JP2996856B2

JP2996856B2 - 光学式ピックアップ装置

Info

Publication number: JP2996856B2
Application number: JP6025283A
Authority: JP
Inventors: 寛宮澤
Original assignee: Kenwood KK
Current assignee: Kenwood KK
Priority date: 1993-02-26
Filing date: 1994-02-23
Publication date: 2000-01-11
Anticipated expiration: 2015-01-11
Also published as: JPH06318338A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は記録再生可能な光ディ
スク装置の光学式ピックアップ装置に係り、特に光ディ
スクに記録した情報を再生する際に、半導体レーザーを
安定に発光動作させるのに好適な光学式ピックアップ装
置に関する。

【０００２】

【従来技術】光ディスクに情報を記憶し、または記録さ
れた情報を再生する機能を有した光学式ピックアップに
おけるレーザービームの光路となる光学系としては、図
７に示すように、レーザー光を発射する半導体レーザー
１の次から、コリメータレンズ２、１／４波長板３、回
折格子４、２つのビーム整形プリズム５、ビームスプリ
ッタ６、ミラー７および対物レンズ８の順に配置され、
レーザービームがこの光学系を経て、光ディスク９にレ
ーザービームスポットとして照射されるよう構成されて
いる。

【０００３】また、再生専用の光学式ピックアップ装置
におけるレーザービームの進行経路となる光学系として
は、図８に示すように、半導体レーザー１の次から、コ
リメータレンズ２、回折格子４、ビームスプリッタ６、
ミラー７および対物レンズ８の順に配置され、レーザー
ビームが光ディスク９にレーザービームスポットとして
照射されるよう構成されている。

【０００４】上記した記録再生用の光学式ピックアップ
装置の光学系と再生専用の光学式ピックアップ装置の光
学系とを比較すると、記録再生用の光学式ピックアップ
装置の光学系の方が構成が複雑であることが確認され
る。これは、記録時には、再生時よりも高出力を必要と
するため、半導体レーザー１の発光量をより有効に利用
しなくてはならないからである。

【０００５】記録時に効率よくレーザービームを光ディ
スク９に導くために、記録再生用の光学式ピックアップ
装置の光学系の各部品、即ちコリメータレンズ２、１／
４波長板３、回折格子４、２つのビーム整形プリズム
５、ビームスプリッタ６、ミラー７および対物レンズ８
のレーザービーム通過面には、反射防止薄膜を形成する
のが一般的であった。

【０００６】この反射防止薄膜の分光特性は、図９に示
すように、反射率Ｒが半導体レーザー１の発光波長範囲
における低出力発光時のピーク波長λ（Ｌ）から高出力
発光時のピーク波長λ（Ｈ）に亘って偏りの無い分布と
なっていた。

【０００７】また、読み取り用受光器（図示せず）に、
光ディスク９の複屈折による再生光を安定受光させるた
め、ビームスプリッタ６にＰ偏光Ｓ偏光に対して透過お
よび反射特性が偏らない特性の膜を形成させていた。こ
れにより、光ディスク９からの反射光の偏光特性に影響
されることなく、前記受光器へ一定の光量を反射させる
ようにしていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
の光学式ピックアップ装置は、記録時に多量のレーザー
光の照射量を確保するために、レーザービームの光ディ
スクへの経路の通過特性を良くしなければならず、この
ためビームスプリッタの反射率を余り高くはできなかっ
た。

【０００９】また、上記のようにレーザービームの通過
特性を良くすることにより、光ディスクでの反射光がビ
ームスプリッタを通過して半導体レーザーの発光面に多
く戻るようになるため、再生時に低発光出力で動作する
半導体レーザーが発光揺らぎをおこす原因になってい
た。

【００１０】この発明は上記した点に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは従来例の欠点を解消
し、光ディスクに対して記録時のレーザー光量を確保
し、且つ再生時に半導レーザーが安定発光できる光学式
ピックアップ装置を提供するところにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明に係る光学式ピ
ックアップ装置は、光源となる単一の半導体レーザーか
ら発射されたレーザー光を光ディスクの情報記録面に導
きレーザービームスポットとして照射する光学系と、前
記情報記録面で反射されたレーザービームを受光器まで
導く光学系とを備え、記録時には前記半導体レーザーか
らレーザー光を高出力で発射し再生時には低出力で発射
するよう構成した光学式ピックアップ装置において、前
記レーザービーム照射用光学系を構成する光学部品のう
ち複数の光学部品に、記録時の透過率が再生時の透過率
より高くなるよう分光反射率が入射光の波長によって連
続的に変化する反射防止膜を形成することにより、再生
時における半導体レーザーへの戻り光を少なくしたもの
である。

【００１２】この場合、前記光学部品のうち光透過素子
に形成される前記反射防止膜として、前記半導体レーザ
ーの発光波長域の短波長側で高く、かつ長波長側で低い
分光反射率特性を有するものを使用することができる。
なお、前記反射防止膜を、前記光学部品のうち光透過素
子の入射面または出射面上に形成することができる。

【００１３】また、前記光学部品のうち光反射素子の反
射面上に形成される前記反射防止膜として、前記半導体
レーザーの発光波長域の短波長側で低く、かつ長波長側
で高い分光反射率特性を有するものを使用することがで
きる。なお、前記反射防止膜を、前記光学部品のうち光
反射素子の反射面上に形成することができる。

【００１４】

【作用】この発明によれば、光学式ピックアップの光学
系を構成する光学部品に分光反射率が入射光の波長に依
存して変化するような反射防止膜（好適な実施例におい
ては、半導体レーザーの発光波長全域において短波長側
で高く且つ長波長側で低い分光反射率特性を有するよう
な反射防止膜）を形成させているので、光ディスクの情
報を再生する際、半導体レーザーの低出力発光時におけ
るピーク波長λ（Ｌ）の光学系の透過率が低くなり、半
導体レーザー発光面への戻り光は最小となる。

【００１５】また、光ディスクに情報を記録する際、半
導体レーザーの高出力発光時に波長が長波長側へ移る
が、このピーク波長λ（Ｈ）の反射防止膜の付着された
光学素子の透過率は最大になって、半導体レーザーから
発射されたレーザー光の光学系における光ディスクへの
通過率は最大になる。

【００１６】

【実施例】この発明に係る光学式ピックアップ装置の実
施例を図１乃至図７に基づき説明する。なお、従来例と
同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。図
１は、この発明の第１実施例に係る反射防止薄膜の分光
反射率特性を示す図であり、図２および図３は、該第１
実施例の反射防止薄膜を示す断面図である。図４は、こ
の発明の第２実施例に係る反射防止薄膜の分光反射率特
性を示す図であり、図５および図６は、該第２実施例の
反射防止薄膜を示す断面図である。なお、図７は、一般
的な記録再生可能な光学式ピックアップ装置の光学系の
構成と光路を示す図である。

【００１７】図１および図４において、λはレーザー光
の波長、λ（Ｌ）は低出力短波長発光時のピーク波長、
λ（Ｈ）は高出力長波長発光時のピーク波長である。Ｒ
（λ）は反射防止薄膜の反射率、Ｒ（Ｌ）はピーク波長
λ（Ｌ）に対する反射防止薄膜の反射率、Ｒ（Ｈ）はピ
ーク波長λ（Ｈ）に対する反射防止薄膜の反射率であ
る。

【００１８】また、図２、図３、図５および図６におい
て、図中、Ｇはガラス基板を、またＨおよびＬはガラス
基板上に積層される薄膜であって、「Ｈ」はガラス基板
よりも高い屈折率を有する材料（例えば、ＺｎＳ）の層
を、そして「Ｌ」は基板よりも低い屈折率を有する材料
（例えば、ＭｇＦ₂ ）の層をそれぞれ示す。また、Ｈ₁
とＨ₁ （または、Ｌ₁ とＬ₁ ）のように同一の番号を付
したものは、同材料でかつ同膜厚の層を示している。ま
た、Ｈ₁ とＨ₂ （または、Ｌ₁ とＬ₂ ）のように異なる
番号を付したものは、同材料ではあるが膜厚の異なる層
であることを表わしている。

【００１９】図７に示す記録再生用の光学式ピックアッ
プ装置の光学系において、半導体レーザー１により発射
されたレーザー光は、コリメータレンズ２で平行なレー
ザビームにされ、１／４波長板３で円偏光に変えられ
る。次に回折格子４により僅かに角度分離した複数のレ
ーザービームに分けられ、２つのビーム整形プリズム５
で整形される。このビーム整形プリズム５を通過したレ
ーザービームがビームスプリッタ６を通過して、所定量
がミラー７に到達し、このミラー７で反射して対物レン
ズ８に入り、光ディスク９の情報記録面にレーザービー
ムスポットとして照射される。

【００２０】また、光ディスク９の情報記録面で反射し
たレーザービーム（図７の破線）は、対物レンズ８を通
過しミラー７で反射されてビームスプリッタ６に入る。
このビームスプリッタ６で所定量が反射して図示してい
ない受光器へ送られ、また、一部はビームスプリッタ６
を通過して半導体レーザー１の発光面に戻ってくる。

【００２１】本発明の第１実施例では、上記した図７に
示す光学系の内、光透過素子であるコリメータレンズ
２、１／４波長板３、回折格子４、２つのビーム整形プ
リズム５、ビームスプリッタ６、および対物レンズ８の
各光学部品に対して、レーザー光の波長範囲内において
長波長側のピーク波長λ（Ｈ）に対しては低い反射率Ｒ
（Ｈ）となり、短波長側のピーク波長λ（Ｌ）に対して
は高い反射率Ｒ（Ｌ）となる反射防止薄膜を付着させて
いる。つまり、図７の光学系を構成する光透過素子に、
図１に示される分光反射率特性を有する反射防止薄膜を
形成したものである。

【００２２】この反射防止薄膜は、低屈折率材料（例え
ば、ＭｇＦ₂ ）の単層かもしくは図２および図３に示さ
れるような数種類の屈折率の異なる膜の組合せ等により
形成される。

【００２３】図２は、図１に示す分光反射率特性を実現
する反射防止膜の基本的な構成例を示す図である。薄膜
は、屈折率の異なる２種類の誘電体膜の３層より構成さ
れる。すなわち、ガラス基板Ｇ（例えば、屈折率１．５
２）上にガラス基板よりも屈折率の高い（例えば、屈折
率２．３）層Ｈ₁ 、低い（例えば、１．３８）層Ｌ₁お
よび、高い層Ｈ₁ をこの順に積層して構成される。次
に、図３はさらに好適な実施例を示す図であり、ガラス
基板Ｇ上に形成した多層誘電体膜の層の構造図である。
この多層誘電体膜は、分光反射率に波長依存性をもたせ
る多層部ａと反射防止部ｂとに大別される。

【００２４】図２および図３に示される構造の薄膜を、
図７に示される光学系を構成する光学素子２〜５の、レ
ーザー光が透過する光学面のいずれか一面上の光学ガラ
ス表面上にコーティングすることにより図１に示す分光
反射率特性が実現され、本発明の所期の目的が達成され
る。

【００２５】つまり、記録時のように半導体レーザー１
からレーザー光を高出力で発射させると、半導体レーザ
ー１の発光波長全域内において、その発光波長（λ）が
長波長のピーク波長λ（Ｈ）側に移るため、この時の反
射率Ｒ（λ）は低くなり反射率Ｒ（Ｈ）となる。したが
って、記録時には半導体レーザー１から発射されたレー
ザー光は、図７に示す光学系を高い透過率で通過するこ
とができ、光ディスク９の情報記録面に対し記録に必要
な光エネルギー（光量）を効率よく確保できる。

【００２６】また、再生時には半導体レーザー１の発光
が低出力となるところから、レーザー光の波長は略所定
の波長で短波長側のピーク波長λ（Ｌ）に近くなり、図
１に示すように反射率Ｒ（λ）は高くなって略反射率Ｒ
（Ｌ）となる。これにより、読み取り時における光ディ
スク９の情報記録面での光量を十分確保するために、半
導体レーザーの発光出力は極端に低くせずに高めに保つ
ことができ、かつ光ディスク９で反射したレーザービー
ムの半導体レーザーへの戻り量は非常に少なくなる。

【００２７】以上、本件発明の所期の目的を達成するた
めの一手法として、半導体レーザーの発光波長域の短波
長側で高く、かつ長波長側で低い分光反射率特性を有す
る反射防止膜を光透過素子２〜５のガラス表面上に形成
することにより、再生時における半導体レーザーへの戻
り光を減少させる方法について説明してきた。しかしな
がら、この手法以外にも本件発明の所期の目的である
「再生時における半導体レーザーへの戻り光の減少化」
は、図４に示すような分光反射率特性、すなわち、短波
長側で低く、かつ長波長側で高い分光反射率特性を有す
る反射防止膜を光学反射素子７の反射面上に形成するこ
とによっても達成できる。そして、図４に示す分光反射
率特性は、図５および図６により示される構造を有する
反射防止膜により実現される。

【００２８】つまり、記録時のように半導体レーザー１
からレーザー光を高出力で発射させると、半導体レーザ
ー１の発光波長全域内において、その発光波長（λ）が
長波長のピーク波長λ（Ｈ）側に移るため、この時の反
射率Ｒ（λ）は高くなり反射率Ｒ（Ｈ）となる。したが
って、記録時には半導体レーザー１から発射されたレー
ザー光は、図７に示す光学系を高い反射率で通過するこ
とができ、光ディスク９の情報記録面に対し記録に必要
な光エネルギー（光量）を効率よく確保できる。

【００２９】さらに、再生時には半導体レーザー１の発
光が低出力となるところから、レーザー光の波長は略所
定の波長で短波長側のピーク波長λ（Ｌ）に近くなり、
図４に示すように反射率Ｒ（λ）は低くなって略反射率
Ｒ（Ｌ）となる。これにより、読み取り時における光デ
ィスク９の情報記録面での光量を十分確保するために、
半導体レーザーの発光出力は極端に低くせずに高めに保
つことができ、かつ光ディスク９で反射したレーザービ
ームの半導体レーザーへの戻り量は非常に少なくなる。

【００３０】

【発明の効果】この発明に係る光学式ピックアップ装置
によれば、記録および再生用の光学式ピックアップ装置
のレーザービーム照射用光学部品に、入射光の波長によ
って変化するような分光反射率特性を有する反射防止薄
膜を形成させたため、半導体レーザーを高出力発光させ
る記録時には光学系のレーザービームの通過率は高くな
る。このため、光ディスクの情報記録面は必要な光量を
確保し安定な記録ができる。

【００３１】また、半導体レーザーを低出力発光させる
再生時には光学系の透過効率が低くなり、半導体レーザ
ーの発光面への戻り光が非常に少なくなる。このため、
低出力発光時に特有の発光揺らぎが無くなり発光が安定
して良好な再生信号が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における光学系の反射防止
薄膜の分光反射率特性を示す図である。

【図２】本発明の第１実施例における反射防止薄膜の構
成を示す断面図である。

【図３】本発明の第１実施例における反射防止薄膜の他
の構成を示す断面図である。

【図４】本発明の第２実施例における光学系の反射防止
薄膜の分光反射率特性を示す図である。

【図５】本発明の第２実施例における反射防止薄膜の構
成を示す断面図である。

【図６】本発明の第２実施例における反射防止薄膜の他
の構成を示す断面図である。

【図７】記録再生可能な光学式ピックアップ装置におけ
る光学系の構成と光路を示す図である。

【図８】再生専用の光学式ピックアップ装置における光
学系の構成と光路を示す図である。

【図９】従来例における光学系の反射防止薄膜の分光反
射率特性を示す図である。

【符号の説明】

１：半導体レーザー２：コリメータレンズ３：１／４波長板４：回折格子５：ビーム整形プリズム６：ビームスプリッタ７：ミラー８：対物レンズ９：光ディスク λ（Ｌ）：低出力発光時のピーク波長 λ（Ｈ）：高出力発光時のピーク波長Ｒ（Ｌ）：ピーク波長λ（Ｌ）に対する反射率Ｒ（Ｈ）：ピーク波長λ（Ｈ）に対する反射率

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光源となる単一の半導体レーザーから発
射されたレーザー光を光ディスクの情報記録面に導きレ
ーザービームスポットとして照射する光学系と、前記情
報記録面で反射されたレーザービームを受光器まで導く
光学系とを備え、記録時には前記半導体レーザーからレ
ーザー光を高出力で発射し再生時には低出力で発射する
よう構成した光学式ピックアップ装置において、前記レーザービーム照射用光学系を構成する光学部品の
うち複数の光学部品に、記録時の透過率が再生時の透過
率より高くなるよう分光反射率が入射光の波長によって
連続的に変化する反射防止膜を形成することにより、再
生時における半導体レーザーへの戻り光を少なくしたこ
とを特徴とする光学式ピックアップ装置。
【請求項２】前記光学部品のうち光透過素子に形成さ
れる前記反射防止膜は、前記半導体レーザーの発光波長
域の短波長側で高く、かつ長波長側で低い分光反射率特
性を有することを特徴とする請求項１記載の光学式ピッ
クアップ装置。
【請求項３】前記反射防止膜は、前記光学部品のうち
光透過素子の入射面または出射面上に形成されることを
特徴とする請求項１または請求項２記載の光学式ピック
アップ装置。
【請求項４】前記光学部品のうち光反射素子の反射面
上に形成される前記反射防止膜は、前記半導体レーザー
の発光波長域の短波長側で低く、かつ長波長側で高い分
光反射率特性を有することを特徴とする請求項１記載の
光学式ピックアップ装置。
【請求項５】前記反射防止膜は、前記光学部品のうち
光反射素子の反射面上に形成されることを特徴とする請
求項１または請求項４記載の光学式ピックアップ装置。