小限になるように調整する必要があるが、ハ
ーフミラ−３の位置すれと傾斜角度のずれが、見かけ上
の半導体レーザｌの発光点の位置ずれとなる。よってハ
ーフミラ−３の位置決め精度を高くする必要があり、ま
た傾斜角度調整なども必要になる。

（３）第９図は、第１Ｏ図に示した光学装置を使用した
ピックアップＰを実際のコンパクトディスクプレーヤに
搭載した状態を平面図によって示している。第９図では
、ピックアップＰ内に半導体レーザｌ、ハーフミラ−３
ならびにビンホトダイオード６などが平面配列にて設け
られており、ハーフミラ−３にて反射された光が全反射
プリズム７により紙面に直交する方向へ反射され、対物
レンズ４により集光されてディスク５の記録面に照射さ
れるようになっている。現状のコンパクトディスクなど
では最内周の信号を再生するため、ピックアップＰが、
ディスク５の内周位置へ移動したときに、ディスク駆動
用のモータＭとピックアップＰとをできるかぎり接近さ
せる必要がある。さらにこの接近した状態で戻り光の光
軸りをモータＭに近付けることが信号再生のための必須
の条件となる。第１０図の光学装置では、光軸り上にビ
ンホトダイオード６が位置することになるが、このビン
ホトダイオード６は左右に端子６ａが延びているため、
この端子６ａの長さ分だけ第９図の左右方向の寸法を必
要とする。よって光軸りとモータＭとの距離δを縮める
ためには、端子６ａを折って基板８に取付けることが必
要になり、取付は構造が複雑になる。またビンホトダイ
オード６による受光検知を正確に行なうためには、基板
８をピックアップＰに対し図の左右方向に調整して取付
けることが必要であるが、前記δを小さくすると、この
調整しろを十分に確保できなくなる。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、発光素
子からの光をハーフミラ−を透過する光として使用して
スペース効率を向上させるとともに、低コストにて製作
できるようにした光ピックアップの光学装置を提供する
ことを目的としている。

〔課題を解決するための手段１ 本発明による光ピックアップの光学装置は、フィルム状
のハーフミラ−が発光素子からの発光光軸上に傾斜して
配置され、前記発光素子から発せられ前記ハーフミラ−
を透過した光をディスクに集光させる対物レンズが設け
られており、ディスクからの戻り光が前記ハーフミラ−
にて反射される方向に受光素子が配置されていることを
特徴とするものである。

さらに、上記手段において、フィルム状のハーフミラ−
は、受光素子への戻り光が非点収差を生じる形状に湾曲
成形されているものである。

［イ乍用１ 上記手段では、フィルム状のハーフミラ−を使用してい
るため、このハーフミラ−を光が透過することによって
非点収差が生じることがない。

よって半導体レーザからの出力をハーフミラ−を透過さ
せて対物レンズによりディスクに集光させることができ
る。ハーフミラ−を透過方式として使用することにより
、反ＱＪ方式のように反Ｑ＝を面の面精度が大きな問題
となることがなく、例えばフィルム状ハーフミラ−を剛
性を有する枠状のホルダーにて保持することにより、透
過光に対する面精度を十分に確保できる。また半導体レ
ーザなどの発光素子をハーフミラ−への透過方向に配置
できるため、発光素子からの発光光軸をディスク駆動用
モータに接近する位置に配置でき、ピックアップならび
に装置全体を容易に小型化できさらに上記第２の手段で
は、フィルム状のハーフミラ−を湾曲させることにより
、反射光に対し非点収差を発生させることができ、シリ
ンドリカルレンズやナイフェツジを用いなくてもフォー
カスエラー信号を得ることができるようになる。

〔実施例］ 以下本発明の実施例を第１図から第８図の図面によって
説明する。

第１図は本発明の第１実施例による光ピックアップの光
学装置を示している。

この実施例ではフィルム状のハーフミラ１０が使用され
ている。このハーフミラ−１０は厚さが０．１ｍｍ程度
の透明フィルムであり、その表面に半反射膜をコーティ
ングしたものである。あるいは屈折率の相違する２枚の
透明フィルムを重ね合わせることによりフィルム状のハ
ーフミラ−１０を構成することもできる。第２図に示す
ように、フィルム状のハーフミラ−１０は、剛性を有す
る２個の棒状ホルダ１１と１２とで挟持され、ホルダ１
１．１２によってピックアップシャーシに固定される。

また枠状ホルダ１１と１２とに保持されることにより、
フィルム状ハーフミラ−１０の平面度が維持される。

半導体レーザ１から出力されるレーザ光は、前記フィル
ム状ハーフミラ−１０を透過して使用される。厚さが０
．１ｍｍ程度のフィルムの場合には透過光に非点収差が
生じない、半導体レーザ１からハーフミラ−１０を透過
した光は対物レンズ４により集光され、ディスク５の記
録面に集光される。符号２は回折格子であり、この回折
格子２を使用することにより、ディスク５の記録面に３
スポツトが形成される。ディスク５からの戻り光は対物
レンズ４を経て元の経路に戻り、ハーフミラ−１Ｏによ
り反射される。そしてビンホトダイオード６により受光
される。ディスク５がらの戻り光がハーフミラ−１０に
より反射されても非点収差が生じないため、フォーカス
エラー信号を得るためには、ハーフミラ−１０とビンホ
トダイオード６との間にシリンドリカルレンズまたはナ
イフェツジなどを設けることが必要である。

上記実施例では、半導体レーザ１がらの光をハーフミラ
−１０に対して透過方向に使用しているために、半反射
面１０ａの面精度を第１０図の従来例の反射方向の使用
に比べてラフにできる。

また第８図に示すように、ピックアップＰがディスク駆
動用モータＭに接近する位置まで移動したときに、半導
体レーザｌからの出射光軸ＬａをモータＭに近接するよ
うな配置にしても、この光軸Ｌａ上に位置する半導体レ
ーザ１の取付はスペースは、ビンホトダイオード６を取
付ける場合よりも十分に余裕をもっことができる。すな
わち半導体レーザ１はビンホトダイオード６よりも小型
であり、また半導体レーザｌは第９図に示す基板８を介
することなくピックアップＰのシャーシに直接取付ける
ことができる。また半導体レーザ１の取付は調整はビン
ホトダイオードに比べて容易である。よって光軸Ｌａと
モータＭとの距離δを最短値にするようなピックアップ
構成が可能である。またビンホトダイオード６は側面側
に設置されるので、その取付はスペースに余裕があり、
また位置調整しるも広くとることができる。

第３図は本発明の第２実施例を示している。

この実施例においても、半導体レーザｌから発せられる
レーザ光をフィルム状ハーフミラ−２０に対して透過光
となる配置構成にしている。

この実施例では、フィルム状ハーフミラ−２０により戻
り光に非点収差Δを生じさせるように、このハーフミラ
−２０を湾曲させている。

第５図に示すように、上記ハーフミラ−２０は剛性の枠
状ホルダ２１と２２とに挟持された状態でピックアップ
に取付けられる。このホルダ２１と２２の保持面２１ａ
、２２ａを曲面に形成することにより、ハーフミラ−２
０が湾曲状態に保持される。この曲面形状では、第６図
に示すように、ａ軸方向には曲面となりｂ軸方向には変
形しない形状となり、ａ軸方向の光成分はハーフミラ−
２０により集束され、ｂ軸方向の光成分はハーフミラ−
２０により集束されず、対物レンズ４による集束だけと
なる。この集束距離の違いにより非点収差Δが生じる。

この非点収差により、ビンホトダイオード６の４分割の
受光部によりフォーカスエラー信号を得ることができる
。

ここで、上記ハーフミラ−２０のａ軸方向の湾曲曲面を
第７図により説明する。ａ軸方向への湾曲曲面はその断
面が双曲線となるように設定されている。第７図におい
てＯ−０を座標軸（Ｘ軸）とすると、半導体レーザ１の
発光点が焦点Ｆ１にあり、ビンホトダイオード６の受光
点が焦点Ｆ２に位置する。そしてこの座標における双曲
線が、前記ハーフミラ−２０のａ軸方向の曲面となる。

焦点Ｆ１から発せられた発散光の戻り光が双曲線を含む
面により反射されると、焦点Ｆ８に集束される。第７図
に示すように、発光点Ｆ１から反射面までの光軸長をり
、とじ、反射面から受光点Ｆ２までの光軸長をり、とす
る、ａ軸方向の光成分はり、の位置にある焦点Ｆ２に集
束するが、ｂ軸方向の光成分は反射面からＬｌの位置に
ある見かけ上の焦点Ｆ＋′の位置に収束する。よってり
、−Ｌ＊が非点収差Δとなる。実際のビックアップでは
、フォーカスエラー信号の検知に必要な非点収差Δはわ
ずかであるため、フィルム状ハーフミラ−２０のａ軸方
向の湾曲量はわずかである。

第３図では、対物レンズ４に拡散光を送る有限系の構成
であるため、上記ハーフミラ−２０の湾曲状態が双曲線
であるが、コリメートレンズを使用し平行光束を対物レ
ンズ４へ送る無限系の構造の場合には、平行光束中に楕
円曲面のハーフミラ−２０が配置される。このハーフミ
ラ−においてａ軸方向とｂ軸方向とで曲率を変えておく
ことにＪ：す、ビンホトダイオード６の受光点において
非点収差を生じさせることが可能である。

第４図は第３実施例を示している。

この実施例では、湾曲したフィルム状ハーフミラ−２０
の外面に格子２０ａが蒸着や印刷などの手段で形成され
ている。すなわち第３図に示した３ビーム形成用の回折
格子２をハーフミラ−２０と一体化したものである。

第３図と第４図の実施例では、ハーフミラ２０に対し半
導体レーザ１を透過方向に配置しているため、第１図の
実施例と同様にピックアップ内への配置において発光光
軸Ｌａをディスク用モータＭに近接する構造にでき（第
８図参照）、構成上有利である。さらにハーフミラ−に
より非点収差を発生させているため、シリンドリカルレ
ンズなどが不要になる。さらにハーフミラ−２０はフィ
ルム状であるため、第５図に示すホルダ２１と２２の保
持面２１ａと２２ａの形状を高精度に形成することによ
り、曲面を簡単に且つ正確に形成することができる。

［効果］ 以上のように本発明によれば、ハーフミラ−に対し発光
素子を透過方向に位置させているため、従来の反射方式
のようにハーフミラ−の反射面を高精度に形成する必要
はない。またハーフミラ−の取付は位置ならびに傾斜角
度は反射方向の使用に比べてラフでよ（なる。また第８
図に示すようにピックアップ内の配置構造についても簡
単になり、小型化が容易になる。またフィルムは安価で
あるため、従来よりも低コストにてピックアップを製作
できる。

請求項２記載の発明では、非点収差を生じさせるための
シリンドリカルレンズやナイフェツジを用いなくても、
フォーカスエラー信号を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例による光学装置を示す正面
図、第２図はフィルム状ハーフミラ−の取イ１１け構造
を示す斜視図、第３図と第４図は本発明の第２実施例と
第３実施例による光学装置を示す正面図、第５図は湾曲
したフィルム状ハーフミラ−の取付は構造を示す斜視図
、第６図と第７図はハーフミラ−の湾曲状態の説明図、
第８図と第９図は本発明の実施例と従来例におけるそれ
ぞれの光学装置をピックアップに搭載した状態を示す平
面図、第１Ｏ図は従来の光学装置を示す正面図である。 ｌ・・・半導体レーザ、２・・・回折格子、４・・・対
物レンズ、５・・・ディスク、６・・・ビンホトダイオ
ード２０・・・フィルム状ハーフミラ− ヘ −Ｓ　ψ　８ Σ 区 ト 区

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、フィルム状のハーフミラーが発光素子からの発光光
   軸上に傾斜して配置され、前記発光素子から発せられ前
   記ハーフミラーを透過した光をディスクに集光させる対
   物レンズが設けられており、ディスクからの戻り光が前
   記ハーフミラーにて反射される方向に受光素子が配置さ
   れていることを特徴とする光ピックアップの光学装置 ２、フィルム状のハーフミラーは、受光素子への戻り光
   が非点収差を生じる形状に湾曲成形されている請求項１
   記載の光ピックアップの光学装置