JPH07105059B2

JPH07105059B2 - 光学式ピックアップ装置

Info

Publication number: JPH07105059B2
Application number: JP62212604A
Authority: JP
Inventors: 幸夫倉田; 洋小形; 光西原; 満晴戸村
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1987-08-26
Filing date: 1987-08-26
Publication date: 1995-11-13
Anticipated expiration: 2010-11-13
Also published as: JPH01146143A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は光学式ピックアップ装置に関するものであ
り、光ディスクの情報の読取に用いられる光学式ピック
アップ装置に関するものである。

［従来の技術］第４図は、ホログラフィック・グレーティングを用いて
いない、従来の一般的な光学式ピックアップ装置の光学
系の図である。

第４図において、まず、半導体レーザ光源１より出射さ
れるレーザ光16は、回折格子12により、ディスク７上の
ピット信号を読み、かつフォーカスのずれを読むための
０次光17aとトラッキングのずれを読むための１対の１
次光17b、17cに分けられる。これら３本の光束17a,17b,
17cは平板ビームスプリッタ13によって反射された後、
コリメートレンズ５によって平行にされ、対物レンズ６
に入射し、ディスク７の情報面上に３つの光スポット18
a、18b、18cを形成する。このとき光スポット18b,18cは
前記０次光の光スポット18aを挾んで、上記ディスク７
のタンゼンシャル方向で、先行または後行する光スポッ
トになっている。

ディスク７の情報信号面で反射される反射光は、再び同
じ光路を戻り、上記平板ビームスプリッタ13を通過す
る。このとき、該平板ビームスプリッタ13を通過した光
束には非点収差が発生し、平凹レンズ４を介し、６分割
受光素子15上に光スポット19a、19b、19cを形成し、上
記ディスク７のピット信号であるRF信号、トラッキング
のずれを表わす３ビーム法によるトラッキングエラー信
号、および上記ディスク７上の光スポット18aのフォー
カスのずれを表わす非点収差法によるフォーカスエラー
信号が検出される。このときの上記６分割受光素子15上
の光スポット19a、19b、19cの様子を第5A図、第5B図、
第5C図に示す。第5A図はディスクが近いときの図であ
り、第5B図はジャストフォーカスのときの図、第5C図は
ディスクが遠いときの図である。図において、フォーカ
スエラー信号（FES）、トラッキングエラー信号（RES）
およびRF信号（RF）は次の式で表わされる。

FES＝（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ） RES＝Ｅ−Ｆ RF＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ第６図はホログラフィック・グレーティングを用いた従
来の一般的な光学式ピックアップ装置の光学系の図であ
る。

半導体レーザ光源１より出射されるレーザ光22はホログ
ラフィック・グレーティング20に入射した後、０次回折
光がコリメートレンズ５により平行光にされ、対物レン
ズ６によりディスク７の情報面上に光スポット23を形成
する。上記ディスク７の情報面で反射される反射光は再
び同じ光路で上記ホログラフィック・グレーティング20
に入射し、１次回折光が４分割受光素子21上に入射す
る。上記ホログラフィック・グレーティング20は上記デ
ィスク７のタンゼンシャル方向に平行な分割線で２つの
部分20a、20bに分けられ、それぞれで１次回折光の焦点
位置が異なっているため、上記ホログラフィック・グレ
ーティング20に入射する光は２つの１次回折光24a、24b
に分割され、上記４分割受光素子21において、光スポッ
ト25a、25bを形成し、RF信号、プッシュプル法によるト
ラッキングエラー信号および１種のウェッジ・プリズム
法によるフォーカスエラー信号が検出される。

このときの上記４分割受光素子21上の光スポット25a、2
5bの様子を第7A図、第7B図および第7C図に示す。

第7A図はディスクが近いときの図、第7B図はジャストフ
ォーカスのときの図、第7C図はディスクが遠いときの図
である。

FES、RESおよびRFは次式で表わされる。

FES＝（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ） RES＝（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ） RF＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ［発明が解決しようとする問題点］従来の光学式ピックアップ装置は以上のように構成され
ている。しかしながら、上記ホログラフィック・グレー
ティングを用いない光学式ピックアップ装置は部品点数
が多く、また調整箇所も多いので、コストは高くなる。
一方、ホログラフィック・グレーティングを用いた光学
式ピックアップ装置の場合、上記ホログラフィック・グ
レーティングを用いない光学式ピックアップ装置に比べ
部品点数が少なく、また調整箇所も少ないことからコス
トが安くなる、反面、上記ホログラフィック・グレーテ
ィングを用いた光学式ピックアップ装置の場合のトラッ
キングエラー信号検出法であるプッシュプル法は、回折
格子を用いる３ビーム法に比べ、その性能に問題点があ
り、安定したトラッキングエラー信号検出が得られない
という欠点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、部品点数が少なく、コストの安い、かつ３ビ
ーム法によるトラッキングエラー信号検出を可能にする
とともに、迷光の発生を防止でき、さらに感度を高くす
ることができるように改良された光学式ピックアップ装
置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］この発明に係る光学式ピックアップ装置は、光源と、上
記光源からの光束をディスク上に収束させるための対物
レンズと、上記ディスクからの反射光を検出する受光素
子と、を備える。当該装置は、さらに、上記光源から上
記ディスク上に入射する光路中に位置しかつ上記光源か
らの光束を、上記ディスク上のピット信号を読むための
０次光とトラッキングのずれを読むための１対の１次光
に分ける回折格子部を形成した第１の面と、上記ディス
クからの反射光を上記第１の面を通して上記受光素子へ
と導くホログラフィック・グレーティングを形成した第
２の面とを有する回折素子とを備える。上記回折素子の
上記第１の面であって、少なくとも、上記ホログラフィ
ック・グレーティングから上記受光素子に入射する光束
が通る部位を、非回折格子部としている。上記非回折格
子部には、上記受光素子に入射する光束を、そのレンズ
作用により拡大し、それによって、信号の検出感度を大
きくする光学的手段が設けられている。上記ホログラフ
ィック・グレーティング、上記回折格子部および上記光
学的手段は、プラスチックまたはガラス等で一体成形さ
れている。

［作用］本発明においては、光源からディスク上に入射する光束
の光路中に位置しかつ光源からの光束を、ディスク上の
ピット信号を読むための０次光とトラッキングのずれを
読むための１対の１次光に分ける回折格子部を形成した
第１の面と、ディスクからの反射光を上記第１の面を通
して受光素子へと導くホログラフィック・グレーティン
グを形成した第２の面とを有する回折素子を備えている
ので、回折格子を用いる３ビーム法の性能と同じような
安定したトラッキングエラー信号検出が得られるととも
に、半導体レーザと受光素子を同一の平面内におくこと
ができる。また、上記回折素子の上記第１の面であっ
て、少なくとも、上記ホログラフィック・グレーティン
グから上記受光素子に入射する光束が通る部位を非回折
格子部としているので、ホログラフィック・グレーティ
ングからの１次回折光がこの部分を通っても、迷光が発
生しない。さらに、上記非回折格子部に、受光素子に入
射する光束を、そのレンズ作用により拡大し、それによ
って信号の検出感度を大きくする光学的手段が設けられ
ているので、感度が高くなる。また、上記ホログラフィ
ック・グレーティング、上記回折格子部および上記光学
的手段は、プラスチックまたはガラス等で一体成形され
ているので、部品点数が減少する。

［実施例］以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図は本発明に係る光学式ピックアップ装置の回折素
子の断面図である。

回折素子２は、ディスク７側にホログラフィック・グレ
ーティング面３と、半導体レーザ光源１側に回折格子部
4aとレンズ部4bを有する回折格子面４を持っている。上
記回折素子２の回折格子面４の回折格子部4aには、上記
半導体レーザ光源１よりの光束９を、上記ディスク７上
のピット信号およびフォーカスのずれを読むための０次
光9aとトラッキングのずれを読むための１対の１次光10
a、11aに分ける回折格子が形成されている。この回折格
子の形成は、通常行なわれている慣用技術によって可能
である。ここで形成された上記３本の光束9a、10a、11a
は、上記ホログラフィック・グレーティング面３を通過
し、上記３本の光束9a、10a、11aの０次回折光が、上記
ディスク７へと向かう。

上記回折素子２のホログラフィック・グレーティング面
３には、上記ディスク７により反射されてくる上記３本
の光束9a、10a、11aを、そのまま、半導体レーザ光源１
に戻す０次回折光と、上記レンズ部4bを通過して受光素
子８に入射させる１次回折光9c、10c、11cとに分岐させ
るホログラムが形成されている。このホログラムの形成
は、通常行なわれている慣用技術によって可能である。
また、上記回折格子面４のレンズ部4bには、上記ホログ
ラフィック・グレーティング面３からの１次回折光9c、
10c、11cが、再び回折格子を通ることにより、迷光が発
生するのを防ぐため、回折格子は形成されておらず、該
レンズ部4bには、非点収差を発生させるシリンドリカル
レンズ面が形成されている。このシリンドリカルレンズ
面の形成は通常行なわれている慣用技術によって可能で
ある。

第２図は本発明に係る光学式ピックアップ装置の光学系
を示す斜視図である。

実施例に係る光学式ピックアップ装置は、半導体レーザ
光源１、該光源１から光束をディスク７上に集束させる
ための対物レンズ６、上記ディスク７からの反射光を検
出する受光素子８、上記光源１から上記ディスク７上に
入射する光束の光路中に設けられ、上記光源１からの光
束を、上記ディスク７上のピット信号を読むための０次
光とトラッキングのずれを読むための１対の１次光に分
ける回折格子、上記ディスク７からの反射光を上記受光
素子８へと導くホログラフィック・グレーティング、上
記ホログラフィック・グレーティングから上記受光素子
に入射する光束の光路中に設けられ、そのレンズ作用に
より信号の検出感度を大きくする光学的手段であるレン
ズ部4b、および上記ホログラフィック・グレーティング
を通ってきた光束を平行光にして対物レンズ６に送るコ
リメートレンズ５を備えている。そして、上記回折格子
とホログラフィック・グレーティングと光学的手段であ
るレンズ部4bとを、プラスチックまたはガラス等で一体
成形した回折素子２としている。そしてこの回折素子２
はホログラフィック・グレーティング面３と、回折格子
部4aおよびレンズ部4bが形成されている回折格子面４で
構成されている。

次に動作について説明する。

半導体レーザ光源１より出射されるレーザ光９は、回折
素子２の回折格子面４の回折格子部4aに入射し、ディス
ク７のピット信号およびフォーカスのずれを読むための
０次光9aと、トラッキングのずれを読むための１対の１
次光10a、11aに分けられる。これら３本の光束9a、10
a、11aはホログラフィック・グレーティング面３を通
り、３本の光束9a、10a、11aの０次回折光がコリメート
レンズ５によって平行光にされ、対物レンズ６に入射し
て、上記ディスク７の情報信号面上に３つの光スポット
9b、10b、11bを形成する。上記ホログラフィック・グレ
ーティング面３で形成される上記３本の光束9a、10a、1
1aの１次回折光は、上記ディスク７上ではスポットを形
成せず、信号には影響を与えないようになっている。ま
た、上記光スポット10b、11bは上記０次光9aの光スポッ
ト9bを挾んで、上記ディスク７のタンゼンシャル方向で
先行または後行する光スポットになっている。

上記ディスク７の情報信号面で反射される反射光は、再
び上記対物レンズ６および上記コリメートレンズ５を介
して、上記回折素子２のホログラフィック・グレーティ
ング面３に入射する。このとき、該ホログラフィック・
グレーティング面３では、０次回折光と１次回折光9c、
10c、11cが形成され、０次回折光は上記半導体レーザ光
源１への戻り光となり、１次回折光9c、10c、11cは、シ
リンドリカルレンズ面4bを通り、非点収差が発生した状
態で、上記６分割受光素子８に入射し、光スポット9d、
10d、11dを形成する。したがって、上記６分割受光素子
８において、第3A図、第3B図および第3C図のような非点
収差法によるフォーカスエラー信号と３ビーム法による
トラッキングエラー信号と上記ディスク７のピット信号
であるRF信号が検出される。

第3A図はディスクが近いときの図、第3B図はジャストフ
ォーカスのときの図、第3C図はディスクが遠いときの図
である。FES、RESおよびRFは次式で表わされる。

FES＝（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ） RES＝Ｅ−Ｆ RF＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ［発明の効果］以上説明したとおり、本発明に係る光学式ピックアップ
装置においては、光源からディスク上に入射する光束の
光路中に位置しかつ上記光源からの光束を、上記ディス
ク上のピット信号を読むための０次光とトラッキングの
ずれを読むための１対の１次光に分ける回折格子部を形
成した第１の面と、上記ディスクからの反射光を上記第
１の面を通して上記受光素子へと導くホログラフィック
・グレーティングを形成した第２の面とを有する回折素
子を用いているので、安定した３ビーム法によるトラッ
キングエラー検出法を用いることができるとともに、半
導体レーザと受光素子を同一の平面内におくことができ
る。それゆえに、半導体レーザと受光素子を１つの素子
にしてライトペンにもたやすく応用することができる。
結果として、従来のものより、ずっと小型でコストの安
い、安定した光学式ピックアップ装置を作ることができ
る。

また、回折素子の第１の面であって、少なくとも、ホロ
グラフィック・グレーティングから受光素子に入射する
光束が通る部位を非回折格子部としているので、ホログ
ラフィック・グレーティングからの１次回折光がこの部
分を通っても迷光が発生しない、という効果を奏する。

さらに、上記非回折格子部に、受光素子に入射する光束
を、そのレンズ作用により拡大し、それによって、信号
の検出感度を大きくする光学的手段が設けられているの
で、感度が高くなる、という効果を奏する。また、ホロ
グラフィック・グレーティング、回折格子部および光学
的手段を、プラスチックまたはガラス等で一体成形する
ので、部品点数を減らすことができるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光学式ピックアップ装置の回折素
子の断面図、第２図は本発明に係る光学式ピックアップ
装置の光学系を示す斜視図、第3A図、第3B図および第3C
図は本発明に係る光学式ピックアップ装置の６分割受光
素子上でのスポットの形状・位置を示す図、第４図は従
来のホログラフィック・グレーティングを用いない光学
式ピックアップ装置の光学系を示す断面図、第5A図、第
5B図および第5C図は６分割受光素子上でのスポットの形
状・位置を示す図、第６図は従来のホログラフィック・
グレーティングを用いた光学式ピックアップ装置の光学
系を示す斜視図、第7A図、第7B図および第7C図は４分割
受光素子上でのスポットの形状・位置を示す図である。図において、１は光源、２は回折素子、３はホログラフ
ィック・グレーティング面、４は回折格子面、4aは回折
格子部、4bはレンズ部、６は対物レンズ、７はディス
ク、８は受光素子である。なお、各図中、同一符号は同
一または相当部分を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者戸村満晴大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (56)参考文献特開昭62−103857（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−124636（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−156937（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−132247（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源と、前記光源からの光束をディスク上に集束させるための対
物レンズと、前記ディスクからの反射光を検出する受光素子と、前記光源から前記ディスク上に入射する光束の光路中に
位置しかつ前記光源からの光束を、前記ディスク上のピ
ット信号を読むための０次光とトラッキングのずれを読
むための１対の１次光に分ける回折格子部を形成した第
１の面と、前記ディスクからの反射光を前記第１の面を
通して前記受光素子へと導くホログラフィック・グレー
ティングを形成した第２の面と、を有する回折素子と、
を備えた光学式ピックアップ装置において、前記回折素子の前記第１の面であって、少なくとも、前
記ホログラフィック・グレーティングから前記受光素子
に入射する光束が通る部位を非回折格子部としており、前記非回折格子部には前記受光素子に入射する光束を、
そのレンズ作用により拡大し、それによって信号の検出
感度を大きくする光学的手段が設けられており、前記ホログラフィック・グレーティング、前記回折格子
部および前記光学的手段はプラスチックまたはガラス等
で一体成形されていることを特徴とする光学式ピックア
ップ装置。