JP3939240B2 - 光学ヘッド装置 - Google Patents
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Description
【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(Compact Disc)規格のCD−R(Recordable)及びCD−RW(ReWritable)記録方式と、DVD(Digital Versatile Disc)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(Auto Power Control)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(θh)及び垂直方向(θp)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(θp)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(θh)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(θh)及び垂直方向(θp)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 (2)
- 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。
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