JP2002288871A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 正確な光検出によるレーザ光の出力制御を行
うことができ、かつ小型で高性能、低価格な光ピックア
ップ装置を提供することである。 【解決手段】 半導体レーザ素子２から出射されたレー
ザ光（以下、往路光と称する）は、ハーフミラー１によ
り、透過する往路光と、反射する往路光とに分岐され
る。反射した往路光は、モニタ用フォトダイオード３に
より受光されて検出される。モニタ用フォトダイオード
３は出力信号に基づいて半導体レーザ素子２から出射さ
れたレーザ光の光出力を検出することができ、検出結果
に基づいて半導体レーザ素子２から出射されるレーザ光
の光出力を制御することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ピックアップ装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクドライブ装置等の光学記録媒
体駆動装置等に用いられる光ピックアップ装置は、レー
ザ光を用いて光ディスク等の光学記録媒体への情報記
録、情報読み出しあるいはサーボ信号検出を行う。その
ため、レーザ光の出力を安定的に得るためフォトダイオ
ードなどでレーザ光を検出し、レーザ光の出力制御を行
う。

【０００３】一方、近年では、光ピックアップ装置の小
型化、高性能化および低価格化が要求されている。

【０００４】図６、図７および図８は、従来の光ピック
アップ装置の代表的な光学系を示す模式図である。

【０００５】図６に示す光ピックアップ装置２００にお
いて、パッケージ２１内の半導体レーザ素子１４から出
射されたレーザ光（以下、往路光と称する。）は、トラ
ッキングエラー検出のためビームを３分割にする回折格
子１６を通過後、コリメータレンズ１８を透過し、平行
光となる。さらに、ハーフミラー１３により、透過する
往路光と反射する往路光に分岐される。透過した往路光
は、レンズ１９によりディスク２０の記録面に集光され
る。一方、ハーフミラー１３により反射した往路光は、
モニタ用フォトダイオード１５に受光され、光検出され
る。

【０００６】モニタ用フォトダイオード１５は、出力信
号に基づいて半導体レーザ素子１４から出射されたレー
ザ光の光出力を検出することができ、検出結果に基づい
て半導体レーザ素子１４から出射されるレーザ光の光出
力を制御する。

【０００７】また、光ディスク２０からの反射光（以
下、復路光と称する。）は、ハーフミラー１３により、
透過する復路光と反射する復路光に分岐され、反射した
復路光は、信号検出用フォトダイオード１７に受光さ
れ、信号検出される。信号検出用フォトダイオード１７
の出力信号を処理することにより光ディスク２０に記録
された情報が再生される。

【０００８】また、図７に示す光ピックアップ装置にお
いては、図６の光ピックアップ装置で設けたハーフミラ
ー１３の代わりに、ホログラム素子２２が設けられてい
る。光ディスク２０からの復路光は、ホログラム素子２
２により任意の角度に回折され、信号検出用フォトダイ
オード１７に受光される。

【０００９】さらに、パッケージ２１の中に半導体レー
ザ素子１４とモニタ用フォトダイオード１５が組み込ま
れている。半導体レーザ素子１４においては、出射端面
とは反対側の端面からもレーザ光が出射しており、その
レーザ光をモニタ用フォトダイオード１５で受光し、光
検出を行う。

【００１０】さらに、図８に示す光ピックアップ装置２
００においては、半導体レーザ素子１４、モニタ用フォ
トダイオード１５および信号検出用フォトダイオード１
７が基板２５上に設けられている。基板２５はパッケー
ジ２４中に収容され、透明基板２３で閉塞されている。
また、透明基板２３には、ホログラム素子２２が加工さ
れている。半導体レーザ素子１４から出射したレーザ光
は、透明基板２３を透過し、対物レンズ１９により光デ
ィスク２０に集光される。光ディスク２０からの復路光
は、ホログラム素子２２に回折され、信号検出用フォト
ダイオード１７に受光され、信号検出される。半導体レ
ーザ素子１４から出射したレーザ光の一部は、透明基板
２３により反射される。この反射した迷光が、入射する
位置にモニタ用フォトダイオード１５を設け迷光を受光
し、光を検出する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６の
従来例においては、半導体レーザ素子１４から出射され
るレーザ光は、ハーフミラー１３により、透過する往路
光と反射する往路光に分岐されるが、透過し、光ディス
ク２０に入射する往路光の割合を大きくするため、ハー
フミラー１の透過率をできる限り大きく設定する必要が
ある。

【００１２】このため、光ディスク２０からの復路光が
ハーフミラー１により反射する復路光と透過する復路光
に分岐されると、透過する復路光の割合が大きくなる。

【００１３】その結果、信号検出用フォトダイオード１
７に受光される復路光の損失が大きくなるため、出力が
弱くなる。また、信号検出用フォトダイオード１７に受
光される復路光において、一定の出力を得るため半導体
レーザ素子１４から出射するレーザ光の出力を高くする
必要がある。また、半導体レーザ素子１４から距離の離
れた位置においてレーザ光をモニタするため、レーザ光
のビーム径が広がる。そのため、ハーフミラー１３やコ
リメータレンズ１８を大きくする必要があり、それにと
もない光ピックアップ装置２００全体も大きくなる。

【００１４】また、図７の従来例においては、半導体レ
ーザ素子１４の出射端面とは逆の端面から出射するレー
ザ光をモニタ用フォトダイオード１５で受光し光検出す
るため、実際に出射端面から出射しているレーザ光との
関連が薄く、正確な光検出による制御を行うことができ
ない。

【００１５】さらに、図８の従来例においては、モニタ
用フォトダイオード１５の受光面が、半導体レーザ素子
１４から出射されるレーザ光の光軸と垂直な位置にあ
り、迷光の影響を受けやすく、正確な光検出による制御
を行うことができない。

【００１６】本発明の目的は、正確な光検出によるレー
ザ光の出力制御を行うことができ、かつ、小型で高性
能、低価格の光ピックアップ装置を提供することであ
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段および発明の効果】本発明
に係る光ピックアップ装置は、光束を出射する光源と、
光源から出射された光束を第１の光束と第２の光束とに
分岐する光分岐手段と、第１の光束に基づく光記録媒体
から反射した光束を回折する第１の回折格子と、第１の
回折格子により回折された反射した光束を検出する第１
の光検出器と、光分岐手段により分岐された第２の光束
を検出する第２の光検出器とを備え、第２の光検出器
は、光分岐手段により分岐された第２の光束を受光する
受光面を有しかつ受光面が光源から出射された光束の光
軸に略平行に配置されたものである。

【００１８】本発明に係る光ピックアップ装置において
は、光源から出射された光束が光分岐手段により第１の
光束と第２の光束とに分岐される。第１の光束に基づく
光記録媒体から反射した光束は第１の回折格子により回
折され、第１の光検出器により検出される。第２の光束
は、光源から出射される光束の光軸に略平行に配置され
た受光面を有する第２の光検出器により検出される。

【００１９】このように、第２の光検出器においては光
源から出射された光束のうち第１の回折格子を経由しな
い第２の光束が検出される。さらに、第２の光検出器の
受光面が光源から出射された光束の光軸と略平行に配置
されるので、第２の光検出器が外乱などによる迷光の影
響を受けにくい。

【００２０】その結果、光源から出射される光束の光出
力を正確に検出することが可能となり、その検出結果に
基づいて光源から出射される光束の光出力を制御するこ
とができる。

【００２１】光源と第１の回折格子との間に、光源から
出射された光束または第１の光束を分割する第２の回折
格子を有してもよい。

【００２２】この場合、光源から出射された光束または
第１の光束を、第１の回折格子により、複数の光束に分
割することができ、これにより、トラッキングサーボを
行うことが可能となる。

【００２３】光源、第１の光検出器、第２の光検出器、
第１の回折格子および光分岐手段は、筐体内に設けられ
てもよい。

【００２４】この場合、光源、第１の光検出器、第２の
光検出器、第１の回折格子および光分岐手段をユニット
化するとともにコンパクト化することができる。それに
より、光ピックアップ装置の小型化が可能となる。

【００２５】第２の回折格子および光分岐手段は一体化
されてもよい。これにより、光ピックアップ装置の小型
化をさらに図ることが可能となる。

【００２６】光分岐手段は、光源と第２の回折格子との
中間点より光源側に設けられてもよい。これにより、光
分岐を光束のビーム径が小さい段階で行うことができ
る。それにより、光源から出射される光の利用効率を高
めることができる。また、光分岐手段を小さくすること
が可能となる。

【００２７】さらに、光分岐手段により分岐された第２
の光束のビーム径も小さくなるので、第２の光検出器の
受光面を小さくすることが可能となる。その結果、第２
の光検出器の受光面における浮遊容量を小さくすること
ができ、より高速な応答による出力制御が可能となる。

【００２８】なお、光分岐手段は、光源の出射部のでき
る限り近くに配置されることが好ましい。これにより、
光分岐手段および第２の光検出器の小型化をさらに図る
ことが可能となる。その結果、光ピックアップ装置全体
の小型化をさらに図ることが可能となる。

【００２９】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態におけ
る光ピックアップ装置の光学系を示す模式的な構成図で
ある。

【００３０】図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態
における光ピックアップ装置の光学系を側面から見た場
合の模式的な構成図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）
の光ピックアップ装置のＡ−Ａ線断面図である。

【００３１】なお、本発明に係る光ピックアップ装置に
おいて、トラッキングサーボは差動プッシュプル法を用
い、フォーカスサーボは、非点収差法を用いる。

【００３２】図１（ａ）の光ピックアップ装置１００
は、投受光ユニット１０、コリメータレンズ７および集
光レンズ８を備える。投受光ユニット１０は、ハーフミ
ラー１、半導体レーザ素子２、モニタ用フォトダイオー
ド３、回折格子４、信号検出用フォトダイオード６およ
びホログラム５からなる。

【００３３】ハーフミラー１、半導体レーザ素子、モニ
タ用フォトダイオード３、回折格子４、信号検出用フォ
トダイオード６は直方体のパッケージ９内に収容され、
パッケージ９の開口部が透明基板１１で閉塞されてい
る。透明基板１１には、ホログラム５が形成されてい
る。例えば、このホログラム５は透明基板１１に切削加
工やイオンビームを用いた加工等により格子状の溝を加
工することにより形成される。

【００３４】半導体レーザ素子２は、レーザ光の光軸が
パッケージ９の底面と垂直となるように配置される。ま
た、モニタ用フォトダイオード３は、受光面が半導体レ
ーザ素子２から出射されるレーザ光の光軸と平行になる
ように、パッケージ９の側面に取り付けられる。

【００３５】半導体レーザ素子２から出射されたレーザ
光（以下、往路光と称する）は、ハーフミラー１によ
り、透過する往路光と、反射する往路光とに分岐され
る。反射した往路光は、モニタ用フォトダイオード３に
より受光されて検出される。モニタ用フォトダイオード
３は出力信号に基づいて半導体レーザ素子２から出射さ
れたレーザ光の光出力を検出することができ、検出結果
に基づいて半導体レーザ素子２から出射されるレーザ光
の光出力を制御することができる。

【００３６】一方、透過した往路光は、トラッキングサ
ーボを行うために回折格子４を透過しつつ、主光束と２
つの副光束とに３分割される。回折格子４を透過した往
路光は、ホログラム５を透過し、さらにコリメータレン
ズ７を透過して平行光となり、対物レンズ８により光デ
ィスク３００の記録面に集光される。

【００３７】光ディスク３００の記録面からの反射光
（以下、復路光と称する）は、対物レンズ８およびコリ
メータレンズ７を透過し、ホログラム５により所定の角
度に回折され、信号検出用フォトダイオード６に受光さ
れて検出される。信号検出用フォトダイオード６の出力
信号を処理することにより、光ディスク３００に記録さ
れた情報が再生される。

【００３８】このように、半導体レーザ素子２から出射
されたレーザ光をハーフミラー１により反射するレーザ
光と透過するレーザ光に分岐し、反射したレーザ光を、
モニタ用フォトダイオード６により検出することによ
り、半導体レーザ素子２から出射されたレーザ光のうち
回折格子４、ホログラム５、コリメータレンズ７および
集光レンズ８を経由しない光を検出することができる。

【００３９】それにより、半導体レーザ素子２から出射
されたレーザ光の光出力を正確に検出することが可能と
なる。その結果、モニタ用フォトダイオード３の出力信
号に基づいて半導体レーザ素子２から出射されるレーザ
光の光出力を正確に制御することが可能となる。

【００４０】また、光ディスク３００からホログラム５
までの経路中にハーフミラーが存在しないので光ディス
ク３００からの復路光すべてがホログラム５により回折
される。したがって、信号検出用フォトダイオード６に
おいて安定した信号検出を行うことが可能となる。

【００４１】さらに、ハーフミラー１、半導体レーザ素
子２、モニタ用フォトダイオード３、回折格子４、信号
検出用フォトダイオード６およびホログラム５をパッケ
ージ９内に設けて投受光ユニット１０を構成することに
より、光ピックアップ装置１００を小型化することが可
能となる。

【００４２】また、モニタ用フォトダイオード３の受光
面をレーザ光の光軸と略平行に配置しているので、半導
体レーザ素子２から出射されたレーザ光の一部が透明基
板１１で反射されてモニタ用フォトダイオード３の受光
面に迷光として入射することが防止される。それによ
り、迷光による影響を減らすことが可能である。その結
果、さらに正確な光出力の検出を行うことが可能とな
る。

【００４３】さらに、ホログラム５を透明基板１１に一
体化することにより、部品点数を減らすことができ、光
ピックアップ装置１００をさらに小型化することができ
る。

【００４４】図２は、第１の実施の形態における光ピッ
クアップ装置の光学系の他の例を示す模式的な構成図で
ある。図２（ａ）は、本発明の第１の実施の形態におけ
る光ピックアップ装置の光学系の他の例を側面から見た
場合の模式的な構成図であり、図２（ｂ）は、図２
（ａ）の光ピックアップ装置のＡ−Ａ線断面図である。
このように、本実施の形態においては、図２（ａ）、図
２（ｂ）に示すように、回折格子４をハーフミラー１よ
りも半導体レーザ素子２側に配置してもよい。

【００４５】この場合、半導体レーザ素子２から出射さ
れたレーザ光のうちホログラム５、コリメータレンズ７
および集光レンズ８を経由しない光を検出することがで
きる。それにより、半導体レーザ素子２から出射された
レーザ光の光出力を正確に検出することが可能となる。
その結果、モニタ用フォトダイオード３の出力信号に基
づいて半導体レーザ素子２から出射されるレーザ光の光
出力を正確に制御することが可能となる。

【００４６】また、光ディスク３００からホログラム５
までの経路中にハーフミラーが存在しないので光ディス
ク３００からの復路光すべてがホログラム５により回折
される。したがって、信号検出用フォトダイオード６に
おいて安定した信号検出を行うことが可能となる。

【００４７】さらに、ハーフミラー１、半導体レーザ素
子２、モニタ用フォトダイオード３、回折格子４、信号
検出用フォトダイオード６およびホログラム５をパッケ
ージ９内に設けて投受光ユニット１０を構成することに
より、光ピックアップ装置１００を小型化することが可
能となる。

【００４８】図３は、本発明の第２の実施の形態におけ
る光ピックアップ装置１００の投受光ユニット１０の構
成を示す図である。図３の投受光ユニット１０が図１お
よび図２の投受光ユニット１０と異なるのは次の点であ
る。

【００４９】半導体レーザ素子２から出射するレーザ光
は、出射端面から遠ざかるにしたがってビーム径が大き
くなる。そこで、レーザ光のビーム径が小さい半導体レ
ーザ素子２の出射端面近傍にハーフミラー１を設ける。
それにより、半導体レーザ素子２から出射されたレーザ
光を効率よく利用することが可能となる。

【００５０】ハーフミラー１を半導体レーザ素子２と回
折格子４との中間点よりも半導体レーザ素子２側へ配置
することが好ましく、ハーフミラー１をできる限り半導
体レーザ素子２の出射端面の近くに配置することがより
好ましい。これにより、ハーフミラー１を約１ｍｍ² 程
度と小型化することが可能となる。

【００５１】また、モニタ用フォトダイオード３に受光
されるレーザ光のビーム径も小さくなるので、モニタ用
フォトダイオード３の受光面も小さくすることが可能と
なる。これにより、モニタ用フォトダイオード３も小型
化することが可能となる。その結果、光ピックアップ装
置１００をさらに小型化することができる。

【００５２】また、モニタ用フォトダイオード３の浮遊
容量を小さくでき、より高速な応答による光出力の制御
が可能となる。

【００５３】図４は、本発明の第３の実施の形態におけ
る光ピックアップ装置１００の投受光ユニット１０の構
成を示す模式図である。図４（ａ）は、本発明の第３の
実施の形態における光ピックアップ装置１００の投受光
ユニット１０の構成を示す模式図であり、図４（ｂ）
は、図４（ａ）の投受光ユニット１０のＢ−Ｂ線断面図
である。

【００５４】図４の投受光ユニット１０においては、図
１、図２および図３におけるハーフミラー１および回折
格子４の代わりに光学素子１２を設けている。光学素子
１２は、光束を主光束と２つの副光束に３分割する回折
格子４ａおよび光束の１部を反射しかつ残りを透過する
ハーフミラー１ａを同一素子に一体化したものである。

【００５５】これにより、ハーフミラー１および回折格
子４の設置の際におこる光軸のずれを防ぐことができ
る。また、光ピックアップ装置１００を構成する部品の
数を減らすことができ、さらに小型化することが可能と
なる。また、図４（ｂ）に示すように、投受光ユニット
１０内の構成が簡素となるので、作製の精度を高めるこ
とが可能となる。

【００５６】図５は、第３の実施の形態における光ピッ
クアップ装置の光学系の他の例を示す模式的な構成図で
ある。図５（ａ）は、本発明の第１の実施の形態におけ
る光ピックアップ装置の光学系の他の例を側面から見た
場合の模式的な構成図であり、図５（ｂ）は、図５
（ａ）の光ピックアップ装置のＡ−Ａ線断面図である。

【００５７】このように、本実施の形態においては、図
５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、光学素子１２にお
いて回折格子４ａがハーフミラー１ａよりも半導体レー
ザ素子２側となるように設けてもよい。

【００５８】この場合、ハーフミラー１および回折格子
４の設置の際におこる光軸のずれを防ぐことができる。
また、光ピックアップ装置１００を構成する部品の数を
減らすことができ、さらに小型化することが可能とな
る。また、図５（ｂ）に示すように、投受光ユニット１
０内の構成が簡素となるので、作製の精度を高めること
が可能となる。

【００５９】本実施の形態においては、半導体レーザ素
子２が光源に相当し、ハーフミラー１が光分岐手段に相
当し、回折格子４が第２の回折格子に相当し、ホログラ
ム５が第１の回折格子に相当する。また、信号検出用フ
ォトダイオード６が第１の光検出器に相当し、モニタ用
フォトダイオード３が第２の光検出器に相当し、パッケ
ージ９が筐体に相当する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光ピックアッ
プ装置の光学系を側面から見た場合の模式的な構成図で
ある。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る光ピックアッ
プ装置の光学系の他の例を側面から見た場合の模式的な
構成図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態における光ピックア
ップ装置の投受光ユニットの構成を示す模式図である。

【図４】本発明の第３の実施の形態における光ピックア
ップ装置の投受光ユニットの構成を示す模式図である。

【図５】本発明の第３の実施の形態における光ピックア
ップ装置の投受光ユニットの他の例の構成を示す模式図
である。

【図６】従来の光ピックアップ装置の光学系を示す模式
的な構成図である。

【図７】従来の光ピックアップ装置の光学系の他の例を
示す模式的な構成図である。

【図８】従来の光ピックアップ装置の光学系の他の例を
示す模式的な構成図である。

【符号の説明】 １ ハーフミラー ２ 半導体レーザ素子 ３ モニタ用フォトダイオード ４ 回折格子 ５ ホログラム ６ 信号検出用フォトダイオード ９ パッケージ １０ 投受光ユニット １１ 透明基板 １２ 光学素子 １００ 光ピックアップ装置 ３００ 光ディスク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 泰明 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 田尻 敦志 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5D119 AA01 AA20 AA40 BA01 HA13 JA13 JA22 KA04 LB05 LB06 MA01 5F088 AA01 BA15 BB10 JA03 JA11 JA12 JA20

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光束を出射する光源と、 前記光源から出射された光束を第１の光束と第２の光束
   とに分岐する光分岐手段と、 第１の光束に基づく光記録媒体から反射した光束を回折
   する第１の回折格子と、 前記第１の回折格子により回折された前記反射した光束
   を検出する第１の光検出器と、 前記光分岐手段により分岐された前記第２の光束を検出
   する第２の光検出器とを備え、 前記第２の光検出器は、前記光分岐手段により分岐され
   た第２の光束を受光する受光面を有しかつ前記受光面が
   前記光源から出射された光束の光軸に略平行に配置され
   たことを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 【請求項２】 前記光源と前記第１の回折格子との間
   に、 前記光源から出射された光束または前記第１の光束を分
   割する第２の回折格子を有する請求項１記載の光ピック
   アップ装置。
3. 【請求項３】 前記光源、前記第１の光検出器、前記第
   ２の光検出器、前記第１の回折格子および前記光分岐手
   段は、筐体内に設けられたことを特徴とする請求項１記
   載の光ピックアップ装置。
4. 【請求項４】 前記第２の回折格子および前記光分岐手
   段は一体化されたことを特徴とする請求項２記載の光ピ
   ックアップ装置。
5. 【請求項５】 前記光分岐手段は、前記光源と前記第２
   の回折格子との中間点より前記光源側に設けられたこと
   を特徴とする請求項２または４に記載の光ピックアップ
   装置。