JPH10149562A - 光学ピックアップ及び光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型且つ軽量に構成されると共に、コストが
低減されるようにした、光学ピックアップ及びこれを利
用した光ディスク装置を提供すること。 【解決手段】 光源２１から出射された光ビームを光デ
ィスク１１の信号記録面上に集束させる光集束手段２６
と、上記光源と光集束手段との間で、光源からの光ビー
ムを透過させ、且つ光ディスクからの戻り光ビームを反
射させる光分離手段２３と、上記光源と光集束手段との
間で、光源からの光ビームを分割する光分割手段２３ａ
と、上記光分離手段で反射された戻り光ビームを受光す
る受光部を有する光検出器２９とを含んでいる。そし
て、上記光分離手段２３が、光軸に対して斜めに配設さ
れ、光ディスク側の面に光分離膜２３ａを備えた平行平
板から構成されていて、上記光源と光分離手段との間
に、平行平板による波面収差を補正するための波面収差
補正レンズ２２が配設される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク，光磁
気ディスク，相変化型ディスク等の光学式ディスク（以
下、「光ディスク」という）の信号を記録及び／又は再
生するための光学ピックアップ、及びこの光学ピックア
ップを備えた光ディスク装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、光ディスク用の光学ピックアップ
は、例えば図４に示すように構成されている。図４にお
いて、光学ピックアップ１は、光源としての半導体レー
ザ素子２から出射された光ビームの光路中に順次に配設
された、グレーティング３ａ，非点収差補正板３ｂ，ビ
ームスプリッタ４，コリメータレンズ５，プリズムミラ
ー６及び対物レンズ７と、ビームスプリッタ４で反射さ
れた光ディスクからの戻り光ビームの分離光路中に順次
に配設されたウォラストンプリズム４ａ，マルチレンズ
４ｂ及び光検出器８とを備えている。

【０００３】このような構成の光学ピックアップ１にお
いては、半導体レーザ素子２からの光ビームは、グレー
ティング３ａ，非点収差補正板３ｂ，ビームスプリッタ
４を順次通過し、コリメータレンズ５によって平行光に
変換された後、プリズムミラー６によって光ディスクの
方向に光路を折曲げられて、対物レンズ７により光ディ
スクの信号記録面に照射される。そして、この信号記録
面で反射された戻り光ビームは、再び対物レンズ７，プ
リズムミラー６及びコリメータレンズ５を介して、ビー
ムスプリッタ４に入射し、その反射面で反射された後、
ウォラストンプリズム４ａ及びマルチレンズ４ｂを介し
て、光検出器８の受光面で受光され、記録信号が検出さ
れるようになっている。その際、グレーティング３ａに
より分割されたメインビーム及び二つのサイドビームを
それぞれ検出することにより、所謂３スポット法によ
り、トラッキングエラー信号が得られると共に、マルチ
レンズ４ｂにより付された非点収差を利用して、所謂非
点収差法によって、フォーカスエラー信号が得られるよ
うになっている。

【０００４】ここで、正確な再生信号の検出のために、
半導体レーザ素子２からの光ビームが光ディスクの信号
記録面の正しい位置にスポットを形成して、正確な記録
信号の再生が行われるために、上記対物レンズ７が、所
定のサーボ信号に基づいて微動されるようになってい
る。この対物レンズ７のサーボとしては、光ディスクの
記録トラックに対して、光ディスクの径方向に沿って対
物レンズ７を微動させるトラッキングサーボと、光軸に
沿って光ディスクの信号記録面に接近，離間させる方向
に対物レンズ７を微動させるフォーカスサーボとが行わ
れている。これらのトラッキングサーボ及びフォーカス
サーボは、上述したトラッキングエラー信号及びフォー
カスエラー信号に基づいて行なわれるようになってい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
構成の光学ピックアップ１においては、ビームスプリッ
タ４として、二つの三角プリズムを貼り合わせたキュー
ブ状のビームスプリッタが使用されている。これによ
り、半導体レーザ素子２からの光ビームのビームスプリ
ッタ４への入射ＮＡ（開口数）が比較的大きくても、そ
の反射面の傾斜角度は比較的正確に設定できるので、こ
のビームスプリッタ４の偏光分離性能の角度依存性に十
分対応できるように構成されている。しかし、このよう
なビームスプリッタ４は、そのキューブ状の形状のため
に厚さが比較的厚くなってしまうので、光学ピックアッ
プ１の光路長が長くなってしまう。従って、光学ピック
アップ１全体が比較的大きくなってしまい、小型化の要
請に反することになってしまうという問題があった。

【０００６】また、三角プリズムの貼り合わせによるビ
ームスプリッタは、作業が複雑で、非常に高価になって
しまうと共に、比較的重いことから、光学ピックアップ
１全体が重くなってしまうという問題があった。

【０００７】本発明は、以上の点に鑑み、小型且つ軽量
に構成されると共に、製造コストが低減されるようにし
た、光学ピックアップ及びこれを利用した光ディスク装
置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、光ビームを出射する光源と、この光源から出射さ
れた光ビームを光ディスクの信号記録面上に集束させる
光集束手段と、前記光源と光集束手段との間に配設さ
れ、光源からの光ビームを透過させ、且つ光ディスクか
らの戻り光ビームを反射させる光分離手段と、前記光分
離手段で反射された光ディスクの信号記録面からの戻り
光ビームを受光する受光部を有する光検出器とを含んで
いて、前記光分離手段が、光軸に対して斜めに配設さ
れ、光ディスク側の面に光分離膜を備えた平行平板から
構成されており、前記光源と光分離手段との間に、前記
平行平板によって生じる波面収差を補正するための波面
収差補正手段が配設されている、光学ピックアップによ
り、達成される。

【０００９】上記構成によれば、光源から出射した光ビ
ームは、波面収差補正手段を介して、平行平板である光
分離手段を透過し、光集束手段によって光ディスクの信
号記録面に集束する。そして、光ディスクからの戻り光
ビームは、光分離手段の表面の光分離膜によって反射さ
れて、光検出器に導かれ、光検出器の検出信号に基づい
て、光ディスクの信号再生が行なわれる。

【００１０】ここで、光分離手段の透過により発生する
波面収差は、波面収差補正手段により付与された波面収
差により相殺されることにより、光分離手段を透過した
光ビームには波面収差は低減され、光ディスクの正確な
信号再生が可能となる。尚、ここで、波面収差補正手段
による波面収差の補正は、当該波面収差を完全に除去す
るものでなくても、信号検出上許容できる範囲にされれ
ばよい。

【００１１】従って、ビームスプリッタとして平行平板
から成るビームスプリッタが使用されることにより、ビ
ームスプリッタが小型且つ軽量に、しかも低コストで形
成される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
を図１乃至図３を参照しながら、詳細に説明する。尚、
以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例である
から、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、
本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定
する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるもの
ではない。

【００１３】図１は、本発明による光学ピックアップを
組み込んだ光ディスク装置の一実施形態を示している。
図１において、光ディスク装置１０は、光ディスク１１
を回転駆動する駆動手段としてのスピンドルモータ１２
と、回転する光ディスク１１の信号記録面に対して光ビ
ームを照射して信号を記録し、この信号記録面からの戻
り光ビームにより記録信号を再生する光学ピックアップ
２０及びこれらを制御する制御部１３を備えている。こ
こで、制御部１３は、光ディスクコントローラ１４，信
号復調器１５，誤り訂正回路１６，インターフェイス１
７，ヘッドアクセス制御部１８及びサーボ回路１９を備
えている。

【００１４】光ディスクコントローラ１４は、スピンド
ルモータ１２を所定の回転数で駆動制御する。信号復調
器１５は、光学ピックアップ２０からの記録信号を復調
して誤り訂正し、インターフェイス１７を介して外部コ
ンピュータ等に送出する。これにより、外部コンピュー
タ等は、光ディスク１１に記録された信号を再生信号と
して受け取ることができるようになっている。

【００１５】ヘッドアクセス制御部１８は、光学ピック
アップ２０を例えば光ディスク１１上の所定の記録トラ
ックまでトラックジャンプ等により移動させる。サーボ
回路１９は、この移動された所定位置において、光学ピ
ックアップ２０の二軸アクチュエータに保持されている
対物レンズをフォーカシング方向及びトラッキング方向
に移動させる。

【００１６】図２は、上記光ディスク装置１０に組み込
まれた光学ピックアップを示している。図２において、
光学ピックアップ２０は、光源としての半導体レーザ素
子２１から出射される光ビームの光路中に順次に配設さ
れた、波面収差補正手段としての補正レンズ２２，光分
離手段としてのビームスプリッタ２３，平行光変換手段
としてのコリメータレンズ２４，光路折曲げ手段として
のプリズムミラー２５及び光集束手段としての対物レン
ズ２６と、ビームスプリッタ２３による分離光路中に順
次に配設された、ウォラストンプリズム２７，マルチレ
ンズ２８及び光検出器２９と、から構成されている。

【００１７】上記半導体レーザ素子２１は、半導体の再
結合発光を利用した発光素子であり、所定のレーザ光を
出射する。

【００１８】波面収差補正手段として用いられる例えば
補正レンズ２２は、入射側が平面で且つ出射側が凸面で
ある、平凸レンズであって、その曲率半径は、この波面
収差補正レンズ２２を透過した光ビームが、ビームスプ
リッタ２３を透過する際に付与される波面収差を補正す
るために、逆の波面収差を付与するように、選定されて
いる。さらに、波面収差補正レンズ２２は、その入射面
に、回折格子を一体に形成してなるグレーティング２２
ａを備えている。このグレーティング２２ａは、入射光
を回折させる回折格子であって、半導体レーザ素子２１
からの光ビームを、０次回折光から成る主ビーム及び±
１次回折光から成るサイドビームの少なくとも３本の光
ビームに分割する。尚、波面収差補正手段２２は、除去
すべき波面収差を低減できる構成であればよいので、図
示のようなレンズに限らず、他の光学素子を適宜用いて
もよい。例えば、波面収差補正レンズ２２と同じ位置
に、これに代え平行平板を所定角度傾けて配置してもよ
い。この場合、この平行平板の光ビームが入射する入射
面側に回折格子を設けることもできる。

【００１９】ビームスプリッタ２３は、光軸に対して４
５度傾斜した状態で配設された平行平板であって、その
出射側の平面に、光分離膜（図示の場合、偏光分離膜）
２３ａが形成されている。これにより、波面収差補正レ
ンズ２２からの光ビームと光ディスク１１の信号記録面
からの戻り光を偏光分離する。即ち、半導体レーザ素子
２１からの光ビームの一部は、ビームスプリッタ２３の
偏光分離膜２３ａを透過し、戻り光ビームの一部は、ビ
ームスプリッタ２３の偏光分離膜２３ａで反射されるよ
うになっている。尚、ビームスプリッタ２３は、平行平
板から成るので、従来のキューブ状のビームスプリッタ
のような貼り合わせ作業が不要となり、容易に且つ低コ
ストで製造される。

【００２０】コリメータレンズ２４は、凸レンズ、図示
の場合凹レンズと凸レンズを組み合わせた貼り合わせレ
ンズから成る凸レンズであって、ビームスプリッタ２３
からの光ビームを平行光に変換する。

【００２１】プリズムミラー２５は、例えば三角柱状の
ミラーであり、コリメータレンズ２４からの平行光ビー
ムを鉛直方向に９０度反射させると共に、光ディスク１
１からの戻り光ビームを水平方向に９０度反射させる。

【００２２】対物レンズ２６は、凸レンズであって、コ
リメータレンズ２５からの平行光ビームを、回転駆動さ
れる光ディスク１１の信号記録面の所望の記録トラック
上に集束させる。ここで、対物レンズ２６は、図示しな
い二軸アクチュエータにより、二軸方向即ちフォーカシ
ング方向及びトラッキング方向に移動可能に支持されて
いる。

【００２３】ウォラストンプリズム２７は、四角柱状の
プリズムであって、光ディスク１１からの戻り光ビーム
に基づいて偏光分離を行なうことにより、複数の光ビー
ムを出射するものである。マルチレンズ２８は、シリン
ドリカルレンズ及び凹レンズから構成されており、戻り
光ビームに対してフォーカスエラー信号の検出のため
に、光ビームに対して非点収差を付与すると共に、光路
長を調整するようになっている。

【００２４】光検出器２９は、ビームスプリッタ２３を
透過した戻り光ビームに対して、受光部を有するように
構成されている。

【００２５】本実施形態による光学ピックアップ２０を
組み込んだ光ディスク装置１０は、以上のように構成さ
れており、次のように動作する。先づ、光ディスク装置
１０のスピンドルモータ１２が回転することにより、光
ディスク１１が回転駆動される。そして、光学ピックア
ップ２０が、光ディスク１１の半径方向に移動されるこ
とにより、対物レンズ２６の光軸が、光ディスク１１の
所望のトラック位置まで移動されることにより、アクセ
スが行なわれる。

【００２６】この状態にて、光学ピックアップ２０に
て、半導体レーザ素子２１からの光ビームは、波面収差
補正レンズ２２の入射面に形成されたグレーティング２
２ａにより３本の光ビームに分割されると共に、波面収
差補正レンズ２２により波面収差が付与された後、ビー
ムスプリッタ２３を透過し、コリメータレンズ２４によ
り平行光に変換される。そして、この平行光ビームは、
プリズムミラー２５で光ディスク１１に向かって反射さ
れ、対物レンズ２６を介して、光ディスク１１の信号記
録面に集束される。光ディスク１１からの戻り光は、再
び対物レンズ２６，プリズムミラー２５及びコリメータ
レンズ２４を介して、ビームスプリッタ２３に入射す
る。そして、ビームスプリッタ２３の偏光分離膜２３ａ
で反射され、ウォラストンプリズム２７及びマルチレン
ズ２８を介して、光検出器２９に集束する。これによ
り、光検出器２９の検出信号に基づいて、光ディスク１
１の記録信号が再生される。

【００２７】その際、信号復調器１５は、グレーティン
グ２２ａによるサイドビームに対する光検出器２９から
の検出信号に基づいて、所謂３スポット法により、トラ
ッキングエラー信号を検出すると共に、非点収差法によ
りフォーカスエラー信号を検出する。そして、サーボ回
路１９は、光ディスクドライブコントローラ１４を介し
て、図示しない二軸アクチュエータを駆動制御すること
により、対物レンズ２６のフォーカシング及びトラッキ
ングが行なわれる。

【００２８】ここで、半導体レーザ素子２１からの光ビ
ームに関して、平行平板であるビームスプリッタ２３を
透過する際に、波面収差が発生することになるが、この
波面収差は、半導体レーザ素子２１からの光ビームに対
して前以て波面収差補正レンズ２２により付与された逆
の波面収差と相殺されることになる。従って、ビームス
プリッタ２３を透過した光ビームの波面収差は低減さ
れ、光ディスク１１の信号記録面に対して正確なスポッ
トが形成される。これにより、光ディスク１１の正確な
信号再生が行われることになる。

【００２９】図３は、本発明による光学ピックアップの
第二の実施形態を示している。図３において、光学ピッ
クアップ３０は、図２に示した光学ピックアップ１０と
ほぼ同様の構成であって、光源である半導体レーザ素子
２１と波面収差補正レンズ２２との間に、カップリング
レンズ３１が配設されていると共に、コリメータレンズ
２４が省略されている点で異なる構成である。上記カッ
プリングレンズ３１は、凸レンズであって、半導体レー
ザ素子２１からの光ビームをやや集束させることによ
り、ビームスプリッタ２３への入射ＮＡ（開口数）を小
さくするように、作用する。

【００３０】この光学ピックアップは第１の実施形態の
効果に加えて、以下の作用並びに効果を発揮する。カッ
プリングレンズ３１として、凸レンズを用いているの
で、ビームスプリッタ２３への入射する光ビームのＮＡ
を小さくできる。これにより、偏光分離についての角度
依存性を低くできるので、偏光分離膜２３ａが平行平板
の一面に形成されることにより、その光軸に対する傾斜
角度の位置決め精度が多少劣化しても、光学性能が劣化
しない。また、半導体レーザ素子２１からの光ビームの
利用効率が高められると共に、比較的大型のコリメータ
レンズ２４が省略されることになり、全体として小型に
構成されることになる。この場合、対物レンズ２６の倍
率を適宜に選定しておくことにより、マルチレンズ２８
の凹レンズも省略され、マルチレンズ２８はシリンドリ
カルレンズのみにより構成されるので、部品点数が少な
くて済むことになる。

【００３１】上記実施形態による光ディスク装置１０及
び光学ピックアップ２０においては、光磁気ディスク再
生用の偏光光学ピックアップの構成が示されているが、
これに限らず、コンパクトディスク（ＣＤ）やＣＤ−Ｒ
ＯＭのための無偏光光学ピックアップ及び光ディスク装
置に対しても、ビームスプリッタの偏光分離膜を光分離
膜に変更することにより、本発明を適用できることは明
らかである。

【００３２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、小
型且つ軽量に構成されると共に、コストが低減されるよ
うにした、光学ピックアップ及びこれを利用した光ディ
スク装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光学ピックアップの第一の実施形
態を組み込んだ光ディスク装置の全体構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】図１の光ディスク装置における光学ピックアッ
プの構成を示す概略平面図である。

【図３】本発明による光学ピックアップの第二の実施形
態の構成を示す概略平面図である。

【図４】従来の光学ピックアップの一例における光学系
を示す側面図である。

【符号の簡単な説明】

１０・・・光ディスク装置、１１・・・光ディスク、１
２・・・スピンドルモータ、１３・・・制御部、１４・
・・光ディスクトライブコントローラ、１５・・・信号
復調器、１６・・・誤り訂正回路、１７・・・インター
フェイス、１８・・・ヘッドアクセス制御部、２０・・
・光学ピックアップ、２１・・・半導体レーザ素子、２
２・・・波面補正レンズ、２２ａ・・・グレーティン
グ、２３・・・ビームスプリッタ、２３ａ・・・偏光分
離膜、２４・・・コリメータレンズ、２５・・・プリズ
ムミラー、２６・・・対物レンズ、２７・・・ウォラス
トンプリズム、２８・・・マルチレンズ、２９・・・光
検出器、３０・・・光学ピックアップ、３１・・・カッ
プリングレンズ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ビームを出射する光源と、 この光源から出射された光ビームを光ディスクの信号記
   録面上に集束させる光集束手段と、 前記光源と光集束手段との間に配設され、光源からの光
   ビームを透過させ、且つ光ディスクからの戻り光ビーム
   を反射させる光分離手段と、 前記光分離手段で反射された光ディスクの信号記録面か
   らの戻り光ビームを受光する受光部を有する光検出器と
   を含んでいて、 前記光分離手段が、光軸に対して斜めに配設され、光デ
   ィスク側の面に光分離膜を備えた平行平板から構成され
   ており、 前記光源と光分離手段との間に、前記平行平板によって
   生じる波面収差を補正するための波面収差補正手段が配
   設されていることを特徴とする光学ピックアップ。
2. 【請求項２】 前記波面収差補正手段の光ビームの入射
   面に、前記光源からの光ビームをメインビーム及びサイ
   ドビームに分割する光分割手段が一体に形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の光学ピックアップ。
3. 【請求項３】 前記光源と波面収差補正手段との間に、
   光分離手段への入射ＮＡを小さくするための凸レンズが
   設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光学
   ピックアップ。
4. 【請求項４】 光源から出射した光ビームを、光分割手
   段を介して、光ディスクの信号記録面上に集束する光集
   束手段と、 前記光源と光集束手段との間で、光源からの光ビームを
   透過させ、且つ光ディスクからの戻り光ビームを反射さ
   せる光分離手段と、 前記光分離手段により反射された戻り光ビームを受光す
   る受光部を有する光検出手段と、 前記光集束手段を二軸方向に移動可能な駆動手段と、 前記光検出手段の受光部からの信号に基づいて、サーボ
   信号を得る演算部と、 前記サーボ信号に基づいて駆動電流を前記駆動手段に供
   給するサーボ手段とを含んでいて、 前記光分離手段が、光ディスク側の面に光分離膜を備え
   た平行平板から構成されており、 前記光源と光分離手段との間に、前記平行平板によって
   生じる波面収差を補正するための波面収差補正手段が配
   設されていることを特徴とする光ディスク装置。