JPH11273119A - 光学式ピックアップ装置 - Google Patents

光学式ピックアップ装置

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JPH11273119A
JPH11273119A JP10095414A JP9541498A JPH11273119A JP H11273119 A JPH11273119 A JP H11273119A JP 10095414 A JP10095414 A JP 10095414A JP 9541498 A JP9541498 A JP 9541498A JP H11273119 A JPH11273119 A JP H11273119A
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light beam
light
area
semiconductor laser
pickup device
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JP10095414A
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Naoharu Yanagawa
直治 梁川
Takahiro Togashi
孝宏 富樫
Shinichi Nagahara
信一 永原
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Original Assignee
Pioneer Electronic Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高精度な光ビームの出力パワーを調整するこ
とができる光学式ピックアップ装置を提供すること。 【解決手段】 半導体レーザ２０から出射された光ビー
ムのうち、中心付近の一部（主領域）の光ビームがビー
ムスプリッタ２５、対物レンズ２９等の光学素子を介し
て光ディスク３０に照射される。また、半導体レーザ２
０から出射された光ビームのうち、外郭の一部（副領
域）の光ビームはフロントモニタ検出器２４に導かれ
る。フロントモニタ検出器２４で受光された光ビームの
光量に応じた電気信号がＡＰＣ回路５０へ出力され、Ａ
ＰＣ回路５０はこの電気信号に応じて半導体レーザ２０
の出力の制御を行う。このような構成により、光ディス
ク３０からの情報の読取りに使用される主領域の光ビー
ムの利用効率を落とすことなく、半導体レーザ２０の出
力制御を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザから
の光ビームを記録媒体である光ディスクの記録面に集光
させる光学式ピックアップ装置に関し、特にフロントモ
ニタによって、半導体レーザから出射される光ビームの
光量を検出して、該光ビームのパワー制御を行う光ピッ
クアップを備えた光学式ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、光ディスク等の記録媒体に情報
信号の記録を行う光ピックアップには、出射パワーが３
０ｍＷクラスの半導体レーザが具備されている。この半
導体レーザからの光ビームのパワーを制御する方式とし
て、リアモニタ方式とフロントモニタ方式が知られてい
る。フロントモニタ方式は、半導体レーザから出射され
る光ビームのうち、記録媒体に向けて出射される光ビー
ムの一部を光検出器で検出し、かかる検出信号を半導体
レーザの駆動回路にフィードバックすることで、半導体
レーザの光ビームのパワーが所定のパワーとなるように
制御する方式である。
【０００３】また、リアモニタ方式は、半導体レーザの
後部、即ち、記録媒体に向けて出射される光ビームの放
射面とは反対側に位置する端面から出射される光ビーム
を用いて、フロントモニタ方式と同様に半導体レーザの
光ビームのパワーを制御する方式である。しかし、一般
にリアモニタ方式は、光ビームの検出精度に問題がある
ためフロントモニタ方式が多く採用されている。
【０００４】図１４は従来のフロントモニタ方式を採用
した光学式ピックアップ装置の光ピックアップを図示し
たものであり、図に基づいて構成を簡単に説明する。半
導体レーザ１から出射された光ビームは、コリメータレ
ンズ２により平行光にされ、グレイティング３を介して
ビームスプリッタ４に入射される。グレイティング３は
光ビームを光ディスク８から情報を読み取るための主ビ
ームと、トラッキングサーボに使用するために用いられ
る２つの副ビームの合計３ビームに分離する。ビームス
プリッタ４は、半導体レーザ１から出射された光ビーム
のうち約９０％を透過すると共に、残りの約１０％を反
射する反射膜５を有しており、この反射膜５の作用によ
って、ビームスプリッタ４に入射した光ビームは、その
約９０％が透過して１／４波長板６に導かれると共に、
約１０％は反射して集光レンズ１２に導かれる。１／４
波長板６に導かれた光ビームは、対物レンズ７によって
光ディスク８の記録面上に集光されて、規定の大きさの
ビームスポットを形成する。
【０００５】光ディスク８の記録面上に集光された光ビ
ームは、光ディスク８の記録面上で反射され、対物レン
ズ７、１／４波長板６を介して、ビームスプリッタ４の
反射膜５に入射される。反射膜５は光ディスク８方向か
らの光ビームに対しては、ほぼ１００％反射する特性を
有しているため、反射膜５に入射された光ビームは、集
光レンズ９及び光ビームに非点収差を与えるシリンドリ
カルレンズ１０を経て、受光素子１１に導かれる。一
方、半導体レーザ１から出射した光ビームのうち、ビー
ムスプリッタ４の反射膜５で反射された約１０％の光ビ
ームは、集光レンズ１２で集光されフロントモニタ検出
器１３に照射される。
【０００６】フロントモニタ検出器１３は、照射された
光ビームの光量に応じた電気信号を出力し、この電気信
号は半導体レーザ１のパワー制御を行うレーザ制御回路
を含む自動出力制御（ＡＰＣ）回路１４に供給される。
ＡＰＣ回路１４は、フロントモニタ検出器１３からの電
気信号に応じて半導体レーザ１を駆動するための最適な
駆動信号を求め、該駆動信号を半導体レーザ１に供給す
る。このように、半導体レーザ１の出力パワーは、フロ
ントモニタ検出器１３から出力される電気信号に基づい
て、ＡＰＣ回路１４により生成される駆動信号によって
制御される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体レー
ザ１の負荷の低減や省電力化を図ったり、記録時におけ
る高レーザパワーを得るためには、半導体レーザ１から
出射された光ビームの利用効率を向上することが好まし
い。しかしながら、従来のフロントモニタ方式を採用し
た光学式ピックアップでは、半導体レーザ１から出射さ
れビームスプリッタ４に入射された光ビームのうちの約
１０％がフロントモニタ検出器１３に導かれるように構
成されているので、反射膜に入射された光ビームの約１
０％は必ず反射されてしまうことになり、光ビームの利
用効率はその分悪くなる。
【０００８】更に、ビームスプリッタの反射膜の反射率
や透過率の特性は、製品毎に±５％程度のバラツキを有
するため、例えば反射率を１０％と設計しても、製品に
よっては反射率が５％〜１５％と大幅に異なったものに
なってしまう。従って、ＡＰＣ回路の利得調整を製品毎
に行う必要が生じることになり、生産効率を悪化させる
原因となっている。また、ビームスプリッタの反射膜の
反射率や透過率の特性は、湿度に応じて変化することが
知られている。そのため、ビームスプリッタの反射膜の
特性を利用して半導体レーザ１の出力パワーを制御する
従来のフロントモニタ方式では、信頼性の低下を招くと
いう問題があった。
【０００９】本発明は、上述した問題点に鑑みて成され
たものであり、本発明の目的とするところは、光ビーム
の利用効率の向上を図ると共に、ビームスプリッタの反
射膜の特性のバラツキや湿度による変化に影響されるこ
とのない半導体レーザのパワー制御を可能とする光学式
ピックアップ装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
光源から出射される光ビームの一部である主領域の光ビ
ームが対物レンズを介して、記録媒体に照射させる光学
式ピックアップ装置であって、光源から出射された光ビ
ームのうち主領域以外の領域である副領域の光ビームを
受光する光検出手段と、検出手段からの検出信号に基づ
いて、光源から出射される光ビームのパワーを調整する
調整手段とを、備えて構成する。
【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１に記載の
光学式ピックアップ装置において、光ビームを記録媒体
に照射するビームと、光検出手段へ導かれるビームとに
分離する分離手段を備えて構成する。
【００１２】請求項３記載の発明は、請求項１乃至２に
記載の光学式ピックアップ装置において、分離手段は記
録媒体に照射するビームの形状を整形するように構成す
る。
【００１３】請求項４記載の発明は、請求項１乃至３に
記載の光学式ピックアップ装置において、主領域の光ビ
ームは光源から出射された光ビームのうち中心部を含む
光ビームであるとともに、副領域の光ビームは主領域の
光ビームの外側に位置するものであり、副領域の光ビー
ムが光検出手段へ導かれるように光路を変更する変更手
段とを備えて構成する。
【００１４】請求項５記載の発明は、請求項１乃至４に
記載の光学式ピックアップ装置において、光検出手段は
少なくとも２つ存在し、その２つの光検出器は主領域の
光ビームを挟んで対称に位置する副領域の光ビームを各
々受光するように構成する。
【００１５】
【作用】本発明の光学式ピックアップ装置によれば、光
源から出射される光ビームの一部である主領域の光ビー
ムを対物レンズを介して記録媒体に照射させると共に、
光源から出射された光ビームのうち主領域以外の領域で
ある副領域の光ビームの光量を光検出手段により検出
し、検出した信号に基づいて、光源から出射される光ビ
ームのパワーを調整手段により調整するように構成した
ので、副領域の光ビームを有効に活用することができ、
光源から発射される光ビームの光量を精度良く調整する
ことが可能となる。
【００１６】また、上記光学式ピックアップ装置におい
て、光ビームを記録媒体に照射するビームと、光検出手
段へ導かれるビームとに分離する分離手段を備えて構成
したことで、光源から出射された光ビームのうち主領域
以外の領域である副領域の光ビームを効率良く光検出手
段に導くこのが可能となる。また、分離手段は記録媒体
に照射するビームの形状を整形するように構成したの
で、記録媒体に精度の良いビームを照射させることが可
能となる。
【００１７】また、上記光学式ピックアップ装置におい
て、主領域の光ビームは光源から出射された光ビームの
うち中心部を含む光ビームであるとともに、副領域の光
ビームは主領域の光ビームの外側に位置するものであ
り、副領域の光ビームが光検出手段へ導かれるように光
路を変更する変更手段を備えて構成したので、光源から
記録媒体に至る主領域の光ビームの光路と、光源から光
検出手段に至る副領域の光ビームの光路を分離すること
ができ、光学系の設計が容易となる。また、光検出手段
を少なくとも２つ設け、その２つの光検出器は主領域の
光ビームを挟んで対称に位置する副領域の光ビームを各
々受光するように構成することにより、光学式ピックア
ップ装置の小型化が可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の第１実施形態による光学
式ピックアップ装置の構造を図１に示す。図１におい
て、光学式ピックアップ装置は、光ビームを発射する半
導体レーザ２０、発散光を平行光に変換するコリメータ
レンズ２１、入射光の直線偏光に対して偏光方向を９０
度回転させる１／２波長板２２、光の回折を利用したグ
レーティング２３、半導体レーザ２０から発射される光
ビームの強度を制御するために設けられた光ビーム検出
用のフロントモニタ検出器２４、光ビームを透過光と反
射光に分離するためのビームスプリッタ２５、光ビーム
を反射する反射ミラー２７、入射光を直線偏光または円
偏光に変換する１／４波長板２８、光ビームを光ディス
クの記録面上に集光するための対物レンズ２９、光ビー
ムを集光する集光レンズ３１、シリンドリカルレンズ３
２、光ビームを受光する受光素子３３及び半導体レーザ
２０の出力パワーを自動制御するＡＰＣ回路５０等で構
成されている。尚、符号３０は、光記録媒体である光デ
ィスクの一部を示してある。
【００１９】本発明の第１の実施形態による光学式ピッ
クアップ装置の動作を図を参照して以下に説明する。光
源としての半導体レーザ２０から照射された光ビーム
は、レンズホルダ３４と開口制限部材３５により迷光を
マスキングしたコリメータレンズ２１の非マスキング部
分を透過し、１／２波長板２２によって振動方向が９０
度回転され、グレーティング２３に導かれる。グレーテ
ィング２３を通過した光ビームのうち、一部はビームス
プリッタ２５に導かれ、一部はフロントモニタ検出器２
４に導かれる。
【００２０】開口制限部材３５は、プラスチック等で構
成されている。また、レンズホルダ３４と一体に構成し
ても良く、その場合はレンズホルダ３４と同一の材料、
例えば真鍮等で構成される。グレーティング２３は、光
ビームを光ディスク３０から情報を読み取るための主ビ
ームと、トラッキングサーボに使用するために用いられ
る２つの副ビームの合計３ビームに分離する。ビームス
プリッタ２５は反射膜２６を有し、この反射膜２６は、
半導体レーザ２０から出射され、１／２波長板２２によ
って偏光された、例えばＰ偏光の光ビームをほぼ１００
％透過し、光ディスク３０によって反射され、Ｓ偏光と
された光ビームをほぼ１００％反射する特性を有してい
る。
【００２１】半導体レーザ２０から出射され、ビームス
プリッタ２５に導かれたＰ偏光の光ビームは、ビームス
プリッタ２５により断面を楕円から円形に整形される。
円形に整形された光ビームは、反射膜２６、反射ミラー
２７、１／４波長板２８を介して、対物レンズ２９に導
かれ、対物レンズ２９により集光されて光ディスク３０
の記録面上にビームスポットを形成する。光ディスク３
０の記録面上に集光された光ビームは、光ディスク３０
の記録面上で反射され、再び対物レンズ２９を介して、
１／４波長板２８に導かれる。１／４波長板２８を通過
した光ビームは、偏光面が回転されＳ偏光となり、反射
ミラー２７を介して、ビームスプリッタ２５に導かれ
る。
【００２２】ビームスプリッタ２５に導かれたＳ偏光の
光ビームは、反射膜２６で反射され、集光レンズ３１及
びシリンドリカルレンズ３２を介して受光素子３３に導
かれる。受光素子３３は、照射された光ビームの光量に
比例した電気信号に変換し、図示しない後段の信号処理
回路に供給する。信号処理回路では光ディスク３０に記
録されている情報を復調すると共に、光ディスク３０の
記録面に光ビームを合焦させるために用いるフォーカス
エラー信号や光ディスク３０に設けられたトラック上へ
光ビームを位置付けるために用いるトラッキングエラー
信号を生成する。
【００２３】一方、コリメータレンズ２１を透過した光
ビームのうち、ビームスプリッタ２５に導かれない、一
部の光ビームは、１／２波長板２２、グレーティング２
３を経て、フロントモニタ検出器２４に導かれる。フロ
ントモニタ検出器２４は、半導体レーザ２０が出射した
光ビームの一部を受光することにより、光ビームのパワ
ーの強度を検出し、検出信号を電気信号に変換してＡＰ
Ｃ回路５０に出力する。
【００２４】ＡＰＣ回路５０は、フロントモニタ検出器
２４から出力された電気信号と、所定の基準値とを比較
し、基準値との差分に応じた調整信号を生成し、半導体
レーザ２０に供給する。半導体レーザ２０は、ＡＰＣ回
路５０から供給された調整信号により出射する光ビーム
のパワーの強度を制御する。即ち、フロントモニタ検出
器２４から出力された電気信号と、基準値との差分が零
になるように光ビームのパワーを制御する。このような
制御を行うことにより、半導体レーザ２０から出射され
る光ビームのパワーの強度が常に最適な値となるように
制御される。
【００２５】ここで、図２を用いて半導体レーザ２０か
ら出射される光ビームについて説明する。半導体レーザ
２０から出射される光ビームの強度分布は、ほぼガウス
分布３６となっていることが知られている。このため、
光ビームの中央部０付近ではほぼ均一な強度レベル、つ
まり平面波状の分布が得られる。ところで、光ビームの
利用効率を向上させるためには、半導体レーザ２０から
出射される光ビームを全て光ディスク３０に導くことが
できれば好ましいのであるが、一般に図２（ａ）に示す
ように、中央部のみならず周辺部分の光ビームも利用し
て絞りこみを行ってしまうと、対物レンズ２９の開口が
大きくて光ビームが実質的にけられない場合には、対物
レンズ２９に入射する光ビームの波面曲率半径が小さく
なり、図２（ａ）のビームスポット３７に示すようにビ
ームスポット径を小さくすることができず、所望のビー
ムスポット径まで絞り込めない。
【００２６】このため、一般に光の損失は増加するが、
半導体レーザ２０から出射する光ビームのうち、上述し
たほぼ平面波状（波面曲率半径が無限大）の分布が得ら
れる中央部０付近の光ビーム、即ち主領域Ｘの光ビーム
を利用してビームスポット３８のように径を小さくする
ことである。このように、光ビームのうち主領域Ｘのみ
を用いて、ビームスポットを形成している。尚、この主
領域Ｘの光ビームの光量は、全ての光ビームの約５０％
であり、主領域Ｘの光ビームと斜線部で示された主領域
Ｘの外郭の光ビームとの光量の比は、約１：１である。
【００２７】本発明の第１の実施形態による光学式ピッ
クアップ装置に用いられるコリメータレンズ２１の一例
を図３に示す。図において、コリメータレンズ２１は、
中央部に描かれた楕円形状の第１エリアＡと、フロント
モニタ検出器２４と重なり合う第２エリアＢと、それら
の残りの斜線部で示された第３エリアＣとを有してい
る。第１エリアＡは、先述した半導体レーザ２０から発
射される光ビームのうち主領域Ｘが通過するエリアであ
る。この第１エリアＡを通過した主領域Ｘの光ビーム
は、ビームスプリッタ２５に入射し、対物レンズ２９の
開口の内側に導かれ、光ディスク３０の記録面上にビー
ムスポットを形成する光ビームとなる。
【００２８】第２エリアＢは、半導体レーザ２０から発
射され、コリメータレンズ２１を通過する光ビームのう
ち、対物レンズ２９の開口の外側にけられる光ビーム、
即ち主領域Ｘの外郭に位置する副領域の光ビームであ
り、ビームスプリッタ２５の側面（図３の左側）を通過
し、フロントモニタ検出器２４に導かれるエリアであ
る。第３エリアＣは、対物レンズ２９の開口の外側にけ
られる光ビームのうちフロントモニタ検出器２４にも導
かれない光ビームが遮断されたエリアであり、光ビーム
を遮断するための開口制限部材３５が設けられている。
開口制限部材３５は、光ディスク３０の記録面上に導か
れる第１エリアＡ及びフロントモニタ検出器２４に導か
れる第２エリアＢ以外に相当する周辺部の不要な光ビー
ムが対物レンズ２９及びフロントモニタ検出器２４に照
射されないようにするために設けられている。
【００２９】上述したように、本発明の第１の実施形態
による光学式ピックアップ装置は、光ビームのうち、外
郭の光ビームを、ビームスプリッタ２５の反射膜２６を
介することなく、フロントモニタ検出器２４に直接導く
ように構成したため、反射膜２６の特性のバラツキや湿
度による変化などの影響を受けることなく安定した光ビ
ームがフロントモニタ検出器２４に照射される。フロン
トモニタ検出器２４は、光ビームが安定して照射される
ことにより、ＡＰＣ回路５０に対しても安定した電気信
号を出力することができるようになる。従って、ＡＰＣ
回路５０は、半導体レーザ２０から出射される光ビーム
の強度を安定して制御することが可能となる。
【００３０】更に、不要な光ビームを開口制限部材３５
及びレンズホルダ３４で遮断するためフロントモニタ検
出器２４にも不要な光ビームが照射されなくなり、ノイ
ズの少ない検出信号が得られることから、ＡＰＣ回路５
０は、半導体レーザ２０から出射される光ビームのパワ
ーの強度を常に最適な値となるように制御することが可
能となる。また、１／２波長板２２を設けて偏光方向を
９０度偏光させるように構成したが、設計法によって１
／２波長板２２を用いなくても良い。即ち、半導体レー
ザ２０から出射した光ビームの断面を整形するビームス
プリッタ２５の整形方向と、出射した光ビームの偏光方
向とビームスプリッタ２５の反射膜２６への入射方向と
を考慮して、１／２波長板２２を設けたが、半導体レー
ザ２０の特性もしくは各光学素子の配置によっては、１
／２波長板２２を設けなくても同様の効果が得られる。
【００３１】次に図４乃至図５を用いて、本発明の第２
の実施形態を説明する。図４は本発明の第２の実施形態
による光学式ピックアップ装置の構造図である。第２の
実施形態は、フロントモニタ検出器を２つ設けることに
より、第１の実施形態に比してフロントモニタ検出器の
受光量の増加を図るものである。第２の実施形態は、第
１の実施形態と比べて、フロントモニタ検出器を２つ設
けたことと、ビームスプリッタ５１に２つのフロントモ
ニタ検出器２４、３９各々に導かれる光ビームを反射さ
せる反射ミラー部５１ａ、５１ｂを設けたこと及びコリ
メータレンズ２１の開口制限部材４０の形状を変更した
点が異なり、他の構成は同じである。尚、第２の実施形
態において、第１の実施形態と、共通する構成について
は同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００３２】半導体レーザ２０に対向するビームスプリ
ッタ５１の２つの面のうち、一方の面（図中、ビームス
プリッタ５１の左側面）には、全面に第１反射ミラー部
５１ａが設けられ、他方の面（図中、ビームスプリッタ
５１の右側面）の一部、即ちフロントモニタ検出器３９
へ導かれる光ビームが当たる部分に第２反射ミラー部５
１ｂが設けられている。反射ミラー部５１ａ、５１ｂは
ビームスプリッタ５１にアルミ等の金属を蒸着させて形
成される。尚、光ディスク３０に導かれる光ビームが当
たる部分は、反射ミラー部５１ｂが設けられていないの
で、光ビームはビームスプリッタ５１内部へ導かれる。
【００３３】このように、ビームスプリッタ５１は、入
射される光ビームのうち主領域の光ビームを光ディスク
３０へ、副領域の光ビームをフロントモニタ検出器２
４、３９へ導くように光ビームを分離すると共に、光路
を変更する。本発明の第２実施例の光学式ピックアップ
装置に用いられるコリメータレンズ２１とビームスプリ
ッタ５１とを半導体レーザ２０側から見たときの投射図
を図５（ａ）に示す。図において、ビームスプリッタ５
１は、クロス斜線で囲まれた左側の第１反射ミラー部５
１ａと右側の第２反射ミラー部５１ｂとを備えている。
また、コリメータレンズ２１は、中央部に描かれた楕円
形状の第１エリアＡと、第１反射ミラー部５１ａと重な
り合う第２エリアＢ１と、第２反射ミラー部５１ｂと重
なり合う第２エリアＢ２と、残りの斜線部で示された第
３エリアＣとを有している。
【００３４】第１エリアＡは、第１の実施形態と同様で
あるためその説明は省略する。第２エリアＢ１を通過す
る副領域の光ビームは、第１反射ミラー部５１ａによっ
て反射され、その反射された光ビームの光軸上に配置さ
れているフロントモニタ検出器２４に導かれる。即ち、
第２エリアＢ１は、対物レンズ２９の開口の外側にけら
れる光ビームのうち、フロントモニタ検出器２４に導か
れる光ビームが通過するエリアである。第２エリアＢ２
を通過する副領域の光ビームは、第２反射ミラー部５１
ｂによって反射され、その反射された光ビームの光軸上
に配置されているフロントモニタ検出器３９に導かれ
る。即ち、第２エリアＢ２は、対物レンズ２９の開口の
外側にけられる光ビームのうち、フロントモニタ検出器
３９に導かれる光ビームが通過するエリアである。
【００３５】第３エリアＣは、対物レンズ２９の開口の
外側にけられる光ビームのうちフロントモニタ検出器２
４、３９のいずれにも導かれない、つまり光ビームが遮
断されるエリアであり、光ビームを遮断するための開口
制限部材４０が設けられている。従って、半導体レーザ
２０から照射された光ビームは、図５（ａ）に示す開口
制限部材４０を通過した光ビームのみがビームスプリッ
タ５１に照射される。ビームスプリッタ５１に照射され
た３つの光ビームのうち、コリメータレンズ２１の第１
エリアＡを通過した主領域Ｘの光ビームは、第１、２反
射ミラー部５１ａ、５１ｂが形成されていない部分に照
射されるので、ビームスプリッタ５１の内部に入射さ
れ、その後対物レンズ２９で集光され、光ディスク３０
の記録面上にビームスポットを形成する。
【００３６】また、コリメータレンズ２１の第２エリア
Ｂ１を通過した光ビームは、第１反射ミラー部５１ａで
全反射され、一方のフロントモニタ検出器２４に照射さ
れる。また、コリメータレンズ２１の第２エリアＢ２を
通過した光ビームは、第２反射ミラー部５１ｂで全反射
され、フロントモニタ検出器３９に照射される。フロン
トモニタ検出器２４及びフロントモニタ検出器３９から
出力される各出力信号は、加算回路５２で加算された
後、ＡＰＣ回路５０に供給される。ＡＰＣ回路５０は、
加算回路５２から出力される電気信号と、所定の基準値
を比較し、基準値との差分に応じた調整信号を生成し、
半導体レーザ２０に供給する。半導体レーザ２０は、Ａ
ＰＣ回路５０から供給された調整信号により出射する光
ビームのパワーの強度を制御することにより、半導体レ
ーザ２０から出射される光ビームのパワーの強度が常に
最適な値となるように制御される。
【００３７】上述したように、本発明の第２の実施形態
における光学式ピックアップ装置は、フロントモニタ検
出器を２つ設ける構成としたため、これらの出力信号が
加算回路５２で加算されてＡＰＣ回路５０に供給される
ので、第１の実施形態に比してフロントモニタ検出器の
受光量が増加され、光ビームの出力パワー強度の制御の
精度をより向上させることができる。
【００３８】尚、第２の実施形態はフロントモニタ検出
器を２つ設けた構成で説明したが、これに限らず、フロ
ントモニタ検出器を１つのみ設ける構成としてもよい。
この場合、図５（ａ）におけるコリメータレンズ２１の
第２エリアＢ２を開口制限部材４０によりマスキング
し、図５（ｂ）に示す第３エリアＣ（斜線部）を形成し
たコリメータレンズ２１を採用することになる。他の構
成は上述の第２の実施形態と同様であるため説明を省略
する。
【００３９】一般にビームスプリッタ５１表面にはＡＲ
（アンチリフレクション）コートと呼ばれるコーティン
グがされていることがある。このＡＲコートとは、シリ
コン等の材料を光学素子、この例ではビームスプリッタ
５１にコーティングを行うことにより、光ビームの透過
量をコーティングしない時に比べて増加させることがで
きる。ところが、このＡＲコートは湿度や温度の変化に
対して、光ビームの透過比率または反射比率が変化して
しまう特性を持っている。そのため、ビームスプリッタ
５１全面に、即ち反射ミラー部５１ａ、５１ｂ上にもＡ
Ｒコートを行い、図４に示すように、光ビームをビーム
スプリッタ５１の反射ミラー部２５ａ、５１ｂで反射し
てフロントモニタ検出器２４、３９に照射すると、フロ
ントモニタ検出器２４、３９での受光量が湿度や温度に
よってばらつくことになり悪影響がでる。
【００４０】付け加えれば半導体レーザ２０から出射さ
れた光ビームの内、光ディスク３０に導かれる光量に比
べ、フロントモニタ検出器２４、３９に導かれる光量は
微弱であり、この微弱な光量が変動すると半導体レーザ
２０のパワー強度の制御に非常に大きな影響を与える。
【００４１】そこで、例えばガラス等の湿度や温度によ
って反射率の変わり難い材料により、ビームスプリッタ
５１を製造すると共に、フロントモニタ検出器２４、３
９に光ビームを反射する反射ミラー部５１ａ、５１ｂだ
けにはＡＲコートを行わないようにする。このことによ
り、湿度や温度の変動があってもフロントモニタ検出器
２４、３９には安定した光量が導かれることとなる。ま
た、この例では反射ミラー部５１ａ、５１ｂの表面に何
らコーティングしない例を示したが、湿度や温度によっ
て変化し難い材料をコーティングしても構わない。
【００４２】次に図６乃至図７を用いて、本発明の第３
の実施形態を説明する。図６は本発明の第３の実施形態
における光学式ピックアップ装置の構造図である。第３
の実施形態は、第１の実施形態と比べてコリメータレン
ズの形状が異なり、コリメータレンズに入射される光ビ
ームの一部の光ビームを分離すると共に、光路を変更し
て、フロントモニタ検出器に導かれるように構成してい
る。図６（ｂ）は、表面の一方の外側に小型凸レンズ４
１ａを設けたコリメータレンズ４１の断面を示したもの
である。この第３の実施形態で用いられるコリメータレ
ンズ４１は、コリメータレンズ４１の表面の一方の外側
に小型凸レンズ４１ａを設け、小型凸レンズ４１ａで光
ビームの一部の光ビームを分離すると共に、光路を変更
して、光ビームの一部をフロントモニタ検出器２４に導
くように構成されている。
【００４３】図７（ａ）に、上述した小型凸レンズ４１
ａを設けたコリメータレンズ４１を半導体レーザ２０側
から見た平面図を示す。コリメータレンズ４１は、中央
部に描かれた楕円形状の第１エリアＡと、小型凸レンズ
４１ａが形成されている第２エリアＢと、斜線部で示さ
れた残りの第３エリアＣとを有している。第１エリアＡ
及び第３エリアＣは、第１の実施形態と同様であるため
その説明は省略する。
【００４４】第２エリアＢは、小型凸レンズ４１ａが形
成された領域であり、対物レンズ２９の開口の外側にけ
られる光ビームのうち、光ビームの光路が小型凸レンズ
４１ａによって変更され、フロントモニタ検出器２４に
導かれる副領域の光ビームが通過するエリアである。即
ち、第２エリアＢを通過する光ビームは、小型凸レンズ
４１ａにより半導体レーザ２０からの光ビームの一部が
分離されると共に、光路が変更され、１／２波長板２２
及びグレーティング２３を介さずに直接フロントモニタ
検出器２４に導かれる。
【００４５】半導体レーザ２０から照射された光ビーム
のうち、図７（ａ）に示すようにコリメータレンズ４１
の第１エリアＡを通過した主領域Ｘの光ビームは、ビー
ムスプリッタ２５を経て、対物レンズ２９で集光され、
光ディスク３０の記録面上にビームスポットを形成す
る。また、半導体レーザ２０から照射された光ビームの
うち、コリメータレンズ４１の小型凸レンズ４１ａを通
過した光ビームは、光路が曲げられ、フロントモニタ検
出器２４に照射される。尚、コリメータレンズ４１に小
型凸レンズ４１ａを形成する代わりに、ホログラムコリ
メータレンズ４３を使用しても良い。このホログラムコ
リメータレンズ４３は図７（ｂ）に示すように異なるホ
ログラムパターンの組み合わせにより構成されている。
【００４６】ホログラムコリメータレンズ４３の中央部
に描かれた楕円形状の第１エリアＡに相当する領域に
は、同心円でピッチが異なったホログラムパターンＥが
設けられている。この中央部のエリアのホログラムパタ
ーンＥは発散光である光ビームを平行光にする作用を有
しており、コリメータレンズと同等の作用を有してい
る。また、図７（ａ）の第２エリアＢに相当する領域に
は、直線状のホログラムパターンＦが設けられている。
この直線状のホログラムパターンＦに入射した光ビーム
は、光路が曲げられ、上記コリメータレンズ４１の小型
凸レンズ４１ａと同様の作用を有している。第３エリア
Ｃは、第１及び第２の実施形態と同様であるためその説
明は省略する。
【００４７】上述したように、第３の実施形態における
光学式ピックアップ装置は、コリメータレンズ４１の表
面の片方の外側、即ち、第２のエリアに小型凸レンズ４
１ａを設けるか、表面の一部に回折用のホログラムパタ
ーンＦを有するホログラムレンズにより、半導体レーザ
２０から照射された光ビームのうち、コリメータレンズ
４１の第２エリアＢ、ホログラムコリメータレンズ４３
のホログラムパターンＦを通過した光ビームは、主領域
の光ビームと分離され、その光路が曲げられ直接フロン
トモニタ検出器２４に照射されるので、他の光学系に影
響を与えることなく、フロントモニタ検出器２４に導く
ための光路の設計が可能となり、半導体レーザ２０から
出射される光ビームの出力パワーの強度が常に最適な値
となるように制御される。
【００４８】尚、フロントモニタ検出器２４用の光ビー
ムを検出する方法としてコリメータレンズ４１に対して
小型凸レンズ４１ａを設けることや、或いは回折用のホ
ログラムパターンＦを設けるように説明したが、これに
限られるものではなく、コリメータレンズ４１側に開口
制限部材４２によるマスキングを設け、光路を変更する
ための回折用のホログラムパターンＦをグレーティング
２３に設けるように構成しても同様の効果を得ることが
できる。
【００４９】次に図８乃至図９を用いて、本発明の第４
の実施形態を説明する。図８は本発明の第４の実施形態
における光学式ピックアップ装置の構造図である。第４
の実施形態は、コリメータレンズ４４の表面の両側の外
側に２つの小型凸レンズ４４ａ、４４ｂを設けることに
より、第３の実施形態に比して、フロントモニタ検出器
の受光量の増加を図るものである。図８（ｂ）は、表面
の両側の外側に２つの小型凸レンズ４４ａ、４４ｂを設
けたコリメータレンズ４４の断面を示したものであり、
この第４の実施形態で用いられるコリメータレンズ４４
は、コリメータレンズ４４の表面の両側の外側に小型凸
レンズ４４ａ、４４ｂを設け、小型凸レンズ４４ａ、４
４ｂで光ビームの一部を分離すると共に、光路を変更し
て、光ビームの一部をフロントモニタ検出器２４に導く
ように構成されている。
【００５０】図９（ａ）に、上述した小型凸レンズを設
けたコリメータレンズ４４を半導体レーザ側から見た平
面図を示す。コリメータレンズ４４は、中央部に描かれ
た楕円形状の第１エリアＡと、小型凸レンズ４４ａ、４
４ｂがそれぞれ形成されている第２エリアＢ１、Ｂ２
と、それらに該当しない斜線部で示された残りの第３エ
リアＣとを有している。第１エリアＡ及び第３エリアＣ
は、第２の実施形態と同様であるためその説明は省略す
る。第２エリアＢ１、Ｂ２は、それぞれ小型凸レンズ４
４ａ、４４ｂが形成された領域であり、対物レンズ２９
の開口の外側にけられる光ビームのうち、一部の光ビー
ムが分離され、その光路が小型凸レンズ４４ａ、４４ｂ
によって変更され、フロントモニタ検出器２４に導かれ
る光ビームが通過するエリアである。
【００５１】即ち、第２エリアＢ１、Ｂ２を通過する２
つの光ビームは、それぞれ小型凸レンズ４４ａ、４４ｂ
により光路が変更され、１／２波長板２２及びグレーテ
ィング２３を介さずに直接フロントモニタ検出器２４に
導かれる。半導体レーザ２０から照射された光ビームの
うち、図９（ａ）に示すようにコリメータレンズ４４の
第１エリアＡを通過した主領域Ｘの光ビームは、ビーム
スプリッタ２５を経て、対物レンズ２９で集光され、光
ディスク３０の記録面上にビームスポットを形成する。
また、半導体レーザ２０から照射された光ビームのう
ち、コリメータレンズ４４の小型凸レンズ４４ａ、４４
ｂを通過した２つの光ビームは、フロントモニタ検出器
２４に照射される。尚、コリメータレンズ４４に小型凸
レンズ４４ａ、４４ｂを形成する代わりに、ホログラム
コリメータレンズ４６で構成しても良い。このホログラ
ムコリメータレンズ４６は、図９（ｂ）に示すように異
なるホログラムパターンの組み合わせにより構成されて
いる。
【００５２】ホログラムコリメータレンズ４６の中央部
に描かれた楕円形状の第１エリアＡに相当する領域に
は、同心円でピッチの異なったホログラムパターンＥが
設けられている。この中央部のエリアのホログラムパタ
ーンＥは発散光である光ビームを平行光にする作用を有
しており、コリメータレンズと同等の作用を有してい
る。また、図９（ａ）の第２エリアＢ１、Ｂ２に相当す
る領域には、直線状のホログラムパターンＦ１、Ｆ２が
設けられている。この直線状のホログラムパターンＦ
１、Ｆ２に入射した光ビームは、光路が曲げられ、上記
コリメータレンズ４４の小型凸レンズ４４ａ、４４ｂと
同等の作用を有している。第３エリアＣは第１の実施形
態と同様であるためその説明は省略する。
【００５３】上述したように、第４の実施形態による光
学式ピックアップ装置は、コリメータレンズ４４の表面
の両側の外側、即ち、第２エリアＢ１、Ｂ２に相当する
領域に小型凸レンズ４４ａ、４４ｂを設けるか、表面の
一部に回折用のホログラムパターンＦ１、Ｆ２を有する
ホログラムレンズにより、半導体レーザ２０から照射さ
れた光ビームのうち、コリメータレンズ４４の第２エリ
アＢ１、Ｂ２、ホログラムコリメータレンズ４６のホロ
グラムパターンＦ１、Ｆ２を通過した光ビームは、主領
域の光ビームと分離され、その光路が曲げられ直接フロ
ントモニタ検出器２４に照射されるので、他の光学系に
影響を与えることなく、フロントモニタ検出器２４に導
くための光路の設計が可能となり、半導体レーザ２０か
ら出射される光ビームの出力パワーの強度が常に最適な
値となるように制御され得る。
【００５４】尚、フロントモニタ検出器２４用の光ビー
ムを検出する方法としてコリメータレンズ４４に対して
小型凸レンズ４４ａ、４４ｂを設けることや、或いは回
折用のホログラムパターンを設けることについて説明し
たが、これに限られるものではなく、コリメータレンズ
４４側に開口制限部材４５によるマスキングを設け、光
路を変更するための回折用のホログラムパターンはグレ
ーティング２３側に設けるように構成しても同様の効果
を得ることができる。
【００５５】本発明の第４の実施形態における光学式ピ
ックアップ装置は、主領域の光ビームの両側の副領域の
光ビームをフロントモニタ検出器に導く構成としたた
め、第３の実施形態に比してフロントモニタ検出器２４
の受光量が増加され、光ビームの出力パワー強度の制御
の精度を向上させることができる。また、本発明の各実
施形態においては、ビームスプリッタ２５として偏光ビ
ームスプリッタを用いが、これに限られるものではな
く、ビームスプリッタ２５の反射膜２６が、半導体レー
ザ２０からの光ビームを所定量通過させ、光ディスクか
ら反射された光ビームを所定量反射させるものであれば
他の構成でも良い。
【００５６】次に図１０乃至図１１を用いて、本発明の
第５の実施形態を説明する。図１０（ａ）は、本発明の
第５の実施形態における光学式ピックアップ装置の構造
図であるが、図１に示す本発明の第１の実施形態に対し
てフロントモニタ検出器を半導体レーザ２０が出射する
楕円ビームの長径方向外側の両側に設けることにより、
フロントモニタ検出器での受光を安定的に行うものであ
り、他の構成が第１の実施形態と同一であることから、
ビームスプリッタ２５及びその反射膜２６以降の光学系
の部品を省略した側面図を示し、図１０（ｂ）はその上
面図である。
【００５７】第５の実施形態における光学式ピックアッ
プ装置は、図１０（ｂ）に示すように、半導体レーザ２
０から出射された光ビームをコリメータレンズ２１、１
／２波長板２２及びグレーティング２３を透過し、ビー
ムスプリッタ２５の一方の側面を通過し、第１のフロン
トモニタ検出器２４ａに照射する光路と、ビームスプリ
ッタ２５の他方の側面を通過し、第２のフロントモニタ
検出器２４ｂに照射するように構成したものである。
【００５８】従って、本発明の第５の実施形態による光
学式ピックアップ装置に用いられるコリメータレンズ２
１は、図１１に示すように、中央部に描かれた楕円形状
の第１エリアＡと、第１のフロントモニタ検出器２４ａ
と重なり合い、ビームスプリッタ２５の一方の側面に設
けられた第２エリアＢ１と、第２のフロントモニタ検出
器２４ｂと重なり合い、ビームスプリッタ２５の他方の
側面に設けられた第２エリアＢ２と、残りの斜線部で示
された第３エリアＣとを有している。第３エリアＣは、
対物レンズ２９の開口の外側にけられる光ビームのうち
フロントモニタ検出器２４ａ、２４ｂのいずれにも導か
れない、つまり光ビームが遮断されるエリアであり、そ
のエリアの光ビームを遮断するための開口制限部材４７
が設けられている。
【００５９】上述したように、本発明の第５の実施形態
による光学式ピックアップ装置は、２つのフロントモニ
タ検出器２４ａ、２４ｂを設ける構成としたため、これ
らの出力信号を加算器５２で加算し、ＡＰＣ回路５０に
供給することにより、第１の実施形態に比してフロント
モニタ検出器の受光量が増加され、光ビームの出力パワ
ー強度の制御の精度をより向上させることができる。ま
た、光ビームを挟んで両側に設けたことにより、経年変
化等で半導体レーザ２０等の光学素子が図１１の上下方
向にズレが生じ、その結果、フロントモニタ検出器２４
ａ、２４ｂの一方で受光量が減ったとしても、他方で受
光量が増えるためフロントモニタ検出器２４ａ、２４ｂ
トータルでの受光量は変わらない。尚、フロントモニタ
検出器２４ａ、２４ｂは半導体レーザ２０が出射する楕
円ビームの短径方向外側の両側に設けても良い。
【００６０】次に図１２を用いて、本発明の第６の実施
形態を説明する。図１２（ａ）は、本発明の第６の実施
形態における光学式ピックアップ装置の構造図である
が、図１に示す本発明の第１の実施形態に対して新たな
グレーティング４８を設けることにより、フロントモニ
タ検出器２４に導かれる受光量を増加させるようにした
ものであり、他の構成が第１の実施形態と同一であるこ
とから、ビームスプリッタ２５及びその反射膜２６以降
の光学系の部品を省略した構造図を示し、図１２（ｂ）
はグレーティング４８の構成を示した。図１２（ｂ）に
示すように、グレーティング４８の中央は、他の実施形
態のグレーティング２３と同様のパターンＰ１で構成さ
れ、その周囲のパターンＰ２の回折作用によりパターン
Ｐ１の外周の光ビームを分離すると共に、光路を曲げて
フロントモニタ検出器２４に導くことができる。
【００６１】このことにより、パターンＰ１の外周の多
くの光ビームを±１次光としてフロントモニタ検出器２
４に導くことができる。また、パターンＰ２を鋸状のブ
レイズドホログラムにすれば±１次光各々の光量比を変
えることができるので、フロントモニタ検出器２４に導
く一方の１次光の光量を理論上１００％に、実際にも１
００％に近い光量にすることができ、光量を増加させる
ことができる。また、外周のパターンＰ２のピッチを変
化させることでパターンＰ２に入射される光ビームを狭
い所定位置に光ビームを収束させることができ、フロン
トモニタ検出器２４の受光部を小さくすることができ
る。
【００６２】尚、上述した各実施形態は、開口制限部材
を設けて迷光を防止していたが、開口制限部材を設けず
に、コリメータレンズの形状を、コリメータレンズを透
過した光ビームの形状に合わせ、例えば第１の実施形態
に用いられるコリメータレンズの場合は、図１３に示す
ような形状のコリメータレンズ４９を製造することによ
り、不要な迷光が発生することがなくなり、開口制限部
材が不要となる。図中、第１エリアＡと第２エリアＢ
は、第１の実施形態による光学式ピックアップ装置に用
いられるコリメータレンズ２１の場合を例に示してあ
る。また、同様に他の実施形態においても、コリメータ
レンズを透過する光ビームに形状に合わせた、コリメー
タレンズを製造することにより、不要な迷光が発生する
ことがなくなり、開口制限部材が不要となる。
【００６３】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の光学式ピッ
クアップ装置によれば、光ビームの利用効率の向上を図
ると共に、ビームスプリッタの反射膜の特性のバラツキ
や湿度による変化に影響されることのない半導体レーザ
のパワー制御を可能とする光学式ピックアップ装置を提
供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における光学式ピック
アップ装置の構造図。
【図２】半導体レーザからの出射ビームのガウス分布及
び対物レンズによって光ビームが絞られたときのビーム
スポットの様子を示す図。
【図３】本発明の第１の実施形態に用いられるコリメー
タレンズの平面図。
【図４】本発明の第２の実施形態における光学式ピック
アップ装置の構造図。
【図５】本発明の第２の実施形態に用いられるコリメー
タレンズの平面図。
【図６】本発明の第３の実施形態における光学式ピック
アップ装置の構造図。
【図７】本発明の第３の実施形態に用いられるコリメー
タレンズの平面図。
【図８】本発明の第４の実施形態における光学式ピック
アップ装置の構造図。
【図９】本発明の第４の実施形態に用いられるコリメー
タレンズの平面図。
【図１０】本発明の第５の実施形態における光学式ピッ
クアップ装置の構造図。
【図１１】本発明の第５の実施形態に用いられるコリメ
ータレンズの平面図。
【図１２】本発明の第６の実施形態における光学式ピッ
クアップ装置の構造図及びグレーティングの平面図。
【図１３】本発明の各実施形態における光学式ピックア
ップ装置に用いられるコリメータレンズの別の形態を示
す図。
【図１４】従来例における光学式ピックアップ装置の構
造図。
【符号の説明】
２０・・半導体レーザ ２１、４１、４４、４９・・コリメータレンズ（４１、
４４：分離手段、変更手段） ２２・・１／２波長板 ２３、４８・・グレーティング（４８：分離手段、変更
手段） ２４、３９・・フロントモニタ検出器（光検出手段） ２５、５１・・ビームスプリッタ（５１：分離手段、変
更手段） ２６・・プリズム ２７・・反射ミラー ２８・・１／４波長板 ２９・・対物レンズ ３０・・光ディスク ３１・・集光レンズ ３２・・シリンドリカルレンズ ３３・・受光素子 ３４・・レンズホルダ ３５、４０、４２、４５、４７・・開口制限部材 ３６・・ガウス分布 ３７、３８・・ビームスポット ４３、４６・・ホログラムコリメータレンズ ５０・・ＡＰＣ回路（調整手段） ５１ａ・・第１反射ミラー部 ５１ｂ・・第２反射ミラー部 ５２・・加算回路 Ａ・・主領域 Ｂ・・副領域 Ｃ・・マスキング層

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光源から出射される光ビームの一部であ
    る主領域の光ビームが対物レンズを介して、記録媒体に
    照射させる光学式ピックアップ装置であって、 前記光源から出射された光ビームのうち前記主領域以外
    の領域である副領域の光ビームを受光する光検出手段
    と、 前記検出手段からの検出信号に基づいて、前記光源から
    出射される光ビームのパワーを調整する調整手段とを、 有することを特徴とする光学式ピックアップ装置。
  2. 【請求項２】 前記光ビームを前記記録媒体に照射する
    ビームと、 前記光検出手段へ導かれるビームとに分離する分離手段
    を有することを特徴とする請求項１に記載の光学式ピッ
    クアップ装置。
  3. 【請求項３】 前記分離手段は前記記録媒体に照射する
    ビームの形状を整形することを特徴とする請求項１乃至
    ２に記載の光学式ピックアップ装置。
  4. 【請求項４】 前記主領域の光ビームは前記光源から出
    射された光ビームのうち中心部を含む光ビームであると
    ともに、前記副領域の光ビームは前記主領域の光ビーム
    の外側に位置するものであり、前記副領域の光ビームが
    前記光検出手段へ導かれるように光路を変更する変更手
    段とを備えたことを特徴とする請求項１乃至３に記載の
    光学式ピックアップ装置。
  5. 【請求項５】 前記光検出手段は少なくとも２つ存在
    し、その２つの光検出器は主領域の光ビームを挟んで対
    称に位置する副領域の光ビームを各々受光することを特
    徴とする請求項１乃至４に記載の光学式ピックアップ装
    置。
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