JPH0664749B2 - 光ピツクアツプ装置 - Google Patents
光ピツクアツプ装置Info
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- JPH0664749B2 JPH0664749B2 JP61031640A JP3164086A JPH0664749B2 JP H0664749 B2 JPH0664749 B2 JP H0664749B2 JP 61031640 A JP61031640 A JP 61031640A JP 3164086 A JP3164086 A JP 3164086A JP H0664749 B2 JPH0664749 B2 JP H0664749B2
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- Japan
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- change
- semiconductor laser
- focal length
- lens
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は情報記録担体に記録された記録ビットにより情
報を光学的に記録する光学的情報記録再生装置に関し、
さらに詳細には光ピックアップ装置に関する。
報を光学的に記録する光学的情報記録再生装置に関し、
さらに詳細には光ピックアップ装置に関する。
従来技術 光ピックアップ装置においては一般にフォーカス及びト
ラック誤差信号の検出が行なわれている。第３図にその
一例を示す。半導体レーザ１から出射したレーザ光はカ
ップリングレンズ２により平行光となり偏光ビームスプ
リッタ３と１／４波長板４及び対物レンズ５を介して情
報記録担体６に集光される。前記情報記録担体６からの
反射光は対物レンズ５を通過し１／４波長板４により偏
光面を変えられ偏光ビームスプリッタ３により入射光と
分離される。分離された反射光は集光レンズ７により収
束光に変換されトラッキングディテクタ８によりトラッ
ク誤差信号を検出する。残りの光束はフォーカシングデ
ィテクタ９に到達する。フォーカシングディテクタ９は
集光レンンズ７の焦点近傍に設置され分割線L1で分割さ
れた２個のPINフォトダイオード等で構成され両者の差
信号を検出しフォーカス誤差信号を得る。
ラック誤差信号の検出が行なわれている。第３図にその
一例を示す。半導体レーザ１から出射したレーザ光はカ
ップリングレンズ２により平行光となり偏光ビームスプ
リッタ３と１／４波長板４及び対物レンズ５を介して情
報記録担体６に集光される。前記情報記録担体６からの
反射光は対物レンズ５を通過し１／４波長板４により偏
光面を変えられ偏光ビームスプリッタ３により入射光と
分離される。分離された反射光は集光レンズ７により収
束光に変換されトラッキングディテクタ８によりトラッ
ク誤差信号を検出する。残りの光束はフォーカシングデ
ィテクタ９に到達する。フォーカシングディテクタ９は
集光レンンズ７の焦点近傍に設置され分割線L1で分割さ
れた２個のPINフォトダイオード等で構成され両者の差
信号を検出しフォーカス誤差信号を得る。
ここでフォーカス誤差信号検出法について述べる。第４
図はフォーカス誤差信号検出法の原理を示すものであ
り、トラッキングディテクタ８の稜線Ｓがナイフエッジ
効果を有し、同図（ａ）の様に対物レンズ５と情報記録
担体６の関係が合焦時はフォーカシングディテクタ９の
A,Bの出力が集光レンズ７の焦点位置で等しくなる様に
調整されており、焦光点Ｐがフォーカシングディテクタ
９の前方にある場合には、両素子A,Bのそれぞれの出力P
a,PbはPa＜Pbとなる。逆に集光点Ｐがフォーカスディテ
クタ９の後方にある場合は、両素子A,Bの出力はPa＞Pb
となる。この様に両素子A,Bの出力比較によって合焦状
態を判断し対物レンズ５と情報記録担体６の間隔を一定
に保つフォーカスサーボを行なう。
図はフォーカス誤差信号検出法の原理を示すものであ
り、トラッキングディテクタ８の稜線Ｓがナイフエッジ
効果を有し、同図（ａ）の様に対物レンズ５と情報記録
担体６の関係が合焦時はフォーカシングディテクタ９の
A,Bの出力が集光レンズ７の焦点位置で等しくなる様に
調整されており、焦光点Ｐがフォーカシングディテクタ
９の前方にある場合には、両素子A,Bのそれぞれの出力P
a,PbはPa＜Pbとなる。逆に集光点Ｐがフォーカスディテ
クタ９の後方にある場合は、両素子A,Bの出力はPa＞Pb
となる。この様に両素子A,Bの出力比較によって合焦状
態を判断し対物レンズ５と情報記録担体６の間隔を一定
に保つフォーカスサーボを行なう。
しかしながら、上記の光ピックアップ装置においては第
５図（ａ）に示す様に、半導体レーザ１の発光点Ｏはカ
ップリングレンズ２の焦点位置に設置され、半導体レー
ザ１からの発散光をカップリングレンズ２で平行光に変
換するが、同図（ｂ）に示す様に、環境温度変化による
半導体レーザ１とカップリングレンズ２を支持する支持
部材10の熱膨張等によって、半導体レーザ１の発光点Ｏ
がカップリングレンズ２の焦点位置からずれ、カップリ
ングレンズ２を通過した光は平行光とはならない。これ
により、各光学素子を通過しフォーカシングディテクタ
に到達した光は、焦点位置がずれ、フォーカス誤差信号
に誤差を生じるという問題がある。
５図（ａ）に示す様に、半導体レーザ１の発光点Ｏはカ
ップリングレンズ２の焦点位置に設置され、半導体レー
ザ１からの発散光をカップリングレンズ２で平行光に変
換するが、同図（ｂ）に示す様に、環境温度変化による
半導体レーザ１とカップリングレンズ２を支持する支持
部材10の熱膨張等によって、半導体レーザ１の発光点Ｏ
がカップリングレンズ２の焦点位置からずれ、カップリ
ングレンズ２を通過した光は平行光とはならない。これ
により、各光学素子を通過しフォーカシングディテクタ
に到達した光は、焦点位置がずれ、フォーカス誤差信号
に誤差を生じるという問題がある。
目的 本発明の目的は、上記問題点を解消したもので、環境温
度の変化に伴う半導体レーザの発光点と対物レンズとの
距離の変化が生じても、半導体レーザからの発散光をカ
ップリングレンズにより平行光とすることができる光ピ
ックアップ装置を提供するものである。
度の変化に伴う半導体レーザの発光点と対物レンズとの
距離の変化が生じても、半導体レーザからの発散光をカ
ップリングレンズにより平行光とすることができる光ピ
ックアップ装置を提供するものである。
構成 以下本発明にについて具体的に説明する。
第５図において（ａ）図は環境温度Ｔの時の半導体レー
ザ１とカップリングレンズ２及び保持部材10との位置関
係を示すものであり、半導体レーザ１の発光点Ｏとカッ
プリングレンズ２の主点Ｈとの距離Ｌはカップリングレ
ンズ２の焦点距離と等しくなっている。又同図（ｂ）は
環境温度がＴ＋ΔＴになった時の半導体レーザ１とカッ
プリングレンズ２及び保持部材10との位置関係を示すも
ので、半導体レーザ１の発光点Ｏとカップリングレンズ
２の主点Ｈとの距離Ｌは、保持部材10の熱膨張によって
Ｌ＋ΔＬとなる。この関係を第１図（ａ）に示す。
ザ１とカップリングレンズ２及び保持部材10との位置関
係を示すものであり、半導体レーザ１の発光点Ｏとカッ
プリングレンズ２の主点Ｈとの距離Ｌはカップリングレ
ンズ２の焦点距離と等しくなっている。又同図（ｂ）は
環境温度がＴ＋ΔＴになった時の半導体レーザ１とカッ
プリングレンズ２及び保持部材10との位置関係を示すも
ので、半導体レーザ１の発光点Ｏとカップリングレンズ
２の主点Ｈとの距離Ｌは、保持部材10の熱膨張によって
Ｌ＋ΔＬとなる。この関係を第１図（ａ）に示す。
また第１図（ｂ）に示す様に半導体レーザ１の波長は環
境温度によって変化するということは周知である。さら
に同図（ｃ）の様に半導体レーザの波長によってカップ
リングレンズの焦点距離も変化する。ここで、この直線
の傾きはカップリングレンズにおけるレンズの材質の組
み合わせ、すなわちレンズ設計の違いによって異なる。
境温度によって変化するということは周知である。さら
に同図（ｃ）の様に半導体レーザの波長によってカップ
リングレンズの焦点距離も変化する。ここで、この直線
の傾きはカップリングレンズにおけるレンズの材質の組
み合わせ、すなわちレンズ設計の違いによって異なる。
第１図（ｂ）及び（ｃ）図より、環境温度とカップリン
グレンズの焦点距離の関係が求まり、同図（ｄ）の様に
示される。
グレンズの焦点距離の関係が求まり、同図（ｄ）の様に
示される。
以上より、環境温度の変化によってカップリングレンズ
２の焦点距離が変化し、又半導体レーザ１の発光点Ｏと
カップリングレンズ２の主点Ｈとの距離も変化する。こ
こで前記環境温度の変化による半導体レーザ１の発光点
Ｏとカップリングレンズ２の主点Ｈとの距離の変化量
と、カップリングレンズ２の焦点距離の変化量とを一致
させると、すなわち第１図（ａ）の直線と同図（ｄ）を
近似した直線を一致させる様にカップリングレンズ２の
レンズ設計を行なうと、環境温度の変化が発生しても、
カップリングレンズ２の焦点距離と，半導体レーザ１の
発光点Ｏとカップリングレンズ２の主点Ｈとの距離が等
しくなり、半導体レーザ１から出射した発散光はカップ
リングレンズ２を通過すると平行光となり、正常なフォ
ーカス誤差信号を検出することができる。
２の焦点距離が変化し、又半導体レーザ１の発光点Ｏと
カップリングレンズ２の主点Ｈとの距離も変化する。こ
こで前記環境温度の変化による半導体レーザ１の発光点
Ｏとカップリングレンズ２の主点Ｈとの距離の変化量
と、カップリングレンズ２の焦点距離の変化量とを一致
させると、すなわち第１図（ａ）の直線と同図（ｄ）を
近似した直線を一致させる様にカップリングレンズ２の
レンズ設計を行なうと、環境温度の変化が発生しても、
カップリングレンズ２の焦点距離と，半導体レーザ１の
発光点Ｏとカップリングレンズ２の主点Ｈとの距離が等
しくなり、半導体レーザ１から出射した発散光はカップ
リングレンズ２を通過すると平行光となり、正常なフォ
ーカス誤差信号を検出することができる。
環境温度がＴの時のカップリングレンズ２の焦点距離を
fc,対物レンズ５の焦点距離をfo,半導体レーザ１の発光
点Ｏとカップリングレンズ２の主点Ｈとの距離をＬと
し、環境温度がＴ＋ΔＴの時のカップリングレンズ２の
焦点距離をＬ＋ΔＬとする。又、半導体レーザ１とカッ
プリングレンズ２を支持する支持部材100の線熱膨張率
をβ，フォーカスエラーをＦとする。
fc,対物レンズ５の焦点距離をfo,半導体レーザ１の発光
点Ｏとカップリングレンズ２の主点Ｈとの距離をＬと
し、環境温度がＴ＋ΔＴの時のカップリングレンズ２の
焦点距離をＬ＋ΔＬとする。又、半導体レーザ１とカッ
プリングレンズ２を支持する支持部材100の線熱膨張率
をβ，フォーカスエラーをＦとする。
支持部材10の線熱膨張率βは β＝１／Ｌ・（ΔＬ／ΔＴ） で表わされる。したがって、環境温度変化による半導体
レーザ１の発光点Ｏとカップリングレンズ２の主点Ｈと
の距離の変化量ΔＬは ΔＬ＝β・Ｌ・ΔＴ となる。前述したごとく、環境温度変化によるカップリ
ングレンズ２の焦点距離の変化量Δfcが上記ΔＬにに等
しくなければよいが、このΔfcにはある程度の誤差が許
される為、この誤差を±ΔＣとすると、焦点距離の変化
量Δfcは Δfc＝β・Ｌ・ΔＴ±ΔＣ したがって、 ±ΔＣ＝Δfc−β・Ｌ・ΔＴ となる。ここでフォーカスエラーＦは、 Ｆ＝１／２・（fo／fc）２・ΔＣ で表わされる。一般に環境温度の変化によるフォーカス
エラーＦは、±0.2×10− ３mmまで許容可能であるの
で、 ΔＣ＜0.4（fc／fo）２×10− ３mm となる。以上より、 ｜Δfc−β・Ｌ・ΔT| ＜0.4（fc−fo）２×10− ３mm となる。よって、環境温度がΔＴ変化した時にカップリ
ングレンズの焦点距離の変化量Δfcが上式を満足するカ
ップリングレンズを使用すると、正常なフォーカス誤差
信号が検出できる。
レーザ１の発光点Ｏとカップリングレンズ２の主点Ｈと
の距離の変化量ΔＬは ΔＬ＝β・Ｌ・ΔＴ となる。前述したごとく、環境温度変化によるカップリ
ングレンズ２の焦点距離の変化量Δfcが上記ΔＬにに等
しくなければよいが、このΔfcにはある程度の誤差が許
される為、この誤差を±ΔＣとすると、焦点距離の変化
量Δfcは Δfc＝β・Ｌ・ΔＴ±ΔＣ したがって、 ±ΔＣ＝Δfc−β・Ｌ・ΔＴ となる。ここでフォーカスエラーＦは、 Ｆ＝１／２・（fo／fc）２・ΔＣ で表わされる。一般に環境温度の変化によるフォーカス
エラーＦは、±0.2×10− ３mmまで許容可能であるの
で、 ΔＣ＜0.4（fc／fo）２×10− ３mm となる。以上より、 ｜Δfc−β・Ｌ・ΔT| ＜0.4（fc−fo）２×10− ３mm となる。よって、環境温度がΔＴ変化した時にカップリ
ングレンズの焦点距離の変化量Δfcが上式を満足するカ
ップリングレンズを使用すると、正常なフォーカス誤差
信号が検出できる。
さらに具体的数値を用いて説明する。
環境温度Ｔ＝25℃の時のカップリングレンズ２の焦点距
離fc＝12.0mm、対物レンズ５の焦点距離fo＝4.5mm、半
導体レーザ１の発光点Ｏとカップリングレンズ２の主点
Ｈと距離Ｌ＝12.0mmとする。又、支持部材10の線熱膨張
率β＝23.2×10− ６mm／℃とする。ここで環境温度がΔ
Ｔ＝20℃だけ上昇したとすると、 ｜Δfc−β・Ｌ・ΔT| ＜0.4（fc／fo）２×10− ３ より、上記数値を代入すると、 ｜Δfc−23.2×10− ６×20×12| ＜0.4×（12／4.5）２×10− ３ 上式を整理すると、 ｜Δfc−5.57×10− ３｜ ＜2.84×10− ３ よって 2.73×１− ３mm＜ Δfc＜8.41×10− ３mm すなわち第２図（ａ）に示す様に、基準温度（Ｔ＝25
℃）から20℃環境温度が上昇した時のカップリングレン
ズの焦点距離の変化量を2.73×10− ３mmから8.14×10−
３mmの範囲になる様にカップリングレンズのレンズ設計
を行なう。
離fc＝12.0mm、対物レンズ５の焦点距離fo＝4.5mm、半
導体レーザ１の発光点Ｏとカップリングレンズ２の主点
Ｈと距離Ｌ＝12.0mmとする。又、支持部材10の線熱膨張
率β＝23.2×10− ６mm／℃とする。ここで環境温度がΔ
Ｔ＝20℃だけ上昇したとすると、 ｜Δfc−β・Ｌ・ΔT| ＜0.4（fc／fo）２×10− ３ より、上記数値を代入すると、 ｜Δfc−23.2×10− ６×20×12| ＜0.4×（12／4.5）２×10− ３ 上式を整理すると、 ｜Δfc−5.57×10− ３｜ ＜2.84×10− ３ よって 2.73×１− ３mm＜ Δfc＜8.41×10− ３mm すなわち第２図（ａ）に示す様に、基準温度（Ｔ＝25
℃）から20℃環境温度が上昇した時のカップリングレン
ズの焦点距離の変化量を2.73×10− ３mmから8.14×10−
３mmの範囲になる様にカップリングレンズのレンズ設計
を行なう。
ここで前述したごとく、環境温度変化によるカップリン
グレンズの焦点距離の変化は環境温度変化による半導体
レーザの波長の変化によるものであるから、基準温度
（Ｔ＝25℃）の時の半導体レーザの波長を780nm、基準
温度よΔＴだけ上昇した時の環境温度（Ｔ＋ΔＴ＝45
℃）での半導体レーザの波長を785nmとすると、上記式
より、半導体レーザの波長が780nmから785nmに変化した
時に第２図（ｂ）に示すごとくカップリングレンズの焦
点距離の変化を2.73×10− ３mmから8.41×10− ３mmの範
囲に入いる様にカップリングレンズのレンズ設計を行な
う。
グレンズの焦点距離の変化は環境温度変化による半導体
レーザの波長の変化によるものであるから、基準温度
（Ｔ＝25℃）の時の半導体レーザの波長を780nm、基準
温度よΔＴだけ上昇した時の環境温度（Ｔ＋ΔＴ＝45
℃）での半導体レーザの波長を785nmとすると、上記式
より、半導体レーザの波長が780nmから785nmに変化した
時に第２図（ｂ）に示すごとくカップリングレンズの焦
点距離の変化を2.73×10− ３mmから8.41×10− ３mmの範
囲に入いる様にカップリングレンズのレンズ設計を行な
う。
効果 以上の様に本発明では、環境温度の変化によって生じる
半導体レーザ光の波長の変化によるカップリングレンズ
の焦点距離の変化量と、環境温度変化によって生じる半
導体レーザとカップリングレンズの距離の変化量を一致
させることにより、環境温度変化が生じてもカップリン
グレンズを通過した半導体レーザからの発散光は平行光
となり、正常なフォーカス誤差信号を得ることができ
る。
半導体レーザ光の波長の変化によるカップリングレンズ
の焦点距離の変化量と、環境温度変化によって生じる半
導体レーザとカップリングレンズの距離の変化量を一致
させることにより、環境温度変化が生じてもカップリン
グレンズを通過した半導体レーザからの発散光は平行光
となり、正常なフォーカス誤差信号を得ることができ
る。
第１図（ａ）は環境温度と、カップリングレンズの主点
と半導体レーザ発光点の距離との関係図、同図（ｂ）は
環境温度と半導体レーザ波長との関係図、同図（ｃ）は
半導体レーザ波長とカップリングレンズの焦点距離との
関係図、同図（ｄ）は環境温度とカップリングレンズの
焦点距離との関係図、第２図（ａ）は本発明の環境温度
変化に対するカップリングレンズの焦点距離の許容範囲
を表わす図、同図（ｂ）は本発明の半導体レーザ波長の
変化に対するカップリングレズの焦点距離の許容範囲を
表わす図、第３図は従来の光ピックアップ装置の原理を
示す概略構成図、第４図はフォーカス誤差信号検出方法
を示す図、第５図（ａ）は基準温度での半導体レーザ，
カップリングレンズ及び光束の関係を示す図、同図
（ｂ）は環境温度が上昇した時の半導体レーザ，カップ
リングレンズ及び光束の関係を示す図である。 １……半導体レーザ、２……カップリングレンズ、３…
…１／４波長板、４……偏光ビームスプリツタ、５……
対物レンズ、６……情報記録担体
と半導体レーザ発光点の距離との関係図、同図（ｂ）は
環境温度と半導体レーザ波長との関係図、同図（ｃ）は
半導体レーザ波長とカップリングレンズの焦点距離との
関係図、同図（ｄ）は環境温度とカップリングレンズの
焦点距離との関係図、第２図（ａ）は本発明の環境温度
変化に対するカップリングレンズの焦点距離の許容範囲
を表わす図、同図（ｂ）は本発明の半導体レーザ波長の
変化に対するカップリングレズの焦点距離の許容範囲を
表わす図、第３図は従来の光ピックアップ装置の原理を
示す概略構成図、第４図はフォーカス誤差信号検出方法
を示す図、第５図（ａ）は基準温度での半導体レーザ，
カップリングレンズ及び光束の関係を示す図、同図
（ｂ）は環境温度が上昇した時の半導体レーザ，カップ
リングレンズ及び光束の関係を示す図である。 １……半導体レーザ、２……カップリングレンズ、３…
…１／４波長板、４……偏光ビームスプリツタ、５……
対物レンズ、６……情報記録担体
Claims (2)
- 【請求項１】半導体レーザより出射した光束を、カップ
リングレンズにより平行光とし、１／４波長板及び偏光
ビームスプリッタを介し、対物レンズにより集光し、情
報記録担体上に微小なスポットを形成して、その反射光
により情報の記録・再生を行なう光ピックアップ装置に
おいて、 環境温度の変化によって生じる半導体レーザ光の波長の
変化による該カップリングレンズの焦点距離の変化量
と、前記環境温度の変化によつて生じる該半導体レーザ
と該カップリングレンズとの距離の変化量とを、略一致
させることを特徴とする光ピックアップ装置。 - 【請求項２】上記カップリングレンズは、不等式 ｜Δfc−ΔＴ・β・L| ＜0.4（fc／fo）２×10− ３ を満足することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の光ピックアップ装置。 Δfc:環境温度変化によって生じる半導体レーザ波長の
変化によるカップリングレンズ焦点距離の変化量 ΔT:環境温度の変化量 β：半導体レーザとカップリングレンズ支持部材の線熱
膨張率 L:半導体レーザ発光点とカップリングレンズ主点との距
離 fc:カップリングレンズの焦点距離 fo:対物レンズの焦点距離
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61031640A JPH0664749B2 (ja) | 1986-02-14 | 1986-02-14 | 光ピツクアツプ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61031640A JPH0664749B2 (ja) | 1986-02-14 | 1986-02-14 | 光ピツクアツプ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62189632A JPS62189632A (ja) | 1987-08-19 |
| JPH0664749B2 true JPH0664749B2 (ja) | 1994-08-22 |
Family
ID=12336804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61031640A Expired - Fee Related JPH0664749B2 (ja) | 1986-02-14 | 1986-02-14 | 光ピツクアツプ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0664749B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0323248U (ja) * | 1989-07-18 | 1991-03-11 | ||
| JP2013257473A (ja) * | 2012-06-14 | 2013-12-26 | Ricoh Co Ltd | 検出装置及び画像形成装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2548104B2 (ja) * | 1983-04-20 | 1996-10-30 | 松下電器産業株式会社 | 光学ヘツド |
-
1986
- 1986-02-14 JP JP61031640A patent/JPH0664749B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62189632A (ja) | 1987-08-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |