JP2004178699A

JP2004178699A - 光学ヘッド装置

Info

Publication number: JP2004178699A
Application number: JP2002343736A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Ueki; 一典植木
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2002-11-27
Filing date: 2002-11-27
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2022-11-27
Also published as: JP3939240B2

Abstract

【課題】信号記録媒体に対する往路及び復路の各レーザー光の光干渉の影響や、レーザー出力によるレーザー光の広がり角の変化によりフロントモニタ用光検出器に受光される受光量の変化が生じる問題を解決することを課題とする。
【解決手段】フロントモニタ用光検出器１８にはレーザー光源１，２からのレーザー光を受光する受光範囲を制限する受光窓１９が設けられ、この受光窓１９をフロントモニタ用光検出器１８のレーザー光が照射されて形成される光スポットの周縁部に配置させるべくこの光スポットと受光窓１９との位置関係を設定している。そして、レーザー出力によるレーザー光の広がり角の変化による影響を抑制する場合、受光窓１９をレーザー光源となるレーザーダイオードの接合面の接合方向に対して垂直方向に対応するフロントモニタ用光検出器１８に形成される楕円光スポットにおける長径仮想線上、若しくは長径仮想線付近に配置する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザー光源から信号記録媒体側の前方に出射されるレーザー光の光量を監視するべくフロントモニタ用光検出器が設けられた光学ヘッド装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学ヘッド装置からの光ビームを用いてディスクにデジタルの記録信号を記録する光ディスク記録装置としては、ＣＤ（ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｃ）規格のＣＤ−Ｒ（Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）及びＣＤ−ＲＷ（ＲｅＷｒｉｔａｂｌｅ）記録方式と、ＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｃ）規格のＲやＲＷ、あるいはＲＡＭ等の記録方式とが良く知られている。
【０００３】
このような光ディスク記録装置に用いられる光学ヘッド装置においては、通常、レーザー光源からディスク側に出射されるレーザー光を直接監視するべくフロントモニタ用光検出器が備えられており、このフロントモニタ用光検出器の受光出力（フロントモニタ出力）を用いてＡＰＣ（ＡｕｔｏＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌ）回路によりレーザー光源のレーザー出力を一定光量にするべく制御し、これにより光学ヘッド装置からディスクに照射されるレーザー光の光量がディスクへの記録及び再生に適切に設定されるようになっており、特に、記録時の記録速度の変化やディスクごとの記録特性の変化に合わせて設定されるようになっている。
【０００４】
その為、光ディスク記録装置に用いられる光学ヘッド装置には、フロントモニタ用光検出器が必要不可欠となっている。
【０００５】
このような光学ヘッド装置は、フロントモニタ用光検出器がレーザー光源のディスク側の前方に配置する関係から、通常、ビームスプリッタによりレーザー光源から出射されるレーザー光を対物レンズに導く光路から分岐してフロントモニタ用光検出器に導く構成になっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１１７５６７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、フロントモニタ用光検出器を備える光学ヘッド装置においては、ディスクからの戻り光がレーザー光源からディスクに向かうレーザー光と光干渉を発生し、この光干渉の影響でフロントモニタ用光検出器に受光される受光量とレーザー光源から出射されるレーザー光の光量との関係に誤差が生じる問題がある。
【０００８】
また、レーザー光源としては、通常、レーザーダイオードが用いられ、レーザーダイオードは接合面に対して水平方向と垂直方向とで広がり角の相違する楕円形状のレーザー光を出射することが知られている。
【０００９】
そして、レーザーダイオードは出射させるレーザー光のレーザー出力によって広がり角が変化し、特に、接合面に対して水平方向における広がり角の変化が大きく、フロントモニタ用光検出器に受光されるレーザー光の受光範囲の関係によってレーザー光の広がり角の変化によりフロントモニタ用光検出器に受光される受光量の変化が無視できない問題がある。
【００１０】
本発明は、前述の問題点に鑑み、信号記録媒体に向かうレーザー光と信号記録媒体からの戻り光との光干渉により影響をフロントモニタ用光検出器に受光される受光量に影響し難くし、また、レーザー出力によって広がり角が変化してもフロントモニタ用光検出器に受光される受光量の変化が発生し難い光学ヘッド装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明請求項１によれば、フロントモニタ用光検出器にはレーザー光源からのレーザー光を受光する受光範囲を制限する受光窓が設けられ、この受光窓をフロントモニタ用光検出器のレーザー光が照射されて形成される光スポットの周縁部に配置させるべくこの光スポットと前記受光窓との位置関係を設定している。信号記録媒体に向かうレーザー光と信号記録媒体からの戻り光との光干渉による影響はレーザー光の中心の光軸上で最大であり、レーザー光の光軸から外周に離れるのに連れて前記光干渉により影響は小さくなるので、前記受光窓によりフロントモニタ用光検出器の受光範囲をレーザー光の光軸から離れた周縁としている。
【００１２】
また、本発明請求項２によれば、受光窓をレーザー光源となるレーザーダイオードの接合面の接合方向に対して垂直方向に対応するフロントモニタ用光検出器に形成される楕円光スポットにおける長径仮想線上、若しくは長径仮想線付近に位置させている。レーザーダイオードは出射させるレーザー出力によって、特に、接合面に対して水平方向における広がり角の変化が大きいので、この広がり角の変化によってフロントモニタ用光検出器に受光されるレーザー光の受光量が変化されないように光スポットと受光窓との位置関係を設定している。
【００１３】
【実施例】
図１は本発明に係る光学ヘッド装置の光学系の一例を示す光学配置図であり、図１の（イ）と（ロ）とは互いに９０度相違する面方向から光学系が示されている。
【００１４】
図１に示す光学ヘッド装置は、ＣＤの記録再生に対応すると共に、ＤＶＤの記録再生に対応する構成となっている。
【００１５】
１はＣＤの記録再生に適した波長７７５〜７９５ｎｍ、例えば７８０ｎｍのレーザー光を発光する第１半導体レーザー、２はＤＶＤの記録再生に適した波長６５０〜６６５ｎｍ、例えば６６０ｎｍのレーザー光を発光する第２半導体レーザーである。
【００１６】
第１半導体レーザー１及び第２半導体レーザー２には、それぞれのパッケージ内にそれぞれレーザー光源のレーザーダイオードが１ａ及び２ａが組み込まれている。
【００１７】
第１半導体レーザー１のレーザーダイオード１ａから出射されるレーザー光は、このレーザー光のレーザー波長に対して有効な回折作用を有する回折格子３とレーザー光の偏光方向を設定する波長板４とからなる複合光学素子５を介した後にカップリングレンズ６により広がり角が調整された後、第１偏光ビームスプリッタ７の偏光面により光軸が折曲され、平行平板型の立上げミラー８に導かれる。
【００１８】
レーザー光は立上げミラー８により第１半導体レーザー１と立上げミラー８とを結ぶ光路が形成させる面に対して垂直の方向に折曲される。
【００１９】
その後、レーザー光はコリメータレンズ９により平行光に成された後、１／４波長板１０を介して対物レンズ１１に入射され、該対物レンズ１１により収束されてＣＤの信号面Ｓ１に照射される。
【００２０】
一方、第２半導体レーザー２のレーザーダイオード２ａから出射されるレーザー光は、このレーザー光のレーザー波長に対して有効な回折作用を有する回折格子１２を介してカップリングレンズ１３により広がり角が調整された後、第２偏光ビームスプリッタ１４の偏光面により反射されて光軸が折曲されて第１偏光ビームスプリッタ７に導かれる。
【００２１】
その後、レーザー光は、第１偏光ビームスプリッタ７の偏光面を透過して立上げミラー８により光軸が折曲され、更にコリメータレンズ９により平行光に成された後、１／４波長板１０を介して対物レンズ１１に入射され、該対物レンズ１１により収束されてＤＶＤの信号面Ｓ２に照射される。
【００２２】
ＣＤ及びＤＶＤの信号面により変調されて反射されたレーザー光は、それぞれ対物レンズ１１に戻り、１／４波長板１０及びコリメータレンズ９を介して立上げミラー８に戻り、この立上げミラー８により光軸が折曲されて第１偏光ビームスプリッタ７に戻る。
【００２３】
第１偏光ビームスプリッタ７に戻されるレーザー光は、ディスクへの往路と復路で１／４波長板１０を２度通過するので、第１偏光ビームスプリッタ７に戻されたレーザー光は偏光方向が１／２波長回転されている。その為、第１偏光ビームスプリッタ７の偏光面を透過し、更に第２偏光ビームスプリッタ１４の偏光面を透過し、焦点調整レンズ１５に導かれる。
【００２４】
レーザー光は焦点調整レンズ１５により光検出器１６の受光面に焦点が合わせられて前記光検出器１６により受光される。
【００２５】
光検出器１６には、ＤＶＤの記録再生に用いられるＤＶＤ受光部とＣＤの記録再生に用いられるＣＤ受光部とが同一半導体基板上に並べて形成されており、光検出器１６はＤＶＤの記録再生に用いられる各種受光出力を導出すると共に、ＣＤの記録再生に用いられる各種受光出力を導出する。
【００２６】
尚、対物レンズ１０は２焦点レンズにより構成されており、ＤＶＤ及びＣＤの両方に適合されている。
【００２７】
ところで、立上げミラー８の第１偏光ビームスプリッタ７とは逆側の立上げミラー８の背面には、第１偏光ビームスプリッタ７と立上げミラー８との間における第１半導体レーザー１及び第２半導体レーザー２からの各レーザー光により共用される共通光路１７の延長線上にフロントモニタ用光検出器１８が配置されている。
【００２８】
ここで、立上げミラー８は第１半導体レーザー１及び第２半導体レーザー２からの各レーザー光に対して透過漏れを有するリケージミラーにより構成されており、第１半導体レーザー１が発光する波長の標準が７８０ｎｍのレーザー光に対して例えば約６％の透過特性を有するように設計されており、第２半導体レーザー２が発光する波長の標準が６６０ｎｍのレーザー光に対して例えば約５％の透過特性を有するように設計されている。この立上げミラー８は白板ガラスにイオンアシスト方式によるアルミニウムコートによりミラー面を蒸着して構成される。
【００２９】
その為、フロントモニタ用光検出器１８には第１半導体レーザー１及び第２半導体レーザー２からのディスクに向かう各レーザー光の一部が立上げミラー８を透過して受光される。
【００３０】
フロントモニタ用光検出器１８に受光されるレーザー光は、ＡＰＣ回路（図示せず）により受光量を一定に保持するべく制御されるので、第１半導体レーザー１及び第２半導体レーザー２からそれぞれ出射される各レーザー光の発光出力は前記ＡＰＣ回路によって一定に保持されるべく制御される。
【００３１】
ところで、フロントモニタ用光検出器１８は、図２に示す如く、レーザー光の受光面にレーザー光の受光範囲を制限するピンホール状の受光窓１９を備えており、この受光窓１９を通過するレーザー光のみをフロントモニタ用光検出器１８の受光領域に受光させるようになっている。
【００３２】
ここで、第１半導体レーザー１及び第２半導体レーザー２のそれぞれのレーザー光源であるレーザーダイオード１ａ及び２ａは、それぞれ接合面に対して水平方向と垂直方向とで広がり角の相違する楕円形状のレーザー光を出射する。この場合、レーザー光のファーフィールドは、接合面に対して水平方向が楕円の短径方向となり、接合面に対して垂直方向が楕円の長径方向となる。
【００３３】
その為、ビーム整形されずにフロントモニタ用光検出器１８の受光面に形成されるレーザー光の光スポットは楕円となる。
【００３４】
フロントモニタ用光検出器１８の受光面に形成されるレーザー光の光スポットが図２の一点鎖線に示す位置になるように、フロントモニタ用光検出器１８とフロントモニタ用光検出器１８の受光面上の光スポットとの位置関係が設定され、受光窓１９を光スポットの周縁部に配置させていると共に、レーザーダイオード１ａ及び２ａの各接合面の接合方向に対して垂直方向に対応する光スポットにおける長径仮想線２０上に配置させている。
【００３５】
ところで、レーザーダイオード１ａまたは２ａから出射されるレーザー光は、図３に示す如く、レーザー出力値によって接合面に対して水平方向（θ_ｈ）及び垂直方向（θ_ｐ）の両方で広がり角が変化し、特に、接合面に対して垂直方向（θ_ｐ）における広がり角の変化（変化率約０．１ｄｅｇｒｅｅ）は無視できる程度であるが、水平方向（θ_ｈ）における広がり角の変化（変化率約１ｄｅｇｒｅｅ）は大きい。
【００３６】
すなわち、ディスクの記録特性や記録速度に対応させて最適なディスク記録が行えるように、レーザーダイオード１ａまたは２ａから出射されるレーザー光のレーザー出力を変化させた場合、このレーザー出力の変化によって図２の破線に示す如く、フロントモニタ用光検出器１８の受光面上の光スポット径が変化する。
【００３７】
しかしながら、フロントモニタ用光検出器１８の受光面上の受光窓１９は、レーザーダイオード１ａ及び２ａの各接合面の接合方向に対して垂直方向に対応する光スポットにおける長径仮想線２０上に位置しているので、光スポットの周縁部の位置であってもレーザー出力の変化に伴うレーザー光の広がり角の変化によりフロントモニタ用光検出器１８が受光する受光量の変化がほとんど発生せず、この受光量のＡＰＣ回路に対する直線性を確保できる。
【００３８】
しかも、フロントモニタ用光検出器１８の受光面上の受光窓１９は、光スポットの周縁部の位置であるので、ディスクに向かうレーザー光とディスクからの戻り光との光干渉が小さくなり、この光干渉によりフロントモニタ用光検出器１８に受光される受光量の影響が小さくなる。
【００３９】
因みに、ディスクに向かうレーザー光とディスクからの戻り光との光干渉を小さくするために、図４に示す如く、フロントモニタ用光検出器１８の受光面に形成されるレーザー光の光スポットを一点鎖線に示す位置になるように、受光窓１９をレーザーダイオードの接合面の接合方向に対して水平方向に対応する光スポットにおける短径仮想線２１付近にフロントモニタ用光検出器１８とフロントモニタ用光検出器１８の受光面上の光スポットとの位置関係を設定した場合、レーザー出力の変化によって破線に示す如く、フロントモニタ用光検出器１８の受光面上の光スポット径が変化すると、レーザー出力の変化に伴うレーザー光の広がり角の変化によりフロントモニタ用光検出器１８が受光する受光量の変化が大きくなり、この受光量のＡＰＣ回路に対する直線性が損なわれる。
【００４０】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明によれば、受光窓によりフロントモニタ用光検出器の受光範囲をレーザー光の光軸から離れた周縁としているので、信号記録媒体に向かうレーザー光と信号記録媒体からの戻り光との光干渉が小さくなり、この光干渉によるフロントモニタ用光検出器に受光される受光量への影響を抑制することが出来る。
【００４１】
また、受光窓はレーザーダイオードの接合面の接合方向に対して垂直方向に対応する楕円光スポットにおける長径仮想線上、若しくは長径仮想線付近に位置しているので、レーザー出力によって広がり角が変化してもフロントモニタ用光検出器に受光される受光量の変化が発生し難い光学ヘッド装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光学ヘッド装置の光学系の一例を示す光学配置図である。
【図２】本発明に係る光学ヘッド装置におけるフロントモニタ用光検出器１８の受光面の受光窓１９、及びこの受光面上に形成される光スポットを説明する説明図である。
【図３】レーザーダイオードの接合面に対して水平方向（θ_ｈ）及び垂直方向（θ_ｐ）の両方でレーザー出力値によって広がり角が変化する特性を示す特性図である。
【図４】受光窓１９をレーザーダイオードの接合面の接合方向に対して水平方向に対応する光スポットにおける短径仮想線２１付近に設定した場合におけるフロントモニタ用光検出器１８の受光面の受光窓１９、及びこの受光面上に形成される光スポットを説明する説明図である。
【符号の説明】
１第１半導体レーザー
２第２半導体レーザー
１ａ，２ａレーザーダイオード
８立上げミラー
１１対物レンズ
１８フロントモニタ用光検出器
１９受光窓
２０長径仮想線

Claims

レーザー光源から信号記録媒体側の前方に出射されるレーザー光の光量を監視するべくフロントモニタ用光検出器が設けられた光学ヘッド装置であって、前記フロントモニタ用光検出器にはレーザー光源からのレーザー光を受光する受光範囲を制限する受光窓が設けられ、この受光窓をフロントモニタ用光検出器のレーザー光が照射されて形成される光スポットの周縁部に配置させるべくこの光スポットと前記受光窓との位置関係を設定したことを特徴とする光学ヘッド装置。
レーザー光源は接合面から楕円形状のレーザー光を出射するレーザーダイオードであり、前記受光窓はレーザーダイオードの接合面の接合方向に対して垂直方向に対応するフロントモニタ用光検出器に形成される楕円光スポットにおける長径仮想線上、若しくは長径仮想線付近に位置することを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド装置。