JP2006120215A

JP2006120215A - 光ピックアップ装置

Info

Publication number: JP2006120215A
Application number: JP2004305419A
Authority: JP
Inventors: Kenji Yasui; 賢治安井
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2004-10-20
Filing date: 2004-10-20
Publication date: 2006-05-11

Abstract

【課題】ジッター悪化のない良好な信号再生を出来る光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】光源１と、この光源１から出射されるレーザ光を光ディスクに集光する対物レンズ１３と、からなる光ピックアップ装置において、レーザ光の光軸上にあって、光源１と対物レンズ１３との間に配置され、レーザ光から第１偏光面と第２偏光面に分離し、光軸に対して所定の傾斜角で傾斜して配置され、傾斜角によって分離された第１偏光面と第２偏光面のレーザ光との分光比を変えて出射する１／２波長板２と、１／２波長板２を光軸を中心として所定の傾斜角に傾斜させる角度変更手段５と、１／２波長板２から出射される第１偏光面のレーザ光を透過させ、第２偏光面のレーザ光を反射させる偏光膜を有した偏光ビームスプリッタ７と、偏光ビームスプリッタ７の偏光膜７ａを透過した第１偏光面のレーザ光を対物レンズ１３に入射させる光路変更手段１６と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ディスク装置に用いられる光ピックアップ装置に関し、特に情報の高密度記録及び再生に好適な光ピックアップ装置に関するものである。

従来、大量の情報を高密度に記録できるものとして光ディスクが広く普及している。光ディスクとしては再生専用のもの、記録再生できるものが実用化されており、記録密度の向上も著しい。
相変化ディスクや光磁気ディスクに代表される記録再生型（ＲＷ：Ｒｅ−Ｗｒｉｔａｂｌｅ）光ディスクでは、次第に、高密度大容量化が求められ、これに対応した光ピックアップ装置では、半導体レーザの短波長化、対物レンズの高ＮＡ（ＮｕｍｅｒｉｃａｌＡｐｅｒｔｕｒｅ）化が図られ、対物レンズを介して集光される光ディスク上でのレーザスポットの小径化が進められている。

しかしながら、短波長（青色光）の半導体レーザは、特に小出力使用時（再生時）においては、ＲＩＮ（ＲｅｌａｔｉｖｅＩｎｔｅｎｓｉｔｙＮｏｉｓｅ：相対雑音強度）が増大し、再生時におけるジッターを悪化させ、良好な信号再生を行うことが出来ないことが判明した。
これに対して、短波長の半導体レーザと対物レンズとの間の光路中に、半導体レーザの光量を制御する液晶を配置して、再生時には、液晶の光透過量が少なくなるように制御して、大出力の半導体レーザの光量を少なくして対物レンズを透過するようにする提案がなされている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０００−１４９３０９号公報

ところで、短波長の半導体レーザと対物レンズとの光路中に、電圧の印加できる液晶層を設け、光ディスク上の信号の再生時に、ＲＩＮが所定のレベル以下となるように半導体レーザの出力をあげ、所定以上に放射されるレーザ光を、液晶層の光透過率を制御して、減衰させる、従来の方法においては、液晶及びその駆動回路が比較的高価になること、液晶の動作が所定の温度範囲内で必ずしも安定でないこと、特に、例えば−１０℃の低温になると、液晶の動作速度が遅くなる、場合によっては動作しなくなり、所定の再生動作が出来なくなるという問題がある。

そこで、本発明は、上記問題を解決し、光ピックアップ装置において、短波長の半導体レーザ使用時において、ＲＩＮの低い、ジッター悪化のない良好な信号再生を出来る、安価な、光ピックアップ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための手段として、本発明は、光源と、前記光源から出射されるレーザ光を光ディスクに集光する対物レンズと、からなる光ピックアップ装置において、前記レーザ光の光軸上にあって、前記光源と前記対物レンズとの間に配置され、前記レーザ光から第１偏光面と第２偏光面に分離し、前記光軸に対して所定の傾斜角で傾斜して配置され、前記傾斜角によって前記分離された前記第１偏光面と前記第２偏光面のレーザ光との分光比を変えて出射する１／２波長板と、前記１／２波長板を前記光軸を中心として前記所定の傾斜角に傾斜させる角度変更手段と、前記１／２波長板から出射される前記第１偏光面のレーザ光を透過させ、前記第２偏光面のレーザ光を反射させる偏光膜を有した偏光ビームスプリッタと、前記偏光ビームスプリッタの偏光膜を透過した前記第１偏光面のレーザ光を前記対物レンズに入射させる光路変更手段と、を有することを特徴とする光ピックアップ装置を提供する。

本発明によれば、前記レーザ光の光軸上にあって、前記光源と前記対物レンズとの間に配置され、前記レーザ光から第１偏光面と第２偏光面に分離し、前記光軸に対して所定の傾斜角で傾斜して配置され、前記傾斜角によって前記分離された前記第１偏光面と前記第２偏光面のレーザ光との分光比を変えて出射する１／２波長板と、前記１／２波長板を前記光軸を中心として前記所定の傾斜角に傾斜させる角度変更手段と、前記１／２波長板から出射される前記第１偏光面のレーザ光を透過させ、前記第２偏光面のレーザ光を反射させる偏光膜を有した偏光ビームスプリッタと、前記偏光ビームスプリッタの偏光膜を透過した前記第１偏光面のレーザ光を前記対物レンズに入射させる光路変更手段と、を有するので、記録時には強い強度のレーザ光を光ディスクに照射し、再生時には弱い強度のレーザ光を光ディスクに照射することができる。このため、ＲＩＮの低い、ジッター悪化のない良好な信号再生を出来る、安価な、光ピックアップ装置を提供できる。

以下、本発明の実施の形態につき、好ましい実施例により、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の光ピックアップ装置の実施例を示す概略構成図である。図２は、１／２波長板の回転角によるＰ偏光成分／Ｓ偏光成分分光比を示すグラフ図である。図３は、本発明に係る角度変更手段の例を示す構成図である。
図１に示すように、本実施例の光ピックアップ装置１０は、短波長（青色光）の半導体レーザ（以下、単にＬＤともいう）１と、半導体レーザ１より放射されるレーザ光２０の光軸上に順次配置された２分の１波長板（以下、単に１/２波長板ともいう）２、回折格子３、偏光ビームスプリッタ７、コリメータレンズ１５、及びプリズム１６とから構成されている。

さらに、偏光ビームスプリッタ７には、レーザ光２０の光軸に対して４５度を成す偏光膜７ａが配置されており、この偏光膜７ａによってレーザ光２０ｅ（後述する）が反射される方向に、検出レンズ６及びモニタ用光検出器（フォトダイオード：ＰＤ）４が順次配置されている。偏光膜７ａはＳ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過する性質を有している。
また、偏光ビームスプリッタ７において、検出レンズ６及びモニタ用光検出器４とが配置されている側とは反対側には、偏光ビームスプリッタ７より離れて、検出レンズ８、シリンドリカルレンズ９及びフォトダイオード１１とが順次配置されている。

一方、プリズム１６には、レーザ光２０の光軸に対して４５度を成す反射膜１２が設けられており、後述する入射するレーザ光２０ｄは反射されて、方向を変えるようになっており、この反射された方向には、４分の１波長板（以下、単に１／４波長板ともいう）１７及び対物レンズ１３が順次配置されている。
対物レンズ１３から所定の距離離れて、この光ピックアップ装置１０で信号の記録再生が行われる光ディスク１４が配置される。

本実施例の光ピックアップ装置１０は、光学系としては無限光学系であり、レーザ光２０の整形は行っておらず、半導体レーザ１から放射されるレーザ光２０の放射角の方向は、光ディスク１４に照射される時には、タンジェンシャル方向、ラジアル方向よりも総合的に有利とされるタンジェンシャル方向及びラジアル方向に対してそれぞれ４５度の方向に成るように設定されている。

１／２波長板２は、角度変更手段５によって、レーザ光２０の光軸を中心として任意の角度に回転、設定出来るように構成されている。
図２に示すように、１／２波長板２は、入射する例えばＰ偏光に対して、偏光方向を調整して出射するものであり、すなわち出射する偏光をＰ偏光とＳ偏光に分光し、入射光の光軸の周りに回転する角度により、そのＰ偏光とＳ偏光との割合を変化させることが出来る。この１／２波長板２の分光比及び透過量は、少なくとも、これが配置される光ピックアップ装置の使用温度範囲である−１０℃から＋８０℃の範囲においては、ほとんど変化しない。
同図に示すように、例えば、相対的に角度０度の場合には、Ｓ偏光だけを出射し、Ｐ偏光を出射しない。角度約２３度の時には、Ｐ偏光及びＳ偏光を同じ割合で、出射する。角度４５度の時には、Ｐ偏光のみを出射し、Ｓ偏光を出射しない。

また、図１に示すように、半導体レーザ１より放射されるレーザ光２０は、例えば楕円光のＰ偏光であり、所定角度に設定された１／２波長板２を透過することによって、所定の分光比率を有するＰ偏光とＳ偏光の混合したレーザ光２０ａとなって、回折格子３に入射する。
レーザ光２０ａは、回折格子３を透過することにより、互いに進行方向の異なる３本の光束（メインビームと一対のサイドビーム）に分離されたレーザ光２０ｅとなり、偏光ビームスプリッタ７に入射する。

偏光ビームスプリッタ７に入射したレーザ光２０ｅは、そのＳ偏光成分は、偏光膜７ａにより反射され、レーザ光２０ｂとなって出射され、検出レンズ６を透過することによって収束され、モニタ用光検出器４に照射される。モニタ用光検出器４は、照射されたレーザ光２０ｂの強度を測定しモニタし、モニタ信号を半導体レーザ１の図示しない駆動部に供給する。駆動部は、半導体レーザ１を出力が所定の値で一定となるように制御する。

一方、偏光ビームスプリッタ７に入射したレーザ光２０ｅのＰ偏光成分は、すべて偏光膜７ａを透過して、直進してレーザ光２０ｄとして出射され、コリメータレンズ１５を透過することによって、平行光とされ、プリズム１６の反射膜１２に達して、ここで反射され方向を変えて、１／４波長板１７を透過した後、対物レンズ１３に入射する。対物レンズ１３に入射したレーザ光２０ｄは、対物レンズ１３を透過することによって収束されて出射し、光ディスク１４の所定の位置に所定の光スポットで照射される。

光ディスク１４に照射された３本の光束からなるレーザ光２０ｄは、ここで反射されて、対物レンズ１３に入射し、対物レンズ１３を透過することによって、平行光となって出射し、再び１／４波長板１７を透過することにより、３本の光束からなるＳ偏光のレーザ光２０ｃとなる。このレーザ光２０ｃは、プリズム１６の反射膜１２に到達し、反射されて方向を変え、コリメータレンズ１５に到達し、透過し、偏光ビームスプリッタ７に入射する。

偏光ビームスプリッタ７に入射したＳ偏光のレーザ光２０ｃは偏光膜７ａに到達した後反射されて方向を変えて、偏光ビームスプリッタ７より出射する。この出射したレーザ光２０ｃは検出レンズ８及びシリンドリカルレンズ９を順次透過し、収束されて、フォトダイオードに１１に照射される。フォトダイオード１１で検出された３本の光束のレーザ光２０ｃは、例えば、フォーカスエラー信号の検出としては非点収差法で、トラッキングエラー信号の検出法としては、３スポット法で、図示しない信号系で処理される。

次に、光ディスク１４への信号の記録と再生時の動作について説明する。
上述したように、短波長の半導体レーザ１から出射されたレーザ光２０は１／２波長板２を透過することで偏光方向を調整され、Ｐ偏光成分は偏光ビームスプリッタ７によって全て透過されて光ディスク１４に向かい、Ｓ偏光成分は全て偏光ビームスプリッタ７によって反射され、モニタ用光検出器４に向かう。

そこで、図２に示したとおり、１／２波長板２の回転角によってＰ偏光成分、Ｓ偏光成分の光量調整ができ、光ディスク１４に向かう光量を、記録時および再生時に合わせて最適値に調整することができる。
すなわち、記録時、再生時各々において１／２波長板２の最適回転角をあらかじめ調整時に決めておき、１／２波長板２の角度変更手段５によって決められた回転角に合わせることにより、記録時は半導体レーザ１の出力を、記録性能が確保できる程度になるべく小さくし、１／２波長板２から出力されるＰ偏光成分を例えば７ｍＷになるようにし、再生時には半導体レーザ１がＲＩＮの影響を受けない出力範囲まで出力を上げた状態で、１／２波長板２から出力される再生に必要なＰ偏光を例えば０．７ｍＷ〜０．８ｍＷとなるようにする。

このように、１／２波長板２をレーザ光２０の光軸の周りに記録時及び再生時にそれぞれ所定の角度になるようにすることにより、半導体レーザ１の出力を、記録時には光ディスクに到達するレーザ光２０ｄを性能確保できるように小さく出来、再生時には、ＲＩＮが所定レベル以下となる半導体レーザ１の出力とするために、再生に必要以上のレーザ光２０を放射するものの、実際に光ディスクに到達する再生に用いるレーザ光２０ｄは所定のレベルに減衰することが出来、記録、再生各々に必要な光ディスク１４上でのレーザ光量を得ることができる。
偏光ビームスプリッタ７で反射されるＳ偏光のレーザ光２０ｂはモニタ用光検出器４によって検出され、半導体レーザの出力のＡＰＣ（ＡｕｔｏＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌ）に利用される。

次に、図３に示す、角度変更手段５の一例を説明する。
ここで、図３の（ａ）は角度変更手段５の正面図を、図３の（ｂ）は角度変更手段の側面図をそれぞれ示す。
同図に示すように、角度変更手段（１／２波長板回転駆動機構）５は、１／２波長板２を保持するホルダ２２と、ホルダ２２の円周を成す外周部に設けられたウォームホイル２３と噛合うウォームギア２１と、ウォームギア２１に連結してこれを回転させるためのステッピングモータ２４と、ホルダ２２を回転自在に保持しステッピングモータ２４を固定するオプトベース２５と、オプトベース２５に固定されホルダ２２を回転自在に支える支持板２６とから構成される。

ホルダ２２の内部は中空になっており、ホルダ２２に近接して配置される半導体レーザ１から放射されるレーザ光２０が１／２波長板２に支障なく到達できるようになっている。
レーザ光２０の光軸と１／２波長板２の面の中心の法線とは略一致するように配置してある。
レーザ光２０は１／２波長板２を透過することによって、Ｐ偏光とＳ偏光との分光比が所定の値となっているレーザ光２０ａとなる。
ステッピングモータ２４を回転させることにより、これに連結するウォームギア２１が回転すると共に、ウォームギア２１に噛合うウォームホイル２３が回転して、ホルダ２２が回転し、１／２波長板２が回転する。

ステッピングモータ２４の回転数を所定の値とすることにより、１／２波長板２のレーザ光２０に対する相対的な回転角度を決定できる。
このようにして、１／２波長板２の回転角度を所定の値とすることにより、これを透過して出射されるレーザ光２０ａのＰ偏光／Ｓ偏光の分光比を所定の値とし、半導体レーザ１の出力を調整することによって、光ディスク１４への信号の記録又は再生に用いるＰ偏光のレーザ光２０ｄを所定の光量とすることが出来る。
上述した角度変更手段５は、少ない部品数と安価な部品で構成することが出来るので全体としては、安価となる。

以上説明したように、本実施例の光ピックアップ装置は、半導体レーザからの出射されて入射するレーザ光の偏光方向（分光比）を、光軸を中心として回転させることで制御して出射する１／２波長板と、１／２波長板から出射されるレーザ光を直線偏光成分により分割する偏光ビームスプリッタと、１／２波長板からの出力光量を検出するモニタ用光検出器と、１／２波長板を光軸を回転中心として回転駆動する駆動機構とを備えており、半導体レーザと偏光ビームスプリッタの間に１／２波長板を配置することにより、半導体レーザの出射光に対する光ディスクに照射される光量を調整することが可能となる。すなわち、記録時において半導体レーザからの出射光を高い透過率で光ディスク上に集光させ、再生時においては透過率を下げ、半導体レーザのＲＩＮ（相対雑音強度）を発生しない出力領域で使用することができ、再生時のジッター悪化を回避することができる。また、１／２波長板は使用する広い温度範囲でほとんど分光比に変化がないので、安定な記録又は再生が可能となる。さらに、駆動機構は安価に構成できるので、安価な光ピックアップ装置を得ることが出来る。

本発明の光ピックアップ装置の実施例を示す概略構成図である。１／２波長板の回転角によるＰ偏光成分／Ｓ偏光成分分光比を示すグラフ図である。本発明に係る角度変更手段の例を示すの構成図である。

符号の説明

１…半導体レーザ、２…２分の１（１／２）波長板、３…回折格子、４…モニタ用光検出器（フォトダイオード：ＰＤ）、５…角度変更手段（１／２波長板回転駆動機構）、６…検出レンズ、７…偏光ビームスプリッタ、７ａ…偏光膜、８…検出レンズ、９…シリンドリカルレンズ、１０…光ピックアップ装置、１１…フォトダイオード、１２…反射膜、１３…対物レンズ、１４…光ディスク、１５…コリメータレンズ、１６…プリズム、１７…１／４波長板、２０…レーザ光、２１…ウォームギア、２２…ホルダ、２３…ウォームホイル、２４…ステッピングモータ、２５…オプトベース、２６…支持板。

Claims

光源と、前記光源から出射されるレーザ光を光ディスクに集光する対物レンズと、からなる光ピックアップ装置において、
前記レーザ光の光軸上にあって、前記光源と前記対物レンズとの間に配置され、前記レーザ光から第１偏光面と第２偏光面に分離し、前記光軸に対して所定の傾斜角で傾斜して配置され、前記傾斜角によって前記分離された前記第１偏光面と前記第２偏光面のレーザ光との分光比を変えて出射する１／２波長板と、
前記１／２波長板を前記光軸を中心として前記所定の傾斜角に傾斜させる角度変更手段と、
前記１／２波長板から出射される前記第１偏光面のレーザ光を透過させ、前記第２偏光面のレーザ光を反射させる偏光膜を有した偏光ビームスプリッタと、
前記偏光ビームスプリッタの偏光膜を透過した前記第１偏光面のレーザ光を前記対物レンズに入射させる光路変更手段と、
を有することを特徴とする光ピックアップ装置。