JP3979562B2 - 光ピックアップ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の光ビームを用いて光学式の情報記録媒体に対し情報記録又は情報再生を行う光ピックアップ装置に関し、特に各光ビームを適切な光強度に制御するためのモニタ機構を備えた光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学式の情報記録媒体として、例えばＣＤ（Compact Disk）とＤＶＤ（Digital Video Disk又はDigital Versatile Disk）が知られている。また、これらＣＤとＤＶＤの各々について、１回に限って情報記録が可能な追記型光ディスク（write once optical disk）と、情報の消去及び再記録が可能な書換え型光ディスク（rewritable optical disk）が知られている。
【０００３】
こうした多種多様な情報記録媒体が開発されるのに伴い、情報記録再生装置にあっては、これらの情報記録媒体を区別することなく情報記録又は情報再生することが可能なコンパティビリティを有する光ピックアップ装置の必要性が高まっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のコンパティビリティを有する光ピックアップ装置を実現するためには、情報記録媒体の夫々の光学特性に適合する複数の光ビームが必要となり、更に、夫々の光ビームを適切な光強度となるように制御して各情報記録媒体に照射する必要がある。
【０００５】
ところが、こうした課題を達成するために、複数の光ビーム毎に固有のモニタ機構を備えた光学系を構築することにすると、光ピックアップ装置の規模や重量が大きくなってしまう等の問題があった。
【０００６】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、コンパティビリティを有し、例えば小型且つ軽量化を可能とする新規な構造の光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、情報記録媒体に対し情報の記録再生を行う光ピックアップ装置であって、各々が波長の異なる第１の光と第２の光を射出する複数の発光源と、前記発光源から射出される前記第１，第２の光の光路を合流させて光路を一本化し、前記情報記録媒体側へ射出する光路合流素子と、前記発光源と光路合流素子との光軸に合わせて設けられ、前記各光を検出する光電気変換素子と、前記光電気変換素子で検出した検出結果に基づいて前記発光源の発光強度を制御する制御手段と、を備え、前記光路合流素子は、互いに対向する第１面と第２面とを有する透明媒質と、前記第２面に設けられた半透過膜とを有し、前記発光源からの第１の光を第１面より入射して前記半透過膜によって第１の反射光と第１の透過光に分割し、第１の透過光を第２面側から前記情報記録媒体側へ射出すると共に、第１の反射光を第１面側から射出し、前記発光源からの第２の光を第２面より入射して前記半透過膜によって第２の反射光と第２の透過光に分割し、第２の反射光を第２面側から前記情報記録媒体側へ射出すると共に、第２の透過光を第１面側から射出する光学素子から成り、
前記光電変換素子は、 前記発光源から前記第１の光が射出される際に前記第１の反射光を検出し、前記発光源から前記第２の光が射出される際に前記第２の透過光を検出すること、を特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光ピックアップ装置において、前記第１面と第２面は平行であること、を特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の光ピックアップ装置において、前記第１面と第２面は非平行であること、を特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の光ピックアップ装置において、前記第１面と第２面は、前記第１面側から入射する前記第１の光が前記第２面と半透過膜で反射される際に生じる高次の多重反射光を前記光電変換素子に到達させない角度に設定されていること、を特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光ピックアップ装置の実施の形態を図面を参照して説明する。尚、一実施形態として、追記型ＤＶＤと書換え型ＤＶＤ、追記型ＣＤ及び書換え型ＣＤに対して情報記録と情報再生が可能な情報記録再生装置に備えられる光ピックアップ装置について説明する。
【００１４】
図１と図２は、本実施形態の光ピックアップ装置の構成を示す図であり、図１は、図示する三次元直交座標ｘｙｚのｚ軸方向より光ピックアップ装置を見た場合の平面図、図２は、光ピックアップ装置の一部分をｙ軸方向より見た場合の側面図である。
【００１５】
図１において、本光ピックアップ装置１には、ホログラムユニット２と、上記のＣＤに対して情報記録又は情報再生を行う際に所定波長λ1（７８０nm）のレーザ光ｈ1を射出する第１の半導体レーザ２ａと、上記のＤＶＤに対して情報記録又は情報再生を行う際に所定波長λ2（６５０nm）のレーザ光ｈ2を射出する第２の半導体レーザ３が備えられている。
【００１６】
上記のホログラムユニット２は、第１の半導体レーザ２ａとともに、ＣＤで反射して戻ってきた波長λ1の光（以下、「戻り光」という）であるレーザ光ｈ4を受光する光電変換素子２ｂと、レーザｈ4の光路をレーザｈ1の光路から分離させるビームスプリットホログラム２ｃとを収納している。
【００１７】
また、第１の半導体レーザ２ａの射出端に対して、レーザ光ｈ1を平行光とするコリメータレンズ４と、１／４波長板５と、全反射ミラー６が光軸合わせして配置されると共に、第２の半導体レーザ３の射出端に対して、レーザ光ｈ2を平行光とするコリメータレンズ７と、回折格子（グレーティング）８と、整形プリズム９が光軸合わせして配置されている。
【００１８】
尚、整形プリズム９は、第１のプリズム９ａと第２のプリズム９ｂとを貼り合わせた偏角プリズムであり、回折格子８側から入射するレーザ光ｈ2の方向を変えて後述の光路合流プリズム１３側へ射出すると共に、ＤＶＤに対して反射された波長λ2のレーザ光が光路合流プリズム１３側から戻る光（以下、「戻り光」という）を第１，第２のプリズム９ａ，９ｂの貼り合わせ面９ｃで反射して所定方向へ射出する。
【００１９】
更に、整形プリズム９の張り合わせ面９ｃで反射された上記の戻り光を集光するコリメータレンズ１０及び収差補正用の非球面レンズ１１が設けられると共に、集光された戻り光ｈ3を受光し電気信号に変換して出力する光電変換素子１２が備えられている。この光電変換素子１２及び上記の光電変換素子２ｂの出力信号はＲＦアンプ（図示省略）等に供給され、フォーカスサーボ等の各種サーボ制御が行われたり、ＣＤやＤＶＤに記録されていた情報を再生する等の処理が行われる。
【００２０】
全反射ミラー６と整形プリズム９との間の両者の光軸中心Ｑの交わる位置、別言すれば、レーザ光ｈ1，ｈ2の光路が交わる位置に、光路合流プリズム１３が配置されている。そして、光路合流プリズム１３を介して全反射ミラー６の反対側には立ち上げミラー１４、光路合流プリズム１３を介して整形プリズム９の反対側には、レーザ光ｈ1とｈ2の強度を検出するためのモニタ用光検出手段としての光電変換素子１５が夫々光軸合わせして配置されている。
【００２１】
そして、詳しくは後述するが、光路合流プリズム１３は、レーザ光ｈ1，ｈ2から立ち上げミラー１４に向かうときは、別にモニタ用の光を取り出すモニタ光取得手段を兼ねている。
【００２２】
また、立ち上げミラー１４の下方には、図２に示すように、所謂クランプ位置に装填されたＣＤ又はＤＶＤの記録面に対向する対物レンズ１６が配置されている。
【００２３】
また、光路合流プリズム１３側から立ち上げミラー１４に向けて入射するレーザ光ｈ1，ｈ2の入射角及び反射角と、ＣＤ又はＤＶＤの記録面で反射されて対物レンズ１６を介して立ち上げミラー１４に向けて入射する戻り光の入射角及び反射角が共に４５°になるように、立ち上げミラー１４の反射面が傾けられている。
【００２４】
ここで、光路合流プリズム１３は、レーザ光ｈ1，ｈ2に対して透明な平行平板形状の媒質を基体とし、その基体の一方の面（全反射ミラー６と光電変換素子１５側に向いた面）には誘電体物質からなる無反射コート膜ＡＲが薄膜コーティングされ、基体の他方の面（整形プリズム９と立ち上げミラー１４側に向いた面）には誘電体物質からなる所定反射率及び透過率の半透過膜ＨＭが薄膜コーティングされている。
【００２５】
また、全反射ミラー６で反射されて無反射コート膜ＡＲ側へ入射するレーザ光ｈ1の入射角と、整形プリズム９側から半透過膜ＨＭ側へ入射するレーザ光ｈ2の入射角が共に４５°となるように、光路合流プリズム１３は傾斜して配置されている。
【００２６】
本実施形態では、波長λ1，λ2の光に対する無反射コート膜ＡＲの反射率が１％未満（別言すれば、透過率９９％以上）に設定されている。
【００２７】
半透過膜ＨＭは、その透過率及び反射率が波長依存性をもって設定されており、波長λ1（７８０nm）については約９０％を透過するとともに約１０％を反射し、波長λ2（６５０nm）については約９０％を反射するとともに約１０％を透過するようになっている。
【００２８】
次に、かかる構成の光ピックアップ装置の動作を図３ないし図６を参照して説明する。尚、図３及び図４は、ＣＤに対して情報記録又は情報再生を行う際の動作、図５及び図６は、ＤＶＤに対して情報記録又は情報再生を行う際の動作を示している。
【００２９】
ＣＤへの情報記録又はＣＤから情報再生を行う際には、図３に示すように、第１の半導体レーザ２ａから波長λ1のレーザ光ｈ1を射出させ、第２の半導体レーザ３を消灯状態にする。
【００３０】
より詳細に述べれば、ＣＤに情報記録を行う際には、所謂パワーストラテジ法を用いて、記録データに基づいて変調したレーザ光ｈ1を第１の半導体レーザ２ａから射出させ、第２の半導体レーザ３を消灯状態にする。
【００３１】
ＣＤから情報再生を行う際には、一定強度のレーザ光ｈ1を第１の半導体レーザ２ａから射出させ、第２の半導体レーザ３を消灯状態にする。
【００３２】
更に、情報記録及び情報再生のいずれの場合にも、後述するＡＰＣ回路（自動電力制御回路）によって、第１の半導体レーザ２ａを発光させるための駆動電力を制御し、レーザ光ｈ1の強度を所定の目標値となるようにフィードバック制御するようになっている。
【００３３】
まず、ＣＤに情報記録を行う際の動作を説明する。第１の半導体レーザ２ａより情報記録用のレーザ光ｈ1を射出すると、そのレーザ光ｈ1はコリメータレンズ４と１／４波長板５を通り、全反射ミラー６で反射されて、光路合流プリズム１３の無反射コート膜ＡＲ側に入射し、レーザ光ｈ1のほぼ全てが無反射コート膜ＡＲを透過して半透過膜ＨＭに到達する。
【００３４】
ここで、図４（ａ）に示すように、レーザ光ｈ1の約９０％が半透過膜ＨＭを透過して立ち上げミラー１４側に到達し、対物レンズ１６で微細な光ビームに収束されてＣＤの記録面に照射され、情報記録又は情報再生が行われる。
【００３５】
更に、レーザ光ｈ1の約１０％が半透過膜ＨＭで反射され、再び光路合流プリズム１３の基体内を通って光電変換素子１５で受光される。そして、光電変換素子１５の検出出力がＡＰＣ回路（図示省略）に供給され、そのＡＰＣ回路がレーザ光ｈ1の強度を所定の目標値となるように、半導体レーザ２ａの駆動電力をフィードバック制御することにより、ＣＤの記録面に照射される光ビームを適切な強度に自動調整する。
【００３６】
また、上記の光ビームがＣＤの記録面で反射されることによって生じる戻り光が対物レンズ１６及び立ち上げミラー１４を通って、図４（ｂ）に示すように、光路合流プリズム１３の半透過膜ＨＭ及び無反射コート膜ＡＲを順次透過して全反射ミラー６に向かう。そして、全反射ミラー６で反射された戻り光は、１／４波長板５、コリメータレンズ４を通過して、ホログラムユニット２のビームスプリットホログラム２ｃによって光電変換素子２ｂに向かうレーザｈ4とされ、光電変換素子２ｂで受光される。
そして、この光電変換素子２ｂの出力信号に基づいて、オートフォーカス等のサーボ制御が行われる。
【００３７】
次に、ＣＤから情報再生を行う際の動作を説明する。図３に示すように、第１の半導体レーザ２ａより情報再生用のレーザ光ｈ1を射出すると、そのレーザ光ｈ1はコリメータレンズ４と１／４波長板５を通り、全反射ミラー６で反射されて光路合流プリズム１３の無反射コート膜ＡＲ側に入射し、レーザ光ｈ1のほぼ全てが無反射コート膜ＡＲを透過して半透過膜ＨＭに到達する。
【００３８】
更に、図４（ａ）に示したのと同様にレーザ光ｈ1の約９０％が半透過膜ＨＭを透過し、立ち上げミラー１４で反射され、更に対物レンズ１６で微細な光ビームに収束されてＣＤの記録面に照射される。
【００３９】
また、図４（ｂ）に示したのと同様に、半透過膜ＨＭに到達するレーザ光ｈ1の約１０％が半透過膜ＨＭで反射され、再び光路合流プリズム１３の基体内を通って光電変換素子１５で受光される。そして、光電変換素子１５の検出出力が上記のＡＰＣ回路に供給され、そのＡＰＣ回路がレーザ光ｈ1の強度を所定の目標値となるように、第１の半導体レーザ２ａの駆動電力をフィードバック制御することにより、ＣＤの記録面に照射される光ビームを適切な強度に自動調整する。
【００４０】
更に、適切な強度の光ビームがＣＤの記録面で反射されることによって生じる再生情報を含んだ戻り光が、対物レンズ１６及び立ち上げミラー１４を通って、図４（ｂ）に示したのと同様に、光路合流プリズム１３を透過して全反射ミラー６に向かう。更に、全反射ミラー６で反射された戻り光は、１／４波長板５、コリメータレンズ４、ビームスプリットホログラム２ｃを順次経由して光電変換素子２ｂによって受光され、光電変換素子２ｂの出力信号に基づいて情報再生が行われる。
【００４１】
次に、ＤＶＤへの情報記録又はＤＶＤからの情報再生を行う際の動作を説明する。
【００４２】
ＤＶＤに対し情報記録又は情報再生を行う際には、図５に示すように、第２の半導体レーザ３から波長λ2のレーザ光ｈ2を射出させ、第１の半導体レーザ２ａを消灯状態にする。
【００４３】
また、ＤＶＤに情報記録する際にも、ＣＤの場合と同様に、所謂パワーストラテジ法を用いて、記録データに基づいて変調したレーザ光ｈ2を第２の半導体レーザ３から射出させ、第１の半導体レーザ２ａを消灯状態にする。また、ＤＶＤから情報再生をする際にも、ＣＤの場合と同様に、一定強度のレーザ光ｈ2を第２の半導体レーザ３から射出させ、第１の半導体レーザ２ａを消灯状態にする。
【００４４】
更に、情報記録及び情報再生のいずれの場合にも、ＡＰＣ回路によって、第２の半導体レーザ３を発光させるための駆動電力を制御し、レーザ光ｈ2の強度が所定の目標値となるようにフィードバック制御するようになっている。
【００４５】
まず、ＤＶＤに情報記録を行う際の動作を説明する。第２の半導体レーザ３より情報記録用のレーザ光ｈ2を射出すると、そのレーザ光ｈ2はコリメータレンズ７と回折格子８及び整形プリズム９を通って、光路合流プリズム１３の半透過膜ＨＭ側に入射する。
【００４６】
ここで、図６（ａ）に示すように、レーザ光ｈ2の約９０％が半透過膜ＨＭによって反射されて立ち上げミラー１４側に到達し、更に、立ち上げミラー１４で反射されて、対物レンズ１６で微細な光ビームに収束されてＤＶＤの記録面に照射され、情報記録が行われる。
【００４７】
更に、レーザ光ｈ2の約１０％が半透過膜ＨＭを透過し、光路合流プリズム１３の基体内を通って光電変換素子１５で受光される。そして、光電変換素子１５の検出出力が上記のＡＰＣ回路に供給され、そのＡＰＣ回路がレーザ光ｈ2の強度を所定の目標値となるように、第２の半導体レーザ３の駆動電力をフィードバック制御することにより、ＤＶＤの記録面に照射される光ビームを適切な強度に自動調整する。
【００４８】
また、上記の光ビームがＤＶＤの記録面で反射されることによって生じる戻り光が対物レンズ１６及び立ち上げミラー１４を通って、図６（ｂ）に示すように、光路合流プリズム１３の半透過膜ＨＭ側に入射し、更に半透過膜ＨＭで反射されて整形プリズム９に入射する。そして、整形プリズム９に入射した戻り光は、張り合わせ面９ｃで反射されると共に、コリメータレンズ１０及び非球面レンズ１１で集光され、光電変換素子１２によって受光される。そして、この光電変換素子１２の出力信号に基づいて、オートフォーカス等のサーボ制御が行われる。
【００４９】
次に、ＤＶＤから情報再生を行う際の動作を説明する。第２の半導体レーザ３より情報再生用のレーザ光ｈ2を射出すると、そのレーザ光ｈ2はコリメータレンズ７と回折格子８及び整形プリズム９を通って、光路合流プリズム１３の半透過膜ＨＭ側に入射する。
【００５０】
ここで、図６（ａ）に示したのと同様にレーザ光ｈ2の約９０％が半透過膜ＨＭによって立ち上げミラー１４側に反射され、更に、立ち上げミラー１４で反射されて、対物レンズ１６で微細な光ビームに収束されてＤＶＤの記録面に照射される。
【００５１】
更に、レーザ光ｈ2の約１０％が半透過膜ＨＭを透過し、光路合流プリズム１３の基体内を通って光電変換素子１５で受光される。そして、光電変換素子１５の検出出力が上記のＡＰＣ回路に供給され、そのＡＰＣ回路がレーザ光ｈ2の強度を所定の目標値となるように、第２の半導体レーザ３の駆動電力をフィードバック制御することにより、ＤＶＤの記録面に照射される光ビームを適切な強度に自動調整する。
【００５２】
また、上記の光ビームがＤＶＤの記録面で反射されることによって生じる再生情報を含んだ戻り光が、対物レンズ１６及び立ち上げミラー１４を通って、図６（ｂ）に示したのと同様に、光路合流プリズム１３の半透過膜ＨＭ側に入射し、更に半透過膜ＨＭで反射されて整形プリズム９に入射する。
【００５３】
そして、整形プリズム９に入射した戻り光は、張り合わせ面９ｃで反射されると共に、コリメータレンズ１０及び非球面レンズ１１で集光され、光電変換素子１２によって受光され、この光電変換素子１２の出力信号に基づいて情報再生が行われる。
【００５４】
このように、本実施形態の光ピックアップ装置１は、異なる波長λ1，λ2のレーザ光ｈ1，ｈ2の光路が交わる位置に光路合流プリズム１３を配置したことにより、レーザ光ｈ1による情報記録又は情報再生の際と、レーザ光ｈ2による情報記録又は情報再生の際とのいずれの場合にも、それらレーザ光ｈ1とｈ2の一部を光路合流プリズム１３を介して１個の光電変換素子１５によって検出できる構成となっている。
【００５５】
すなわち、図４（ａ）及び図６（ａ）に示したように、レーザ光ｈ1，ｈ2が光路合流プリズム１３に入射すると、光路合流プリズム１３は、レーザ光ｈ1の一部を反射すると共にレーザ光ｈ2の一部を透過して、それらの反射光と透過光を共に同じ光路の方向（光電変換素子１５の方向）へ射出する。したがって、同じ光路の方向に配置した１個の光電変換素子１５だけでレーザ光ｈ1，ｈ2の夫々の強度を検出することができ、それらの検出出力に基づいて、発光源である半導体レーザ２ａ，３をＡＰＣ制御することが可能となっている。
【００５６】
このため、本実施形態によれば、ＣＤとＤＶＤ用の各レーザ光ｈ1，ｈ2の強度を検出するための光学系の部品点数を大幅に低減することができ、簡素で小型且つ軽量な光ピックアップ装置を提供することができる。
【００５７】
更に、本実施形態では、光路合流プリズム１３を備えたことで、半導体レーザ２ａ，３から射出するレーザ光ｈ1，ｈ2のそれぞれの強度を情報記録媒体であるＣＤとＤＶＤに照射する前の光路位置で検出する、新規な構成のフロントモニタ方式のモニタ機構を実現している。
【００５８】
半導体レーザの発光強度を検出する他の方式として、前後２方向にレーザ光を射出する半導体レーザを用いることにし、一方から射出されるレーザ光を情報記録用又は情報再生用に用い、他方から射出されるレーザ光をモニタリングすることにより情報記録用又は情報再生用のレーザ光の強度を検出するバックモニタ方式が知られている。
【００５９】
しかし、このバックモニタ方式は、特に、戻り光の影響を受け易いことから、情報記録用として用いるには不向きであった。
【００６０】
これに対し、本実施形態の光ピックアップ装置１は、フロントモニタ方式であることから、情報記録用のレーザ光ｈ1，ｈ2の戻り光の影響を少なくして、ＡＰＣ制御による制御精度を向上させることが可能である。
【００６１】
更に、本実施形態の光ピックアップ装置１は、単にフロントモニタ方式を実現しているだけでなく、上記したように新規な構成とすることで、簡素化、小型化、軽量化等を可能にする優れた効果を発揮する。
【００６２】
尚、透明な平行平板（基体）の対向面に無反射コート膜ＡＲと半透過膜ＨＭを形成した光路合流プリズム１３を用いた光ピックアップ装置１について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。非平行な面を有する基体の各面に無反射コート膜と半透過膜を形成した光路合流プリズムを適用してもよい。
【００６３】
すなわち、本実施形態の変形例として、図４及び図６に対応して示した図７及び図８に示すように、平行平板の基体ではなく、非平行な面を有する基体の各面に無反射コート膜ＡＲと半透過膜ＨＭを形成した光路合流プリズム１３ｘを適用してもよい。
【００６４】
この光路合流プリズム１３ｘの基体の断面形状は、光電変換素子１５側ほど厚みが大きく、光電変換素子１５から離れる側ほど厚みが小さな楔型形状となっている。
【００６５】
かかる構造の光路合流プリズム１３ｘを適用すると次のような効果が得られる。ＣＤに対して情報記録又は情報再生を行う際、図７に示すように、全反射ミラー６側から入射光（レーザ光）ｈ1が無反射コート膜ＡＲに入射すると、レーザ光ｈ1のほぼ全てが無反射コート膜ＡＲを透過して半透過膜ＨＭに到達し、半透過膜ＨＭでは、レーザ光ｈ1の約９０％が透過光となって立ち上げミラー１４側へ射出され、レーザ光ｈ1の約１０％が反射されて光電変換素子１５に入射する。
【００６６】
ここで、一般には、レーザ光ｈ1が半透過膜ＨＭによって基体側に反射される際、反射光だけでなく多重反射光も発生することから、これら反射光と多重反射光が基体内を通って光電変換素子１５側に射出されることになると、ＡＰＣ制御用に検出すべき反射光だけでなく、多重反射光も検出されてしまい、ＡＰＣ制御の精度向上を図ることが困難となる。
【００６７】
しかし、楔型形状の断面を有する光路合流プリズム１３ｘによると、上記の課題を大幅に改善することができる。すなわち、光路合流プリズム１３ｘの半透過膜ＨＭで反射された反射光は、光軸に沿って光電変換素子１５の受光面に入射し、ＡＰＣ制御用に検出されることになる。
【００６８】
この反射光に対し、多重反射光（図中、矢印付きの点線で示す）は、光路合流プリズム１３ｘの基体内において光軸よりずれた方向へ伝搬すると共に、無反射コート膜ＡＲと半透過膜ＨＭにおいて反射と透過を繰り返しながら次第に減衰していく。更に、基体の断面形状が上記した楔型形状となっているため、無反射コート膜ＡＲと半透過膜ＨＭを透過する多重反射光は、光軸と平行ではなく、光軸よりも外側方向に向けて射出される。したがって、光電変換素子１５の受光面に入射する多重反射光は大幅に低減され、更に、透過光に含まれる多重反射光も大幅に低減される。
【００６９】
このように、ＣＤに対して情報記録又は情報再生する際、多重反射光の影響を低減することができるため、精度の良いＡＰＣ制御が可能となり、ＣＤに対する光ビームの強度をより適切に自動調整することができる。
【００７０】
また、ＤＶＤに対して情報記録又は情報再生を行う際、図８に示すように、整形プリズム９側から入射光（レーザ光）ｈ2が半透過膜ＨＭに入射する場合には、レーザ光ｈ2の約９０％が反射光となって立ち上げミラー１４側へ反射され、レーザ光ｈ2の約１０％が透過して光電変換素子１５に入射する。
【００７１】
この場合にも、上記したように一般には、レーザ光ｈ1が半透過膜ＨＭを透過する際、透過光だけでなく多重反射光も発生することから、これら透過光と多重反射光が基体内を通って光電変換素子１５側に射出されることになると、ＡＰＣ制御用に検出すべき透過光だけでなく、多重反射光も検出されてしまい、ＡＰＣ制御の精度向上を図ることが困難となる。
【００７２】
しかし、楔型形状の断面を有する光路合流プリズム１３ｘによると、半透過膜ＨＭを透過した透過光は、光軸に沿って光電変換素子１５の受光面に入射し、ＡＰＣ制御用に検出されることになる。この透過光に対し、半透過膜ＨＭで生じた多重反射光（図８中、矢印付きの点線で示す）は、基体内において光軸よりずれた方向へ伝搬すると共に、無反射コート膜ＡＲと半透過膜ＨＭにおいて反射と透過を繰り返しながら次第に減衰していく。更に、基体の断面形状が上記した楔型形状となっているため、無反射コート膜ＡＲと半透過膜ＨＭを透過する多重反射光は、光軸と平行ではなく、光軸よりも外側方向に向けて射出される。したがって、光電変換素子１５の受光面に入射する多重反射光は大幅に低減される。
【００７３】
このように、ＤＶＤに対して情報記録又は情報再生する際にも、多重反射光の影響を低減することができるため、精度の良いＡＰＣ制御が可能となり、ＤＶＤに対する光ビームの強度をより適切に自動調整することができる。
【００７４】
尚、図８において、半透過膜ＨＭに対するレーザ光ｈ2の入射角が４５°、無反射コード膜ＡＲに対するレーザ光ｈ1の入射角が４５°以上となるように、光路合流プリズム１３ｘを傾けて配置しても良く、この場合にも多重反射光の影響を低減することができる。また、それとは逆に、半透過膜ＨＭに対するレーザ光ｈ2の入射角が４５°以上、無反射コード膜ＡＲに対するレーザ光ｈ1の入射角が４５°となるようにしても良い。
【００７５】
更に、半透過膜ＨＭに対するレーザ光ｈ2の入射角と無反射コード膜ＡＲに対するレーザ光ｈ1の入射角が共に４５°以上となるように、光路合流プリズム１３ｘを傾けて配置しても良い。
【００７６】
更に又、他の変形例として、図９に示すように、光路合流プリズム１３ｘの基体の厚みを図８の場合とは逆にしても良い。つまり、光路合流プリズム１３ｘの基体の断面形状を、光電変換素子１５側ほど厚みが小さく、光電変換素子１５から離れる側ほど厚みが大きくなる楔型形状としてもよい。
【００７７】
更に、図９に示した光路合流プリズム１３ｘの半透過膜ＨＭに対するレーザ光ｈ2の入射角と、無反射コード膜ＡＲに対するレーザ光ｈ1の入射角が４５°となるようにしても良いし、４５°以外の角度となるように適宜調整しても良く、いずれの場合にも多重反射光の影響を低減することができる。
【００７８】
更に又、図１〜図９に示した光ピックアップ装置では、ＣＤに対して情報記録又は情報再生をするためのレーザ光ｈ1を光路合流プリズム１３の無反射コート膜ＡＲ側から入射させ、ＤＶＤに対して情報記録又は情報再生をするためのレーザ光ｈ2を光路合流プリズム１３の半透過ＨＭ側から入射させる構成としたが、これとは逆に、ＤＶＤに対して情報記録又は情報再生をするためのレーザ光ｈ2を光路合流プリズム１３の無反射コート膜ＡＲ側から入射させ、ＣＤに対して情報記録又は情報再生をするためのレーザ光ｈ1を光路合流プリズム１３の半透過ＨＭ側から入射させる構成としても良い。
【００７９】
更に又、上記した半透過膜ＨＭの反射率及び透過率を、設計仕様に応じて適宜変更することができる。すなわち、光路合流プリズム１３を介して光電変換素子１５に入射する光の強度に較べて、立ち上げミラー１４側に入射する光の強度が大きくなるように、半透過膜ＨＭの反射率及び透過率を適宜変更することができる。そして、光電変換素子１５に入射する光の強度に較べて立ち上げミラー１４側に入射する光の強度が大きくなるように半透過膜ＨＭの反射率及び透過率を設定するのであれば、光電変換素子１５と立ち上げミラー１４との位置を入れ替え、その入れ替えた立ち上げミラー１４に対応して対物レンズを配置することが可能である。
【００８０】
更に又、無反射コート膜ＡＲは、設計仕様等に応じて省略してもよい。
【００８１】
また、ＣＤとＤＶＤ用の光ピックアップ装置について説明したが、本発明の光ピックアップ装置は、ＣＤとＤＶＤに限定されるものではなく、他の情報記録媒体に対して、異なる波長（２波長に限定されない）の光を用いて情報記録又は情報再生を行うことが可能である。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の光ピックアップ装置によれば、発光源から射出される波長の異なる各光を一本化した光路側へ導く光路合流手段を備え、一本化した光路に設けた光検出手段によって各光を検出することとしたので、１つの光検出手段で各光を検出することができる。このため、小型且つ軽量化等を可能とするでコンパティビリティを有する光ピックアップ装置を提供することができる。
【００８３】
また、光路合流手段を、非平行な第１面と第２面とを有する透明媒質と、第２面に設けられた半透過膜とを備え、一方の光を第１面側から入射させると共に、他方の光を第２面側から入射させる光学素子で形成したので、第２面側から入射する一方の光が半透過膜を透過する際に生じる多重反射光を光検出手段に到達させないようにすることができる。このため、多重反射光の影響を低減して、発光源の発光強度を制御するのに必要な光検出を行うことが可能となり、発光源の発光強度を高い精度で制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の光ピックアップ装置の構成を示す平面図である。
【図２】本実施形態の光ピックアップ装置の一部構成を示す側面図である。
【図３】ＣＤに情報記録又は情報再生する際の動作を示す図である。
【図４】ＣＤに情報記録又は情報再生する際の光検出動作を示す図である。
【図５】ＤＶＤに情報記録又は情報再生する際の動作を示す図である。
【図６】ＤＶＤに情報記録又は情報再生する際の光検出動作を示す図である。
【図７】光路合流プリズムの変形例及びＣＤに情報記録又は情報再生する際の光検出動作を示す図である。
【図８】図７に示した光路合流プリズムによりＤＶＤに情報記録又は情報再生する際の光検出動作を示す図である。
【図９】光路合流プリズムの更に変形例を示す図である。
【符号の説明】
１…光ピックアップ装置
２…ホログラムユニット
２ａ…第１の半導体レーザ
２ｂ…光電変換素子
２ｃ…ビームスプリットホログラム
３…第２の半導体レーザ
４，７，１０…コリメータレンズ
５…１／４波長板
６…全反射ミラー
８…回折格子
９…整形プリズム
９ｃ…張り合わせ面
１１…非球面レンズ
１２…光電変換素子
１３，１３ｘ…光路合流プリズム
１４…立ち上げミラー
１５…モニタ用の光電変換素子
１６…対物レンズ
ＣＤ，ＤＶＤ…情報記録媒体
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の光ビームを用いて光学式の情報記録媒体に対し情報記録又は情報再生を行う光ピックアップ装置に関し、特に各光ビームを適切な光強度に制御するためのモニタ機構を備えた光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学式の情報記録媒体として、例えばＣＤ（Compact Disk）とＤＶＤ（Digital Video Disk又はDigital Versatile Disk）が知られている。また、これらＣＤとＤＶＤの各々について、１回に限って情報記録が可能な追記型光ディスク（write once optical disk）と、情報の消去及び再記録が可能な書換え型光ディスク（rewritable optical disk）が知られている。
【０００３】
こうした多種多様な情報記録媒体が開発されるのに伴い、情報記録再生装置にあっては、これらの情報記録媒体を区別することなく情報記録又は情報再生することが可能なコンパティビリティを有する光ピックアップ装置の必要性が高まっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のコンパティビリティを有する光ピックアップ装置を実現するためには、情報記録媒体の夫々の光学特性に適合する複数の光ビームが必要となり、更に、夫々の光ビームを適切な光強度となるように制御して各情報記録媒体に照射する必要がある。
【０００５】
ところが、こうした課題を達成するために、複数の光ビーム毎に固有のモニタ機構を備えた光学系を構築することにすると、光ピックアップ装置の規模や重量が大きくなってしまう等の問題があった。
【０００６】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、コンパティビリティを有し、例えば小型且つ軽量化を可能とする新規な構造の光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、情報記録媒体に対し情報の記録再生を行う光ピックアップ装置であって、各々が波長の異なる第１の光と第２の光を射出する複数の発光源と、前記発光源から射出される前記第１，第２の光の光路を合流させて光路を一本化し、前記情報記録媒体側へ射出する光路合流素子と、前記発光源と光路合流素子との光軸に合わせて設けられ、前記各光を検出する光電気変換素子と、前記光電気変換素子で検出した検出結果に基づいて前記発光源の発光強度を制御する制御手段と、を備え、前記光路合流素子は、互いに対向する第１面と第２面とを有する透明媒質と、前記第２面に設けられた半透過膜とを有し、前記発光源からの第１の光を第１面より入射して前記半透過膜によって第１の反射光と第１の透過光に分割し、第１の透過光を第２面側から前記情報記録媒体側へ射出すると共に、第１の反射光を第１面側から射出し、前記発光源からの第２の光を第２面より入射して前記半透過膜によって第２の反射光と第２の透過光に分割し、第２の反射光を第２面側から前記情報記録媒体側へ射出すると共に、第２の透過光を第１面側から射出する光学素子から成り、
前記光電変換素子は、 前記発光源から前記第１の光が射出される際に前記第１の反射光を検出し、前記発光源から前記第２の光が射出される際に前記第２の透過光を検出すること、を特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光ピックアップ装置において、前記第１面と第２面は平行であること、を特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の光ピックアップ装置において、前記第１面と第２面は非平行であること、を特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の光ピックアップ装置において、前記第１面と第２面は、前記第１面側から入射する前記第１の光が前記第２面と半透過膜で反射される際に生じる高次の多重反射光を前記光電変換素子に到達させない角度に設定されていること、を特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光ピックアップ装置の実施の形態を図面を参照して説明する。尚、一実施形態として、追記型ＤＶＤと書換え型ＤＶＤ、追記型ＣＤ及び書換え型ＣＤに対して情報記録と情報再生が可能な情報記録再生装置に備えられる光ピックアップ装置について説明する。
【００１４】
図１と図２は、本実施形態の光ピックアップ装置の構成を示す図であり、図１は、図示する三次元直交座標ｘｙｚのｚ軸方向より光ピックアップ装置を見た場合の平面図、図２は、光ピックアップ装置の一部分をｙ軸方向より見た場合の側面図である。
【００１５】
図１において、本光ピックアップ装置１には、ホログラムユニット２と、上記のＣＤに対して情報記録又は情報再生を行う際に所定波長λ1（７８０nm）のレーザ光ｈ1を射出する第１の半導体レーザ２ａと、上記のＤＶＤに対して情報記録又は情報再生を行う際に所定波長λ2（６５０nm）のレーザ光ｈ2を射出する第２の半導体レーザ３が備えられている。
【００１６】
上記のホログラムユニット２は、第１の半導体レーザ２ａとともに、ＣＤで反射して戻ってきた波長λ1の光（以下、「戻り光」という）であるレーザ光ｈ4を受光する光電変換素子２ｂと、レーザｈ4の光路をレーザｈ1の光路から分離させるビームスプリットホログラム２ｃとを収納している。
【００１７】
また、第１の半導体レーザ２ａの射出端に対して、レーザ光ｈ1を平行光とするコリメータレンズ４と、１／４波長板５と、全反射ミラー６が光軸合わせして配置されると共に、第２の半導体レーザ３の射出端に対して、レーザ光ｈ2を平行光とするコリメータレンズ７と、回折格子（グレーティング）８と、整形プリズム９が光軸合わせして配置されている。
【００１８】
尚、整形プリズム９は、第１のプリズム９ａと第２のプリズム９ｂとを貼り合わせた偏角プリズムであり、回折格子８側から入射するレーザ光ｈ2の方向を変えて後述の光路合流プリズム１３側へ射出すると共に、ＤＶＤに対して反射された波長λ2のレーザ光が光路合流プリズム１３側から戻る光（以下、「戻り光」という）を第１，第２のプリズム９ａ，９ｂの貼り合わせ面９ｃで反射して所定方向へ射出する。
【００１９】
更に、整形プリズム９の張り合わせ面９ｃで反射された上記の戻り光を集光するコリメータレンズ１０及び収差補正用の非球面レンズ１１が設けられると共に、集光された戻り光ｈ3を受光し電気信号に変換して出力する光電変換素子１２が備えられている。この光電変換素子１２及び上記の光電変換素子２ｂの出力信号はＲＦアンプ（図示省略）等に供給され、フォーカスサーボ等の各種サーボ制御が行われたり、ＣＤやＤＶＤに記録されていた情報を再生する等の処理が行われる。
【００２０】
全反射ミラー６と整形プリズム９との間の両者の光軸中心Ｑの交わる位置、別言すれば、レーザ光ｈ1，ｈ2の光路が交わる位置に、光路合流プリズム１３が配置されている。そして、光路合流プリズム１３を介して全反射ミラー６の反対側には立ち上げミラー１４、光路合流プリズム１３を介して整形プリズム９の反対側には、レーザ光ｈ1とｈ2の強度を検出するためのモニタ用光検出手段としての光電変換素子１５が夫々光軸合わせして配置されている。
【００２１】
そして、詳しくは後述するが、光路合流プリズム１３は、レーザ光ｈ1，ｈ2から立ち上げミラー１４に向かうときは、別にモニタ用の光を取り出すモニタ光取得手段を兼ねている。
【００２２】
また、立ち上げミラー１４の下方には、図２に示すように、所謂クランプ位置に装填されたＣＤ又はＤＶＤの記録面に対向する対物レンズ１６が配置されている。
【００２３】
また、光路合流プリズム１３側から立ち上げミラー１４に向けて入射するレーザ光ｈ1，ｈ2の入射角及び反射角と、ＣＤ又はＤＶＤの記録面で反射されて対物レンズ１６を介して立ち上げミラー１４に向けて入射する戻り光の入射角及び反射角が共に４５°になるように、立ち上げミラー１４の反射面が傾けられている。
【００２４】
ここで、光路合流プリズム１３は、レーザ光ｈ1，ｈ2に対して透明な平行平板形状の媒質を基体とし、その基体の一方の面（全反射ミラー６と光電変換素子１５側に向いた面）には誘電体物質からなる無反射コート膜ＡＲが薄膜コーティングされ、基体の他方の面（整形プリズム９と立ち上げミラー１４側に向いた面）には誘電体物質からなる所定反射率及び透過率の半透過膜ＨＭが薄膜コーティングされている。
【００２５】
また、全反射ミラー６で反射されて無反射コート膜ＡＲ側へ入射するレーザ光ｈ1の入射角と、整形プリズム９側から半透過膜ＨＭ側へ入射するレーザ光ｈ2の入射角が共に４５°となるように、光路合流プリズム１３は傾斜して配置されている。
【００２６】
本実施形態では、波長λ1，λ2の光に対する無反射コート膜ＡＲの反射率が１％未満（別言すれば、透過率９９％以上）に設定されている。
【００２７】
半透過膜ＨＭは、その透過率及び反射率が波長依存性をもって設定されており、波長λ1（７８０nm）については約９０％を透過するとともに約１０％を反射し、波長λ2（６５０nm）については約９０％を反射するとともに約１０％を透過するようになっている。
【００２８】
次に、かかる構成の光ピックアップ装置の動作を図３ないし図６を参照して説明する。尚、図３及び図４は、ＣＤに対して情報記録又は情報再生を行う際の動作、図５及び図６は、ＤＶＤに対して情報記録又は情報再生を行う際の動作を示している。
【００２９】
ＣＤへの情報記録又はＣＤから情報再生を行う際には、図３に示すように、第１の半導体レーザ２ａから波長λ1のレーザ光ｈ1を射出させ、第２の半導体レーザ３を消灯状態にする。
【００３０】
より詳細に述べれば、ＣＤに情報記録を行う際には、所謂パワーストラテジ法を用いて、記録データに基づいて変調したレーザ光ｈ1を第１の半導体レーザ２ａから射出させ、第２の半導体レーザ３を消灯状態にする。
【００３１】
ＣＤから情報再生を行う際には、一定強度のレーザ光ｈ1を第１の半導体レーザ２ａから射出させ、第２の半導体レーザ３を消灯状態にする。
【００３２】
更に、情報記録及び情報再生のいずれの場合にも、後述するＡＰＣ回路（自動電力制御回路）によって、第１の半導体レーザ２ａを発光させるための駆動電力を制御し、レーザ光ｈ1の強度を所定の目標値となるようにフィードバック制御するようになっている。
【００３３】
まず、ＣＤに情報記録を行う際の動作を説明する。第１の半導体レーザ２ａより情報記録用のレーザ光ｈ1を射出すると、そのレーザ光ｈ1はコリメータレンズ４と１／４波長板５を通り、全反射ミラー６で反射されて、光路合流プリズム１３の無反射コート膜ＡＲ側に入射し、レーザ光ｈ1のほぼ全てが無反射コート膜ＡＲを透過して半透過膜ＨＭに到達する。
【００３４】
ここで、図４（ａ）に示すように、レーザ光ｈ1の約９０％が半透過膜ＨＭを透過して立ち上げミラー１４側に到達し、対物レンズ１６で微細な光ビームに収束されてＣＤの記録面に照射され、情報記録又は情報再生が行われる。
【００３５】
更に、レーザ光ｈ1の約１０％が半透過膜ＨＭで反射され、再び光路合流プリズム１３の基体内を通って光電変換素子１５で受光される。そして、光電変換素子１５の検出出力がＡＰＣ回路（図示省略）に供給され、そのＡＰＣ回路がレーザ光ｈ1の強度を所定の目標値となるように、半導体レーザ２ａの駆動電力をフィードバック制御することにより、ＣＤの記録面に照射される光ビームを適切な強度に自動調整する。
【００３６】
また、上記の光ビームがＣＤの記録面で反射されることによって生じる戻り光が対物レンズ１６及び立ち上げミラー１４を通って、図４（ｂ）に示すように、光路合流プリズム１３の半透過膜ＨＭ及び無反射コート膜ＡＲを順次透過して全反射ミラー６に向かう。そして、全反射ミラー６で反射された戻り光は、１／４波長板５、コリメータレンズ４を通過して、ホログラムユニット２のビームスプリットホログラム２ｃによって光電変換素子２ｂに向かうレーザｈ4とされ、光電変換素子２ｂで受光される。
そして、この光電変換素子２ｂの出力信号に基づいて、オートフォーカス等のサーボ制御が行われる。
【００３７】
次に、ＣＤから情報再生を行う際の動作を説明する。図３に示すように、第１の半導体レーザ２ａより情報再生用のレーザ光ｈ1を射出すると、そのレーザ光ｈ1はコリメータレンズ４と１／４波長板５を通り、全反射ミラー６で反射されて光路合流プリズム１３の無反射コート膜ＡＲ側に入射し、レーザ光ｈ1のほぼ全てが無反射コート膜ＡＲを透過して半透過膜ＨＭに到達する。
【００３８】
更に、図４（ａ）に示したのと同様にレーザ光ｈ1の約９０％が半透過膜ＨＭを透過し、立ち上げミラー１４で反射され、更に対物レンズ１６で微細な光ビームに収束されてＣＤの記録面に照射される。
【００３９】
また、図４（ｂ）に示したのと同様に、半透過膜ＨＭに到達するレーザ光ｈ1の約１０％が半透過膜ＨＭで反射され、再び光路合流プリズム１３の基体内を通って光電変換素子１５で受光される。そして、光電変換素子１５の検出出力が上記のＡＰＣ回路に供給され、そのＡＰＣ回路がレーザ光ｈ1の強度を所定の目標値となるように、第１の半導体レーザ２ａの駆動電力をフィードバック制御することにより、ＣＤの記録面に照射される光ビームを適切な強度に自動調整する。
【００４０】
更に、適切な強度の光ビームがＣＤの記録面で反射されることによって生じる再生情報を含んだ戻り光が、対物レンズ１６及び立ち上げミラー１４を通って、図４（ｂ）に示したのと同様に、光路合流プリズム１３を透過して全反射ミラー６に向かう。更に、全反射ミラー６で反射された戻り光は、１／４波長板５、コリメータレンズ４、ビームスプリットホログラム２ｃを順次経由して光電変換素子２ｂによって受光され、光電変換素子２ｂの出力信号に基づいて情報再生が行われる。
【００４１】
次に、ＤＶＤへの情報記録又はＤＶＤからの情報再生を行う際の動作を説明する。
【００４２】
ＤＶＤに対し情報記録又は情報再生を行う際には、図５に示すように、第２の半導体レーザ３から波長λ2のレーザ光ｈ2を射出させ、第１の半導体レーザ２ａを消灯状態にする。
【００４３】
また、ＤＶＤに情報記録する際にも、ＣＤの場合と同様に、所謂パワーストラテジ法を用いて、記録データに基づいて変調したレーザ光ｈ2を第２の半導体レーザ３から射出させ、第１の半導体レーザ２ａを消灯状態にする。また、ＤＶＤから情報再生をする際にも、ＣＤの場合と同様に、一定強度のレーザ光ｈ2を第２の半導体レーザ３から射出させ、第１の半導体レーザ２ａを消灯状態にする。
【００４４】
更に、情報記録及び情報再生のいずれの場合にも、ＡＰＣ回路によって、第２の半導体レーザ３を発光させるための駆動電力を制御し、レーザ光ｈ2の強度が所定の目標値となるようにフィードバック制御するようになっている。
【００４５】
まず、ＤＶＤに情報記録を行う際の動作を説明する。第２の半導体レーザ３より情報記録用のレーザ光ｈ2を射出すると、そのレーザ光ｈ2はコリメータレンズ７と回折格子８及び整形プリズム９を通って、光路合流プリズム１３の半透過膜ＨＭ側に入射する。
【００４６】
ここで、図６（ａ）に示すように、レーザ光ｈ2の約９０％が半透過膜ＨＭによって反射されて立ち上げミラー１４側に到達し、更に、立ち上げミラー１４で反射されて、対物レンズ１６で微細な光ビームに収束されてＤＶＤの記録面に照射され、情報記録が行われる。
【００４７】
更に、レーザ光ｈ2の約１０％が半透過膜ＨＭを透過し、光路合流プリズム１３の基体内を通って光電変換素子１５で受光される。そして、光電変換素子１５の検出出力が上記のＡＰＣ回路に供給され、そのＡＰＣ回路がレーザ光ｈ2の強度を所定の目標値となるように、第２の半導体レーザ３の駆動電力をフィードバック制御することにより、ＤＶＤの記録面に照射される光ビームを適切な強度に自動調整する。
【００４８】
また、上記の光ビームがＤＶＤの記録面で反射されることによって生じる戻り光が対物レンズ１６及び立ち上げミラー１４を通って、図６（ｂ）に示すように、光路合流プリズム１３の半透過膜ＨＭ側に入射し、更に半透過膜ＨＭで反射されて整形プリズム９に入射する。そして、整形プリズム９に入射した戻り光は、張り合わせ面９ｃで反射されると共に、コリメータレンズ１０及び非球面レンズ１１で集光され、光電変換素子１２によって受光される。そして、この光電変換素子１２の出力信号に基づいて、オートフォーカス等のサーボ制御が行われる。
【００４９】
次に、ＤＶＤから情報再生を行う際の動作を説明する。第２の半導体レーザ３より情報再生用のレーザ光ｈ2を射出すると、そのレーザ光ｈ2はコリメータレンズ７と回折格子８及び整形プリズム９を通って、光路合流プリズム１３の半透過膜ＨＭ側に入射する。
【００５０】
ここで、図６（ａ）に示したのと同様にレーザ光ｈ2の約９０％が半透過膜ＨＭによって立ち上げミラー１４側に反射され、更に、立ち上げミラー１４で反射されて、対物レンズ１６で微細な光ビームに収束されてＤＶＤの記録面に照射される。
【００５１】
更に、レーザ光ｈ2の約１０％が半透過膜ＨＭを透過し、光路合流プリズム１３の基体内を通って光電変換素子１５で受光される。そして、光電変換素子１５の検出出力が上記のＡＰＣ回路に供給され、そのＡＰＣ回路がレーザ光ｈ2の強度を所定の目標値となるように、第２の半導体レーザ３の駆動電力をフィードバック制御することにより、ＤＶＤの記録面に照射される光ビームを適切な強度に自動調整する。
【００５２】
また、上記の光ビームがＤＶＤの記録面で反射されることによって生じる再生情報を含んだ戻り光が、対物レンズ１６及び立ち上げミラー１４を通って、図６（ｂ）に示したのと同様に、光路合流プリズム１３の半透過膜ＨＭ側に入射し、更に半透過膜ＨＭで反射されて整形プリズム９に入射する。
【００５３】
そして、整形プリズム９に入射した戻り光は、張り合わせ面９ｃで反射されると共に、コリメータレンズ１０及び非球面レンズ１１で集光され、光電変換素子１２によって受光され、この光電変換素子１２の出力信号に基づいて情報再生が行われる。
【００５４】
このように、本実施形態の光ピックアップ装置１は、異なる波長λ1，λ2のレーザ光ｈ1，ｈ2の光路が交わる位置に光路合流プリズム１３を配置したことにより、レーザ光ｈ1による情報記録又は情報再生の際と、レーザ光ｈ2による情報記録又は情報再生の際とのいずれの場合にも、それらレーザ光ｈ1とｈ2の一部を光路合流プリズム１３を介して１個の光電変換素子１５によって検出できる構成となっている。
【００５５】
すなわち、図４（ａ）及び図６（ａ）に示したように、レーザ光ｈ1，ｈ2が光路合流プリズム１３に入射すると、光路合流プリズム１３は、レーザ光ｈ1の一部を反射すると共にレーザ光ｈ2の一部を透過して、それらの反射光と透過光を共に同じ光路の方向（光電変換素子１５の方向）へ射出する。したがって、同じ光路の方向に配置した１個の光電変換素子１５だけでレーザ光ｈ1，ｈ2の夫々の強度を検出することができ、それらの検出出力に基づいて、発光源である半導体レーザ２ａ，３をＡＰＣ制御することが可能となっている。
【００５６】
このため、本実施形態によれば、ＣＤとＤＶＤ用の各レーザ光ｈ1，ｈ2の強度を検出するための光学系の部品点数を大幅に低減することができ、簡素で小型且つ軽量な光ピックアップ装置を提供することができる。
【００５７】
更に、本実施形態では、光路合流プリズム１３を備えたことで、半導体レーザ２ａ，３から射出するレーザ光ｈ1，ｈ2のそれぞれの強度を情報記録媒体であるＣＤとＤＶＤに照射する前の光路位置で検出する、新規な構成のフロントモニタ方式のモニタ機構を実現している。
【００５８】
半導体レーザの発光強度を検出する他の方式として、前後２方向にレーザ光を射出する半導体レーザを用いることにし、一方から射出されるレーザ光を情報記録用又は情報再生用に用い、他方から射出されるレーザ光をモニタリングすることにより情報記録用又は情報再生用のレーザ光の強度を検出するバックモニタ方式が知られている。
【００５９】
しかし、このバックモニタ方式は、特に、戻り光の影響を受け易いことから、情報記録用として用いるには不向きであった。
【００６０】
これに対し、本実施形態の光ピックアップ装置１は、フロントモニタ方式であることから、情報記録用のレーザ光ｈ1，ｈ2の戻り光の影響を少なくして、ＡＰＣ制御による制御精度を向上させることが可能である。
【００６１】
更に、本実施形態の光ピックアップ装置１は、単にフロントモニタ方式を実現しているだけでなく、上記したように新規な構成とすることで、簡素化、小型化、軽量化等を可能にする優れた効果を発揮する。
【００６２】
尚、透明な平行平板（基体）の対向面に無反射コート膜ＡＲと半透過膜ＨＭを形成した光路合流プリズム１３を用いた光ピックアップ装置１について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。非平行な面を有する基体の各面に無反射コート膜と半透過膜を形成した光路合流プリズムを適用してもよい。
【００６３】
すなわち、本実施形態の変形例として、図４及び図６に対応して示した図７及び図８に示すように、平行平板の基体ではなく、非平行な面を有する基体の各面に無反射コート膜ＡＲと半透過膜ＨＭを形成した光路合流プリズム１３ｘを適用してもよい。
【００６４】
この光路合流プリズム１３ｘの基体の断面形状は、光電変換素子１５側ほど厚みが大きく、光電変換素子１５から離れる側ほど厚みが小さな楔型形状となっている。
【００６５】
かかる構造の光路合流プリズム１３ｘを適用すると次のような効果が得られる。ＣＤに対して情報記録又は情報再生を行う際、図７に示すように、全反射ミラー６側から入射光（レーザ光）ｈ1が無反射コート膜ＡＲに入射すると、レーザ光ｈ1のほぼ全てが無反射コート膜ＡＲを透過して半透過膜ＨＭに到達し、半透過膜ＨＭでは、レーザ光ｈ1の約９０％が透過光となって立ち上げミラー１４側へ射出され、レーザ光ｈ1の約１０％が反射されて光電変換素子１５に入射する。
【００６６】
ここで、一般には、レーザ光ｈ1が半透過膜ＨＭによって基体側に反射される際、反射光だけでなく多重反射光も発生することから、これら反射光と多重反射光が基体内を通って光電変換素子１５側に射出されることになると、ＡＰＣ制御用に検出すべき反射光だけでなく、多重反射光も検出されてしまい、ＡＰＣ制御の精度向上を図ることが困難となる。
【００６７】
しかし、楔型形状の断面を有する光路合流プリズム１３ｘによると、上記の課題を大幅に改善することができる。すなわち、光路合流プリズム１３ｘの半透過膜ＨＭで反射された反射光は、光軸に沿って光電変換素子１５の受光面に入射し、ＡＰＣ制御用に検出されることになる。
【００６８】
この反射光に対し、多重反射光（図中、矢印付きの点線で示す）は、光路合流プリズム１３ｘの基体内において光軸よりずれた方向へ伝搬すると共に、無反射コート膜ＡＲと半透過膜ＨＭにおいて反射と透過を繰り返しながら次第に減衰していく。更に、基体の断面形状が上記した楔型形状となっているため、無反射コート膜ＡＲと半透過膜ＨＭを透過する多重反射光は、光軸と平行ではなく、光軸よりも外側方向に向けて射出される。したがって、光電変換素子１５の受光面に入射する多重反射光は大幅に低減され、更に、透過光に含まれる多重反射光も大幅に低減される。
【００６９】
このように、ＣＤに対して情報記録又は情報再生する際、多重反射光の影響を低減することができるため、精度の良いＡＰＣ制御が可能となり、ＣＤに対する光ビームの強度をより適切に自動調整することができる。
【００７０】
また、ＤＶＤに対して情報記録又は情報再生を行う際、図８に示すように、整形プリズム９側から入射光（レーザ光）ｈ2が半透過膜ＨＭに入射する場合には、レーザ光ｈ2の約９０％が反射光となって立ち上げミラー１４側へ反射され、レーザ光ｈ2の約１０％が透過して光電変換素子１５に入射する。
【００７１】
この場合にも、上記したように一般には、レーザ光ｈ1が半透過膜ＨＭを透過する際、透過光だけでなく多重反射光も発生することから、これら透過光と多重反射光が基体内を通って光電変換素子１５側に射出されることになると、ＡＰＣ制御用に検出すべき透過光だけでなく、多重反射光も検出されてしまい、ＡＰＣ制御の精度向上を図ることが困難となる。
【００７２】
しかし、楔型形状の断面を有する光路合流プリズム１３ｘによると、半透過膜ＨＭを透過した透過光は、光軸に沿って光電変換素子１５の受光面に入射し、ＡＰＣ制御用に検出されることになる。この透過光に対し、半透過膜ＨＭで生じた多重反射光（図８中、矢印付きの点線で示す）は、基体内において光軸よりずれた方向へ伝搬すると共に、無反射コート膜ＡＲと半透過膜ＨＭにおいて反射と透過を繰り返しながら次第に減衰していく。更に、基体の断面形状が上記した楔型形状となっているため、無反射コート膜ＡＲと半透過膜ＨＭを透過する多重反射光は、光軸と平行ではなく、光軸よりも外側方向に向けて射出される。したがって、光電変換素子１５の受光面に入射する多重反射光は大幅に低減される。
【００７３】
このように、ＤＶＤに対して情報記録又は情報再生する際にも、多重反射光の影響を低減することができるため、精度の良いＡＰＣ制御が可能となり、ＤＶＤに対する光ビームの強度をより適切に自動調整することができる。
【００７４】
尚、図８において、半透過膜ＨＭに対するレーザ光ｈ2の入射角が４５°、無反射コード膜ＡＲに対するレーザ光ｈ1の入射角が４５°以上となるように、光路合流プリズム１３ｘを傾けて配置しても良く、この場合にも多重反射光の影響を低減することができる。また、それとは逆に、半透過膜ＨＭに対するレーザ光ｈ2の入射角が４５°以上、無反射コード膜ＡＲに対するレーザ光ｈ1の入射角が４５°となるようにしても良い。
【００７５】
更に、半透過膜ＨＭに対するレーザ光ｈ2の入射角と無反射コード膜ＡＲに対するレーザ光ｈ1の入射角が共に４５°以上となるように、光路合流プリズム１３ｘを傾けて配置しても良い。
【００７６】
更に又、他の変形例として、図９に示すように、光路合流プリズム１３ｘの基体の厚みを図８の場合とは逆にしても良い。つまり、光路合流プリズム１３ｘの基体の断面形状を、光電変換素子１５側ほど厚みが小さく、光電変換素子１５から離れる側ほど厚みが大きくなる楔型形状としてもよい。
【００７７】
更に、図９に示した光路合流プリズム１３ｘの半透過膜ＨＭに対するレーザ光ｈ2の入射角と、無反射コード膜ＡＲに対するレーザ光ｈ1の入射角が４５°となるようにしても良いし、４５°以外の角度となるように適宜調整しても良く、いずれの場合にも多重反射光の影響を低減することができる。
【００７８】
更に又、図１〜図９に示した光ピックアップ装置では、ＣＤに対して情報記録又は情報再生をするためのレーザ光ｈ1を光路合流プリズム１３の無反射コート膜ＡＲ側から入射させ、ＤＶＤに対して情報記録又は情報再生をするためのレーザ光ｈ2を光路合流プリズム１３の半透過ＨＭ側から入射させる構成としたが、これとは逆に、ＤＶＤに対して情報記録又は情報再生をするためのレーザ光ｈ2を光路合流プリズム１３の無反射コート膜ＡＲ側から入射させ、ＣＤに対して情報記録又は情報再生をするためのレーザ光ｈ1を光路合流プリズム１３の半透過ＨＭ側から入射させる構成としても良い。
【００７９】
更に又、上記した半透過膜ＨＭの反射率及び透過率を、設計仕様に応じて適宜変更することができる。すなわち、光路合流プリズム１３を介して光電変換素子１５に入射する光の強度に較べて、立ち上げミラー１４側に入射する光の強度が大きくなるように、半透過膜ＨＭの反射率及び透過率を適宜変更することができる。そして、光電変換素子１５に入射する光の強度に較べて立ち上げミラー１４側に入射する光の強度が大きくなるように半透過膜ＨＭの反射率及び透過率を設定するのであれば、光電変換素子１５と立ち上げミラー１４との位置を入れ替え、その入れ替えた立ち上げミラー１４に対応して対物レンズを配置することが可能である。
【００８０】
更に又、無反射コート膜ＡＲは、設計仕様等に応じて省略してもよい。
【００８１】
また、ＣＤとＤＶＤ用の光ピックアップ装置について説明したが、本発明の光ピックアップ装置は、ＣＤとＤＶＤに限定されるものではなく、他の情報記録媒体に対して、異なる波長（２波長に限定されない）の光を用いて情報記録又は情報再生を行うことが可能である。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の光ピックアップ装置によれば、発光源から射出される波長の異なる各光を一本化した光路側へ導く光路合流手段を備え、一本化した光路に設けた光検出手段によって各光を検出することとしたので、１つの光検出手段で各光を検出することができる。このため、小型且つ軽量化等を可能とするでコンパティビリティを有する光ピックアップ装置を提供することができる。
【００８３】
また、光路合流手段を、非平行な第１面と第２面とを有する透明媒質と、第２面に設けられた半透過膜とを備え、一方の光を第１面側から入射させると共に、他方の光を第２面側から入射させる光学素子で形成したので、第２面側から入射する一方の光が半透過膜を透過する際に生じる多重反射光を光検出手段に到達させないようにすることができる。このため、多重反射光の影響を低減して、発光源の発光強度を制御するのに必要な光検出を行うことが可能となり、発光源の発光強度を高い精度で制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の光ピックアップ装置の構成を示す平面図である。
【図２】本実施形態の光ピックアップ装置の一部構成を示す側面図である。
【図３】ＣＤに情報記録又は情報再生する際の動作を示す図である。
【図４】ＣＤに情報記録又は情報再生する際の光検出動作を示す図である。
【図５】ＤＶＤに情報記録又は情報再生する際の動作を示す図である。
【図６】ＤＶＤに情報記録又は情報再生する際の光検出動作を示す図である。
【図７】光路合流プリズムの変形例及びＣＤに情報記録又は情報再生する際の光検出動作を示す図である。
【図８】図７に示した光路合流プリズムによりＤＶＤに情報記録又は情報再生する際の光検出動作を示す図である。
【図９】光路合流プリズムの更に変形例を示す図である。
【符号の説明】
１…光ピックアップ装置
２…ホログラムユニット
２ａ…第１の半導体レーザ
２ｂ…光電変換素子
２ｃ…ビームスプリットホログラム
３…第２の半導体レーザ
４，７，１０…コリメータレンズ
５…１／４波長板
６…全反射ミラー
８…回折格子
９…整形プリズム
９ｃ…張り合わせ面
１１…非球面レンズ
１２…光電変換素子
１３，１３ｘ…光路合流プリズム
１４…立ち上げミラー
１５…モニタ用の光電変換素子
１６…対物レンズ
ＣＤ，ＤＶＤ…情報記録媒体
Claims (4)
- 情報記録媒体に対し情報の記録再生を行う光ピックアップ装置であって、
各々が波長の異なる第１の光と第２の光を射出する複数の発光源と、
前記発光源から射出される前記第１，第２の光の光路を合流させて光路を一本化し、前記情報記録媒体側へ射出する光路合流素子と、
前記発光源と光路合流素子との光軸に合わせて設けられ、前記各光を検出する光電気変換素子と、
前記光電気変換素子で検出した検出結果に基づいて前記発光源の発光強度を制御する制御手段と、を備え、
前記光路合流素子は、互いに対向する第１面と第２面とを有する透明媒質と、前記第２面に設けられた半透過膜とを有し、前記発光源からの第１の光を第１面より入射して前記半透過膜によって第１の反射光と第１の透過光に分割し、第１の透過光を第２面側から前記情報記録媒体側へ射出すると共に、第１の反射光を第１面側から射出し、前記発光源からの第２の光を第２面より入射して前記半透過膜によって第２の反射光と第２の透過光に分割し、第２の反射光を第２面側から前記情報記録媒体側へ射出すると共に、第２の透過光を第１面側から射出する光学素子から成り、
前記光電変換素子は、 前記発光源から前記第１の光が射出される際に前記第１の反射光を検出し、前記発光源から前記第２の光が射出される際に前記第２の透過光を検出すること、
を特徴とする光ピックアップ装置。 - 前記第１面と第２面は平行であること、を特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
- 前記第１面と第２面は非平行であること、を特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
- 前記第１面と第２面は、前記第１面側から入射する前記第１の光が前記第２面と半透過膜で反射される際に生じる高次の多重反射光を前記光電変換素子に到達させない角度に設定されていること、
を特徴とする請求項３に記載の光ピックアップ装置。
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