JP2006147014A - 光ピックアップ - Google Patents

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Abstract

【課題】 光源にビームシフトが発生しても、対物レンズにより集光される光ビームの光量と、光量調整用光検出器の受光領域で受光される光ビームの光量との割合を一定に保持し、良好な再生特性及び記録特性を維持する。
【解決手段】 所定の波長の光ビームを出射する光源31と、光源31から出射された光ビームを光ディスク上に集光する対物レンズ32と、光ディスクで反射された戻り光を検出する光検出器33と、光源31と対物レンズ32との間に設けられ、光源31から出射された光ビームを対物レンズ32に入射する光ビームから一部分離する光分離手段34と、一の受光領域を有し、光分離手段34により分離された光ビームを検出する光量調整用光検出器35と、光量調整用光検出器35で検出された信号に基づいて上記光源から出射される光ビームの出力を制御する制御部39とを備える。
【選択図】 図2

Description

本発明は、光磁気ディスク、相変化型の光ディスク等の光学的に情報の記録及び/又は再生が行われる光ディスクに対して情報を記録及び/又は再生する光ピックアップに関する。
一般的に、CD−R/RWやDVD−R/RW等の光ディスクに対して情報信号の記録が可能な光ピックアップは、光ビームを出射する光源と、光源から出射された光ビームを光ディスク上に集光する対物レンズと、信号検出用の信号用フォトディテクタ(PDIC)と、光源のレーザパワーをモニターするためのモニター用フォトディテクタ(FPD)と備える。そして、この光ピックアップでは、信号用フォトディテクタ及びモニター用フォトディテクタを光ピックアップ内の別々の場所に配置している。
信号用フォトディテクタは、情報信号が記録された光ディスクから信号を再生するために使用され、モニター用フォトディテクタは、記録時及び再生時に光源から出射される光ビームのパワーをモニタするために光源の前方に配置されている。
かかる光ピックアップでは、モニター用フォトディテクタにより光源から出射される光ビームのパワーを検出して、制御するため、所望のパワーの光ビームを光ディスク上に照射することができる。
ところで、光ピックアップの光源として使用される半導体LDにおいて、図18(a)に示すように、レーザ出力が励起強度(駆動電流)と一定の関係、すなわち、通常は一次の比例関係であることが前提とされている。また、励起強度が変化しても、半導体LDのレーザビームの形状は、問題となる程変化しないことが前提とされている。尚、図18(a)は、駆動電流と光源出射光量の関係を示すもので、Lが通常時、Lが高温時の関係である。
しかし、現実には、半導体LDは、図18(b),(c)に示すように、ハイパワー発生時LK1や高温時LK2に、光ビームの広がり角が変化したり、広がり角が左右非対称になったりする、所謂キンクkが発生することがある。
かかる光ピックアップにおいて、キンクが発生すると対物レンズとパワーモニタの光量比率が変化してしまい、モニター用フォトディテクタは、入射光量を一定とするために、LD駆動電流をコントロールするために対物レンズを通過する光ビームの光量が大きく変化してしまい、記録特性及び再生特性を悪化させてしまうという問題がある。このように、現在キンクに対する問題は、特許文献1にも記載されているように、重要視されている。
また、上述のキンクの影響を防止するために、現在LD単体でキンクの全数検査を行うことにより対応しているが、不良発生や検査工数のためLD単価が高くなるという問題がある。
特開2001−50859号公報
本発明の目的は、光源に出射方向が変化するビームシフトが発生しても、対物レンズにより集光される光ビームの光量と、光量調整用光検出器の受光領域で受光される光ビームの光量との割合を一定に保持し、良好な再生特性及び記録特性を維持できる光ピックアップを提供することにある。
この目的を達成するため、本発明に係る光ピックアップは、所定の波長の光ビームを出射する光源と、光源から出射された光ビームを光ディスク上に集光する対物レンズと、光ディスクで反射された戻り光を検出する光検出器と、光源と対物レンズとの間に設けられ、光源から出射された光ビームを対物レンズに入射する光ビームから一部分離する光分離手段と、一の受光領域を有し、光分離手段により分離された光ビームを検出する光量調整用光検出器と、光量調整用光検出器で検出された信号に基づいて光源から出射される光ビームの出力を制御する制御部とを備え、光量調整用光検出器の受光領域は、受光面積を一定としながら、光源から出射される光ビームの出射方向が変化しても受光光量が一定とされる。
本発明の光ピックアップによれば、光量調整用光検出器の受光領域が、受光面積を一定としながら、光源から出射される光ビームの出射方向が変化しても受光光量が一定とされるので、光源にビームシフトが発生しても、対物レンズに集光される光ビームの光量と、光量調整用光検出器の受光領域で受光される光ビームの光量との割合を一定に保持することができ、対物レンズにより集光される光ビームの光量を一定とすることができるので、常に良好な再生特性及び記録特性を実現することができる。
以下、本発明を適用した光ピックアップを用いた記録再生装置について、図面を参照して説明する。
この記録再生装置10は、光ディスク11に対して情報信号の記録及び/又は再生を行うことができる記録再生装置である。この記載再生装置10で記録及び/又は再生を行う光ディスク11として、例えば、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)、情報の追記が可能とされるCD−R(Recordable)及びDVD−R(Recordable)、情報の書換えが可能とされるCD−RW(ReWritable)、DVD−RW(ReWritable)、DVD+RW(ReWritable)等の光ディスクや、さらに発光波長が短い405nm程度(青紫色)の半導体レーザを用いた高密度記録が可能な光ディスクや、光磁気ディスク等が用いられる。
具体的に、この記録再生装置10は、図1に示すように、光ディスク11を回転するスピンドルモータ12と、スピンドルモータ12を制御するモータ制御回路13と、スピンドルモータ12により回転される光ディスク11に光ビームを照射し光ディスク11で反射した戻りの光ビームを検出する光ピックアップ1と、光ピックアップ1から出力された電気信号を増幅するアナログ信号処理回路15と、対物レンズのフォーカシングサーボ信号やトラッキングサーボ信号を生成するサーボ回路16と、アドレス情報データを抽出するアドレス情報抽出回路17とを備える。
また、この記録再生装置10は、記録系として、パーソナルコンピュータ等のホスト機器に接続され、記録すべきデータが入力される入力端子18と、入力端子18に入力された記録データに対してエラー訂正符号化処理を施すエラー訂正符号化回路19と、エラー訂正符号化処理が施されたデータを変調する変調回路20と、変調された記録データに対して記録処理を施す記録処理回路21とを備える。
更に、記録再生装置10は、再生系として、光ディスク11より読み出した再生データに対して復調する復調回路22と、復調された再生データに対してエラー訂正復号処理を施すエラー訂正復号化回路23と、エラー訂正復号処理されたデータを出力する出力端子24とを備える。更に、記録再生装置10は、装置に対して操作信号を入力する操作部25と、各種制御データ等を格納するメモリ26と、全体の動作を制御する制御回路27とを備える。
スピンドルモータ12は、スピンドルに光ディスク11が装着されるディスクテーブルが設けられており、ディスクテーブルに装着されている光ディスク11を回転する。モータ制御回路13は、光ディスクをCLV(Constant Linear Velocity)で回転することができるようにスピンドルモータ12を駆動制御する。具体的に、モータ制御回路13は、水晶発振器からの基準クロックとPLL回路からのクロックとに基づいて光ディスク11の回転速度が線速一定となるようにスピンドルモータ12を駆動制御する。なお、光ディスク11は、CAV(Cnstant Angular Velocity)やCLVとCAVとを組み合わせた制御で回転するようにしてもよい。
光ピックアップ1は、所定の波長の光ビームを出射する光学系を有する光ピックアップであり、光ディスク11の信号記録面に対して所定の波長の光ビームを出射する半導体レーザ等の光源、この光源より出射された光ビームを集束する光ディスク11の種類に対応した開口数の対物レンズ、光ディスク11で反射された戻りの光ビームを検出する光検出器等を備える。光ピックアップ1は、光ディスク11に記録されているデータを読み出すとき、半導体レーザの出力を標準レベルに設定し、半導体レーザよりレーザ光である光ビームを出射する。また、光ピックアップ1は、記録データを光ディスク11に記録するとき、半導体レーザの出力を、再生時の標準レベルより高い記録レベルにして、半導体レーザよりレーザ光である光ビームを出射する。光ピックアップ1は、記録再生時、光ディスク11に光ビームを照射し、信号記録面で反射した戻りの光ビームを光検出器で検出し、光電変換する。また、対物レンズは、2軸アクチュエータ等の対物レンズ駆動機構に保持され、フォーカシングサーボ信号に基づいて対物レンズの光軸と平行なフォーカシング方向に駆動変位され、また、トラッキングサーボ信号に基づいて対物レンズの光軸に直交するトラッキング方向に駆動変位される。なお、半導体レーザ、対物レンズ及び光検出器等の光学系の構成については後に詳述する。
アナログ信号処理回路15は、光ピックアップ1を構成する光検出器からの電気信号に基づいて、RF信号、フォーカシングエラー信号、トラッキングエラー信号及びウォブル信号を生成する。例えばフォーカシングエラー信号は、非点収差法により生成され、トラッキングエラー信号は、3ビーム法やプッシュプル法により生成される。そして、アナログ信号処理回路15は、再生時、RF信号を復調回路22に出力し、フォーカシングエラー信号及びトラッキングエラー信号をサーボ回路16に出力する。
サーボ回路16は、光ディスク11を再生する際のサーボ信号を生成する。具体的に、サーボ回路16は、アナログ信号処理回路15から入力されたフォーカシングエラー信号に基づき、このフォーカシングエラー信号が0となるように、フォーカシングサーボ信号を生成し、また、アナログ信号処理回路15から入力されたトラッキングエラー信号に基づき、このトラッキングエラー信号が0となるように、トラッキングサーボ信号を生成する。そして、サーボ回路16は、フォーカシングサーボ信号及びトラッキングサーボ信号を光ピックアップ1を構成する対物レンズ駆動機構の駆動回路に出力する。この駆動回路は、フォーカシングサーボ信号に基づき2軸アクチュエータを駆動し、対物レンズを対物レンズの光軸と平行なフォーカシング方向に駆動変位させ、トラッキングサーボ信号に基づき2軸アクチュエータを駆動し、対物レンズの光軸に直交するトラッキング方向に対物レンズを駆動変位させる。
アドレス情報抽出回路17は、アナログ信号処理回路15より出力されたRF信号、ウォブル信号、LPP信号等よりアドレス情報データを抽出し、抽出したアドレス情報データを制御回路27に出力し、制御回路27がアドレスデータ等を特定できるようにする。
入力端子18は、パーソナルコンピュータ等のホスト機器のSCSI(Small Computer System Interface)、ATAPI(Advanced Techonology Attachment Packet Interface)、USB(Universal Serial Bus)、IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers)1394等のインタフェースに電気的に接続され、ホスト機器よりオーディオデータ、映画データ、コンピュータプログラム、コンピュータで処理された処理データ等の記録データが入力され、入力された記録データをエラー訂正符号化回路19に出力する。
エラー訂正符号化回路19は、例えば、クロスインターリーブ・リード・ソロモン符号化(Cross Interleave Reed-solomon Code;CIRC)、リードソロモン積符号化等のエラー訂正符号化処理を行い、エラー訂正符号化処理した記録データを変調回路20に出力する。変調回路20は、8−14変調、8−16変調等の変換テーブルを有しており、入力された8ビットの記録データを14ビット又は16ビットに変換して、記録処理回路21に出力する。記録処理回路21は、変調回路20から入力された記録データに対してNRZ(Non Return to Zero)、NRZI(Non Return to Zero Inverted)等の処理や記録補償処理を行い、光ピックアップ1に出力する。
復調回路22は、変調回路20と同様な変換テーブルを有しており、アナログ信号処理回路15から入力されたRF信号を14ビット又は16ビットから8ビットに変換し、変換した8ビットの再生データをエラー訂正復号化回路23に出力する。エラー訂正復号化回路23は、復調回路22から入力されたデータに対してエラー訂正復号処理を行い、出力端子24に出力する。出力端子24は、上述したホスト機器のインタフェースに電気的に接続されている。出力端子24より出力された再生データは、ホスト機器に接続されたモニタに表示され、また、スピーカで再生音に変換されて出力される。
操作部25は、記録再生装置10を操作するための各種操作信号を生成し、生成した各種操作信号を制御回路27に出力する。具体的に、この操作部25は、記録再生装置10に設けられたイジェクト釦25aの他、ディスクテーブルに装着された光ディスク11に対して記録データの記録を開始する記録釦25bや光ディスク11に記録されているデータの再生を開始する再生釦25cや記録再生動作を停止する停止釦25dを備える。記録釦25b、再生釦25c、停止釦25d等は、必ずしも記録再生装置10にイジェクト釦25aと共に設けられている必要は無く、例えばホスト機器のキーボード、マウス等を操作することにより、ホスト機器よりインタフェースを介して記録開始信号、再生開始信号、停止信号等を制御回路27に入力するようにしてもよい。
メモリ26は、例えばEP−ROM(Erasable Programmable Read-Only Memory)等のメモリであり、制御回路27が行う各種制御データやプログラムが格納されている。具体的に、このメモリ26には、光ピックアップ1をディスクテーブルに装着された光ディスク11の径方向に送り操作する際の駆動源となるスレッドモータ28の光ディスク11の種類に応じた各種制御データが格納されている。
制御回路27は、マイクロコンピュータ、CPU等で構成されており操作部25からの操作信号に応じて装置全体の動作を制御する。また、制御回路27は、光ディスク11の表面反射率、形状的及び外形的な違い等から異なるフォーマットを検出して光ディスク11の種類を判別し、検出された光ディスク11の種類に応じて光ピックアップ1の半導体レーザの光源及び出力パワーを切り換える。
次に、本発明が適用された上述した光ピックアップ1について説明する。
本発明を適用した光ピックアップ1は、図2に示すように、所定の波長の光ビームを出射する光源31と、光源31から出射された光ビームを光ディスク上に集光する対物レンズ32と、光ディスク11で反射された戻り光を検出する信号検出用光検出器33と、光源31と対物レンズ32との間に設けられ、光源31から出射された光ビームを対物レンズ32に入射する光ビームから一部分離する光分離手段としてビームスプリッタ34と、一の受光領域を有し、ビームスプリッタ34により分離された光ビームを検出する光量調整用光検出器35と、光量調整用光検出器35で検出された信号に基づいて光源31から出射される光ビームの出力を制御するレーザパワー制御部39とから構成されている。
光源31とビームスプリッタ34との間には、入射した光ビームを回折させて複数の光ビームに分割するグレーティング36と、入射した光ビームを所定の発散角度に変換するカップリングレンズ37とが設けられる。
光源31は、所定の波長のレーザ光を出射する半導体レーザが用いられる。対物レンズ32は、入射した光ビームを光ディスク11の信号記録面上に集光させる。この対物レンズ32は、図示しない2軸アクチュエータ等の対物レンズ駆動機構によって移動自在に保持されている。そして、この対物レンズ32は、信号検出用光検出器(フォトディテクタ)33で検出された光ディスク11からの戻り光のRF信号により生成されたトラッキングエラー信号及びフォーカシングエラー信号に基づいて、2軸アクチュエータ等により移動操作されることにより、光ディスク11に近接離間する方向及び光ディスク11の径方向の2軸方向へ移動される。そして、対物レンズ32は、光源31から出射される光ビームが光ディスク11の信号記録面上で常に焦点が合うように、この光ビームを集束するとともに、この集束された光ビームを光ディスク11の信号記録面上に形成された記録トラックに追従させる。また、対物レンズ32の入射側には、通過する光ビームの開口数を光ディスクのフォーマットに適応させるため開口制限を行う開口絞り又はホログラム面等の図示しない開口制限手段が設けられている。
ビームスプリッタ34は、カップリングレンズ37から出射されこのビームスプリッタ34に入射した光ビームを、光量調整用光検出器35の受光領域に導かれる光量調整のため制御用の光ビームと、対物レンズ32に導かれる信号用の光ビームとに分離する。すなわち、ビームスプリッタ34は、光源31から出射された往路側の光ビームの一部を透過させて分離して光量調整用光検出器35の受光領域側に出射させるとともに、残りの光ビームを反射させて光軸を略90°変化させて対物レンズ32側に出射させるハーフミラー等の分離面34aを有する。また、ビームスプリッタ34は、この分離面34aにより、光ディスク11で反射された復路側の光ビームを透過させて信号検出用光検出器35の受光面側に出射させる。
光量調整用光検出器35は、図3(a)に示すように、その受光領域35aが、略矩形に形成され、一方の対角線Tが受光領域35aが配設された平面上において光ビームの出射方向の変化方向であるシフト方向dに平行であって略光ビームの中心の移動軌跡上に配置され、すなわち、受光領域35aが、受光面積を一定としながら、光源31から出射される光ビームの出射方向が変化(ビームシフト)しても受光光量が一定とされる。換言すると、受光領域35aの受光面積を一定とした状態で、上述のように一方の対角線Tが光ビームのシフト方向dに平行且つ略光ビームの中心の移動軌跡上になるように、受光領域35aを配置することで、光ビームが横シフトしても受光光量の変化を一定若しくは最小に抑えることができる。尚、ここでは、図3(a)に示すように、光量調整用光検出器35全体で配置位置を変更されることにより、受光領域35aの対角線Tが略シフト方向dに平行且つ略光ビームの中心の移動軌跡上になるように構成したが、図3(b)に示すように、光量調整用光検出器35に対して受光領域35aの各辺を回転させて、すなわち、面内で傾けて配置して、受光領域35aの対角線Tを略シフト方向dに平行且つ略光ビームの中心の移動軌跡上になるように構成しても良い。
グレーティング37は、入射した光ビームを0次光及び±1次光からなる3ビームに分割させて出射する。このグレーティング37により、分割された複数の光ビームにより、トラッキングエラー信号を得ることができる。
レーザパワー制御部39は、光量調整用光検出器35の受光領域35aで受光した光ビームの信号に基づいて制御部27から信号を受けて、光源31から出射する光ビームの出力を制御する。レーザパワー制御部39は、光源31から出射する光ビームの出力を、ビームスプリッタ34で一部分離して光量調整用光検出器35で検出して制御することにより、対物レンズ32に入射する光ビームのレーザパワーを所定のパワーとすることができる。
以上のように構成された光ピックアップ1は、信号検出用光検出器33によって得られたフォーカシングエラー信号及びトラッキングエラー信号に基づいて、対物レンズ32を駆動変位させることによって、光ディスク11の信号記録面に対して対物レンズ32が合焦位置に移動されて、光ビームが光ディスク11の信号記録面上に合焦されて、光ディスク11に対して情報の記録又は再生が行われる。
ここで、光ピックアップ1において、キンクが発生した場合のCE比、すなわち、対物レンズ32により集光される光ビームの光量と光量調整用光検出器35の受光領域35aで受光される光ビームの光量との割合の変化について説明する。
光源31を構成するLDチップ40は、図4に示すように、Pクラッド層41及びNクラッド層42と、これらの間に形成された活性層43とからなる。このLDチップ40は、各層の成長時や製造時の歪などの原因により、出力が高くされるハイパワー発生時や高温時において、光ビームの出射方向が変化するキンク(ビームシフト)が発生する。すなわち、図5(a)〜(d)に示すように、歪み等を有するLDチップ40は、ハイパワー発生時や高温時において、各層の平面と平行な放射平行方向dのキャリア密度が変化することで、発光部のキャリア密度が変化してしまう。そして、この発光部のキャリア密度の変化により、図6、図7(b)に示すように、放射平行方向dの出射方向がdh1方向に移動する、所謂ビームシフトが発生する。(以下、この光ビームの放射平行方向dの出射方向の移動をビームシフトという。)図7(a)は、上述したビームシフトした状態と比較するために、ビームシフトが発生していない正常な状態を示す光ビームの出射方向を示す図である。尚、以下では、dh1方向に移動する場合について検討するが、dh2方向に移動する場合においても同様である。
ところで、光ディスク11上に光ビームを集光させる対物レンズ32を通過して集光される光ビームの光量は、再生時で略1mW前後であり、記録時で約十mWを必要とする。また、光量調整用光検出器35の受光領域35aは、図8に示すように、再生及び記録時に受光素子が飽和しないように対物レンズ32に入射する光ビームに比べて集光効率を下げて使用するのが一般的であり、通常対物レンズ32に対して1/5〜1/10程度集光効率を下げて入射される。ここで、集光効率を下げるとは、光ビームを受光面内に完全に集光させずに光ビームの中央部分を受光することである。
上述のように、対物レンズ32と光量調整用光検出器35に対する集光効率が異なるので、図8に示すように、対物レンズ32を通過して集光される光ビームの光量と、光量調整用光検出器35の受光領域35aで受光される光量とは異なる。換言すると、図8及び図9に示すように、対物レンズ32により光ディスク上に集光される光ビームの領域Aと、光量調整用光検出器35の受光領域35aで受光される領域Aとは異なる。光ビームの異なる領域A,Aを用いていても、ビームシフトが発生していない場合は、図10(a),(b)に示すように、光源31の出力、すなわち、駆動電流(LD駆動電流)の変化に伴い対物レンズ32を通過して集光される光ビームの光量Lと、光量調整用光検出器35の受光領域35aで受光される光ビームの光量Lとの割合を示す光量比CEは変化しない。ここで、光量比CEは、以下の式(1)により算出される。尚、図10(a)に示すように、光源31の駆動電流(LD駆動電流)の変化に伴い、光源31から出射される光ビームの光量Lと、対物レンズ32を通過して集光される光ビームの光量Lと、光量調整用光検出器35の受光領域35aで受光される光ビームの光量Lとは、それぞれ比例する。
CE=L/L ・・・(1)
一方、ビームシフトが発生した場合には、対物レンズ32を通過して集光される光ビームの光量Lと、光量調整用光検出器35の受光領域35aで受光される光ビームの光量Lとがそれぞれ別々の割合で変化する。
ここで、ビームシフトが発生した場合の対物レンズ32を通過して集光される光ビームの光量と、光量調整用光検出器35の受光領域35aで受光される光ビームの光量との変化について、本発明を適用した例に先立ち、本発明と比較する比較例として、図3(c)に示すように、ビームシフトのシフト方向dに平行に一辺を配置するように構成した受光領域45aを構成した場合について検討する。尚、比較例の光ピックアップは、上述の受光領域45aを有する光量調整用光検出器45を除き、本発明を適用した光ピックアップ1と同様の構成を備える。
一般的に、LDチップ41から出射される光ビームの光量分布は、図11及び図12に示すように、ガウス分布となっていることが知られている。すなわち、図11(d)、図12(d)に示すように、光量調整用光検出器45の受光領域45aで受光される光ビームは、図11(b)、図12(b)に示す、対物レンズ32を通過して集光される光ビームに比べて、ガウス分布の中央部分の光ビームである。よって、キンクが発生した場合は、図12(b)、図12(d)に示すように、光量調整用光検出器45の受光領域45aで受光される領域AD2の光ビームの光量の変化率は、対物レンズ32を通過して集光される光ビームの光量の変化率に比べて大きくなる。
ここで、光源31から出射される光ビームは、光量調整用光検出器45の受光領域45aで受光される光量に基づいて、出射パワーを制御されている。よって、ビームシフトが発生した場合、光量調整用光検出器45の受光領域45aで受光される光量が一定となるように、出射光の光量を補正する。
しかしながら、対物レンズ32を通過して集光される光ビームと、光量調整用光検出器35の受光領域45aで検出される光ビームとの比率が異なり、すなわち、CE比が本来の値と異なっているので、光量調整用光検出器45の受光領域45aで受光された光ビームに基づいて、光源31の出射パワーを制御すると、図13(b)に示すように、ビームシフトkが発生した場合、対物レンズ32を通過して集光される光ビームの光量は必要量より大きく変化することになる。このことにより、再生又は記録時におけるディスク上のパワー(光量)が変化してしまい、記録再生特性を劣化させることになる。
一方、本発明を適用した光ピックアップ1の光量調整用光検出器35の受光領域35aは、図3(a)に示すように、一対の対角線が光ビームのビームシフトのシフト方向dに平行且つ略光ビームの中心のビームシフトによる移動軌跡上に配置される構成を備える。よって、図11(c)、図12(c)に示すように、光量調整用光検出器35の受光領域35aで受光される光ビームは、図11(b)、図12(b)に示す、対物レンズ32を通過して集光される光ビームに比べて、ガウス分布の中央部分の光ビームであるが、図11(d)、図12(d)に示す、光量調整用光検出器45の受光領域45aで受光される光ビームに比べて外側部分の領域まで受光する。尚、図11(c)、図12(c)中において、破線部は、上述の比較例と比べるために、図11(d)、図12(d)で示した比較例の光量調整用光検出器の受光領域45aで受光される光ビームの光量を示すものである。
よって、キンクが発生した場合は、図12(b)、図12(c)に示すように、光量調整用光検出器35の受光領域35aで受光される光ビームの光量の変化率は、対物レンズ32を通過して集光される光ビームの光量の変化率に近い値となる。
ここで、光源31から出射される光ビームは、光量調整用光検出器35の受光領域35aで受光される光量に基づいて、出射パワーを制御されている。よって、ビームシフトが発生した場合、光量調整用光検出器35の受光領域35aで受光される光量が一定となるように、出射光の光量を補正する。
光量調整用光検出器35の受光領域35aは、対物レンズ32を通過して集光される光ビームと、光量調整用光検出器35の受光領域35aで受光する光量との比率、すなわち、CE比を略一定に保持することができるので、光量調整用光検出器35の受光領域35aで受光された光ビームに基づいて、光源31の出射パワーを制御すると、図13(a)に示すように、対物レンズ32を通過して集光される光ビームの光量は必要量より大きく変化することなく略一定とされる。このことにより、ビームシフトkが発生した場合にも、再生又は記録時におけるディスク上のパワー(光量)を一定に保持することができ、記録再生特性を劣化させることはない。尚、ビームシフトは一定方向、すなわち、放射平行方向dにのみ発生するものである。また、光量調整用光検出器35の受光領域35aは、その性能を維持するために、所定の面積とされることが必要である。
本発明を適用した光ピックアップ1は、受光領域35aが、トータルの受光光量を変えることなく、一方の対角線が光ビームのシフト方向dに平行且つ略光ビームの中心の移動軌跡上に配置される構成により、光量検出用光検出器35の受光部が飽和状態になることなく、すなわち、光量検出に適した受光量を上回ることなく、さらに、ビームシフトの影響を受けにくく、図13(a)に示すように、ビームシフトが発生してもCE比が変化しにくくなるので、ビームシフトkが発生した場合にも、対物レンズ32を通過して集光される光ビームの光量を一定に制御することができる。
次に、上述のように構成された光ピックアップ1における、光源31から出射された光ビームの光路について説明する。
図2に示すように、光源31から出射された光ビームは、グレーティング36で複数の光ビームに分割され、カップリングレンズ37により発散角を変換され、ビームスプリッタ34に入射する。
ビームスプリッタ34に入射した光ビームは、その一部が制御用として透過されて、光量調整用光検出器35の受光領域35aで受光される。一方、ビームスプリッタ34に入射した光ビームの残りは信号用として反射されて、対物レンズ32に入射する。このとき、レーザパワー制御部39は、受光領域35aで光ビームを受光して受光領域35aで受光する光ビームの光量、すなわち、ビームスプリッタ34で反射されて対物レンズ32に入射する光ビームの光量(レーザパワー)が所定の光量となるように光源31を制御する。レーザパワー制御部39は、光源31から出射する光ビームの出力を調整することで、ビームスプリッタ34により光ディスク11側に導かれる光ビームの光量を制御して、所定のパワーとすることができる。
ビームスプリッタ34を反射した光ビームは、対物レンズ32で光ディスク11の信号記録面上に集光される。
光ディスク11の信号記録面上に集光された光ビームは、この信号記録面で反射され、対物レンズ32を通って、ビームスプリッタ34の分離面34aで透過され、信号検出用光検出器33の受光面に集束される。
本発明を適用した光ピックアップ1は、信号検出用光検出器33で受光した光ビームの検出信号に基づいて、対物レンズ32を駆動変位させることによって、光ディスク11の信号記録面に対して対物レンズ32が合焦位置に移動されて、光ビームが光ディスク11の信号記録面上に合焦されて、光ディスク11に対して情報の記録又は再生が行われる。
本発明を適用した光ピックアップ1は、ハイパワーや高温により光源31から出射される光ビームにビームシフト(キンク)が発生した場合においても、光量調整用光検出器35の受光領域35aが、略矩形に形成され、一方の対角線Tが受光領域35aが配設された平面上において光ビームのシフト方向dに平行であって略光ビームの中心のビームシフトにより移動軌跡上に配置されるので、受光面積を一定としながら、光源31から出射される光ビームの出射方向が変化しても受光光量が一定とされるので、対物レンズ32に集光される光ビームの光量と、光量調整用光検出器35の受光領域35aで受光される光ビームの光量との割合であるCE比を一定に保持することができ、対物レンズ32により集光される光ビームの光量を安定して制御することができ、常に良好な再生特性及び記録特性を実現することができる。
また、本発明の光ピックアップ1によれば、光源となるLD(半導体レーザ)単体のビームシフトの検査精度を緩和することができ、または、検査をなくしても、光ピックアップとしての性能を維持することができるので、結果として、検査工程の低減、工数の低減、及び、LDの不良品を低減することが可能となる。
尚、上述の光ピックアップ1において、光量検出用光検出器の受光領域に接地部及びパッド部を有するものにより構成してもよい。
次に、接地部及びパッド部を有する受光領域を有する図2に示す光ピックアップ51について説明する。尚、以下の説明において、上述した光ピックアップ1と共通する部分については、共通の符号を付して詳細な説明は省略する。
本発明を適用した光ピックアップ51は、図2に示すように、所定の波長の光ビームを出射する光源31と、光源31から出射された光ビームを光ディスク上に集光する対物レンズ32と、光ディスク11で反射された戻り光を検出する信号検出用光検出器33と、光源31と対物レンズ32との間に設けられ、光源31から出射された光ビームを対物レンズ32に入射する光ビームから一部分離する光分離手段としてビームスプリッタ34と、一の受光領域を有し、ビームスプリッタ34により分離された光ビームを検出する光量調整用光検出器55と、光量調整用光検出器55で検出された信号に基づいて光源31から出射される光ビームの出力を制御するレーザパワー制御部39とから構成されている。
光源31とビームスプリッタ34との間には、入射した光ビームを回折させて複数の光ビームに分割するグレーティング36と、入射した光ビームを所定の発散角度に変換するカップリングレンズ37とが設けられる。
光量調整用光検出器55は、図14に示すように、その受光領域55aが、略矩形に形成され、一方の対角線Tが受光領域55aが配設された平面上において光ビームの出射方向の変化方向であるシフト方向dに平行であって略光ビームの中心のビームシフトによる移動軌跡上に配置される。また、受光領域55aには、接地部55bとボンディングワイヤ用のパッド部55cとが設けられ、この接地部55b及びパッド部55cは、一方の対角線T上の頂点以外の頂点近傍に配置されている。上述のパッド部55cは、受光する機能を有しないとともに、受光領域55aに対して比較的大きな面積を占めている。
すなわち、受光領域55aは、受光領域55a、接地部55b及びパッド部55cを上述のように配置することで、従来では、パッド部を有することにより、ビームシフトによる受光量の変化が大きかったのに対し、受光面積を一定としながら、光源31から出射される光ビームの出射方向が変化しても受光光量が一定とされる。換言すると、受光領域55aの受光面積を一定とした状態で、上述のように一方の対角線Tが光ビームのシフト方向dに平行且つ略光ビームの中心の移動軌跡上になるように、受光領域55aを配置し、また、接地部55b及びパッド部55cを、一方の対角線上の頂点以外の頂点近傍に配置することで、光ビームが横シフトしても受光光量の変化を一定若しくは最小に抑えることができる。尚、ここでは、図14(a)に示すように、光量調整用光検出器55全体で配置位置を変更されることにより、受光領域の対角線Tがシフト方向dに平行且つ略光ビームの中心のビームシフトによる移動軌跡上になるように構成したが、図14(b)に示すように、光量調整用光検出器55に対して受光領域55aの各辺を回転させて、すなわち、面内で傾けて配置して、受光領域55aの対角線Tをシフト方向dに平行且つ略光ビームの中心のビームシフトによる移動軌跡上になるように構成しても良い。
以上のように構成された光ピックアップ51は、信号検出用光検出器33によって得られたフォーカシングエラー信号及びトラッキングエラー信号に基づいて、対物レンズ32を駆動変位させることによって、光ディスク11の信号記録面に対して対物レンズ32が合焦位置に移動されて、光ビームが光ディスク11の信号記録面上に合焦されて、光ディスク11に対して情報の記録又は再生が行われる。
光ピックアップ51における、キンクが発生した場合のCE比の変化については、光ピックアップ1の場合と同様であるので、詳細な説明は省略する。
本発明を適用した光ピックアップ51は、受光領域55aが、トータルの受光光量を変えることなく、一方の対角線Tが光ビームのシフト方向dに平行且つ略光ビームの中心の移動軌跡上になるように、受光領域55aを配置し、また、接地部55b及びパッド部55cを、一方の対角線上の頂点以外の頂点近傍に配置する構成により、光量検出用光検出器55の受光部が飽和状態になることなく、さらに、ビームシフトの影響を受けにくく、図13(a)に示すように、ビームシフトkが発生してもCE比が変化しにくくなるので、対物レンズ32を通過して集光される光ビームの光量を一定に制御することができる。
上述のように構成された光ピックアップ51における、光源31から出射された光ビームの光路については、上述の光ピックアップ1の光路と同様であるので詳細な説明は省略する。
本発明を適用した光ピックアップ51は、信号検出用光検出器33で受光した光ビームの検出信号に基づいて、対物レンズ32を駆動変位させることによって、光ディスク11の信号記録面に対して対物レンズ32が合焦位置に移動されて、光ビームが光ディスク11の信号記録面上に合焦されて、光ディスク11に対して情報の記録又は再生が行われる。
本発明を適用した光ピックアップ51は、ハイパワーや高温により光源31から出射される光ビームにビームシフト(キンク)が発生した場合においても、光量調整用光検出器55の受光領域55aが、略矩形に形成され、一方の対角線Tが受光領域55aが配設された平面上において光ビームのシフト方向dに平行であって略光ビームの中心のビームシフトによる移動軌跡上に配置され、接地部55b及びパッド部55cが一方の対角線T上の頂点以外の頂点近傍に配置されるので、受光面積を一定としながら、光源31から出射される光ビームの出射方向が変化しても受光光量が一定とされるので、対物レンズ32に集光される光ビームの光量と、光量調整用光検出器55の受光領域55aで受光される光ビームの光量との割合であるCE比を一定に保持することができ、対物レンズ32により集光される光ビームの光量を安定して制御することができ、常に良好な再生特性及び記録特性を実現することができる。
また、本発明の光ピックアップ51によれば、光源となるLD(半導体レーザ)単体のビームシフトの検査精度を緩和することができ、または、検査をなくしても、光ピックアップとしての性能を維持することができるので、結果として、検査工程の低減、工数の低減、及び、LDの不良品を低減することが可能となる。
尚、上述の光ピックアップ1及び光ピックアップ51において、光量検出用光検出器の受光領域が略矩形に形成され、一方の対角線が光ビームのシフト方向dに平行に配置されるように構成したが、これに限られるものではなく、例えば、複数の受光部と複数の遮光部とからなる受光領域を有する光量検出用光検出器を有するように構成してもよい。
次に、複数の受光部及び遮光部を有する受光領域を備えた、図2に示す光ピックアップ61について説明する。尚、以下の説明において、上述した光ピックアップ1と共通する部分については、共通の符号を付して詳細な説明は省略する。
本発明を適用した光ピックアップ61は、図2に示すように、所定の波長の光ビームを出射する光源31と、光源31から出射された光ビームを光ディスク上に集光する対物レンズ32と、光ディスク11で反射された戻り光を検出する信号検出用光検出器33と、光源31と対物レンズ32との間に設けられ、光源31から出射された光ビームを対物レンズ32に入射する光ビームから一部分離する光分離手段としてビームスプリッタ34と、一の受光領域を有し、ビームスプリッタ34により分離された光ビームを検出する光量調整用光検出器65と、光量調整用光検出器65で検出された信号に基づいて光源31から出射される光ビームの出力を制御するレーザパワー制御部39とから構成されている。
光源31とビームスプリッタ34との間には、入射した光ビームを回折させて複数の光ビームに分割するグレーティング36と、入射した光ビームを所定の発散角度に変換するカップリングレンズ37とが設けられる。
光量調整用光検出器65は、図15に示すように、その受光領域65aが、略矩形に形成され光ビームを受光する複数の受光部65bと、略矩形でこの受光部と略同じ大きさに形成され光ビームを受光しない複数の遮光部65cとを有し、複数の受光部65b及び複数の遮光部65cは、それぞれ交互であって、全体で矩形状を形成して配置され、所謂「市松模様」、「マトリックス形状」となされる。ここで、複数の受光部65b及び複数の遮光部65cはそれぞれ、同面積程度とされるが、全体として受光部の総面積が一定であればよく、さらに受光領域を拡大し、遮光部を増加させることにより、受光部の総面積を一定にするように構成してもよい。
すなわち、受光領域65aは、受光面積を一定としながら、光源31から出射される光ビームの出射方向が変化(ビームシフト)しても受光光量が一定とされる。換言すると、受光領域35aの受光面積を一定とした状態で、複数の受光部と隣接させて交互に複数の遮光部を設けて受光領域を拡大したことで、光ビームが横シフトしても受光光量の変化を一定若しくは最小に抑えることができる。
以上のように構成された光ピックアップ61は、信号検出用光検出器33によって得られたフォーカシングエラー信号及びトラッキングエラー信号に基づいて、対物レンズ32を駆動変位させることによって、光ディスク11の信号記録面に対して対物レンズ32が合焦位置に移動されて、光ビームが光ディスク11の信号記録面上に合焦されて、光ディスク11に対して情報の記録又は再生が行われる。
光ピックアップ61における、キンクが発生した場合のCE比の変化については、光ピックアップ1の場合と同様であるので、詳細な説明は省略する。
本発明を適用した光ピックアップ61は、受光領域65aが、トータルの受光光量を変えることなく、略矩形に形成され光ビームを受光する複数の受光部65bと、略矩形でこの受光部と略同じ大きさに形成され光ビームを受光しない複数の遮光部65cとを有し、複数の受光部65b及び複数の遮光部65cは、それぞれ交互であって、全体で矩形状を形成することで受光領域65aを拡大した構成により、光量検出用光検出器65の受光部が飽和状態になることなく、さらに、ビームシフトの影響を受けにくく、図13(a)に示すように、ビームシフトkが発生してもCE比が変化しにくくなるので、対物レンズ32を通過して集光される光ビームの光量を一定に制御することができる。
上述のように構成された光ピックアップ61における、光源31から出射された光ビームの光路については、上述の光ピックアップ1の光路と同様であるので詳細な説明は省略する。
本発明を適用した光ピックアップ61は、信号検出用光検出器33で受光した光ビームの検出信号に基づいて、対物レンズ32を駆動変位させることによって、光ディスク11の信号記録面に対して対物レンズ32が合焦位置に移動されて、光ビームが光ディスク11の信号記録面上に合焦されて、光ディスク11に対して情報の記録又は再生が行われる。
本発明を適用した光ピックアップ61は、ハイパワーや高温により光源31から出射される光ビームにビームシフト(キンク)が発生した場合においても、光量調整用光検出器65の受光領域65aが、略矩形に形成され光ビームを受光する複数の受光部65bと、略矩形でこの受光部65bと略同じ大きさに形成され光ビームを受光しない複数の遮光部65cとを有し、複数の受光部65b及び複数の遮光部65cは、それぞれ交互であって、全体で矩形状を形成することで、受光領域65aを拡大したことにより、受光面積を一定としながら、光源31から出射される光ビームの出射方向が変化しても受光光量が一定とされるので、対物レンズ32に集光される光ビームの光量と、光量調整用光検出器65の受光領域65aで受光される光ビームの光量との割合であるCE比を一定に保持することができ、対物レンズ32により集光される光ビームの光量を安定して制御することができ、常に良好な再生特性及び記録特性を実現することができる。
また、本発明の光ピックアップ61によれば、光源となるLD(半導体レーザ)単体のビームシフトの検査精度を緩和することができ、または、検査をなくしても、光ピックアップとしての性能を維持することができるので、結果として、検査工程の低減、工数の低減、及び、LDの不良品を低減することが可能となる。
尚、上述の光ピックアップ61において、上述のように遮光部を有するとともに、光ピックアップ1及び光ピックアップ51と同様に、一方の対角線が光ビームの出射方向の変化方向であるシフト方向dに平行且つ略光ビームの中心の移動軌跡上に配置されるように構成してもよい。
尚、上述の光ピックアップ1、光ピックアップ51及び光ピックアップ61において、
受光領域は、隣接する辺が略同じ大きさである当方的な形状に形成されるように構成したが、これに限られるものではなく、例えば、長方形に形成された受光領域を有する光量検出用光検出器を有するように構成してもよい。
次に、長方形に形成された受光領域を有する光量検出用光検出器を有する、図2に示す光ピックアップ71について説明する。尚、以下の説明において、上述した光ピックアップ1と共通する部分については、共通の符号を付して詳細な説明は省略する。
本発明を適用した光ピックアップ71は、図2に示すように、所定の波長の光ビームを出射する光源31と、光源31から出射された光ビームを光ディスク上に集光する対物レンズ32と、光ディスク11で反射された戻り光を検出する信号検出用光検出器33と、光源31と対物レンズ32との間に設けられ、光源31から出射された光ビームを対物レンズ32に入射する光ビームから一部分離する光分離手段としてビームスプリッタ34と、一の受光領域を有し、ビームスプリッタ34により分離された光ビームを検出する光量調整用光検出器75と、光量調整用光検出器75で検出された信号に基づいて光源31から出射される光ビームの出力を制御するレーザパワー制御部39とから構成されている。
光源31とビームスプリッタ34との間には、入射した光ビームを回折させて複数の光ビームに分割するグレーティング36と、入射した光ビームを所定の発散角度に変換するカップリングレンズ37とが設けられる。
光量調整用光検出器75は、図16に示すように、その受光領域75aが、略長方形に形成され、長辺Tが光ビームの出射方向の変化方向であるシフト方向dに平行であって、互いに対向する長辺Tの中間が略光ビームの中心のビームシフトによる移動軌跡上に配置され、すなわち、受光領域75aが、受光面積を一定としながら、光源31から出射される光ビームの出射方向が変化(ビームシフト)しても受光光量が一定とされる。換言すると、受光領域75aの受光面積を一定とした状態で、上述のように長辺Tが光ビームのシフト方向dに平行且つ略光ビームの中心の移動軌跡上になるように、受光領域75aを配置することで、光ビームが横シフトしても受光光量を一定若しくは受光光量の変化を最小に抑えることができる。
以上のように構成された光ピックアップ71は、信号検出用光検出器33によって得られたフォーカシングエラー信号及びトラッキングエラー信号に基づいて、対物レンズ32を駆動変位させることによって、光ディスク11の信号記録面に対して対物レンズ32が合焦位置に移動されて、光ビームが光ディスク11の信号記録面上に合焦されて、光ディスク11に対して情報の記録又は再生が行われる。
光ピックアップ71における、キンクが発生した場合のCE比の変化については、光ピックアップ1の場合と同様であるので、詳細な説明は省略する。
本発明を適用した光ピックアップ71は、受光領域75aが、トータルの受光光量を変えることなく、略長方形に形成され、長辺Tが光ビームのシフト方向dに平行であって、互いに対向する長辺Tの中間が略光ビームの中心のビームシフトによる移動軌跡上に配置する構成により、光量検出用光検出器75の受光部が飽和状態になることなく、さらに、ビームシフトの影響を受けにくく、図13(a)に示すように、ビームシフトkが発生してもCE比が変化しにくくなるので、対物レンズ32を通過して集光される光ビームの光量を一定に制御することができる。
上述のように構成された光ピックアップ71における、光源31から出射された光ビームの光路については、上述の光ピックアップ1の光路と同様であるので詳細な説明は省略する。
本発明を適用した光ピックアップ71は、信号検出用光検出器33で受光した光ビームの検出信号に基づいて、対物レンズ32を駆動変位させることによって、光ディスク11の信号記録面に対して対物レンズ32が合焦位置に移動されて、光ビームが光ディスク11の信号記録面上に合焦されて、光ディスク11に対して情報の記録又は再生が行われる。
本発明を適用した光ピックアップ71は、ハイパワーや高温により光源31から出射される光ビームにビームシフト(キンク)が発生した場合においても、光量調整用光検出器75の受光領域75aが、略長方形に形成され、長辺Tが光ビームのシフト方向dに平行であって、互いに対向する長辺Tの中間が略光ビームの中心のビームシフトによる移動軌跡上に配置されるので、受光面積を一定としながら、光源31から出射される光ビームの出射方向が変化しても受光光量が一定とされるので、対物レンズ32に集光される光ビームの光量と、光量調整用光検出器75の受光領域75aで受光される光ビームの光量との割合であるCE比を一定に保持することができ、対物レンズ32により集光される光ビームの光量を安定して制御することができ、常に良好な再生特性及び記録特性を実現することができる。
本発明を適用した光ピックアップ71は、信号検出用光検出器33で受光した光ビームの検出信号に基づいて、対物レンズ32を駆動変位させることによって、光ディスク11の信号記録面に対して対物レンズ32が合焦位置に移動されて、光ビームが光ディスク11の信号記録面上に合焦されて、光ディスク11に対して情報の記録又は再生が行われる。
本発明を適用した光ピックアップ71は、ハイパワーや高温により光源31から出射される光ビームにビームシフト(キンク)が発生した場合においても、光量調整用光検出器75の受光領域75aが、略長方形に形成され、長辺Tが光ビームのシフト方向dに平行であって、互いに対向する長辺Tの中間が略光ビームの中心のビームシフトによる移動軌跡上に配置されるので、受光面積を一定としながら、光源31から出射される光ビームの出射方向が変化しても受光光量が一定とされるので、対物レンズ32に集光される光ビームの光量と、光量調整用光検出器75の受光領域75aで受光される光ビームの光量との割合であるCE比を一定に保持することができ、対物レンズ32により集光される光ビームの光量を安定して制御することができ、常に良好な再生特性及び記録特性を実現することができる。
また、本発明の光ピックアップ71によれば、光源となるLD(半導体レーザ)単体のビームシフトの検査精度を緩和することができ、または、検査をなくしても、光ピックアップとしての性能を維持することができるので、結果として、検査工程の低減、工数の低減、及び、LDの不良品を低減することが可能となる。
尚、上述の光ピックアップ1、光ピックアップ51、光ピックアップ61及び光ピックアップ71において、受光領域は、略矩形状に形成するように構成したが、これに限られるものではなく、例えば、楕円形状に形成された受光領域を有する光量検出用光検出器を有するように構成してもよい。
次に、楕円形状に形成された受光領域を有する光量検出用光検出器を有する、図2に示す光ピックアップ81について説明する。尚、以下の説明において、上述した光ピックアップ1と共通する部分については、共通の符号を付して詳細な説明は省略する。
本発明を適用した光ピックアップ81は、図2に示すように、所定の波長の光ビームを出射する光源31と、光源31から出射された光ビームを光ディスク上に集光する対物レンズ32と、光ディスク11で反射された戻り光を検出する信号検出用光検出器33と、光源31と対物レンズ32との間に設けられ、光源31から出射された光ビームを対物レンズ32に入射する光ビームから一部分離する光分離手段としてビームスプリッタ34と、一の受光領域を有し、ビームスプリッタ34により分離された光ビームを検出する光量調整用光検出器85と、光量調整用光検出器85で検出された信号に基づいて光源31から出射される光ビームの出力を制御するレーザパワー制御部39とから構成されている。
光源31とビームスプリッタ34との間には、入射した光ビームを回折させて複数の光ビームに分割するグレーティング36と、入射した光ビームを所定の発散角度に変換するカップリングレンズ37とが設けられる。
光量調整用光検出器85は、図17に示すように、その受光領域85aが、楕円形状に形成され、長軸Tが光ビームの出射方向の変化方向であるシフト方向dに平行であって、略光ビームの中心のビームシフトによる移動軌跡上に配置され、すなわち、受光領域85aが、受光面積を一定としながらも、光源31から出射される光ビームの出射方向が変化(ビームシフト)しても受光光量が一定とされる。換言すると、受光領域85aの受光面積を一定とした状態で、上述のように長軸Tが光ビームのシフト方向dに平行且つ略光ビームの中心の移動軌跡上になるように、受光領域85aを配置することで、光ビームが横シフトしても受光光量を一定若しくは受光光量の変化を最小に抑えることができる。
以上のように構成された光ピックアップ81は、信号検出用光検出器33によって得られたフォーカシングエラー信号及びトラッキングエラー信号に基づいて、対物レンズ32を駆動変位させることによって、光ディスク11の信号記録面に対して対物レンズ32が合焦位置に移動されて、光ビームが光ディスク11の信号記録面上に合焦されて、光ディスク11に対して情報の記録又は再生が行われる。
光ピックアップ81における、キンクが発生した場合のCE比の変化については、光ピックアップ1の場合と同様であるので、詳細な説明は省略する。
本発明を適用した光ピックアップ81は、受光領域85aが、トータルの受光光量を変えることなく、楕円形状に形成され、長軸Tが光ビームのシフト方向dに平行であって、略光ビームの中心のビームシフトによる移動軌跡上に配置する構成により、光量検出用光検出器85の受光部が飽和状態になることなく、さらに、ビームシフトの影響を受けにくく、図13(a)に示すように、ビームシフトkが発生してもCE比が変化しにくくなるので、対物レンズ32を通過して集光される光ビームの光量を一定に制御することができる。
上述のように構成された光ピックアップ81における、光源31から出射された光ビームの光路については、上述の光ピックアップ1の光路と同様であるので詳細な説明は省略する。
本発明を適用した光ピックアップ81は、信号検出用光検出器33で受光した光ビームの検出信号に基づいて、対物レンズ32を駆動変位させることによって、光ディスク11の信号記録面に対して対物レンズ32が合焦位置に移動されて、光ビームが光ディスク11の信号記録面上に合焦されて、光ディスク11に対して情報の記録又は再生が行われる。
本発明を適用した光ピックアップ81は、ハイパワーや高温により光源31から出射される光ビームにビームシフト(キンク)が発生した場合においても、光量調整用光検出器85の受光領域85aが、楕円形状に形成され、長軸Tが光ビームのシフト方向dに平行であって、略光ビームの中心のビームシフトによる移動軌跡上に配置されるので、受光面積を一定としながら、光源31から出射される光ビームの出射方向が変化しても受光光量が一定とされるので、対物レンズ32に集光される光ビームの光量と、光量調整用光検出器85の受光領域85aで受光される光ビームの光量との割合であるCE比を一定に保持することができ、対物レンズ32により集光される光ビームの光量を安定して制御することができ、常に良好な再生特性及び記録特性を実現することができる。
本発明を適用した光ピックアップ81は、信号検出用光検出器33で受光した光ビームの検出信号に基づいて、対物レンズ32を駆動変位させることによって、光ディスク11の信号記録面に対して対物レンズ32が合焦位置に移動されて、光ビームが光ディスク11の信号記録面上に合焦されて、光ディスク11に対して情報の記録又は再生が行われる。
本発明を適用した光ピックアップ81は、ハイパワーや高温により光源31から出射される光ビームにビームシフト(キンク)が発生した場合においても、光量調整用光検出器85の受光領域85aが、楕円形状に形成され、長軸Tが光ビームのシフト方向dに平行であって、略光ビームの中心のビームシフトによる移動軌跡上に配置されるので、受光面積を一定としながら、光源31から出射される光ビームの出射方向が変化しても受光光量が一定とされるので、対物レンズ32に集光される光ビームの光量と、光量調整用光検出器85の受光領域85aで受光される光ビームの光量との割合であるCE比を一定に保持することができ、対物レンズ32により集光される光ビームの光量を安定して制御することができ、常に良好な再生特性及び記録特性を実現することができる。
また、本発明の光ピックアップ81によれば、光源となるLD(半導体レーザ)単体のビームシフトの検査精度を緩和することができ、または、検査をなくしても、光ピックアップとしての性能を維持することができるので、結果として、検査工程の低減、工数の低減、及び、LDの不良品を低減することが可能となる。
次に、上述の光ピックアップ1を用いた記録再生装置10により、光ディスク11へ記録データを記録するときの記録・再生動作について説明する。尚、記録再生装置10において光ピックアップ51,61,71,81を用いた場合も同様であるので、詳細な説明は省略する。まず、光ディスク11へ記録データを記録するときの記録動作について説明する。
操作部25を構成する記録釦25bがユーザにより操作されて入力端子18より記録データが入力されると、この記録データは、エラー訂正符号化回路19で光ディスク11の種類に応じたエラー訂正符号化処理がされ、次いで、変調回路20で光ディスク11の種類に応じた変調処理がされ、次いで、記録処理回路21で記録処理がされた後、光ピックアップ1に入力される。すると、光ピックアップ1は、半導体レーザより所定の波長の光ビームを照射し、光ディスク11の記録層に照射すると共に、光ディスク11の反射層で反射された戻りの光ビームを光検出器で検出し、これを光電変換しアナログ信号処理回路15に出力する。アナログ信号処理回路15は、フォーカシングエラー信号、トラッキングエラー信号、RF信号、ウォブル信号を生成する。サーボ回路16は、アナログ信号処理回路15から入力されたフォーカシングエラー信号やトラッキングエラー信号に基づいてフォーカシングサーボ信号やトラッキングサーボ信号を生成し、これらの信号を光ピックアップ1の対物レンズ駆動機構の駆動回路に出力する。これにより、対物レンズ駆動機構に保持された対物レンズは、フォーカシングサーボ信号やトラッキングサーボ信号に基づいて、対物レンズの光軸と平行なフォーカシング方向及び対物レンズの光軸に直交するトラッキング方向に駆動変位される。更に、モータ制御回路13は、ウォブルより生成したウォブルクロックが水晶発振器からの基準クロックと同期するように回転サーボ信号を生成し、これに基づき、スピンドルモータ12を駆動し、光ディスク11をCLVで回転する。更に、アドレス情報抽出回路17は、ウォブル信号やLPP信号からリードインエリアのアドレスデータを抽出し、制御回路27に出力する。光ピックアップ1は、制御回路27の制御に基づいて、記録処理回路21で記録処理されたデータを記録するため、この抽出されたアドレスデータに基づいて所定のアドレスにアクセスし、半導体レーザを記録レベルで駆動し、光ビームを光ディスク11の記録層に照射しデータの記録を行う。光ピックアップ1は、記録データを記録するに従って、順次スレッドモータ28によって送り操作され、光ディスク11の内外周に亘って記録データを記録する。
次に、光ディスク11に記録されている記録データを再生するときの動作について説明する。
操作部25を構成する再生釦25cがユーザにより操作されると、光ピックアップ1は、記録動作のときと同様に、半導体レーザより所定の波長の光ビームを光ディスク11の記録層に照射すると共に、光ディスク11の反射層で反射された戻りの光ビームを光検出器で検出し、これを光電変換しアナログ信号処理回路15に出力する。アナログ信号処理回路15は、フォーカシングエラー信号、トラッキングエラー信号、RF信号を生成する。サーボ回路16は、アナログ信号処理回路15から入力されたフォーカシングエラー信号やトラッキングエラー信号に基づいてフォーカシングサーボ信号やトラッキングサーボ信号を生成し、これらの信号に基づいて対物レンズのフォーカシング制御やトラッキング制御を行う。更に、モータ制御回路13は、同期信号より生成したクロックが水晶発振器からの基準クロックと同期するように回転サーボ信号を生成し、これに基づき、スピンドルモータ12を駆動し、光ディスク11をCLVで回転する。更に、アドレス情報データ抽出回路17は、RF信号からアドレス情報データを抽出し、抽出したアドレス情報を制御回路27に出力する。光ピックアップ1は、所定のデータを読み出すため、この抽出されたアドレス情報データに含まれるアドレスデータに基づいて所定のアドレスにアクセスし、半導体レーザを再生レベルで駆動し、光ビームを光ディスク11の記録層に照射し反射層で反射された戻りの光ビームを検出することによって光ディスク11に記録されている記録データの読み出しを行う。光ピックアップ1は、記録データを読み出すに従って、順次スレッドモータ28によって送り操作され、光ディスク11の内外周に亘って記録されている記録データの読み出しを行う。
アナログ信号処理回路15で生成されたRF信号は、復調回路22で記録時の変調方式に応じて復調処理がされ、次いで、エラー訂正復号化回路21でエラー訂正復号処理がされ、出力端子24より出力される。この後、出力端子24より出力されたデータは、そのままディジタル出力されるか又は例えばD/Aコンバータによりディジタル信号からアナログ信号に変換され、スピーカ、モニタ等に出力される。
本発明を適用した光ピックアップ1を用いた記録及び/又は再生装置10は、光量調整用光検出器の受光領域が、受光面積を一定としながら、光源31から出射される光ビームの出射方向が変化しても受光光量が一定とされるので、光源31にビームシフトが発生しても、対物レンズ32に集光される光ビームの光量と、光量調整用光検出器の受光領域で受光される光ビームの光量との割合を一定に保持することができ、対物レンズ32により集光される光ビームの光量を一定とすることができるので、常に良好な再生特性及び記録特性を実現できる。
本発明を適用した光ピックアップ1、51、61、71、81は、記録再生装置に用いられたが、記録装置のみ及び再生装置のみに適用されてもよい。また、本発明は、上述したディスクフォーマット以外に対しても適用可能である。
本発明を適用した記録再生装置の構成を示すブロック図である。 本発明を適用した光ピックアップの光学系の例の概略を示す図である。 (a)は、本発明を適用した光ピックアップの光量検出用光検出器の受光領域と光ビームのビームシフト方向との関係を説明する図であり、(b)は、この光量検出用光検出器の受光領域の他の例を説明する図であり、(c)は、本発明と比較するための比較例の光量検出用光検出器の受光領域を説明する図である。 本発明を適用した光ピックアップの光源を構成するLDチップの斜視図である。 本発明を適用した光ピックアップの光源を構成するLDチップのキャリア密度が変化する状態を説明するための図である。 本発明を適用した光ピックアップの光源を構成するLDチップの正面図である。 (a)は、本発明を適用した光ピックアップの光源を構成するLDチップの平面図であり、(b)は、このLDチップにビームシフトが発生した状態の平面図である。 本発明を適用した光ピックアップの対物レンズを通過して集光される光ビームの領域と、光量検出用光検出器の受光領域で受光される光ビームの領域との違いを説明する図である。 本発明を適用した光ピックアップの光源から出射される光ビームと、対物レンズを通過して集光される光ビームの領域と、光量検出用光検出器の受光領域で受光される光ビームの領域とを説明する図である。 (a)は、光源から出射される光ビームの光量と、対物レンズを通過して集光される光ビームの光量と、光量検出用光検出器の受光領域で受光される光ビームの光量とが、光源の駆動電流の変化によって変化することを示す図であり、(b)は、駆動電流の変化に伴うCE比、すなわち、対物レンズを通過して集光される光ビームの光量Lと、光量調整用光検出器の受光領域で受光される光量Lとの割合であるCE比の変化を示す図である。 (a)は、光源から出射される光ビームと、対物レンズを通過して集光される光ビームの領域と、光量検出用光検出器の受光領域で受光される光ビームの領域とを示す図であり、(b)は、対物レンズを通過して集光される光ビームの光量を示す図であり、(c)は、本発明を適用した光ピックアップの光量検出用光検出器の受光領域で受光される光ビームの光量を示す図であり、(d)は、本発明と比較する比較例の光ピックアップの光量検出用光検出器の受光領域で受光される光ビームの光量を示す図である。 (a)は、ビームシフトが発生した状態の光源から出射される光ビームと、対物レンズを通過して集光される光ビームの領域と、光量検出用光検出器の受光領域で受光される光ビームの領域とを示す図であり、(b)は、ビームシフトが発生した状態の対物レンズを通過して集光される光ビームの光量を示す図であり、(c)は、本発明を適用した光ピックアップのビームシフトが発生した状態の光量検出用光検出器の受光領域で受光される光ビームの光量を示す図であり、(d)は、本発明と比較する比較例の光ピックアップのビームシフトが発生した状態の光量検出用光検出器の受光領域で受光される光ビームの光量を示す図である。 (a)は、本発明を適用した光ピックアップのLD駆動電流の変化に伴う、光源から出射される光ビームの光量の変化と、CE比、すなわち、対物レンズを通過して集光される光ビームの光量Lと、光量調整用光検出器の受光領域で受光される光量Lとの割合の変化を示す図であり、(b)は、本発明と比較する比較例の光ピックアップのLD駆動電流の変化に伴う、光源から出射される光ビームの光量の変化と、CE比、すなわち、対物レンズを通過して集光される光ビームの光量と、光量調整用光検出器の受光領域で受光される光量との割合の変化を示す図である。 (a)は、本発明を適用した他の例の光ピックアップの光量検出用光検出器の受光領域と光ビームのビームシフト方向との関係を説明する図であり、(b)は、この光量検出用光検出器の受光領域の他の例を説明する図である。 本発明を適用したさらに他の例の光ピックアップの光量検出用光検出器の受光領域と光ビームのビームシフト方向との関係を説明する図である。 本発明を適用した受光領域を長方形とした例の光ピックアップの光量検出用光検出器の受光領域と光ビームのビームシフト方向との関係を説明する図である。 本発明を適用した受光領域を楕円形状とした例の光ピックアップの光量検出用光検出器の受光領域と光ビームのビームシフト方向との関係を説明する図である。 従来の光ピックアップにおいて、(a)は、駆動電流と光源出射光量の常温時及び高温時の変化を示す図であり、(b)は、常温時にキンクが発生した状態の駆動電流と光源出射光量との関係を示す図であり、(c)は、高温時にキンクが発生した状態の駆動電流と光源出射光量との関係を示す図である。
符号の説明
1 光ピックアップ、 10 記録再生装置、 11 光ディスク、 12 スピンドルモータ、 27 制御部、 31 光源、 32 対物レンズ、 33 信号検出用光検出器、34 ビームスプリッタ、 35 光量調整用光検出器、 36 グレーティング、 37 カップリングレンズ、 39 レーザパワー制御部

Claims (6)

  1. 所定の波長の光ビームを出射する光源と、
    上記光源から出射された光ビームを光ディスク上に集光する対物レンズと、
    上記光ディスクで反射された戻り光を検出する光検出器と、
    上記光源と上記対物レンズとの間に設けられ、上記光源から出射された光ビームを上記対物レンズに入射する光ビームから一部分離する光分離手段と、
    一の受光領域を有し、上記光分離手段により分離された光ビームを検出する光量調整用光検出器と、
    上記光量調整用光検出器で検出された信号に基づいて上記光源から出射される光ビームの出力を制御する制御部とを備え、
    上記光量調整用光検出器の受光領域は、受光面積を一定としながら、上記光源から出射される光ビームの出射方向が変化しても受光光量が一定とされることを特徴とする光ピックアップ。
  2. 上記受光領域は、略矩形に形成され、一方の対角線が上記光ビームのシフト方向に平行に配置されることを特徴とする請求項1記載の光ピックアップ。
  3. 上記受光領域には、接地部とパッド部とが設けられ、
    上記接地部及び上記パッド部は、上記一方の対角線上の頂点以外の頂点近傍に配置されることを特徴とする請求項2記載の光ピックアップ。
  4. 上記受光領域は、略矩形に形成され光ビームを受光する複数の受光部と、略矩形で上記受光部と略同じ大きさに形成され光ビームを受光しない複数の遮光部とを有し、
    上記複数の受光部及び上記複数の遮光部は、それぞれ交互であって、全体で矩形状を形成するように配置されることを特徴とする請求項1記載の光ピックアップ。
  5. 上記受光領域は、長方形に形成され、上記長方形の長辺が上記光ビームのシフト方向に平行に配置されることを特徴とする請求項1記載の光ピックアップ。
  6. 上記受光領域は、楕円形状に形成され、上記楕円の長軸が上記光ビームのシフト方向に平行に配置されることを特徴とする請求項1記載の光ピックアップ。
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