JPH08190727A

JPH08190727A - 光ピックアップ装置

Info

Publication number: JPH08190727A
Application number: JP7017467A
Authority: JP
Inventors: Ikuo Kato; 幾雄加藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1995-01-10
Filing date: 1995-01-10
Publication date: 1996-07-23

Abstract

(57)【要約】【目的】複合機能プリズムに、出射する光束の一部を
除去する機能をさらに付加することにより、小型で軽
量、安価で量産しやすい光ピックアップ装置を提供す
る。【構成】楕円平行光束３を円形平行光束５に変換する
ビーム整形手段と、半導体レーザ１１から光ディスク２
０への行きの光束と光ディスク２０からの反射光による
戻りの光束とを分離する光路分離手段とを同一プリズム
面２に併せ持った複合機能プリズム１４を設けるととも
に、この複合機能プリズム１４の面２，８，９のうち、
行きの光束の出射面８を、光路分離した後の戻りの光束
の全反射面として再び用い、この全反射した光束を除去
し、残りの光束２２をフォトディテクタ２６に向けるよ
うにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク装置や光磁
気ディスク装置等に用いられる光ピックアップ装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク装置等に用いる半導体レーザ
は、基板上に形成した活性層からレーザ光を放出するの
で、その放出光は横断面が楕円状であり、コリメートレ
ンズでケラレ（レンズの縁等で光束の一部が遮られるこ
と）なく平行光にした光束は、楕円平行光となる。

【０００３】光ディスクに用いるビームは、ディスク上
に対物レンズで集光したときに、ほぼ円形に近いスポッ
トが得られるものが求められている。これは、光ディス
クの微小なピットに読み書きを行うために、トラック幅
方向とピット列方向の両方向にスポット径が小さいこと
が要求されるからである。スポットが小さいと、レーザ
光で書き込みを行う場合、書き込み時にレーザ光に要求
される書き込み時パワーが小さくて済む。

【０００４】このため、再生専用のＣＤ（コンパクト・
ディスク）では、コリメートレンズで元の楕円放射光束
をケルことにより、円形平行光束を形成している。

【０００５】しかし、書き込み可能なＣＤでは、光ディ
スク上で必要な書き込みの光パワーが、光ディスクの種
類や書き込み速度にもよるが、１０〜１５ｍＷ程度必要
であり、一般に安価に入手できる半導体レーザが４０ｍ
Ｗ程度であることから、半導体レーザから光ディスクへ
の行きの高利用効率が求められている。従って、コリメ
ートレンズでケッて円形平行光束を形成する方法は低利
用効率になるため、代りにシリンドリカルレンズや斜入
射プリズムによるビーム整形機能を付加したものがよく
用いられている。

【０００６】一方、光ディスク装置等においては、半導
体レーザから光ディスクへの行きの光路と、光ディスク
から信号検出系への戻りの光路の分離が必要であり、こ
れには、安価な平板ＢＳ（ビームスプリッタ）、プリズ
ム型ＢＳ、また、４分の１波長板を組み合わせたプリズ
ム型ＰＢＳ（偏向ビームスプリッタ）などが用いられて
いる。

【０００７】上記のビーム整形機能と光路分離機能を同
一プリズム面に併せ持った複合機能プリズムが、特開平
５−２１０８６７号公報、特開昭６２−１７００３８号
公報、特開昭６３−０５６８２３号公報等に開示されて
いる。

【０００８】これらの従来例を図１３に示す。図１３
（ａ）は、半導体レーザの光ディスクへの行きと戻りの
光束を同時に示す。図１３（ｂ）は、半導体レーザの光
ディスクへの行きの光束を示し、図１３（ｃ）は、光デ
ィスクから信号検出系への戻りの光束を示す。図中、１
は複合機能プリズムであり、ビーム整形機能と光路分離
機能を同一プリズム面２に併せ持つ。図外の半導体レー
ザから放出された楕円放射光束は、図外のコリメートレ
ンズにより楕円平行光束３になり、複合機能プリズム１
の面２に入射する。

【０００９】複合機能プリズム１の面２は、多層膜被覆
を施してあり、楕円平行光束３の偏光方向の光を９８％
以上透過し、これと異なる偏光方向の光を９８％以上反
射するようにしてある。これにより、楕円平行光束３は
９８％以上透過し、同時に屈折により円形平行光束４と
なる。この円形平行光束４は、プリズム１の面８に垂直
に入射し透過する。このプリズム面８にも多層膜被覆を
施してあり、円形平行光束４の光を９９％以上透過する
ようにしてある。これにより、円形平行光束４は、プリ
ズム１の面８を透過し円形平行光束５となる。

【００１０】この円形平行光束５は、図外の４分の１波
長板と対物レンズにより光ディスク上にスポットを形成
する。そして、光ディスク上に形成されたピットに応じ
て反射され、再び対物レンズと４分の１波長板を透過
し、円形平行光束５となる。この円形平行光束５は、先
ほどと偏光方向が９０度異なっており、プリズム１の面
８は垂直入射のため９９％以上透過するが、プリズム１
の面２では９８％以上反射され、円形平行光束６にな
る。さらに、この円形平行光束６はプリズム１の面９を
透過し、平行光束７となる。この平行光束７は、図外の
信号検出手段に入射する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の光ピックアップ装置においては、以下に示すよう
な問題点があった。

【００１２】より具体的な従来例を図１４に示す。必要
な円形平行光束５の直径を４ｍｍとし、プリズム１の余
裕を０．５ｍｍとし、ビーム整形比を１．３３倍とし、
プリズム１の鋭角の方の頂角を３０度とし、プリズム１
の素材にＢＫ７（安価な光学硝子として一般的に用いら
れているもので、波長７９０ｎｍの光に対して、屈折率
ｎ＝１．５１０９７０を有する）を用いたとする。この
とき、プリズム面２で反射した円形平行光束６をケラレ
なくプリズム面９を透過させるには、ビーム整形手段と
してのプリズムに必要な長さよりプリズム面９の長さを
長くしなければならず、プリズムが大きくなり、プリズ
ムが高価になるとともに、小型化にも障害になる。点線
１０で示す部分の右側をなくした台形のプリズムにする
こともできるが、加工面が４面になり、プリズムはさら
に高価になる一方、プリズム自体の大きさもそれほど小
さくならず、小型化の障害になる。また、プリズム１の
面９の屈折により、平行光束７はディスク方向を向き、
ピックアップ全体の小型化を妨げることになる。

【００１３】一方、ビーム整形比を大きくして、プリズ
ム自体を小型化し、信号検出手段への出射方向をより光
ディスクとは反対方向にすることもできるが、反面、高
い位置精度が必要になり、位置調整が難しくなって、コ
ストが大きくなる。このため、ビーム整形比は通常２．
０以下であり、２．０の場合でも、反射した円形光束７
が光ディスク方向に向いてしまう。

【００１４】また、プリズムの素材に、ＢＫ７のような
安価な硝子ではなく、蛍石のような低屈折率の材料を用
いて、プリズムを小型化し、反射した円形光束７が光デ
ィスク方向に向かないようにすることができるが、これ
は非常に高価になり、量産品としてその利用は難しい。

【００１５】そこで、本発明はこのような問題点を解決
するためになされたものであり、複合機能プリズムに、
出射する光束の一部を除去する機能をさらに付加するこ
とにより、小型で軽量、安価で量産しやすい光ピックア
ップ装置を提供することを目的とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、半導体レーザ光源と、この半導体レーザ光源からの
楕円放射光束を楕円平行光束にするコリメートレンズ
と、この平行光束を光情報記録媒体上に集光する対物レ
ンズと、前記光情報記録媒体からの反射光による信号を
検出する信号検出手段とを有する光ピックアップ装置に
おいて、前記コリメートレンズによる楕円平行光束を円
形平行光束に変換するビーム整形手段と、前記半導体レ
ーザから光情報記録媒体への行きの光束と光情報記録媒
体からの反射光による戻りの光束とを分離する光路分離
手段とを同一プリズム面に併せ持った複合機能プリズム
を設けるとともに、前記光情報記録媒体からの反射光に
よる戻りの光束を前記プリズム面で光路分離した後、前
記プリズムの他の面から前記信号検出手段に出射する場
合に、この戻りの光束の一部分の光束を信号検出手段へ
出射し、前記戻りの光束の残りの部分の光束を、前記プ
リズムの面のうち光情報記録媒体への行きの光束の出射
面にあたるプリズム面において全反射させた後に前記プ
リズムの少なくとも一つの面において除去する構成とし
たものである。

【００１７】また、請求項２に記載の発明は、半導体レ
ーザ光源と、この半導体レーザ光源からの楕円放射光束
を楕円平行光束にするコリメートレンズと、この平行光
束を光情報記録媒体上に集光する対物レンズと、前記光
情報記録媒体からの反射光による信号を検出する信号検
出手段とを有する光ピックアップ装置において、前記コ
リメートレンズによる楕円平行光束を円形平行光束に変
換するビーム整形手段と、前記半導体レーザから光情報
記録媒体への行きの光束と光情報記録媒体からの反射光
による戻りの光束とを分離する光路分離手段とを同一プ
リズム面に併せ持った複合機能プリズムを設けるととも
に、前記光情報記録媒体からの反射光による戻りの光束
を前記プリズム面で光路分離した後、前記プリズムの他
の面から前記信号検出手段に出射する場合に、この戻り
の光束の一部分の光束を、前記プリズムの面のうち光情
報記録媒体への行きの光束の出射面にあたるプリズム面
において全反射させた後に信号検出手段へ出射し、前記
戻りの光束の残りの部分の光束を前記プリズムの少なく
とも一つの面において除去する構成としたものである。

【００１８】そして、請求項３に記載の発明は、前記信
号検出手段の一部に、ナイフエッジ法またはフーコ法に
よるフォーカス検出手段を設け、フォーカス検出に用い
る光束の瞳を小さくする手段を、前記プリズムの少なく
とも一つの面の開口としたものである。

【００１９】また、請求項４に記載の発明は、前記信号
検出手段の一部に、ナイフエッジ法またはフーコ法によ
るフォーカス検出手段を設け、フォーカス検出に用いる
光束の瞳を小さくする手段を、前記プリズムの少なくと
も一つの出射面上に形成したものである。

【００２０】さらに、請求項５に記載の発明は、前記プ
リズムと信号検出手段の一部である光検出手段の間に検
出用レンズを設け、この検出用レンズの光軸を、前記プ
リズムから一部を除去されて当該検出用レンズに入射す
る光束の元の光軸に対して、光軸の垂直方向で前記光情
報記録媒体とは反対方向に偏芯させたものである。

【００２１】

【作用】請求項１記載の構成によれば、複合機能プリズ
ムの面のうち、行きの光束の出射面を、光路分離した後
の戻りの光束の全反射面として再び用い、この全反射し
た光束を除去し、残りの光束を信号検出手段に向けてい
るので、プリズムを小型化し、軽量化することができ
る。

【００２２】また、請求項２記載の構成によれば、同様
に複合機能プリズムの面のうち、行きの光束の出射面
を、光路分離した後の戻りの光束の全反射面として再び
用い、この全反射した光束を信号検出手段に向け、残り
の光束を除去しているので、プリズムを小型化し、軽量
化することができる。また、光情報記録媒体方向への信
号検出手段の張り出しを小さくでき、ピックアップ装置
全体を小さくできる。

【００２３】そして、請求項３記載の構成によれば、反
射光束が入射するプリズムの面の違いで、瞳の開口を制
限しているので、ナイフエッジ法やフーコ法によるフォ
ーカス検出を行う際に、ナイフエッジの遮光板が不要に
なる。

【００２４】また、請求項４記載の構成によれば、反射
光束が入射するプリズムの面の違いと、プリズムの面上
に設けた遮光層等により、瞳の開口を制限しているの
で、ナイフエッジ法やフーコ法によるフォーカス検出を
行う際に、ナイフエッジの遮光板が不要になり、かつ遮
光率をプリズムの形状とは別に可変でき、フォーカス感
度を容易に調整できる。

【００２５】さらに、請求項５記載の構成によれば、光
情報記録媒体からの元の反射光束の光軸に対して、ナイ
フエッジ法等の検出用レンズの光軸を、光軸に垂直方向
で光情報記録媒体とは反対方向に偏芯させているので、
光情報記録媒体方向への信号検出手段の張り出しを小さ
くでき、ピックアップ装置全体を小さくできる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００２７】図１，図２に第１の実施例（請求項１対
応）の構成を示す。図１は光ピックアップ装置の全体構
成図で、図２はそのプリズム詳細図であり、同図におい
て、前記図１３，図１４と同一符号は同一又は相当部分
を示している。図１、図２において、１１は半導体レー
ザ（ＬＤ）、１２は半導体レーザ１１からの楕円放射光
束、１３はこの楕円放射光束を楕円平行光束にするコリ
メートレンズ、１４は複合機能プリズムであり、この複
合機能プリズム１４には前述したビーム整形機能と光路
分離機能の他に、出射する光束の一部を除去する機能が
新たに付加されてる。１５は４分の１波長板、１７は立
ち上げミラー、１８は対物レンズ、１９は集光光束、２
０は光ディスク、２１は光ディスク２０上の集光スポッ
トを示している。

【００２８】一方、２２は光ディスク２０からの反射平
行光束５の一部分ａがプリズム１４から出射した光束、
２３は凸レンズ、２４はシリンドリカルレンズであり、
これら凸レンズ２３とシリンドリカルレンズ２４は一体
に貼り合わされている。２５は収束光束、２６は光検出
手段であるフォトディテクタで、上記凸レンズ２３、シ
リンドリカルレンズ２４、フォトディテクタ２６、及び
図外の電気信号処理手段により信号検出手段を構成して
いる。２７は光ディスク２０からの反射平行光束５の一
部分ｂがプリズム１４により除去された光束、２８はプ
リズム１４の面８と面９とが成す角である。ここでは、
必要な円形平行光束５の直径を４ｍｍとし、プリズム１
４の余裕を０．５ｍｍとし、ビーム整形比を１．３３倍
とし、プリズム１４の鋭角の方の頂角を図を簡単にする
ため３０度とし、プリズム１４の素材にＢＫ７（７９０
ｎｍで、ｎ＝１．５１０９７０）を用いた。

【００２９】図１，図２において、半導体レーザ１１か
ら放出された楕円放射光束１２は、コリメートレンズ１
３により楕円平行光束３になり、複合機能プリズム１４
の面２に入射する。

【００３０】複合機能プリズム１４の面２は、多層膜被
覆を施してあり、楕円平行光束３の所定の偏光方向の光
を９８％以上透過し、これと異なる偏光方向の光を９８
％以上反射するようにしてある。これにより、楕円平行
光束３は９８％以上透過し、同時に屈折により円形平行
光束４となる。この円形平行光束４は、プリズム１４の
面８に垂直に入射して透過する。このプリズム面８にも
多層膜被覆を施してあり、円形平行光束４の光を９９％
以上透過するようにしてある。これにより、円形平行光
束４は、プリズム１４の面８を透過し円形平行光束５と
なる。

【００３１】この円形平行光束５は、４分の１波長板１
５、立ち上げミラー１７、対物レンズ１８により集光光
束１９となり、光ディスク２０上に集光スポット２１を
形成する。そして、光ディスク２０からピットに応じて
反射され、再び対物レンズ１８と立ち上げミラー１７及
び４分の１波長板１５を透過し、円形平行光束５とな
る。この円形平行光束５は、先ほどと偏光方向が９０度
異なっており、プリズム１４の面８は垂直入射のため９
９％以上透過するが、プリズム１４の面２では９８％以
上反射され、円形平行光束６になる。

【００３２】この円形平行光束６は、プリズム１４の面
８と面９に空間的に分割され、入射する。円形平行光束
６のうち面８に入射した光束は、角２８を境に面８で全
反射し、光束２９となって面９で透過，屈折してプリズ
ム１４を出射し、光束２７になる。また、円形平行光束
６のうち面９に入射した光束は、面９で透過，屈折して
プリズム１４を出射し、光束２２となる。

【００３３】プリズム１４を出射した光束２２は、凸レ
ンズ２３とシリンドリカルレンズ２４により、非点収差
をもった収束光束２５になり、少なくともフォーカス検
出用の４分割受光面をもつフォトディテクタ２６で検出
されて電気信号に変換され、これは電気信号処理手段に
よって処理される。

【００３４】上記したように、プリズム１４の面８にお
いてディスク２０からの反射光束６の一部分を全反射に
より偏向させ、信号検出手段とは別方向に進行させて取
り除き、残りの光束をプリズム面９から出射させて信号
検出手段で検出させる。このとき信号検出に必要な光束
の幅を小さくしたため、面９の長さを短くでき、プリズ
ム１４が従来の図１４のものと比較して小型化できる。
また、信号検出手段における光束の幅も小さくなり、レ
ンズ２３，２４をほぼ半分に小さくすることも可能であ
る。また、全反射により光束の一部分を偏向させている
ので、プリズム面８の多層膜の設計を変更する必要はな
く、１００％反射が可能であり、プリズム１４が小型化
できる分、安価に作製でき、また、ピックアップ自体も
小型化できる。

【００３５】光ディスクの信号検出には、フォーカス検
出、トラック検出、ピット信号検出がある。光束の一部
を除去しても、光量は電気信号増幅手段を設けることに
より十分に対応でき、問題にはならない。フォーカス検
出とトラック検出ができれば、全入射光量からピット信
号検出は容易である。

【００３６】フォーカス検出には、図１に示した凸レン
ズ２３とシリンドリカルレンズ２４と４分割受光面をも
つフォトディテクタ２６を用いた，最も一般的な非点収
差法を用いることがそのままできる。図３にその簡単な
原理を示す。図３（ａ）は、光ディスクが合焦点位置か
ら近づいた場合であり、図３（ｂ）は、光ディスクが合
焦点にある場合、図３（ｃ）は、光ディスクが合焦点位
置から遠ざかった場合である。

【００３７】図３（ｂ）において、合焦点位置では、光
束が円形でないため集光スポットは楕円形となるが、非
点収差検出に用いる４分割フォトディテクタ２６の斜め
のフォトディテクタ同士の２種の和の差（２６ａ＋２６
ｄ−２６ｂ−２６ｃ）をフォーカス信号とすると、これ
は０となる。図３（ａ）において、光軸上の片側の大部
分がケラレているため、光ディスクが合焦点位置から近
づいた場合には、ケラレていない方に集光スポットの分
布がずれるが、これはフォーカス信号を変動させず、非
点収差によりフォーカス信号は負になる。逆に、図３
（ｃ）において、光ディスクが合焦点位置から遠ざかっ
た場合には、ケラレている方に集光スポットの分布がず
れるが、同様に、非点収差によりフォーカス信号は正に
なる。このフォーカス信号の値が０になるように対物レ
ンズを制御すれば、フォーカス制御が可能となる。

【００３８】トラック検出は、最も一般的な３ビーム法
を、光束のケラレた端面と垂直な方向に用いることによ
り容易に可能となる。

【００３９】図４、図５に第２の実施例（請求項２対
応）の構成を示す。図４はピックアップ概略図で、図５
はプリズム詳細図であり、同図において、前記図１，図
２と同一符号は同一又は相当部分を示している。

【００４０】図４、図５において、３１は光ディスクか
らの反射平行光束５の一部分ｂがプリズム１４から出射
した光束、３２は光ディスクからの反射平行光束５の一
部分ａがプリズム１４により除去された光束、２８はプ
リズム１４の面８と面９からなる角である。前記実施例
同様、必要な円形平行光束５の直径を４ｍｍとし、プリ
ズム１４の余裕を０．５ｍｍとし、ビーム整形比を１．
３３倍とし、プリズム１４の鋭角の方の頂角を３０度と
し、プリズム１４の素材にＢＫ７（７９０ｎｍで、ｎ＝
１．５１０９７０）を用いた。

【００４１】図４，図５において、前記実施例と同じ
く、光ディスクからの反射光束５が、プリズム１４の面
２で９８％以上反射され、円形平行光束６になる。

【００４２】この円形平行光束６は、プリズム１４の２
つの面８と面９に空間的に分割され、入射する。円形平
行光束６のうち面８に入射した光束は、角２８を境に面
８で全反射し、光束２９となって面９で透過，屈折して
プリズム１４を出射し、光束３１になる。また、円形平
行光束６のうち面９に入射した光束は、面９で透過，屈
折してプリズム１４を出射し、光束３２となる。

【００４３】プリズム１４を出射した光束３１は、凸レ
ンズ２３とシリンドリカルレンズ２４により、非点収差
をもった収束光束２５になり、少なくともフォーカス検
出用の４分割受光面をもつフォトディテクタ２６で検出
されて電気信号に変換され、これは電気信号処理手段に
よって処理される。

【００４４】上記したように、プリズム１４の面８にお
いて光ディスクからの反射光束６の一部分を全反射によ
り偏向させ、信号検出手段の方向に進行させ、残りの光
束をプリズム面９からそのまま出射させて信号検出手段
とは別の方向に進行させている。このとき、前記実施例
と同じく、信号検出に必要な光束の幅を小さくしたた
め、面９の長さを短くでき、プリズム１４が従来の図１
４のものと比較して小型化できる。また、信号検出手段
における光束の幅も小さくなり、レンズ２３，２４をほ
ぼ半分に小さくすることも可能である。また、全反射に
より光束の一部分を偏向させているので、プリズム面８
の多層膜の設計を変更する必要はなく、１００％反射が
可能であり、プリズム１４が小型化できる分、安価に作
製でき、また、ピックアップ自体も小型化できる。さら
に、信号検出手段への光束の進行方向が、光ディスクと
逆の方向になるため、ピックアップの光ディスク方向へ
の張り出しを小さくでき、また、プリズム１４から見て
半導体レーザ１１と同方向であるので、プリズム以外の
部分でも非常に小型化することができる。

【００４５】図６は、上記第２の実施例の変形例を示す
プリズム詳細図である。３３は光ディスクからの反射光
束５の光軸であり、３４は光ディスクからの反射平行光
束５の一部分ｂ’がプリズム１４から出射した光束、３
５は光ディスクからの反射平行光束５の一部分ａ’がプ
リズム１４により除去された光束、３６は光束３４の出
射面である。ここでは、必要な円形平行光束５の直径を
４ｍｍとし、プリズム１４の余裕を０．５ｍｍとし、ビ
ーム整形比を１．７６倍と大きくし、プリズム１４の鋭
角の方の頂角を３６度とし、プリズム１４の素材にＢＫ
７（７９０ｎｍで、ｎ＝１．５１０９７０）を用いた。

【００４６】全反射して偏向し出射した平行光束３４を
信号検出手段に用いた場合、ビーム整形比を大きくする
と、プリズム１４の面８の長さが長くなる。これは、プ
リズム１４の面３６を面８に対して傾けることにより、
プリズム自体の小型化を維持できる。

【００４７】また、元の光軸３３は光束３４の外側にあ
るが、光ディスクからの反射光は、ガウシアン分布では
なく、中心付近は光量が比較的小さく、フォーカス検出
に対する感度も悪いので、ある程度、光軸３３が光束３
４の外側にあっても十分に信号検出可能である。

【００４８】図７に第３の実施例（請求項３対応）の構
成を示す。図７はピックアップ概略図であり、同図にお
いて、前記図１，図２と同一符号は同一又は相当部分を
示している。３７は凸レンズ、３８は収束光束、３９は
２分割フォトディテクタである。

【００４９】一般に、ナイフエッジ法やフーコ法による
フォーカス検出は、光束の一部分をナイフエッジと呼ば
れる遮光板でケルことにより、その後に凸レンズを設
け、その凸レンズの集光光束を２分割フォトディテクタ
で受光することにより検出する。

【００５０】図７において、プリズム１４の面８におい
て、光束の一部をプリズム１４の角２８をエッジとして
ケッており、遮光板を設けることなく、簡単にフォーカ
ス検出を行うことができる。

【００５１】図８にナイフエッジ法の簡単な原理を示
す。図８（ａ）は、光ディスクが合焦点位置から近づい
た場合であり、図８（ｂ）は、光ディスクが合焦点にあ
る場合、図８（ｃ）は光ディスクが合焦点位置から遠ざ
かった場合である。図８（ｂ）において、合焦点位置で
は、光束が円形でないため、その集光スポットは楕円形
となるが、非点収差検出に用いる２分割フォトディテク
タ３９の差（３９ａ−３９ｂ）をフォーカス信号とする
と、これは０となる。図８（ａ）において、光軸上の片
側の大部分がケラレているため、光ディスクが合焦点位
置から近づいた場合には、ケラレていない方に集光スポ
ットの分布がずれるが、フォーカス信号は正になる。逆
に、図８（ｃ）において、光ディスクが合焦点位置から
遠ざかった場合には、ケラレている方に集光スポットの
分布がずれ、フォーカス信号は負になる。このフォーカ
ス信号の値が０になるように対物レンズを制御すれば、
フォーカス制御可能である。

【００５２】図９に第４の実施例（請求項４対応）の構
成を示す。図９はプリズム詳細図であり、同図におい
て、前記図１，図２と同一符号は同一又は相当部分を示
している。４１は面９の角２８側に帯状にＡｌ（アル
ミ）を蒸着した反射膜であり、光ディスクからの反射光
束５は、光軸３３の右側の光束４２と、光軸３３の左側
の光束４３，４４よりなり、４５はプリズム１４からの
出射光束である。

【００５３】図９において、反射光束５のうち光束４２
は、プリズム１４の面２で反射した後、面８で全反射し
て除去される。反射光束５のうち光束４３は、プリズム
１４の面２で反射した後、面９上に設けたＡｌ反射膜４
１で反射し、プリズムの面８から出射して除去される。
反射光束５のうち光束４４のみがプリズム１４から信号
検出手段の方向に光束４５となって出射することができ
る。

【００５４】この反射膜４１により、プリズムの角度や
大きさで決まるプリズムの角２８の位置以外に、ナイフ
エッジのエッジの位置を設計することができるため、最
適な遮光率を設計できる。

【００５５】これは、反射膜４１以外に、吸収膜でも良
いし、グレーティング（格子）のような偏向機能をもっ
た膜でもよい。

【００５６】図１０に第５の実施例（請求項５対応）の
構成を示す。図１０（ａ），（ｂ）はピックアップ概略
図であり、前記図１，図４と同一符号は同一又は相当部
分を示している。４９は光ディスクからの反射光束５の
元の光軸であり、５０は反射光束５の最端部の光線、５
１はこの光線５０を光軸とする凸レンズである。５２は
収束光束であり、５３は光線５０上に設けた２分割フォ
トディテクタである。図１０（ａ）は、前記第１の実施
例のものに本発明を適用した構成であり、図１０（ｂ）
は前記第２の実施例のものに本発明を適用した構成であ
る。従来のナイフエッジ法が、光束の光軸とレンズの光
軸とが一致するのに対して、光軸をその垂直方向に偏芯
させてもフォーカス検出可能であり、凸レンズ５１を光
ディスクと反対の方向にずらすことができ、ピックアッ
プを小型化することができる。

【００５７】図１１、図１２にその簡単な原理を示す。
図１１は、従来のナイフエッジ法であり、図１２は本発
明において用いられるナイフエッジ法である。図１１
（ａ），図１２（ａ）は、光ディスクが合焦点にある場
合であり、図１１（ｂ），図１２（ｂ）は光ディスクが
合焦点位置から近づいた場合で、図１１（ｃ），図１２
（ｃ）は、光ディスクが合焦点位置から遠ざかった場合
である。図１１，図１２において、５４はナイフエッジ
であり、５５は元の光束の光軸で、５６ａ，５６ｂ，５
６ｃは光束の上端の光線、５７ａ，５７ｂ，５７ｃは光
束の下端の光線である。５１は光軸から偏芯させて設け
た凸レンズであり、５３（５３ａ，５３ｂ）は光軸５５
から偏芯させて設けた凸レンズ５１の光軸上の２分割フ
ォトディテクタである。

【００５８】図１１（ａ）において、図８（ｂ）と同様
に、合焦点位置では、光束が円形でないため、その集光
スポットは楕円形となるが、２分割フォトディテクタ３
９の差（３９ａ−３９ｂ）をフォーカス信号とすると、
これは０となる。図１１（ｂ），図１１（ｃ）も図８
（ａ），図８（ｃ）と同様である。

【００５９】図１２（ａ）において、合焦点位置では、
光束が円形でないため、その集光スポットは楕円形とな
るが、２分割フォトディテクタ５３の差（５３ａ−５３
ｂ）をフォーカス信号とすると、これは０となる。ケラ
レる条件により少しオフセットが生じる場合があるが、
これは電気的に補正できる。図１２（ｂ）において、光
軸上の片側の大部分がケラレているため、光ディスクが
合焦点位置から近づいた場合は、元の光軸上の光線５５
は、２分割フォトディテクタ５３の中央に進み、上端の
光線５６ｂは２分割フォトディテクタ５３の中央より少
し上方に進む。このため、２分割フォトディテクタ５３
の差（５３ａ−５３ｂ）は正になる。逆に、図１２
（ｃ）において、光軸上の片側の大部分がケラレている
ため、光ディスクが合焦点位置から遠ざかった場合に
は、元の光軸上の光線５５は、２分割フォトディテクタ
５３の中央に進み、上端の光線５６ｃは２分割フォトデ
ィテクタ５３の中央より少し下方に進む。このため、２
分割フォトディテクタ５３の差（５３ａ−５３ｂ）は負
になる。このフォーカス信号の値が０になるように対物
レンズを制御すれば、フォーカス制御可能となる。

【００６０】なお、上記各実施例では、本発明による光
ピックアップ装置を光ディスク装置に適用した場合につ
いて説明したが、光磁気ディスク装置の光ピックアップ
装置にも適用でき、上記と同様な効果が得られる。

【００６１】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、楕円平行
光束を円形平行光束に変換するビーム整形手段と、半導
体レーザから光情報記録媒体への行きの光束と光情報記
録媒体からの反射光による戻りの光束とを分離する光路
分離手段とを同一プリズム面に併せ持った複合機能プリ
ズムを設けるとともに、この複合機能プリズムの面のう
ち、行きの光束の出射面を、光路分離した後の戻りの光
束の全反射面として再び用い、この全反射した光束を除
去し、残りの光束を信号検出手段に向けるようにしたの
で、プリズムを小型化し、軽量化することができ、安価
で量産しやすい光ピックアップ装置が得られる効果があ
る。

【００６２】また、請求項２記載の発明によれば、同じ
く、複合機能プリズムの面のうち、行きの光束の出射面
を、光路分離した後の戻りの光束の全反射面として再び
用い、この全反射した光束を信号検出手段に向け、残り
の光束を除去しているので、前記請求項１の効果に加え
て、光情報記録媒体方向への信号検出手段の張り出しを
小さくでき、ピックアップ装置全体を小さくできる効果
がある。

【００６３】そして、請求項３記載の発明によれば、信
号検出手段の一部に、ナイフエッジ法またはフーコ法に
よるフォーカス検出手段を設け、フォーカス検出に用い
る光束の瞳を小さくする手段を、前記プリズムの少なく
とも一つの面の開口とし、反射光束が入射するプリズム
の面の違いで、瞳の開口を制限しているので、前記請求
項１，請求項２の効果に加えて、ナイフエッジ法やフー
コ法によるフォーカス検出を行う際に、ナイフエッジ用
の遮光板が不要になる効果がある。

【００６４】また、請求項４記載の発明によれば、同じ
く、信号検出手段の一部に、ナイフエッジ法またはフー
コ法によるフォーカス検出手段を設け、フォーカス検出
に用いる光束の瞳を小さくする手段を、前記プリズムの
少なくとも一つの出射面上に形成し、反射光束が入射す
るプリズムの面の違いと、プリズムの面上に設けた遮光
層等により、瞳の開口を制限しているので、前記請求項
３の効果に加えて、遮光率をプリズムの形状とは別に可
変でき、フォーカス感度を容易に調整できる効果があ
る。

【００６５】さらに、請求項５記載の発明によれば、光
情報記録媒体からの元の反射光束の光軸に対して、ナイ
フエッジ法等の検出用レンズの光軸を、光軸に垂直方向
で光情報記録媒体とは反対方向に偏芯させているので、
前記請求項１〜請求項４の効果に加えて、光情報記録媒
体方向への信号検出手段の張り出しを小さくでき、ピッ
クアップ装置全体を小さくできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における光ピックアップ
装置の全体構成図。

【図２】上記実施例におけるプリズム詳細図。

【図３】上記実施例におけるフォーカス検出の原理を示
す図。

【図４】第２の実施例におけるピックアップ概略図。

【図５】上記実施例におけるプリズム詳細図。

【図６】上記第２の実施例の変形例を示すプリズム詳細
図。

【図７】第３の実施例におけるピックアップ概略図。

【図８】上記実施例におけるナイフエッジ法によるフォ
ーカス検出の原理を示す図。

【図９】第４の実施例におけるプリズム詳細図。

【図１０】第５の実施例におけるピックアップ概略図。

【図１１】従来のナイフエッジ法の原理を示す図。

【図１２】上記第５の実施例におけるナイフエッジ法の
原理を示す図。

【図１３】従来の複合機能プリズムを示す図。

【図１４】従来の複合機能プリズムをより具体的に示す
図。

【符号の説明】

１，１４複合機能プリズム２，８，９プリズム面３楕円平行光束４，５，６円形平行光束１１半導体レーザ１２楕円放射光束１３コリメートレンズ１５４分の１波長板１８対物レンズ２０光ディスク２６４分割フォトディテクタ３７，５１凸レンズ３９，５３２分割フォトディテクタ４１反射膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体レーザ光源と、この半導体レーザ
光源からの楕円放射光束を楕円平行光束にするコリメー
トレンズと、この平行光束を光情報記録媒体上に集光す
る対物レンズと、前記光情報記録媒体からの反射光によ
る信号を検出する信号検出手段とを有する光ピックアッ
プ装置において、前記コリメートレンズによる楕円平行光束を円形平行光
束に変換するビーム整形手段と、前記半導体レーザから
光情報記録媒体への行きの光束と光情報記録媒体からの
反射光による戻りの光束とを分離する光路分離手段とを
同一プリズム面に併せ持った複合機能プリズムを設ける
とともに、前記光情報記録媒体からの反射光による戻りの光束を前
記プリズム面で光路分離した後、前記プリズムの他の面
から前記信号検出手段に出射する場合に、この戻りの光
束の一部分の光束を信号検出手段へ出射し、前記戻りの
光束の残りの部分の光束を、前記プリズムの面のうち光
情報記録媒体への行きの光束の出射面にあたるプリズム
面において全反射させた後に前記プリズムの少なくとも
一つの面において除去する構成としたことを特徴とする
光ピックアップ装置。
【請求項２】半導体レーザ光源と、この半導体レーザ
光源からの楕円放射光束を楕円平行光束にするコリメー
トレンズと、この平行光束を光情報記録媒体上に集光す
る対物レンズと、前記光情報記録媒体からの反射光によ
る信号を検出する信号検出手段とを有する光ピックアッ
プ装置において、前記コリメートレンズによる楕円平行光束を円形平行光
束に変換するビーム整形手段と、前記半導体レーザから
光情報記録媒体への行きの光束と光情報記録媒体からの
反射光による戻りの光束とを分離する光路分離手段とを
同一プリズム面に併せ持った複合機能プリズムを設ける
とともに、前記光情報記録媒体からの反射光による戻りの光束を前
記プリズム面で光路分離した後、前記プリズムの他の面
から前記信号検出手段に出射する場合に、この戻りの光
束の一部分の光束を、前記プリズムの面のうち光情報記
録媒体への行きの光束の出射面にあたるプリズム面にお
いて全反射させた後に信号検出手段へ出射し、前記戻り
の光束の残りの部分の光束を前記プリズムの少なくとも
一つの面において除去する構成としたことを特徴とする
光ピックアップ装置。
【請求項３】前記信号検出手段の一部に、ナイフエッ
ジ法またはフーコ法によるフォーカス検出手段を設け、
フォーカス検出に用いる光束の瞳を小さくする手段を、
前記プリズムの少なくとも一つの面の開口としたことを
特徴とする請求項１または請求項２記載の光ピックアッ
プ装置。
【請求項４】前記信号検出手段の一部に、ナイフエッ
ジ法またはフーコ法によるフォーカス検出手段を設け、
フォーカス検出に用いる光束の瞳を小さくする手段を、
前記プリズムの少なくとも一つの出射面上に形成したこ
とを特徴とする請求項１または請求項２記載の光ピック
アップ装置。
【請求項５】前記プリズムと信号検出手段の一部であ
る光検出手段の間に検出用レンズを設け、この検出用レ
ンズの光軸を、前記プリズムから一部を除去されて当該
検出用レンズに入射する光束の元の光軸に対して、光軸
の垂直方向で前記光情報記録媒体とは反対方向に偏芯さ
せたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに
記載の光ピックアップ装置。