JP2001344804A

JP2001344804A - 光ピックアップ

Info

Publication number: JP2001344804A
Application number: JP2000165134A
Authority: JP
Inventors: Kei Ikeda; 圭池田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-06-01
Filing date: 2000-06-01
Publication date: 2001-12-14

Abstract

(57)【要約】【課題】低コストかつ小型で十分な受光光量が確保で
きる前光モニタ光学系を有し、高速記録が可能な光記録
情報装置を提供すること。【解決手段】偏光性ビームスプリッタのレーザー光入
射面またはレーザー光源と偏光性ビームスプリッタとの
間に、レーザー光の出射領域内の一部の光の偏光方向を
略直角に変換する１／２波長板を挿入し、前記略直角に
変換された光を検出するように前光検出器を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光ピックアップの半
導体レーザーの光出力を測定する光検出器の光学系に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体レーザーを用いた従来の光ピック
アップの光学系を図１２に示す。半導体レーザー１から
発せられた光はコリメートレンズ２により平行な光ビー
ムとなる。光ビームは偏光ビームスプリッタ４にＰ偏光
で入射してこれを透過し、その出射光は１／４波長板５
を通る。１／４波長板５を通った往路の光ビーム３は立
上げミラー６で上方へ反射され、対物レンズ７により集
束されて光スポットとなり光ディスク８に照射される。
光ディスク８からの反射光の復路の光ビーム９は再び対
物レンズ７、立上げミラー６および１／４波長板５を経
て偏光ビームスプリッタ４に入射する。復路の光ビーム
９は１／４波長板５を通過するときＳ偏光に変換される
ため、偏光ビームスプリッタ４で反射する。反射光は結
像レンズ１０を通って光検出器１１に入射する。光検出
器１１は光を電気信号に変換し既知の信号処理をするこ
とによりディスク上の情報が読みとられる。一般の半導
体レーザーは自身の温度変化により特性が変化し、動作
電流と放射光強度が比例せず非線形に変化する。そのた
め、動作電流の制御だけでは放射光強度を一定に保つこ
とができない。そこでレーザー１の放射光を検出して放
射光強度を一定に保つ制御を行っている。

【０００３】特に記録が可能な高出力半導体レーザーを
使用する光ピックアップでは、半導体レーザーに共振器
（図示省略）を設けているが、共振器の後方への放射光
（以後、後光という）の光量と、記録再生に使用する前
方への放射光（以後、前光という）の光量が比例関係に
ない。従って再生専用光学系で従来から採用されている
後光を検出する方法は採用できない。そこで共振器の前
光の一部を前光モニタに入射させて光強度を検出し、検
出値に基づいて発光強度を所定値に保つよう制御を行っ
ている。

【０００４】従来の記録用ピックアップにおける前光モ
ニタの配置には、以下の２つの方法があった。第１の方
法では、図１２に示すように前光モニタ１２を偏光ビー
ムスプリッタ４の往路光学系の反射側（図において上
方）に配置する。レーザー１の出射光は偏光ビームスプ
リッタ４にＰ偏光で入射するため大部分は透過するが、
一部の光は反射されて前光モニタ１２に入射する。その
ため、前光の検出が可能である。第２の方法では、前光
モニタ１２Ａを、有効光束外の偏角θの放射角近傍の光
を取り入れることができる位置に配置する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ
−ＲＷあるいはＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＡＭ等の記録可
能の多様な光メディアが実用化され、記録速度の向上が
課題となっている。記録速度を向上させるためには、半
導体レーザー１の高出力化が必要である。一般に記録速
度を２倍にするためには、光ディスク８上の集光スポッ
トの光強度を約１．４１４倍にする必要があることが知
られている。またレーザーの発光時間や光強度を最適化
するために半導体レーザー１の光出力の高速かつ正確な
制御が必要である。そのためには前光モニタ１２または
１２Ａの受光光量を十分多くする必要がある。前光モニ
タ１２または１２Ａは発光強度の大きい記録時のみなら
ず、発光強度の小さい再生時にも使用されるため、大き
なダイナミックレンジが必要である。また検出信号のＳ
Ｎ比を大きくするためにも受光光量を十分に多くする必
要がある。さらに前光モニタの周波数特性を改善するた
めに、前光モニタの検出器の受光面積を低減し、検出器
の静電容量を低減することが必要である。受光面積の低
減による検出信号のレベル低下を補うためには受光光量
を多くする必要がある。

【０００６】図１２に示す従来の前光モニタ１２、１２
Ａの配置位置を受光光量の観点から考察した場合、次の
ような問題がある。前記第１の方法では、偏光ビームス
プリッタ４に入射する光の大部分は透過してしまうた
め、反射して前光モニタ１２に入射する光の強度は低
い。そのため前光モニタ１２は大きな面積の検出器を備
えることが必要である。大面積の検出器は静電容量が大
きいため周波数特性が劣る。偏光ビームスプリッタ４の
偏光光分離比率を変えてＰ偏光における反射率を上げれ
ば前光モニタ１２の受光光量は増加する。しかし偏光ビ
ームスプリッタ４の反射面の面積に比べ前光モニタ１２
の入射面の面積ははるかに小さいので、反射面で反射し
た光の一部しか前光モニタ１２に入射しない。すなわち
反射光の大部分は無駄になる。反射光が増えた分透過す
る光が減少するので、ディスク８へ向かう光の光量が低
下し、記録時にディスク上に照射されるレーザー光の強
度が、低下することになる。

【０００７】以下に示す仕様の記録用ピックアップにつ
いて光量の低下を調べると以下のようになる。以下の具
体的なパラメータを設定して光量を求める。半導体レー
ザー１の放射角のθ水平方向（半導体レーザーの接合方
向に平行な方向をいう）の全半値角を９度、θ垂直方向
（θ水平方向に垂直な方向をいう）の全半値角を２０度
とする。対物レンズ７の焦点距離を３．４ｍｍ、ＮＡを
０．５とする。コリメートレンズ２の焦点距離を１３．
６ｍｍとし、光ビームの有効径をφ３．４ｍｍとする。
偏光ビームスプリッタ４のＰ偏光波入射の透過率を９７
％、反射率を３％、Ｓ偏光波入射の透過率を３％、反射
率を９７％とする。前光モニタ１２の受光面の形状を直
径０．５ｍｍの円形とすると、前光モニタ１２の受光光
量は半導体レーザー１の全放射光量の０．０５２％とな
る。また受光素子を見込む光線のＮＡは０．０１８とな
る。

【０００８】前光モニタ１２の受光光量を半導体レーザ
ー１の全放射光量の０．５％にしたい場合には、偏光ビ
ームスプリッタ４の偏光光分離比率のＰ波における反射
率を３％から２８．８％にまで上げれば良い。しかし、
これではディスク８へ向かう光量が低下する。すなわ
ち、０．０５２％のとき全光量の４９．１％だったもの
が０．５％のときは全光量の３６．０％となり、１３．
１％も低下することになる。偏光ビームスプリッタ４の
前光モニタ１２に光を反射する部分のみ偏光光分離比率
を変えてＰ波における反射率を上げれば、上記のディス
ク上の光強度の低下を低く押さえることができる。しか
し、偏光ビームスプリッタの反射率を部分的に上げるた
め、反射膜である誘電体多層膜の一部分の偏光特性を変
えることも考えられる。しかしその方法は、膜の蒸着時
のマスキング工程とプリズム切断時の位置合わせ工程が
更に必要となる。そのような工程には非常にコストがか
かり現実的ではない。

【０００９】次に前記第２の方法について考察する。図
１３に一般的な半導体レーザー１Ａの斜視図を示す。半
導体レーザー１Ａの指向特性を表す半値角はθ垂直方向
３０がθ水平方向３１に比べて２〜３倍程度大きい。そ
のため前光モニタ１２Ｂを有効光束外に配置する場合、
θ垂直方向３０に偏角を持たせる（図１３のＡの位置に
配置する）方がθ水平方向３１に偏角を持たせる（図１
３のＢの位置に配置する）よりも前光モニタ１２Ｂの受
光量を多くすることができる。

【００１０】以下に示す仕様の半導体レーザー１Ａにつ
いて前光モニタ１２Ｂの受光量を調べてみる。半導体レ
ーザー１Ａのθ水平方向３１の全半値角は９度、θ垂直
方向３０の全半値角は２０度である。前光モニタ１２Ｂ
の受光面を直径０．５ｍｍの円形とする。また、前光モ
ニタ１２Ｂの中心軸１２Ｃと半導体レーザー１Ａの光軸
１３とのなす角（偏角）を１３度、半導体レーザー１Ａ
から前光モニタ１２Ｂまでの距離を１０ｍｍとすると、
前光モニタ１２の受光素子を見込む光線のＮＡは０．０
２５となり、ディスク上のスポットの光量に悪影響を与
えない範囲にある。θ垂直方向３０に偏角を持たせた場
合の前光モニタ１２Ｂの受光光量は半導体レーザー１Ａ
の全放射光量の０．９７％である。一方、θ水平方向３
１に偏角を持たせた場合の前光モニタ１２Ｂの受光光量
は半導体レーザー１Ａの全放射光量の０．０１２％とな
る。すなわちθ垂直方向３０に偏角を持たせた場合に
は、θ水平方向３１に偏角を持たせた場合の約８０倍の
受光光量が得られる。

【００１１】実際の光ピックアップにおける半導体レー
ザーでは、特公昭６２−５６５８１号公報に開示されて
いるように、θ水平方向がディスクのトラッキング方向
になるように設定するのが一般的である。立上げミラー
を使用する薄型の光ピックアップにおいては、θ垂直方
向を光ピックアップの厚み方向に一致させる場合が多
い。そのため前記のようにθ垂直方向に偏角を持たせる
（図１３のＡの位置に配置する）方が前光モニタの受光
量を多くすることができるが、光ピックアップの厚みを
薄くするために、θ垂直方向に偏角を持たせた配置にし
ていない。そのため前光モニタの受光光量を上げること
ができなかった。また、ピックアップの小型化のためコ
リメートレンズの焦点距離を短縮したり、コリメートレ
ンズと結像レンズを一体化することがある。このため
に、偏光ビームスプリッタとレーザーの間にコリメート
レンズを配置する場合には前光モニタを配置するための
光軸方向のスペースを確保することが困難であった。

【００１２】前光モニタの受光光量を十分に確保できな
い場合に前光モニタの前に集光レンズを配置する改善策
もある。しかしこれでは部品点数が増加し、集光光学系
の繁雑な位置調整が必要になるなど、コストアップの要
因となる。本発明の目的は、低コストでかつ小型であ
り、受光光量を十分に確保できる前光モニタ光学系を有
する、高速記録の可能な光記録情報装置を提供すること
にある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の光ピックアップ
は、レーザー光源からの光ビームを光ディスクに収束さ
せる集光光学系、光ディスクからの反射光を受光する光
検出器、レーザー光源から光ディスクに至る往路光学系
と光ディスクから光検出器に至る復路光学系とを分離す
る光ビーム分離手段として偏光ビームスプリッタを具備
する。前記偏光ビームスプリッタのレーザー入射面上ま
たはレーザー光源と偏光ビームスプリッタとの間に、レ
ーザー出射光の一部の範囲の光の偏光方向を略９０度変
換する１／２波長板を挿入し、偏光ビームスプリッタ
の、光検出器対向面に平行な他の面に対向して光モニタ
を配置している。１／２波長板を通った光は偏向方向が
略９０度変換されるので、偏光ビームスプリッタで反射
され、前光モニタに入射し検出される。

【００１４】本発明の他の観点の光ピックアップは、波
長の異なる２つのレーザーを搭載するピックアップにお
いて、第１および第２のレーザー光源からの２つの光ビ
ームを略同一光路に合成しかつ分離する光ビーム合成分
離手段、第１の光ディスクに対しては第１の光源からの
光ビームを収束させ、記録光波長の異なる第２の光ディ
スクに対しては第２の光源からの光ビームを収束させる
集光光学系、第１および第２のディスクからの反射光を
受光する光検出器、レーザーのディスク側への出射光量
を受光する光検出器とを有する光ピックアップにおい
て、前記光ビーム分離手段として波長選択透過性のビー
ムスプリッタを具備し、前記波長選択透過性ビームスプ
リッタの第１のレーザー入射面上または第１レーザー光
源とビームスプリッタとの間にレーザー出射光の一部の
偏光方向を略９０度変換する１／２波長板を挿入し、波
長選択透過性ビームスプリッタの光ディスクへと出射す
る面とは反対側の出射面の後方に前光モニタを配置する
よう構成したものである。以上の構成により、往路光学
系のうち１／２波長板を挿入した部分のみ光モニタへの
光の反射率を高めることができる。このため、ビームス
プリッタ全体の反射光量を高くすることなく前光モニタ
の受光光量を増やすことができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の好適な実施例を図１から
図１１を参照して説明する。《実施例１》本発明の実施例１について図１及び図７を
参照しながら説明する。図１の（ａ）は本発明の光ピッ
クアップの光学系の構成図である。半導体のレーザー１
から発せられた光はコリメートレンズ２により平行な光
ビーム３となる。光ビーム３は偏光ビームスプリッタ４
にＰ偏光で入射してその中を透過する。偏光ビームスプ
リッタ４の出射光は１／４波長板５を通り、往路の光ビ
ーム３となり立上げミラー６で上方へ反射される。反射
された光ビーム３は対物レンズ７により集束され光ディ
スク８に照射される光スポットとなる。光ディスク８で
反射された復路の光ビーム９は対物レンズ７、立上げミ
ラー６および１／４波長板５を経て偏光ビームスプリッ
タ４に入射する。光ビーム９は１／４波長板５を通ると
きＳ偏光に変換されるため、偏光ビームスプリッタ４で
反射されて、結像レンズ１０を通り、光検出器１１に入
射する。光検出器１１は入射光を電気信号に変換してデ
ィスク上の情報を読みとる。

【００１６】偏光ビームスプリッタ４の、レーザー１の
光が入射する面４Ａには１／２波長板１３が光学接着
（接着部を通る光に悪影響を与えないような接着法）で
取付けられている。面４Ａをレーザー１の方向から見た
図７に示すように、１／２波長板１３は面４Ａの中央部
の一部分に設けられている。偏光ビームスプリッタ４の
内部の往路の光ビーム３は円形断面の光束であり、その
有効光束域３４を一点鎖線で示す。図１において、レー
ザー１から発せられた光のうち、１／２波長板１３を通
過した光１９のみがＳ偏光で偏光ビームスプリッタ４に
入射する。Ｓ偏光の光１９は偏光ビームスプリッタ４で
反射して図の上方に進み前光モニタ１２に入射する。

【００１７】１／２波長板１３はレーザー１と偏光ビー
ムスプリッタ４の間に設ければよい。１／２波長板１３
の配置例を、光学系の要部のみを図示する図１の（ｂ）
および図１の（ｃ）に示す。図１の（ｂ）は１／２波長
板１３を平行平面ガラス板１４に一体に形成し、コリメ
ートレンズ２と偏光ビームスプリッタ４との間に挿入し
た例である。図１の（ｃ）は１／２波長板１３を平行平
面ガラス板１４に一体に形成し、レーザー１とコリメー
トレンズ２との間に挿入した例である。いずれの場合に
も同様の作用および効果を得ることができる。

【００１８】図１の（ａ）の光学系について具体的なパ
ラメータを設定して前光モニタ１２の受光光量を求める
と以下のようになる。レーザー１のθ水平方向の全半値
角を９度、θ垂直方向の全半値角を２０度とする。対物
レンズ７の焦点距離を３．４ｍｍ、ＮＡを０．５とす
る。コリメートレンズ２の焦点距離を１３．６ｍｍと
し、光ビームの有効径を３．４ｍｍとする。偏光ビーム
スプリッタ４のＰ偏光波入射光の透過率を９７％、反射
率を３％、Ｓ偏光波入射光の透過率を３％、反射率を９
７％とする。前光モニタ１２の受光面を直径０．５ｍｍ
の円形とすると、位置合わせを考慮して１／２波長板１
３の形状を一辺０．７ｍｍの正方形にすれば、前光モニ
タ１２の受光素子を見込む光線のＮＡは０．０１８とな
り、ディスク８上の光スポットの光量に悪影響を与えな
い範囲にある。図１の（ａ）の実施例における前光モニ
タ１２の受光光量はレーザー１の全放射光量の１．６８
％となり、１／２波長板を使用しない従来例の値０．０
５２％に比べ約３２倍の光量が得られる。すなわち、前
光モニタ１２の受光光量は十分に確保されることにな
る。また、この場合のディスク８へ向かう光量は全放射
光量の４４．９％であり、前述の従来例の値４９．１％
に比べ、４．２％の低下にしかならずディスク８上の光
スポットの光量への悪影響は少ない。また、図１の
（ａ）の実施例においては有効光束域３４（図７）の中
央の一部が１／２波長板で遮蔽される。しかし有効光束
域３４に対する遮蔽部は面積比で５．４％（光量比では
８．３％）であり、この程度であれば中央部の遮蔽によ
るディスク８上のスポットへの影響も問題とならない。

【００１９】《実施例２》本発明の実施例２について図
２を参照しながら説明する。実施例１と共通の部分は同
じ符号を付し、重複する説明は省略する。図２において
は、偏光ビームスプリッタ４のレーザー入射側の面４Ａ
の端の部分に１／２波長板１３が光学接着で取付けられ
ている。面４Ａをレーザー１の方向から見た図８に示す
ように、１／２波長板１３は光ビーム３の有効光束域３
４の外部に設けられている。偏光ビームスプリッタ４の
内部の往路の光ビーム３は円形断面の光束である。１／
２波長板１３は、θ垂直方向に偏角を持ち光ビーム３の
有効光束域３４の外周に接する位置に配置される。

【００２０】本実施例２では、有効光束域３４外の光を
前光モニタ１２に導いている。半導体のレーザー１から
発せられた光ビーム３のうち、１／２波長板１３を通過
した光ビームのみがＳ偏光光となる。Ｓ偏光の光１９は
偏光ビームスプリッタ４で反射されて前光モニタ１２に
入射する。１／２波長板１３の配置例を、図２の（ｂ）
および図２の（ｃ）に示す。図２の（ｂ）および（ｃ）
は光学系の要部のみを示し、図２の（ｂ）は１／２波長
板１３をコリメートレンズ２と偏光ビームスプリッタ４
との間に挿入した例である。図２の（ｃ）は１／２波長
板１３をレーザー１とコリメートレンズ２との間に挿入
した例である。いずれの場合にも同様の作用効果が得ら
れる。

【００２１】図２の（ａ）の構成について、具体的なパ
ラメータを設定して光量を求めると以下のようになる。
レーザー１のθ水平方向の全半値角を９度、θ垂直方向
の全半値角を２０度とする。対物レンズ７の焦点距離を
３．４ｍｍ、ＮＡを０．５とする。コリメートレンズ２
の焦点距離を１３．６ｍｍとし、光ビーム３の有効光束
の直径をφ３．４ｍｍとする。偏光ビームスプリッタ４
のＰ偏光波入射の透過率を９７％、反射率を３％、Ｓ偏
光波入射の透過率を３％、反射率を９７％とする。前光
モニタ１２の受光面を直径０．５ｍｍの円形とする。前
光モニタ１２の中心軸と光軸とのなす角（偏角）をθ垂
直方向に１３度、レーザー１から前光モニタ１２までの
距離を１０ｍｍとすると、前光モニタ１２の受光素子を
見込む光線のＮＡは０．０２５となり、ディスク上のス
ポットの光量に悪影響を与えない範囲にある。前光モニ
タ１２の受光光量はレーザー１の全放射光量の０．５２
２％であり、１／２波長板１３を使用しない従来の構成
での値０．０１６％に比べ約３３倍の光量が得られる。
１／２波長板１３を使用しない従来の構成で全放射光量
の０．５％の受光光量を得るためには偏光ビームスプリ
ッタの反射率を例えば９４％にまで上げなければなら
ず、ディスクへの光量が大幅に減少してしまう。

【００２２】実施例２では、１／２波長板１３は比較的
小型でかつ薄くできる。従って従来の例の図１２に示す
前光モニタ１２Ａを設ける場合に比べて小さな空間しか
いらず配置しやすい。１／２波長板１３を図８に示すθ
垂直方向の端部に配置した場合前光モニタ１２の受光光
量が最大となって望ましいが、有効光束域３４の周辺で
あればどこでも良い。レーザー１の方から見た場合の他
の配置例の図を図９および図１０に示す。

【００２３】《実施例３》本発明の実施例３について図
３を参照しながら説明する。実施例３では偏光ビームス
プリッタ４をレーザー１とコリメータレンズ２の間に配
置する。このため偏光ビームスプリッタ４への入射光は
発散光である。偏光ビームスプリッタ４のレーザー１の
入射側の面４Ａの中央部には１／２波長板１３が光学接
着で取付けられている。レーザー１の側から偏光ビーム
スプリッタ４を見た図は図７に類似である。偏光ビーム
スプリッタ４の内部の往路の光ビーム３は円形断面の光
束である。半導体レーザー１から発せられた光ビーム３
のうち、１／２波長板１３を通過した部分の光ビーム１
９のみがＳ偏光で偏光ビームスプリッタ４に入射し、偏
光ビームスプリッタ４で反射されて前光モニタ１２に入
射する。その他の構成、及び動作は前記実施例１と同様
である。実施例３では、レーザー１と偏光ビームスプリ
ッタ４との間の距離を短縮できるので、光ピックアップ
の小型化が実現できる。

【００２４】《実施例４》本発明の実施例４について、
光学系の要部を示す図４を参照しながら説明する。実施
例３と共通の部分は同じ符号を付して重複する説明は省
略する。偏光ビームスプリッタ４のレーザー１の入射側
の面４Ａには１／２波長板１３が光学接着で取付けられ
ている。これをレーザー１の側から見ると図８に示すよ
うになる。偏光ビームスプリッタ４の内部の往路の光ビ
ーム３は円形断面の光束である。１／２波長板１３は、
光ビーム３のθ垂直方向３０に偏角を持ち、１／２波長
板１３の端部が有効光束域３４の縁部に接するように配
置される。実施例４の実施例３との相違点は、有効光束
域３４の外部の光を前光モニタ１２に入射して利用して
いることである。レーザー１から発せられた光ビーム３
のうち、１／２波長板１３を通過した部分の光ビームの
みがＳ偏光で偏光ビームスプリッタ４に入射し、偏光ビ
ームスプリッタ４で反射されて前光モニタ１２に入射す
る。１／２波長板１３を、図８に示すように、偏光ビー
ムスプリッタ４のθ垂直方向３０の端部の配置にする
と、前光モニタ１２の受光光量が最大となるので望まし
い。前光モニタ１２の配置位置は有効光束域３４の周辺
であればどこでも良い。レーザー１の側から見た場合の
配置例を図９、図１０に示す。その他の構成及び動作は
前記実施例と同様である。

【００２５】《実施例５》本発明の実施例５について図
５を参照しながら説明する。実施例５は出射光の波長が
異なる２つのレーザーを搭載するピックアップに本発明
を適用した例である。２つのレーザーからそれぞれ出射
される波長の異なる２種の光ビームは光ディスク８の種
類に応じて切替えて使用される。第１のレーザー光源を
有する発光受光素子２１は、波長７８０ｎｍの光を出射
する半導体レーザーと、光を検出して電気信号に変換す
る光検出器とが一体に組込まれた素子である。発光受
光素子２１から出射された光線はコリメートレンズ２２
により平行な光ビーム３Ａとなる。光ビーム３Ａは偏光
性を有する波長選択性ビームスプリッタ２４に入射す
る。波長選択性ビームスプリッタ２４の透過率および反
射率特性を図１１に示す。

【００２６】図５において、光ビーム３Ａは波長選択性
ビームスプリッタ２４にＰ偏光で入射して、内部で反射
して、立上げミラー６に向けて出射する。出射光は立上
げミラー６で反射して上方へ向かい、対物レンズ７によ
り光ディスク８上に光スポットを形成する。光ディスク
８からの反射光である復路の光ビーム９Ａは再び対物レ
ンズ７、立上げミラー６を経て波長選択性ビームスプリ
ッタ２４に入射する。復路の光ビーム９ＡはＰ偏光のま
まであるため、波長選択性ビームスプリッタ２４で反射
して、発光受光素子２１の光検出器に入射する。

【００２７】第２のレーザー光源を有する発光受光素子
３１は、波長６５０ｎｍの光を出射する半導体レーザー
と光を検出して電気信号に変換する光検出器とが一体に
組込まれた素子である。発光受光素子３１から出射され
た光線はコリメートレンズ３２により平行な光ビーム３
となる。光ビーム３は波長選択性ビームスプリッタ２４
にＰ偏光で入射し、ここを透過して立上げミラー６に向
けて出射する。出射光は立上げミラー６で反射して上方
へ向かい、対物レンズ７により光ディスク８上に光スポ
ットを形成する。光ディスク８からの反射光である復路
の光ビーム９は再び対物レンズ７、立上げミラー６を経
て波長選択性ビームスプリッタ２４に入射する。復路の
光ビーム９はＰ偏光のままであるため、波長選択性ビー
ムスプリッタ２４を透過して、発光受光素子３１の光検
出器に入射する。

【００２８】波長選択性ビームスプリッタ２４のレーザ
ー２１の光の入射面２４Ａには１／２波長板１３が光学
接着で取付けられている。面２４Ａを発光受光素子２１
の方から見た図は図７と類似である。波長選択性ビーム
スプリッタ２４の内部の往路の光ビーム３Ａは円形断面
の光束であり、１／２波長板１３は光ビーム３Ａのほぼ
中央部に配置されている。発光受光素子２１から発せら
れた光ビーム３Ａのうち、１／２波長板１３を通過した
部分の光ビーム１９のみがＳ偏光で波長選択性ビームス
プリッタ２４に入射し、波長選択性ビームスプリッタ２
４を透過し前光モニタ１２に入射する。

【００２９】１／２波長板１３の他の配置例を光学系の
要部を示す図５の（ｂ）および図５の（ｃ）に示す。図
５の（ｂ）は１／２波長板１３を平行平面ガラス板１４
に一体に形成し、コリメートレンズ２２と波長選択性ビ
ームスプリッタ２４との間に挿入した例である。図５の
（ｃ）は１／２波長板１３を平行平面ガラス板１４に一
体に形成し、発光受光素子２１とコリメートレンズ２２
との間に挿入した例である。いずれの場合にも同様の動
作をし、同様の作用効果を示す。

【００３０】図５の実施例について具体的なパラメータ
を設定して前光モニタ１２の受光光量を求めると以下の
ようになる。発光受光素子２１、３１のレーザーのθ水
平方向の全半値角を９度、θ垂直方向全半値角を２０度
とする。対物レンズ７の焦点距離を３．４ｍｍ、ＮＡを
０．５とする。コリメートレンズ２２、３２の焦点距離
を１３．６ｍｍとし、光ビーム３の有効光束の直径をφ
３．４ｍｍとする。波長選択性ビームスプリッタ２４の
波長７８０ｎｍにおけるＰ偏光波入射の透過率を９５
％、反射率を５％、Ｓ偏光波入射の透過率を５％、反射
率を９５％とする。前光モニタ１２の受光面は直径０．
５ｍｍの円形とする。位置合わせを考慮して１／２波長
板１３の形状を一辺０．７ｍｍの正方形に設定すれば、
前光モニタ１２の受光素子を見込む光線のＮＡは０．０
１８となり、光ディスク８上のスポットの光量に悪影響
を与えない範囲にある。本発明の前光モニタ１２の受光
光量はレーザー１の全放射光量の１．６４％となる。１
／２波長板１３を使用しない例での値０．０８６％に比
べ約１９倍の光量が得られる。また、この場合の光ディ
スク８へ向かう光量は全光量の４４．１％であり、従来
の構成での値４８．０％に比べ、３．９％の低下にしか
ならず悪影響は少ない。また、図５の実施例においては
有効光束域の中央部が一部遮蔽されるが、遮蔽部は面積
比で５．４％（光量比では８．３％）であり、この程度
であれば前光モニタ１２の入射光量を十分確保しつつ、
有効光束の中央部の遮蔽による光ディスク８上のスポッ
トへの影響は無視できる。実施例５においては波長７８
０ｎｍの光の光路中に挿入した１／２波長板は波長６５
０ｎｍの光の光学系に対し、光量の損失や収差などの悪
影響を全く与えない。

【００３１】《実施の形態６》本発明の実施例６につい
て図６を参照しながら説明する。実施例５と共通の要素
には同じ符号を付して重複する説明は省略する。波長選
択性ビームスプリッタ２４の発光受光素子２１からのレ
ーザー３Ａが入射する面２４Ａには１／２波長板１３が
光学接着で取付けられている。面２４Ａを発光受光素子
２１の側から見た図は実質的に図８と同じである。波長
選択性ビームスプリッタ２４の内部の往路の光ビーム３
は円形断面の光束である。１／２波長板１３はθ垂直方
向３０に偏角を持ち、その端部が光ビーム３の有効光束
域３４の外縁に接するように配置されている。実施例６
の実施例５との相違点は、有効光束域３４外の光を前光
モニタ１２に入射して利用していることである。発光受
光素子２１から発せられた光ビーム３Ａのうち、１／２
波長板１３を通過した光のみがＳ偏光で波長選択性ビー
ムスプリッタ２４に入射し、波長選択性ビームスプリッ
タ２４で透過されて前光モニタ１２に入射する。

【００３２】１／２波長板１３の配置例を示す、光学系
の要部の図６の（ｂ）および図６の（ｃ）に示す。図６
の（ｂ）は１／２波長板１３をコリメートレンズ２２と
波長選択性ビームスプリッタ２４との間に挿入したもの
である。図６の（ｃ）は１／２波長板１３を発光受光素
子２１とコリメートレンズ２２との間に挿入したもので
ある。いずれのものでも同様の動作をし同様の作用効果
を示す。

【００３３】図６の（ａ）の構成において具体的なパラ
メータを設定して光量を求めると以下のようになる。発
光受光素子２１、３１のレーザーのθ水平方向の全半値
角を９度、θ垂直方向全半値角を２０度とする。対物レ
ンズ７の焦点距離を３．４ｍｍ、ＮＡを０．５とする。
コリメートレンズ２２、３２の焦点距離を１３．６ｍｍ
とし、光ビームの有効光束径をφ３．４ｍｍとする。波
長選択性ビームスプリッタ２４の波長７８０ｎｍの光に
おけるＰ偏光波入射の透過率を９５％、反射率を５％、
Ｓ偏光波入射の透過率を５％、反射率を９５％とする。
前光モニタ１２の受光面を直径０．５ｍｍの円形とす
る。前光モニタ１２の中心軸と光軸とのなす角（偏角）
をθ垂直方向に１３度とし、レーザーから前光モニタ１
２までの距離を１０ｍｍとすると、前光モニタ１２の受
光素子を見込む光線のＮＡは０．０１８となり、ディス
ク上のスポットの光量に悪影響を与えない範囲にある。
前光モニタ１２の受光光量はレーザーの全放射光量の
０．５１２％であり、１／２波長板１３を使用しない従
来の例での値０．０２７％に比べ約１９倍の光量が得ら
れる。１／２波長板１３を使用しない従来の構成で全放
射光量の０．５％の受光光量を得るためには偏光ビーム
スプリッタの反射率を例えば９２．６％にまで上げなけ
ればならず、ディスクへの光量が大幅に減少してしま
う。このことから図６の（ａ）の構成の効果がいかに有
効であるかが理解できる。

【００３４】実施例６の１／２波長板１３は比較的小型
かつ薄型でよいため従来例の図１２に示す位置に前光モ
ニタ１２Ａを配置するものに比べて占有スペースが少な
く配置しやすいことも特徴である。１／２波長板１３の
配置については、図８のように偏光ビームスプリッタ２
４のθ垂直方向３０の端部に配置した場合、前光モニタ
１２の受光光量が最大となって望ましいが、有効光束域
３４の周辺であればどこでも良い。レーザー１側から見
た場合の配置例としては図９、図１０に示すようにいろ
いろな配置が可能である。なお、本発明の前記の各実施
例では偏光ビームスプリッタ４を透過した往路の透過光
を光ディスク８に照射し、反射光を前光モニタ１２に導
いたが、反射と透過の関係を逆にしても同様の効果を得
ることができる。

【００３５】

【発明の効果】以上の各実施例で詳細に説明したよう
に、本発明によれば、レーザー光の有効光束域の一部分
又は外部に１／２波長板を配置して前光モニタに必要な
部分のみのビームスプリッタの反射率を増加させること
で、ディスク上の光強度の減少を最小限にとどめつつ、
前光モニタの受光光量を十分な値まで増加させることが
できる。１／２波長板を通る光はディスクに到達しない
ため、１／２波長板の板厚は任意の値に選定できるとと
もに、面精度も低いもので良いため安価である。また、
前光モニタのために偏光ビームスプリッタの特性を変更
する必要がないため、復路の光ビームに光量の損失や収
差などの悪影響を全く与えない。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）から（ｃ）は本発明の実施例１における
光ピックアップの光学系の構成図

【図２】（ａ）から（ｃ）は本発明の実施例２における
光ピックアップの光学系の構成図

【図３】本発明の実施例３における光ピックアップの光
学系の構成図

【図４】本発明の実施例４における光ピックアップの光
学系の構成図

【図５】（ａ）から（ｃ）は本発明の実施例５における
光ピックアップの光学系の構成図

【図６】（ａ）から（ｃ）は本発明の実施例６における
光ピックアップの光学系の構成図

【図７】本発明の実施例１、３および５における１／２
波長板の光軸方向から見た配置を示す正面図

【図８】本発明の実施例２、４および６における１／２
波長板の光軸方向から見た配置を示す正面図

【図９】本発明の実施例２、４および６における１／２
波長板の光軸方向から見た配置を示す正面図

【図１０】本発明の実施例２、４および６における１／
２波長板の光軸方向から見た配置を示す正面図

【図１１】波長選択性ビームスプリッタの透過率および
反射率の特性を示すグラフ

【図１２】従来の光ピックアップの光学系の構成図

【図１３】一般的な半導体レーザーの放射光の分布を示
す斜視図

【符号の説明】

１半導体レーザー２コリメートレンズ３往路光ビーム４ビームスプリッタ５１／４波長板６立上げミラー７対物レンズ８光ディスク９復路光ビーム１０結像レンズ１１光検出器１２前光モニタ１３１／２波長板１４平行平面ガラス板２１発光受光素子（７８０ｎｍ）２２コリメートレンズ２４波長選択性ビームスプリッタ３１発光受光素子（６５０ｎｍ）３２コリメートレンズ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザー光源からの光ビームを光ディス
クに収束させる集光光学系、光ディスクからの反射光を受光する光検出器、レーザー光源から光ディスクに至る往路光学系と、光デ
ィスクから光検出器に至る復路光学系との光ビームを分
離する偏光ビームスプリッタ、前記レーザー光源から偏光ビームスプリッタに至る光路
中に設けた、レーザー光源の光放射角内の所定の範囲の
レーザー光の偏光方向を略９０度変換する１／２波長
板、および前記１／２波長板により偏光方向が変換され
た光を偏光ビームスプリッタを経て検出する光モニタを
有することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】偏光ビームスプリッタのレーザー光の入
射面に前記入射面の面積より十分小さい面積の１／２波
長板を一体に形成したことを特徴とする請求項１に記載
の光ピックアップ。
【請求項３】第１のレーザー光源および第２のレーザ
ー光源の２つの光源からの光ビームを略同一光路の往路
光に合成するとともに、同一光路の復路光をそれぞれの
光ビームに分離する光ビーム合成分離手段、光ディスクとして第１の光ディスクを用いるときは、第
１のレーザー光源からの光ビームを光ディスクに収束さ
せ、記録光の波長が第１の光ディスクと異なる第２の光
ディスクを用いるときは、第２の光源からの光ビームを
光ディスクに収束させる集光光学系、光ディスクからの反射光を受光する光検出器、を有する光ピックアップにおいて、前記光ビーム合成分離手段として波長選択透過性のビー
ムスプリッタを具備し、前記波長選択透過性ビームスプ
リッタの第１のレーザー入射面と第１のレーザー光源と
の間に、レーザー光源の出射光の一部の光の偏光方向を
略９０度変換する１／２波長板を挿入し、前記１／２波
長板を経て前記波長選択透過性ビームスプリッタを透過
した光を検出する光モニタを設けたことを特徴とする光
ピックアップ。
【請求項４】波長選択透過性ビームスプリッタのレー
ザー入射面にレーザー入射面の面積より十分小さい面積
の１／２波長板を一体に形成したことを特徴とする請求
項３に記載の光ピックアップ。
【請求項５】波長選択透過性ビームスプリッタは少な
くとも第１のレーザー光源の波長に対しては偏光選択透
過性を有することを特徴とする請求項３に記載の光ピッ
クアップ。