JP2000331365A - 光ピックアップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特別な部品開発が必要なく、従来品をそのま
ま用い得る上に、前方モニタ用受光素子専用の光学素子
の追加を要しない光ピックアップを提供する。 【解決手段】 光ピックアップが元々備えている半導体
レーザ１から対物レンズ３までの間に配設された光学素
子の一つ、例えばプリズム６に傾斜面９を形成して半導
体レーザ１から出射されたビーム２の一部を前方モニタ
用受光素子８に反射させるだけで、特別な部品開発が必
要なく、従来品をそのまま用い得る上に、前方モニタ用
受光素子８専用の光学素子の追加を要せず、前方モニタ
方式を実現できる。この際、傾斜面９は半導体レーザ１
からのビーム照射範囲内であって対物レンズ３に対する
ビーム有効範囲２ａ外に位置しているので、本来の有効
ビームによる記録／再生動作には何ら支障を来すことは
ない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ピックアップに
関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクドライブにおいては、良好な
る記録／再生動作を行わせる上で、光源として用いられ
る半導体レーザ（ＬＤ）のパワー制御は重要であり、何
らかの手段によりその発光量を検出してフィードバック
等により適正な光量となるように制御している。

【０００３】ここに、半導体レーザから後方に向けて出
射される光を受光する発光量検出用のフォトダイオード
（ＰＤ）を内蔵させた後方ＰＤ型の半導体レーザもある
が、制御精度の問題から実際に光ディスク側に向けて出
射される出射ビームの一部を光路分離プリズム等により
分離してフォトダイオードで受光検知する、いわゆる前
方ＰＤ方式（前方モニタ用受光素子方式）が採られるこ
とが多い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、近年にあっ
ては、光ディスクの種類の多様化に伴い、ＣＤ（Ｃompa
ct Ｄisk）用とＤＶＤ（Ｄigital Ｖideo又はＶersatil
e Ｄisk）用との光ピックアップ兼用化、高速ハイパワ
ー化、ノート型パソコン対応の小型・薄型化等の要望が
強くなり、光ピックアップに許容されるスペースは益々
狭められ、前方ＰＤを配設させるスペースの確保が難し
くなってきている。従って、例えば特開平８−２９７８
７６号公報等に示されるように、前方ＰＤだけのために
光学素子を追加する構成は好ましくない。

【０００５】ここに、スペースを確保する手段として、
半導体レーザ管の中に前方ＰＤを一体的に配設し、ホロ
グラムやプリズム等を用いて出射ビームの一部をこの前
方ＰＤに戻すようにしたものも提案されているが、専用
のＬＤ−ＰＤ管の開発が必要となり、かつ、汎用性の低
いものとなる。

【０００６】そこで、本発明は、特別な部品開発が必要
なく、従来品をそのまま用い得る上に、前方モニタ用受
光素子だけのための光学素子の追加を要せず、かつ、光
ピックアップスペースを圧迫するような形状変更を伴わ
ない光ピックアップ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記載の発明は、
半導体レーザから出射されたビームをカップリングレン
ズ等の光学素子及び対物レンズを介して光情報記録媒体
上に集光照射させる光ピックアップにおいて、前記半導
体レーザから前記対物レンズまでの間に配設された前記
光学素子の一つに前記半導体レーザからのビーム照射範
囲内であって前記対物レンズに対するビーム有効範囲外
に位置させて傾斜面を形成し、この傾斜面で反射される
ビームを受光する前方モニタ用受光素子を設けた。

【０００８】従って、当該光ピックアップが元々備えて
いる半導体レーザから対物レンズまでの間に配設された
光学素子の一つに傾斜面を形成して半導体レーザから出
射されたビームの一部を前方モニタ用受光素子に反射さ
せるだけで、特別な部品開発が必要なく、従来品をその
まま用い得る上に、前方モニタ用受光素子だけのための
光学素子の追加を要せず、かつ、光ピックアップスペー
スを圧迫するような形状変更を伴わずに、前方モニタ方
式を実現できる。この際、傾斜面は半導体レーザからの
ビーム照射範囲内であって対物レンズに対するビーム有
効範囲外に位置しているので、本来の有効ビームによる
記録／再生動作には何ら支障を来すことはない。

【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の光
ピックアップの前記傾斜面は、その光学素子のビーム入
射面側であって入射するビームに対して約４５°以上の
傾きを有する。

【００１０】従って、傾斜面を４５°に形成すれば本来
の有効ビームに直交する方向に反射させることができ、
前方モニタ用受光素子の位置設定が容易であり、４５°
よりも大きく形成すれば反射率を向上させることでモニ
タ光量を増やすことができる。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項１記載の光
ピックアップの前記傾斜面は、その光学素子のビーム出
射面側であって入射するビームに対して約４５°以上の
傾きを有する。

【００１２】従って、傾斜面を４５°に形成すれば本来
の有効ビームに直交する方向に反射させることができ、
前方モニタ用受光素子の位置設定が容易であり、４５°
よりも大きく形成すれば反射率及びビーム集光性を向上
させることでモニタ光量を増やすことができる。

【００１３】請求項４記載の発明は、請求項１記載の光
ピックアップの前記傾斜面が形成される光学素子が、前
記カップリングレンズである。

【００１４】従って、信号再生用の検出系も半導体レー
ザ管中に一体化させてなるような光ピックアップ構成の
場合、プリズムも要せず最低限必要な光学素子としては
カップリングレンズだけとなるが、このカップリングレ
ンズに傾斜面を形成することで、前方モニタ用受光素子
専用にプリズム等を追加する必要なく、前方モニタ方式
を実現できる。

【００１５】請求項５記載の発明は、請求項１記載の光
ピックアップにおいて、第１の半導体レーザからの第１
のビームを透過させ第２の半導体レーザからの第２のビ
ームを反射させて前記対物レンズ側に有効ビームとして
導くビーム合成面が前記第１のビームを若干反射させ前
記第２のビームを若干透過させてモニタ用ビームとする
ダイクロイック面により形成されて２波長ビーム合成機
能及び反射型のビーム整形機能を併有させたプリズムを
光学素子とし、前記ビーム合成面によるモニタ用ビーム
を前記対物レンズに対する有効ビームを蹴らない範囲で
反射させる位置に前記傾斜面を形成してなる。

【００１６】従って、例えばＣＤ用とＤＶＤ用との兼用
化のために波長の異なる第１，２のビームを出射する第
１，２の半導体レーザを光源として用い、２波長ビーム
合成機能及び反射型のビーム整形機能を併有させたプリ
ズムを用いる光ピックアップ構成においても、その基本
構成を変更することなく、ビーム合成面をダイクロイッ
ク面としてモニタ用ビームを生成し、かつ、プリズムの
所定位置に傾斜面を形成することで、２つの前方モニタ
用受光素子を用いることなく、第１，２の半導体レーザ
に対する前方モニタ方式を実現できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図１に基
づいて説明する。本実施の形態の光ピックアップは、半
導体レーザ１から出射されたビーム２を対物レンズ３を
介して光情報記録媒体４上に微小スポットとして集光照
射させることを基本とし、これらの半導体レーザ１と対
物レンズ３との間の光路上には、カップリングレンズ５
を始めとして、必要に応じてプリズム６及び偏向プリズ
ム７なる光学素子が配設されている。カップリングレン
ズ５は、半導体レーザ１から発散光として出射されるビ
ーム２を平行化し、偏向プリズム７は光路を９０°偏向
させるものである。なお、光情報記録媒体４からの戻り
ビームは、信号再生検出光学系に導かれ情報の再生、フ
ォーカス／トラッキングサーボ用等に用いられるが、本
発明の特徴には特に関係しないので、省略する。

【００１８】図１のビーム２中、ハッチングを施して示
す部分が対物レンズ３に入射し光情報記録媒体４上にス
ポットを形成するために用いられるビーム有効範囲２ａ
を示す。このとき、半導体レーザ１からの発散光はビー
ム有効範囲２ａの外側にも広がりスポット形成に関与し
ない余り部分２ｂを持つ。即ち、このビーム有効範囲２
ａと余り部分２ｂとを併せた範囲がビーム照射範囲とな
る。よって、基本的には、余り部分２ｂの光を前方モニ
タ用受光素子である前方ＰＤ８で受光検知すればよいわ
けであるが、前方ＰＤ８の受光面はＰＤパッケージの中
心付近にあるため、ビーム有効範囲２ａの光束を蹴らず
に前方ＰＤ８を配置させるのは困難である。

【００１９】ここで、本実施の形態では、例えば、プリ
ズム６を対象となる光学素子とし、このプリズム６の余
り部分２ｂの光束が照射される一部に傾斜面９を形成
し、この傾斜面９からの反射ビームを受ける位置に前方
ＰＤ８を配置させてなる。もっとも、傾斜面９を形成す
る位置は、図示部分やプリズム６の一部に限らず、要
は、ビーム有効範囲２ａに入り込まず余り部分２ｂの光
束のみが照射される部分であればよい。また、傾斜面９
による反射方向も図示例のように上方向に限らず、下方
向或いはビーム整形プリズム等の介在によっては横方向
等としてもよい。何れにしても、既存のプリズム６の一
部に傾斜面９を形成し、傾斜面９による反射光を受ける
位置に前方ＰＤ８を配置させればよいので、有効ビーム
に影響なく前方ＰＤ８を容易に配置させることができ
る。

【００２０】特に、図１に示す例では、傾斜面９がプリ
ズム６の入射側（半導体レーザ1側）の一部に、入射す
るビームに対して４５°に形成されている。よって、傾
斜面９ではモニタ光が本来の有効ビームに直交する方向
に反射するので、前方ＰＤ８の位置設定が容易となる。
ちなみに、傾斜面９には特に反射コートが施されていな
いが、数％の反射率があるので、モニタ検出には特に支
障ない。

【００２１】本発明の第二の実施の形態を図２に基づい
て説明する。第一の実施の形態で示した部分と同一部分
は同一符号を用いて示し、説明も省略する（以降の各実
施の形態でも、順次同様とする）。本実施の形態では、
プリズム６の入射側に入射するビームに対して４５°よ
りも大きな傾きの傾斜面１０を形成したものである。

【００２２】本実施の形態によれば、傾斜面１０の傾斜
がきつい分、この傾斜面１０に入射する光に対する反射
率が上がるため、前方ＰＤ８が受光し得るモニタ光量が
増える。

【００２３】本発明の第三の実施の形態を図３に基づい
て説明する。本実施の形態では、プリズム６の出射側
（対物レンズ３側）に、余り部分２ｂを通って入射する
ビームに対して４５°の傾きの傾斜面１１を形成し、こ
の傾斜面１１で全反射される光を受光し得る位置に前方
ＰＤ８を配置させたものである。よって、図１の場合と
同様に傾斜面１１ではモニタ光が本来の有効ビームに直
交する方向に反射するので、前方ＰＤ８の位置設定が容
易となる。また、傾斜面１１で全反射されるため、前方
ＰＤ８が受光し得るモニタ光量が増える。

【００２４】ところで、本実施の形態のようにプリズム
６の出射面側に傾斜面１１を形成する構成の場合、例え
ば、図４に示すように２波長合成方式の光ピックアップ
に適用する場合や、図５に示すようにビーム整形を伴う
場合に、より効果的となる。

【００２５】図４は、半導体レーザ１、カップリングレ
ンズ５を各々第１の半導体レーザ、第１のカップリング
レンズとし、プリズム６をビーム合成面１２を有するビ
ーム合成プリズムとし、さらに、第２の半導体レーザ１
３、第２のカップリングレンズ１４をビーム合成プリズ
ム６に対して第１の半導体レーザ１側とは直交配置させ
てなる。これにより、第１の半導体レーザ１が用いられ
る場合には、その第１のビーム２をビーム合成面１２を
そのまま透過させて対物レンズ３側に導く一方、第２の
半導体レーザ１３側が用いられる場合には、その第２の
ビーム１５をビーム合成面１２で反射させて対物レンズ
３側に導くものである。この際、ビーム合成プリズム６
の出射面側に傾斜面１１を形成することにより、第１の
ビーム２、第２のビーム１５に対して１つの傾斜面１
１、前方ＰＤ８を共用させることができる。

【００２６】図５は、入射面１６が傾斜して楕円状の平
行光束を円状の光束に整形するビーム整形機能を持つプ
リズム６を用いた例であり、その出射側に傾斜面１１を
形成することで支障なく対応できる。

【００２７】本発明の第四の実施の形態を図６に基づい
て説明する。本実施の形態では、プリズム６の出射側
に、入射するビームに対して４５°よりも大きな傾きの
傾斜面１７を形成したものである。

【００２８】本実施の形態によれば、傾斜面１７で全反
射される光束の一部がそのままプリズム６の上面に抜け
る他、光束の一部はプリズム６の出射面でさらに全反射
されて上面に抜けることとなり、全体的に集光する如く
上面に抜けて前方ＰＤ８に入射する。よって、前方ＰＤ
８が必要とする受光面積を小さくすることができ、その
小型化を図る上で有利となる。また、元々受光面積の小
さな前方ＰＤ８を用いている場合には、その実質的な受
光量を増やすことができる。

【００２９】本発明の第五の実施の形態を図７に基づい
て説明する。本実施の形態の光ピックアップは、１波長
系であって、信号検出用受光素子もＬＤ管内に一体に内
蔵された半導体レーザ１８を用いた例であり、光学素子
としてはカップリングレンズ５のみが最低限必要な素子
とされ、プリズム等は必ずしも必要とはされていない例
である。ここに、カップリングレンズ５の出射面側の一
部には、ビーム有効範囲２ａに入り込まず余り部分２ｂ
の光束のみが照射される部分に位置させて傾斜面１９が
形成され、この傾斜面１９による反射ビームを受光し得
る位置に前方ＰＤ８が配設されている。

【００３０】よって、本実施の形態の場合、最低限必要
な構成要素であるカップリングレンズ５に傾斜面１９を
形成することで、前方ＰＤ８のために新たなプリズムを
追加する等の必要なく、前方モニタ方式を実現できる。

【００３１】本発明の第六の実施の形態を図８に基づい
て説明する。本実施の形態の光ピックアップは、例えば
図４に示したような２波長の第１のビーム２、第２のビ
ーム１５を使用するタイプ（ＣＤ／ＤＶＤ兼用型）への
適用例であり、プリズム６に代えて、２波長ビーム合成
機能及び反射型のビーム整形機能とを併有させたプリズ
ム２０が用いられている。即ち、第１プリズム２１と第
２プリズム２２とをビーム合成面２３で一体化させてな
り、第１のビーム２に対する入射面及び出射面を垂直に
形成し、第２のビーム１５に対しては入射面と出射面と
が共通面とされている。これにより、基本的には、ビー
ム合成面２３は第１の半導体レーザ１からの第１のビー
ム２を透過させ第２の半導体レーザ１３からの第２のビ
ーム１５を反射させて対物レンズ３側に出射させる。こ
の際、第２のビーム１５は傾斜したビーム合成面２３に
より反射されて垂直な出射面より射出されることにより
ビーム整形されて円形ビームとされる。つまり、ビーム
整形用のプリズムを別個に設けてもよいが、２波長ビー
ム合成機能を持つプリズムに反射型のビーム整形機能も
併有させることにより、光ピックアップの小型化を意図
したものである。

【００３２】このようなプリズム２０を用いる場合、第
２のビーム１５に対して入射面と出射面とが同一である
ため、図４に示した場合のように両波長のビーム２，１
５に対してその出射面側に傾斜面を設けることはできな
い。仮に、対物レンズ３側の面に傾斜面を形成しても第
１のビーム２に対しては出射面側、第２のビーム１５に
対しては入射面側になってしまい、その傾斜面による反
射ビームが上下に分かれてしまい、上下各々に前方ＰＤ
を配設させる必要が生じてしまう。また、小型化を図る
上で、対物レンズ３とプリズム２０とは極力近づけたい
ので、前方ＰＤの設置個所の設定も難しい。

【００３３】この点、本実施の形態では、まず、ビーム
合成面２３がダイクロイック面として形成され、ビーム
合成面２３に入射する第１のビーム２が若干（数％）反
射され、ビーム合成面２３に入射する第２のビーム１５
が若干（数％）透過することで、第１プリズム２２中に
モニタ用ビーム２４が生成されるように構成されてい
る。このモニタ用ビーム２４の進行方向に干渉する位置
であって第１プリズム２２の端部には傾斜面２５が三角
形状に形成されている（図８（ｂ）（ｃ）参照）。ここ
に、この傾斜面２５は第１のビーム２に対する入射面と
干渉するため、第１のビーム２の入射方向に見た図８
（ｃ）に示すように、ビーム有効範囲２ａのビームを蹴
らない範囲で設定されている。従って、モニタ用ビーム
２４（２４ａはビーム有効範囲に相当し、２４ｂは余り
部分に相当する）の内、図８（ｂ）中にハッチングを施
して示す部分のビームが傾斜面２５で、第１プリズム２
２の側方（図８（ａ）中、紙面裏方向）に反射されるよ
うに設定されている。この傾斜面２５による反射ビーム
を受光し得る位置に前方ＰＤ８が配設されている（図８
（ｄ）参照）。

【００３４】従って、本実施の形態によれば、２波長ビ
ーム合成機能及び反射型のビーム整形機能とを併有させ
たプリズム２０を用いる光ピックアップ構成において
も、その基本構成を変更することなく、ビーム合成面２
３をダイクロイック面としてモニタ用ビーム２４を生成
し、かつ、第１プリズム２２（プリズム２０）の所定位
置に傾斜面２５を形成するだけで、２つの前方モニタ用
受光素子を用いることなく、第１，２の半導体レーザ
１，１３に対する前方モニタ方式を実現できる。特に、
傾斜面２５により側方に反射させて前方ＰＤ８で受光さ
せるようにしているので、前方ＰＤ８の位置が対物レン
ズ３から離れているため、設置しやすい構成ともなる。

【００３５】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、当該光ピ
ックアップが元々備えている半導体レーザから対物レン
ズまでの間に配設された光学素子の一つに傾斜面を形成
して半導体レーザから出射されたビームの一部を前方モ
ニタ用受光素子に反射させるだけで、特別な部品開発が
必要なく、従来品をそのまま用い得る上に、前方モニタ
用受光素子だけのための光学素子の追加を要せず、か
つ、光ピックアップスペースを圧迫するような形状変更
を伴わずに、前方モニタ方式を実現でき、この際、傾斜
面は半導体レーザからのビーム照射範囲内であって対物
レンズに対するビーム有効範囲外に位置しているので、
本来の有効ビームによる記録／再生動作には何ら支障を
来すことはない。

【００３６】請求項２記載の発明によれば、傾斜面を４
５°に形成することで本来の有効ビームに直交する方向
に反射させることができ、前方モニタ用受光素子の位置
設定が容易であり、４５°よりも大きく形成すれば反射
率を向上させることでモニタ光量を増やすことができ
る。

【００３７】請求項３記載の発明によれば、傾斜面を４
５°に形成することで本来の有効ビームに直交する方向
に反射させることができ、前方モニタ用受光素子の位置
設定が容易であり、４５°よりも大きく形成すれば反射
率及びビーム集光性を向上させることでモニタ光量を増
やすことができる。

【００３８】請求項４記載の発明によれば、信号再生用
の検出系も半導体レーザ管中に一体化させてなるような
光ピックアップ構成の場合、プリズムも要せず光学素子
としてはカップリングレンズだけとなるが、このカップ
リングレンズに傾斜面を形成することで、前方モニタ用
受光素子専用にプリズム等を追加する必要なく、前方モ
ニタ方式を実現できる。

【００３９】請求項５記載の発明によれば、例えばＣＤ
用とＤＶＤ用との兼用化のために波長の異なる第１，２
のビームを出射する第１，２の半導体レーザを光源とし
て用い、２波長ビーム合成機能及び反射型のビーム整形
機能を併有させたプリズムを用いる光ピックアップ構成
においても、その基本構成を変更することなく、ビーム
合成面をダイクロイック面としてモニタ用ビームを生成
し、かつ、プリズムの所定位置に傾斜面を形成すること
で、２つの前方モニタ用受光素子を用いることなく、第
１，２の半導体レーザに対する前方モニタ方式を実現で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態の光ピックアップ構
成を示す側面図である。

【図２】本発明の第二の実施の形態の光ピックアップ構
成を示す側面図である。

【図３】本発明の第三の実施の形態の光ピックアップ構
成を示す側面図である。

【図４】その２波長ビーム方式への適用例を示す平面図
である。

【図５】ビーム整形方式への適用例を示す平面図であ
る。

【図６】本発明の第四の実施の形態の光ピックアップ構
成を示す側面図である。

【図７】本発明の第五の実施の形態の光ピックアップ構
成を示す側面図である。

【図８】本発明の第六の実施の形態の光ピックアップ構
成を部分的正面図等を併記して示す側面図である。

【符号の説明】

１ 半導体レーザ、第１の半導体レーザ ２ ビーム、第１のビーム ３ 対物レンズ ４ 光情報記録媒体 ５ カップリングレンズ、光学素子 ６ 光学素子 ８ 前方モニタ用受光素子 ９，１０，１１ 傾斜面 １３ 第２の半導体レーザ １４ カップリングレンズ １５ 第２のビーム １７ 傾斜面 １８ 半導体レーザ １９ 傾斜面 ２０ プリズム、光学素子 ２３ ビーム合成面 ２４ モニタ用ビーム ２５ 傾斜面

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体レーザから出射されたビームをカ
   ップリングレンズ等の光学素子及び対物レンズを介して
   光情報記録媒体上に集光照射させる光ピックアップにお
   いて、 前記半導体レーザから前記対物レンズまでの間に配設さ
   れた前記光学素子の一つに前記半導体レーザからのビー
   ム照射範囲内であって前記対物レンズに対するビーム有
   効範囲外に位置させて傾斜面を形成し、この傾斜面で反
   射されるビームを受光する前方モニタ用受光素子を設け
   たことを特徴とする光ピックアップ。
2. 【請求項２】 前記傾斜面は、その光学素子のビーム入
   射面側であって入射するビームに対して約４５°以上の
   傾きを有することを特徴とする請求項１記載の光ピック
   アップ。
3. 【請求項３】 前記傾斜面は、その光学素子のビーム出
   射面側であって入射するビームに対して約４５°以上の
   傾きを有することを特徴とする請求項１記載の光ピック
   アップ。
4. 【請求項４】 前記傾斜面が形成される光学素子が、前
   記カップリングレンズであることを特徴とする請求項１
   記載の光ピックアップ。
5. 【請求項５】 第１の半導体レーザからの第１のビーム
   を透過させ第２の半導体レーザからの第２のビームを反
   射させて前記対物レンズ側に有効ビームとして導くビー
   ム合成面が前記第１のビームを若干反射させ前記第２の
   ビームを若干透過させてモニタ用ビームとするダイクロ
   イック面により形成されて２波長ビーム合成機能及び反
   射型のビーム整形機能を併有させたプリズムを光学素子
   とし、前記ビーム合成面によるモニタ用ビームを前記対
   物レンズに対する有効ビームを蹴らない範囲で反射させ
   る位置に前記傾斜面を形成してなることを特徴とする請
   求項１記載の光ピックアップ。