JP3988513B2 - 光学ヘッド - Google Patents
光学ヘッド Download PDFInfo
- Publication number
- JP3988513B2 JP3988513B2 JP2002117246A JP2002117246A JP3988513B2 JP 3988513 B2 JP3988513 B2 JP 3988513B2 JP 2002117246 A JP2002117246 A JP 2002117246A JP 2002117246 A JP2002117246 A JP 2002117246A JP 3988513 B2 JP3988513 B2 JP 3988513B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- light receiving
- receiving element
- amount
- objective lens
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は情報の記録、再生を行うための光ディスク装置において、光ディスク上の集光スポットに所定の光量が照射されるように制御が可能な光学ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
記録可能な光ディスクとして、相変化光ディスク、光磁気ディスク、１度だけ記録可能な色素系光ディスクなどが従来から知られている。これらの光ディスクは、レーザー光を光ディスク上の記録面に集光、照射して局所的に温度を上昇させることにより相変化や色素の分解を起こさせて情報の記録を行う、或いはレーザー光で記録面の温度を上昇させつつ外部磁界を印加して磁化方向を操作することにより情報の記録を行い、記録時よりも弱いレーザー光量で記録面を照射して、その反射光の光量、或いは偏光の検出を行うことにより情報の再生を行う。
【０００３】
このような情報の記録および再生を行う光ディスク装置では、記録時のレーザー光量が小さ過ぎると情報を確実に記録することができず、また、再生時のレーザー光量が大き過ぎると記録されていた情報に破壊等の重大な影響を及ぼす恐れがあるので、記録再生動作において十分にそのレーザー光量が制御されることが必要となる。特に相変化光ディスクの場合は、記録時のレーザー光量が２段階あるため（アモルファス化パワー、および、結晶化パワー）、再生時とあわせて３段階のレーザー光量制御が必要となる。
【０００４】
しかし、光ディスク装置の光源に用いられる半導体レーザーは一般に温度特性を有し、周囲温度によりそのしきい値電流が変動するため、記録時および再生時の駆動電流を所定の値に制御しても、発光量は温度により変動する。そのため従来から、情報の記録再生を行う光ディスク装置では、半導体レーザーの発光量の変動を抑えるために、発光量をモニタしてレーザ駆動回路の帰還制御を行っている。この様な一定強度の出力光を得るための自動光出力制御はＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）と呼ばれる。
【０００５】
図８はこのような光ディスク装置に用いられる従来の光学ヘッドの構成図である。６１は半導体レーザ、６２は透過および反射で光を分岐するビームスプリッタ、６３は対物レンズ、６４は記録面に情報トラックを有する光ディスク、６５は受光素子、６６は検出レンズ、プリズム、或いは回折素子等の光学素子と受光素子を有しビームスプリッタ６２によって反射された光ディスク６４からの戻り光を受光し、受光した光量に応じた信号に変換し、検出する信号検出手段、６７は詳細は図示しないが、光ディスク６４に対して水平方向、および垂直方向に対物レンズ６３を駆動するアクチュエータである。
【０００６】
このように構成された光学ヘッドにおいて、半導体レーザ６１から出射した光はビームスプリッタ６２において一部は透過、一部は反射する。ビームスプリッタ６２において反射した光は受光素子６５にて受光され、この検出光量が所定の値となるようにＡＰＣ回路により、半導体レーザ６１の発光量が制御される。
【０００７】
ビームスプリッタ６２を透過した光は対物レンズ６３により光ディスク６４上に集光され、光ディスク６４にて反射した光は再び対物レンズ６３を透過し、ビームスプリッタ６２で反射され、信号検出手段６６により、サーボ信号および情報記録信号が検出される。
【０００８】
なお、信号検出手段６６で検出されるサーボ信号は、面振れおよび偏心により変動する光ディスク６４上の情報トラックと集光スポットの誤差信号であり、この信号に応じてアクチュエータ６７を駆動し、対物レンズ６３の位置を制御することにより、情報トラックに集光スポットを追従させて記録および再生が行われる。
【０００９】
以上のような光学ヘッドにおいて、受光素子６５にて検出される光量はビームスプリッタ６２を透過する光量に略比例し、光ディスク６４に集光される光量はビームスプリッタ６２を透過する光量に略比例するため、光ディスク６４上に集光されるレーザー光量は受光素子６５で検出される光量に略比例する。従って、受光素子６５で受光される信号を所定の値となるように制御を行えば、周囲温度が変化した場合でも光ディスク６４上に集光されるレーザー光量を定められた値に制御することができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような光ディスク装置では、半導体レーザの発光量を一定に制御しているだけであり、サーボ動作に伴いアクチュエータを駆動して対物レンズが移動すると、対物レンズを透過する光量が変化し、光ディスク上に集光される光量が変動してしまうという課題があった。このような光量変動は、記録時に記録マークの形成のばらつきとなり、不完全な記録マークや記録を行っている周囲の記録マークの破壊を生じさせて記録エラーを起こしたり、再生時に再生信号のＳ／Ｎ比を劣化させて再生エラーを起こすため、性能悪化の要因となっていた。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の光ヘッドは、光源と、前記光源からの光が通過し、前記光源からの光のうち一部不要な光を遮る開口部と、前記光源からの光のうち、前記開口部を通過した光を第１の光と第２の光とに分岐する光分岐手段と、前記第１の光を検出する第１の受光手段と、前記第２の光を情報記録媒体上の情報トラックに集光するように構成され、かつ、前記第２の光の光束径よりも光透過有効径が小さい集光手段と、前記集光手段を光軸と直交する方向に移動させる移動手段と、前記集光手段の移動に応じて移動するように構成され、かつ、前記第２の光の内、前記集光手段に入射しない部分の光を検出する第２の受光手段を備え、前記第１の受光手段と前記第２の受光手段で検出された信号を演算して得られる信号により、前記情報記録媒体上に集光される光量を間接的にモニタすることで、前記光源の発光量を制御するように構成したことを特徴とする。
また、前記第１の受光手段で検出される光量をＰ１、前記第２の受光手段で検出される光量をＰ２、前記光分岐手段に入射した光のうち前記第１の光の割合をＫｒ、前記第２の光の割合をＫｔとしたとき、（Ｋｔ／Ｋｒ）×Ｐ１−Ｐ２で表される前記情報記録媒体上に集光される光量をモニタすることで、前記光源の発光量を制御するとしてもよい。
【００１２】
また、情報記録媒体からの反射光を受光する第３の受光素子を備え、前記光源と前記第３の受光素子が同一の筐体内に配置される構成としてもよい。
【００１５】
また、前記第２の受光手段は、前記移動手段上に配置された受光素子である構成としてもよい。
【００１６】
また、前記第２の受光手段は、前記移動手段上に配置された反射手段と、前記反射手段で反射した光を受光する受光素子を有する構成としてもよい。
【００１７】
また、前記受光素子は、前記情報トラックに対して平行な直線に対して対称に配置された複数の受光領域を有し、前記複数の受光領域で検出される信号を演算することにより前記集光手段の移動量を検出する構成としてもよい。
【００１８】
また、前記反射手段は、前記情報トラックに対して平行な直線に対して対称に配置された複数の反射領域を有し、前記複数の受光素子で検出される信号を演算することにより前記集光手段の移動量を検出する構成としてもよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における光学ヘッドの構成図である。１は光源に対応する半導体レーザ、２は半導体レーザから出射する不要な光を遮る開口、３は透過および反射で光を分岐するビームスプリッタ、４は第１の受光手段に対応する受光素子、５は集光手段に対応する対物レンズ、６は対物レンズホルダ、７は対物レンズホルダ６に一体に設けられた第２の受光手段に対応する受光素子、８は情報記録媒体に対応する光ディスク、９は検出レンズ、プリズム、或いは回折素子等の光学素子と受光素子を有し、ビームスプリッタ６２によって反射された光ディスク６４からの戻り光を受光し、受光した光量に応じた信号に変換し、検出する信号検出手段、１０はビームスプリッタ３を透過する光束、１１はビームスプリッタ３で反射する光束、１２は詳細は図示しないが、光ディスク８に対して水平方向および垂直方向に対物レンズ５を駆動する移動手段に対応するアクチュエータである。
【００２１】
図２は実施の形態１における対物レンズ５および受光素子７の配置を光源側から見た図であり、１５は光源からの光が対物レンズを透過する領域、１７は受光素子７の受光領域であり、受光領域１７は例えばドーナツ型をしており、対物レンズ５を透過する光束の周囲の光を受光するように構成される。
【００２２】
このように構成された光学ヘッドにおいて、半導体レーザ１を出射した光は、開口２を通過し、ビームスプリッタ３へ入射し、一部が透過、一部が反射される。ビームスプリッタ３で反射された光束１１は受光素子４で受光され、ビームスプリッタ３を透過した光束１０の一部（中央付近の光束）は対物レンズ５により光ディスク８上に集光され、光束１０の残り（周辺付近の光束）は受光素子７で受光される。
【００２３】
ここで、受光素子４で検出された光量と受光素子７で検出された光量を演算して得られる信号が所定の値となるようにＡＰＣ回路により、半導体レーザ１の発光量が制御される。
【００２４】
光ディスク８で反射した光は再び対物レンズ５を透過し、ビームスプリッタ３で反射され、信号検出手段９により、サーボ信号および情報記録信号が検出される。なお、信号検出手段９で検出されるサーボ信号は、面振れおよび偏心により変動する光ディスク８上の情報トラックと集光スポットの誤差信号であり、この信号に応じてアクチュエータ１２を駆動し、対物レンズ５の位置を制御することにより、情報トラックに集光スポットを追従させて記録および再生が行われる。
【００２５】
以上のような光学ヘッドにおいて、開口２を通過する光量をＰ０、受光素子４での受光量をＰ１、受光素子７での受光量をＰ２、光ディスク８上に集光される光量をＰ３、ビームスプリッタ３の透過率をＫｔ、反射率をＫｒとすると、ビームスプリッタ３を透過する光量においてＫｔ×Ｐ０＝Ｐ２＋Ｐ３、反射する光量においてＫｒ×Ｐ０＝Ｐ１となるため、次式が成り立つ。
【００２６】
Ｐ３＝（Ｋｔ／Ｋｒ）×Ｐ１−Ｐ２ （数１）
（数１）により光ディスク８上に集光される光量Ｐ３は受光素子４および受光素子７で受光される光量と、既存値から求めることが可能である。
【００２７】
図１の例では、受光素子４から得られるＰ１に対応する出力信号を増幅率ＧがＰ１に対応する出力信号をＫｔ／Ｋｒ倍するに相当する増幅器で増幅したものと、受光素子１２から得られるＰ２に対応する出力信号との差を差動増幅器により出力することで、光ディスク８に集光される光量Ｐ３を間接的に得ることができる。この得た信号をＡＰＣ回路へ送りＡＰＣ回路は、得られた信号が一定となるように半導体レーザの発光量を制御する。
【００２８】
従って、本発明の光学ヘッドでは、実際に対物レンズ５を透過して光ディスク８上に集光される光量を（数１）の演算によって間接的にモニタすることが可能であり、この演算によって得られる信号が一定となるように半導体レーザ１の発光量を制御することにより、光ディスク８上に集光される光量を所定の値に制御することができる。
【００２９】
以上のように、本発明の光学ヘッドでは、従来、光源である半導体レーザの発光量をモニタしてＡＰＣを行っていたのに対し、実際に光ディスク上に集光される光量を間接的にモニタしてＡＰＣを行うため、サーボ駆動により対物レンズが移動した場合にも光ディスク上の光量を所定の値に制御することができる。
【００３０】
なお、（数１）の演算式は、受光素子４は光束１１の全光束を受光し、受光素子７は光束１０のうち対物レンズ５を透過しない全ての光束を受光すると仮定しているが、実質的にこれらの受光量Ｐ１およびＰ２に略比例する光量が検出できるのであれば、受光する光束は領域の一部であっても良い。但しその場合は、受光された信号にそれぞれ比例係数倍のゲインを与えて演算することになる。
【００３１】
（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２における光学ヘッドの構成図である。２１は光源に対応する半導体レーザ、２２は半導体レーザから出射する不要な光を遮る開口、２３はビームスプリッタ、２４は第１の受光手段に対応する受光素子、２５は集光手段に対応する対物レンズ、２６は対物レンズホルダ、２７は対物レンズホルダ２６に一体に設けられた反射手段に対応するミラー、２８は情報記録媒体に対応する光ディスク、２９は複数の受光領域を持ち、第２の受光手段に対応する受光素子、３０は検出レンズ、プリズム、或いは回折素子等の光学素子と受光素子２９とを具備する信号検出手段、３１はビームスプリッタ２３で透過する光束、３２はビームスプリッタ２３を反射する光束、３３の破線はミラー２７で反射した光束、３４は詳細は図示しないが、光ディスク２８に対して水平方向および垂直方向に対物レンズ２５を駆動する移動手段であるアクチュエータである。
【００３２】
本実施の形態におけるミラー２７は、図２に示した実施の形態1における受光素子７の受光領域１７と同様の位置に配置され、対物レンズ２５を透過する光束の周囲の光を反射し、受光素子２９に導くように構成される。
【００３３】
このように構成された光学ヘッドにおいて、半導体レーザ２１を出射した光は、開口２２を通過し、ビームスプリッタ２３へ入射し、一部が透過、一部が反射される。ビームスプリッタ２３で反射された光束３１は受光素子２４で受光され、ビームスプリッタ２３を透過した光束３０の一部は対物レンズ２５により光ディスク２８上に集光され、光束３０の残りはミラー２７で反射された後、破線で図示している光束３３のようにビームスプリッタ２３で反射し、受光素子２９で受光される。
【００３４】
ここで、受光素子２４で検出された光量と受光素子２９で検出された光量を演算して得られる信号が所定の値となるようにＡＰＣ回路により、半導体レーザ１の発光量が制御される。
【００３５】
光ディスク２８で反射した光は再び対物レンズ２５を透過し、ビームスプリッタ２３で反射され、信号検出手段３０により、サーボ信号および情報記録信号が検出される。サーボ信号および情報記録信号の検出は、ミラー２７の反射光を受光する受光素子２９の基板上に設けられた別の受光領域を用いる。
【００３６】
以上のような光学ヘッドにおいて、開口２２を通過する光量をＰ０、受光素子２４での受光量をＰ１、受光素子２９での受光量をＰ４、光ディスク２８上に集光される光量をＰ３、ビームスプリッタ２３の透過率をＫｔ、反射率をＫｒとすると、ビームスプリッタ２３を透過する光量においてＫｔ×Ｐ０＝Ｐ３＋Ｐ４、反射する光量においてＫｒ×Ｐ０＝Ｐ１となるため、次式が成り立つ。
【００３７】
Ｐ３＝（Ｋｔ／Ｋｒ）×Ｐ１−Ｐ４ （数２）
（数２）により光ディスク２８上に集光される光量Ｐ３は受光素子２４および受光素子２９で受光される光量と、既存値から求めることが可能である。
【００３８】
図３の例では、受光素子２４から得られるＰ１に対応する出力信号を増幅率ＧがＰ１に対応する出力信号をＫｔ／Ｋｒ倍するに相当する増幅器で増幅したものと、受光素子２９から得られるＰ２に対応する出力信号との差を差動増幅器により出力することで、光ディスク２８に集光される光量Ｐ４を間接的に得ることができる。この得た信号をＡＰＣ回路へ送りＡＰＣ回路は、得られた信号が一定となるように半導体レーザの発光量を制御する。
【００３９】
従って、本実施の形態においても、実際に対物レンズ２５を透過して光ディスク２８上に集光される光量を（数２）の演算によって間接的にモニタすることが可能であり、この演算によって得られる信号が一定となるように半導体レーザ２１の発光量を制御することにより、光ディスク２８上に集光される光量を所定の値に制御することができる。
【００４０】
さらに、本実施の形態では、実施の形態１の効果に加え、サーボ信号および情報記録信号を検出する受光素子と、対物レンズ２５の周囲の光を検出する受光素子を一体化することにより、受光素子の数が減らせるため、低コスト化が図れる。また、アクチュエータ内に受光素子を設けなくてもよいため、配線等の構成が簡単になる。
【００４１】
なお、本実施の形態ではミラー２７は対物レンズホルダ２６に一体に設けるとしたが、対物レンズ２５の縁の部分に蒸着等の手段で設けてもよい。
【００４２】
（実施の形態３）
図４は本発明の実施の形態３における光学ヘッドの構成図である。４１は光源に対応する半導体レーザ、４２は半導体レーザ４１の背面から出射した光を受光する第１の受光手段に対応する受光素子、４３はビームスプリッタ、４４は集光手段に対応する対物レンズ、４５は対物レンズホルダ、４６は対物レンズホルダ４５に一体に設けられた第２の受光手段に対応する受光素子、４７は情報記録媒体に対応する光ディスク、４８は検出レンズ、プリズム、或いは回折素子等の光学素子と受光素子から成る信号検出手段、４９は半導体レーザ４１から対物レンズ４４に向かって出射する光束、５０は半導体レーザ４１において光束４７が出射する面の背面から出射する光束、５１は内部に半導体レーザ４１および受光素子４２を有する筐体、５４は詳細は図示しないが、光ディスク４７に対して水平方向および垂直方向に対物レンズ４４を駆動する移動手段に対応するアクチュエータである。
【００４３】
本実施の形態における受光素子４６は、実施の形態1における受光素子７と同様の構成であり、図２に示した受光領域１７と同じ受光領域を持つ。このように構成された光学ヘッドにおいて、半導体レーザ４１を出射した光束４９はビームスプリッタ４３を透過し、一部は対物レンズ４４により光ディスク４７上に集光され、光束４９の残りは受光素子４６で受光される。光ディスク４７で反射した光は再び対物レンズ４４を透過し、ビームスプリッタ４３で反射され、信号検出手段４８により、サーボ信号および情報記録信号が検出される。
【００４４】
一方、半導体レーザ４１の背面から出射した光束５０は受光素子４２で受光され、受光素子４２で検出された光量と受光素子４６で検出された光量を演算して得られる信号が所定の値となるようにＡＰＣ回路により、半導体レーザ４１の発光量が制御される。
【００４５】
以上のように構成された本実施の形態においても、半導体レーザ４１の背面から出射する光束５０の光量を受光素子４２で検出した後、増幅器を用いて適切なゲインをかけて光束４９の光量を推定し、受光素子４６で得られる受光量との差動演算をすることにより、光ディスク４７上に集光される光量を間接的にモニタすることが可能であり、この演算によって得られる信号が一定となるように半導体レーザ４１の発光量をＡＰＣ回路により制御することにより、光ディスク４７上に集光される光量を所定の値に制御することができる。
【００４６】
さらに、本実施の形態では、実施の形態1の効果に加え、半導体レーザの背面から出る光を受光する、いわゆるバックモニタを利用することにより、半導体レーザ４１と受光素子４２を一つの筐体５１内に収めることができるため、構成を簡略化できる。
【００４７】
（実施の形態４）
図５は本発明の実施の形態４における光学ヘッドの構成図である。７１は光源に対応する半導体レーザ、７２は半導体レーザ７１の背面から出射した光を受光する第１の受光手段に対応する受光素子、７３は反射面７３ａおよびビームスプリッタ面７３ｂを有する台形プリズム、７４は集光手段に対応する対物レンズ、７５は対物レンズホルダ、７６は対物レンズホルダ７５に一体に設けられた第２の受光手段に対応する受光素子、７７は情報記録担体に相当する光ディスク、７８は検出レンズ、プリズム、或いは回折素子等の光学素子から成る信号分岐手段、７９は信号分岐手段で分岐した光束を受光する受光素子、８０は内部に半導体レーザ７１、受光素子７２および受光素子７９を有する筐体、８１は台形プリズム７３から対物レンズ７４に向かって出射する光束、８２は半導体レーザ７１において光束８１が出射する面の背面から出射する光束、８３は詳細は図示しないが、光ディスク７７に対して水平方向および垂直方向に対物レンズ７４を駆動する移動手段に対応するアクチュエータである。
【００４８】
このように構成された光学ヘッドにおいて、半導体レーザ７１を出射した光束８１は台形プリズム７３に入射し、反射面７３ａおよびビームスプリッタ面７３ｂを反射した後、一部は対物レンズ７４により光ディスク７７上に集光され、光束８１の残りは受光素子７６で受光される。光ディスク７７で反射した光は再び対物レンズ７４を透過し、台形プリズム７３のビームスプリッタ面７３ｂを透過し、信号分岐手段７８により、受光素子７９に導かれ、サーボ信号および情報記録信号が検出される。
【００４９】
一方、半導体レーザ７１の背面から出射した光束８２は受光素子７２で受光され、受光素子７２で検出された後、増幅器を用いて適切なゲインをかけて光束８１の光量を推定したものと、受光素子７６で検出された光量とを差動演算して得られる信号が所定の値となるようにＡＰＣ回路を用いて制御することにより、半導体レーザ７１の発光量が制御される。
【００５０】
以上のような構成においても図４に示した実施の形態３と同様に、半導体レーザ７１の背面から出射する光束８２の光量に適切なゲインをかけて光束８１の光量を推定し、受光素子７６で得られる受光量との差動演算をすることにより、光ディスク７７上に集光される光量を間接的にモニタすることが可能であり、この演算によって得られる信号が一定となるように半導体レーザ７１の発光量を制御することにより、光ディスク７７上に集光される光量を所定の値に制御することができる。
【００５１】
さらに、この実施の形態では、半導体レーザ７１、受光素子７２および受光素子７９を同一の筐体８０内に収めることができるため、さらに構成を簡略化できる。
【００５２】
なお、図５に示した本実施の形態では、対物レンズホルダ７５に受光素子７６が一体に設けられる構成としたが、実施の形態２のように、対物レンズホルダ７５にミラーを設け、その反射光を筐体８０内部の受光素子で受光する構成としてもよい。
【００５３】
また信号分岐手段７８として例えばホログラム等の回折素子８４を用いると、図６に示すように台形プリズム７３を省略することもできる。図８において８４は回折素子であり、その他の構成要素は図５と同じ符号をつけて示し、説明は省略する。
【００５４】
（実施の形態５）
実施の形態５において、図１に示した実施の形態1と異なるのは受光素子７のみであり、その他の構成要素は図１と同様であるので説明を省略する。
【００５５】
図７は実施の形態４における対物レンズ５および受光素子７の配置を光源側から見た図であり、１５は光源からの光が対物レンズを透過する領域、１７ａ、１７ｂは受光素子７の受光領域であり、受光領域１７ａ、１７ｂは情報トラックに対して平行な直線に対して対称に配置されると共に、対物レンズ５を透過する光束の周囲の光を受光するように構成される。このように構成された光学ヘッドの動作を図１を用いて説明する。
【００５６】
半導体レーザ１を出射した光は、開口２を通過し、ビームスプリッタ３へ入射し、一部が透過、一部が反射される。ビームスプリッタ３で反射された光束１１は受光素子４で受光され、ビームスプリッタ３を透過した光束１０の一部は対物レンズ５により光ディスク８上に集光され、光束１０の残りは受光素子７の受光領域１７ａおよび１７ｂで受光される。
【００５７】
ここで、受光素子４で検出された光量と、受光素子７の受光領域１７ａおよび１７ｂで検出された光量の和信号を演算して得られる信号が所定の値となるようにＡＰＣ回路により、半導体レーザ１の発光量が制御される。また、受光素子７の受光領域１７ａおよび１７ｂで検出された信号の差信号により対物レンズ６の位置を検出し、トラッキング信号の補正を行う。光ディスク８で反射した光は再び対物レンズ５を透過し、ビームスプリッタ３で反射され、信号検出手段９により、サーボ信号および情報記録信号が検出される。
【００５８】
以上のように構成された本実施の形態においても、受光領域１７ａおよび１７ｂでの受光量の和信号を用いて（数１）の演算を行うことにより、実施の形態1と同様の効果が得られる。
【００５９】
さらに、本実施の形態では、受光領域１７ａおよび１７ｂでの受光量の差を演算することにより、対物レンズの光ディスク半径方向の移動距離を検出することができる。なぜなら、半導体レーザ１から出射する光束の光量分布は光束の中心部の光強度が高く、中心から離れるほど光強度が低くなるため、対物レンズが光ディスク半径方向に移動すると、光束の中心部は対物レンズの中心からずれ、受光領域１７ａおよび１７ｂで検出される光量に差が生じ、明らかに、この光量差は対物レンズの移動量に応じて変化するためである。
【００６０】
１ビームのトラッキング方式として知られるプッシュプル法は、光学ヘッドの構成が簡単であり、小型化、低コスト化に適した方式であるが、対物レンズの光ディスク半径方向の移動によりトラッキングエラー信号がオフセットする課題がある。本実施の形態では、上述のように対物レンズの位置の検出が可能なため、プッシュプル法のオフセットを補正することも可能である。
【００６１】
従って、本実施の形態では、実施の形態1の効果に加え、プッシュプル法或いはプッシュプル法を応用した１ビームトラッキング方式を用いながらも、その課題であるオフセットを補正し、良好なサーボ特性を得ることができる。
【００６２】
なお、本実施の形態では、対物レンズホルダに２分割受光素子を一体に設ける構成としたが、実施の形態２のように、受光素子の代わりにミラーを対物レンズホルダに設けると共に、その反射光を受光する複数の受光素子を設ける構成としても同様の効果が得られる。
【００６３】
また、半導体レーザ１の発光量を検出する方法は、実施の形態３のようにバックモニタでもよい。
また、本実施の形態においては、対物レンズ５の位置を受光素子７の信号により得ているが、これまで数多く提案されている他の対物レンズ位置検出方法を用いて、位置信号を検出し、対物レンズの位置の移動により変動する光ディスク上の光量を補正したＡＰＣの制御を行っても同様の効果が得られる。
【００６４】
【発明の効果】
本発明の光学ヘッドは光源と、前記光源からの光の一部を検出する第１の受光手段と、前記光源からの光を情報記録媒体上の情報トラックに集光するように構成され、かつ、前記光源からの光の光束径よりも光透過有効径が小さい集光手段と、前記集光手段を光軸と直交する方向に移動させる移動手段と、前記集光手段の移動に応じて移動するように構成され、かつ、前記光源から前記集光手段に向かう光の内、前記集光手段に入射しない部分の光を検出する第２の受光手段を備え、前記第１の受光手段と前記第２の受光手段で検出された信号を演算して得られる信号により、前記光源の発光量を制御するので、サーボ動作時の対物レンズの移動による光ディスク上の光量の変動を抑えることができる。これにより、記録時の情報の書き込みムラ、および、再生時のＳ／Ｎ比の劣化を抑え、良好な記録、再生特性を有する光学ヘッドが提供できる。
【００６５】
また、情報記録媒体からの反射光を受光する第３の受光素子を備え、前記光源と前記第３の受光素子が同一の筐体内に配置されるようにすれば、構成が簡略化され、小型化が図れる。
【００６６】
また、前記第１の受光手段は前記光源と前記集光手段の間に設けられた光分岐素子と前記光分岐素子で分岐した光を受光する受光素子を有するようにすれば、前記光源から出射する光を精度良く検出することが可能となり、光ディスク上の光量の変動をより小さく抑えることができる。
【００６７】
また、前記光源は半導体レーザから成り、前記第１の受光手段は、前記半導体レーザにおいて前記集光手段へ向かう光が出射する面の背面から出射する光を受光する受光素子とすれば、前記半導体レーザと前記受光素子を一つの筐体内に収めることができるため、構成が簡略化され、小型化が図れる。
【００６８】
また、前記第２の受光手段は、前記移動手段上に配置された受光素子とすれば、前記集光手段の移動に応じて移動し、かつ、前記集光手段に入射しない部分の光を検出する受光手段を部品点数を増やすことなく実現できる。
【００６９】
また、前記第２の受光手段は、前記移動手段上に配置された反射手段と、前記反射手段で反射した光を受光する受光素子とすれば、サーボ信号および情報記録信号を検出する受光素子と、対物レンズの周囲の光を検出する受光素子を一体化することができ、受光素子の数が減らせるため、低コスト化が図れる。また、前記移動手段上に受光素子を設けなくてもよいため、配線等の構成が簡単になる。
【００７０】
また、前記受光素子は、前記情報トラックに対して平行な直線に対して対称に配置された複数の受光領域を有し、前記複数の受光領域で検出される信号を演算することにより前記集光手段の移動量を検出すれば、構成が簡単な１ビームトラッキング方式のプッシュプル法の課題である、対物レンズの移動によるオフセットを補正し良好なサーボ特性が得られる。
【００７１】
また、前記反射手段は、前記情報トラックに対して平行な直線に対して対称に配置された複数の反射領域を有し、前記複数の受光素子で検出される信号を演算することにより前記集光手段の移動量を検出すれば、サーボ信号および情報記録信号を検出する受光素子と、対物レンズの周囲の光を検出する受光素子を一体化することができ、受光素子の数が減らせるため、低コスト化が図れると共に、
構成が簡単な１ビームトラッキング方式のプッシュプル法の課題である、対物レンズの移動によるオフセットを補正し良好なサーボ特性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における光学ヘッドの構成図
【図２】本発明の実施の形態１の光学ヘッドにおいて対物レンズおよび受光素子の配置を光源側から見た図
【図３】本発明の実施の形態２における光学ヘッドの構成図
【図４】本発明の実施の形態３における光学ヘッドの構成図
【図５】本発明の実施の形態４における光学ヘッドの構成図
【図６】本発明の実施の形態４の光学ヘッドにおいて信号分岐手段として回折素子を用いたときの構成図
【図７】本発明の実施の形態５の光学ヘッドにおいて対物レンズおよび受光素子の配置を光源側から見た図
【図８】従来の実施の形態の構成図
【符号の説明】
１ 半導体レーザ
２ 開口
３ ビームスプリッタ
４ 受光素子
５ 対物レンズ
６ 対物レンズホルダ
７ 受光素子
８ 光ディスク
９ 信号検出手段
１０，１１ 光束
１２ アクチュエータ
１５ 光が対物レンズを透過する領域
１７ 受光領域
１７ａ，１７ｂ 受光領域
２１ 半導体レーザ
２２ 開口
２３ ビームスプリッタ
２４ 受光素子
２５ 対物レンズ
２６ 対物レンズホルダ
２７ ミラー
２８ 光ディスク
２９ 受光素子
３０ 信号検出手段
３１，３２，３３ 光束
３４ アクチュエータ
４１ 半導体レーザ
４２ 受光素子
４３ ビームスプリッタ
４４ 対物レンズ
４５ 対物レンズホルダ
４６ 受光素子
４７ 光ディスク
４８ 信号検出手段
４９，５０ 光束
５１ 筐体
５４ アクチュエータ
６１ 半導体レーザ
６２ ビームスプリッタ
６３ 対物レンズ
６４ 光ディスク
６５ 受光素子
６６ 信号検出手段
６７ アクチュエータ
７１ 半導体レーザ
７２ 受光素子
７３ 台形プリズム
７３ａ 反射面
７３ｂ ビームスプリッタ面
７４ 対物レンズ
７５ 対物レンズホルダ
７６ 受光素子
７７ 光ディスク
７８ 信号分岐手段
７９ 受光素子
８０ 筐体
８１，８２ 光束
８３ アクチュエータ
８４ 回折素子
【発明の属する技術分野】
本発明は情報の記録、再生を行うための光ディスク装置において、光ディスク上の集光スポットに所定の光量が照射されるように制御が可能な光学ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
記録可能な光ディスクとして、相変化光ディスク、光磁気ディスク、１度だけ記録可能な色素系光ディスクなどが従来から知られている。これらの光ディスクは、レーザー光を光ディスク上の記録面に集光、照射して局所的に温度を上昇させることにより相変化や色素の分解を起こさせて情報の記録を行う、或いはレーザー光で記録面の温度を上昇させつつ外部磁界を印加して磁化方向を操作することにより情報の記録を行い、記録時よりも弱いレーザー光量で記録面を照射して、その反射光の光量、或いは偏光の検出を行うことにより情報の再生を行う。
【０００３】
このような情報の記録および再生を行う光ディスク装置では、記録時のレーザー光量が小さ過ぎると情報を確実に記録することができず、また、再生時のレーザー光量が大き過ぎると記録されていた情報に破壊等の重大な影響を及ぼす恐れがあるので、記録再生動作において十分にそのレーザー光量が制御されることが必要となる。特に相変化光ディスクの場合は、記録時のレーザー光量が２段階あるため（アモルファス化パワー、および、結晶化パワー）、再生時とあわせて３段階のレーザー光量制御が必要となる。
【０００４】
しかし、光ディスク装置の光源に用いられる半導体レーザーは一般に温度特性を有し、周囲温度によりそのしきい値電流が変動するため、記録時および再生時の駆動電流を所定の値に制御しても、発光量は温度により変動する。そのため従来から、情報の記録再生を行う光ディスク装置では、半導体レーザーの発光量の変動を抑えるために、発光量をモニタしてレーザ駆動回路の帰還制御を行っている。この様な一定強度の出力光を得るための自動光出力制御はＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）と呼ばれる。
【０００５】
図８はこのような光ディスク装置に用いられる従来の光学ヘッドの構成図である。６１は半導体レーザ、６２は透過および反射で光を分岐するビームスプリッタ、６３は対物レンズ、６４は記録面に情報トラックを有する光ディスク、６５は受光素子、６６は検出レンズ、プリズム、或いは回折素子等の光学素子と受光素子を有しビームスプリッタ６２によって反射された光ディスク６４からの戻り光を受光し、受光した光量に応じた信号に変換し、検出する信号検出手段、６７は詳細は図示しないが、光ディスク６４に対して水平方向、および垂直方向に対物レンズ６３を駆動するアクチュエータである。
【０００６】
このように構成された光学ヘッドにおいて、半導体レーザ６１から出射した光はビームスプリッタ６２において一部は透過、一部は反射する。ビームスプリッタ６２において反射した光は受光素子６５にて受光され、この検出光量が所定の値となるようにＡＰＣ回路により、半導体レーザ６１の発光量が制御される。
【０００７】
ビームスプリッタ６２を透過した光は対物レンズ６３により光ディスク６４上に集光され、光ディスク６４にて反射した光は再び対物レンズ６３を透過し、ビームスプリッタ６２で反射され、信号検出手段６６により、サーボ信号および情報記録信号が検出される。
【０００８】
なお、信号検出手段６６で検出されるサーボ信号は、面振れおよび偏心により変動する光ディスク６４上の情報トラックと集光スポットの誤差信号であり、この信号に応じてアクチュエータ６７を駆動し、対物レンズ６３の位置を制御することにより、情報トラックに集光スポットを追従させて記録および再生が行われる。
【０００９】
以上のような光学ヘッドにおいて、受光素子６５にて検出される光量はビームスプリッタ６２を透過する光量に略比例し、光ディスク６４に集光される光量はビームスプリッタ６２を透過する光量に略比例するため、光ディスク６４上に集光されるレーザー光量は受光素子６５で検出される光量に略比例する。従って、受光素子６５で受光される信号を所定の値となるように制御を行えば、周囲温度が変化した場合でも光ディスク６４上に集光されるレーザー光量を定められた値に制御することができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような光ディスク装置では、半導体レーザの発光量を一定に制御しているだけであり、サーボ動作に伴いアクチュエータを駆動して対物レンズが移動すると、対物レンズを透過する光量が変化し、光ディスク上に集光される光量が変動してしまうという課題があった。このような光量変動は、記録時に記録マークの形成のばらつきとなり、不完全な記録マークや記録を行っている周囲の記録マークの破壊を生じさせて記録エラーを起こしたり、再生時に再生信号のＳ／Ｎ比を劣化させて再生エラーを起こすため、性能悪化の要因となっていた。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の光ヘッドは、光源と、前記光源からの光が通過し、前記光源からの光のうち一部不要な光を遮る開口部と、前記光源からの光のうち、前記開口部を通過した光を第１の光と第２の光とに分岐する光分岐手段と、前記第１の光を検出する第１の受光手段と、前記第２の光を情報記録媒体上の情報トラックに集光するように構成され、かつ、前記第２の光の光束径よりも光透過有効径が小さい集光手段と、前記集光手段を光軸と直交する方向に移動させる移動手段と、前記集光手段の移動に応じて移動するように構成され、かつ、前記第２の光の内、前記集光手段に入射しない部分の光を検出する第２の受光手段を備え、前記第１の受光手段と前記第２の受光手段で検出された信号を演算して得られる信号により、前記情報記録媒体上に集光される光量を間接的にモニタすることで、前記光源の発光量を制御するように構成したことを特徴とする。
また、前記第１の受光手段で検出される光量をＰ１、前記第２の受光手段で検出される光量をＰ２、前記光分岐手段に入射した光のうち前記第１の光の割合をＫｒ、前記第２の光の割合をＫｔとしたとき、（Ｋｔ／Ｋｒ）×Ｐ１−Ｐ２で表される前記情報記録媒体上に集光される光量をモニタすることで、前記光源の発光量を制御するとしてもよい。
【００１２】
また、情報記録媒体からの反射光を受光する第３の受光素子を備え、前記光源と前記第３の受光素子が同一の筐体内に配置される構成としてもよい。
【００１５】
また、前記第２の受光手段は、前記移動手段上に配置された受光素子である構成としてもよい。
【００１６】
また、前記第２の受光手段は、前記移動手段上に配置された反射手段と、前記反射手段で反射した光を受光する受光素子を有する構成としてもよい。
【００１７】
また、前記受光素子は、前記情報トラックに対して平行な直線に対して対称に配置された複数の受光領域を有し、前記複数の受光領域で検出される信号を演算することにより前記集光手段の移動量を検出する構成としてもよい。
【００１８】
また、前記反射手段は、前記情報トラックに対して平行な直線に対して対称に配置された複数の反射領域を有し、前記複数の受光素子で検出される信号を演算することにより前記集光手段の移動量を検出する構成としてもよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における光学ヘッドの構成図である。１は光源に対応する半導体レーザ、２は半導体レーザから出射する不要な光を遮る開口、３は透過および反射で光を分岐するビームスプリッタ、４は第１の受光手段に対応する受光素子、５は集光手段に対応する対物レンズ、６は対物レンズホルダ、７は対物レンズホルダ６に一体に設けられた第２の受光手段に対応する受光素子、８は情報記録媒体に対応する光ディスク、９は検出レンズ、プリズム、或いは回折素子等の光学素子と受光素子を有し、ビームスプリッタ６２によって反射された光ディスク６４からの戻り光を受光し、受光した光量に応じた信号に変換し、検出する信号検出手段、１０はビームスプリッタ３を透過する光束、１１はビームスプリッタ３で反射する光束、１２は詳細は図示しないが、光ディスク８に対して水平方向および垂直方向に対物レンズ５を駆動する移動手段に対応するアクチュエータである。
【００２１】
図２は実施の形態１における対物レンズ５および受光素子７の配置を光源側から見た図であり、１５は光源からの光が対物レンズを透過する領域、１７は受光素子７の受光領域であり、受光領域１７は例えばドーナツ型をしており、対物レンズ５を透過する光束の周囲の光を受光するように構成される。
【００２２】
このように構成された光学ヘッドにおいて、半導体レーザ１を出射した光は、開口２を通過し、ビームスプリッタ３へ入射し、一部が透過、一部が反射される。ビームスプリッタ３で反射された光束１１は受光素子４で受光され、ビームスプリッタ３を透過した光束１０の一部（中央付近の光束）は対物レンズ５により光ディスク８上に集光され、光束１０の残り（周辺付近の光束）は受光素子７で受光される。
【００２３】
ここで、受光素子４で検出された光量と受光素子７で検出された光量を演算して得られる信号が所定の値となるようにＡＰＣ回路により、半導体レーザ１の発光量が制御される。
【００２４】
光ディスク８で反射した光は再び対物レンズ５を透過し、ビームスプリッタ３で反射され、信号検出手段９により、サーボ信号および情報記録信号が検出される。なお、信号検出手段９で検出されるサーボ信号は、面振れおよび偏心により変動する光ディスク８上の情報トラックと集光スポットの誤差信号であり、この信号に応じてアクチュエータ１２を駆動し、対物レンズ５の位置を制御することにより、情報トラックに集光スポットを追従させて記録および再生が行われる。
【００２５】
以上のような光学ヘッドにおいて、開口２を通過する光量をＰ０、受光素子４での受光量をＰ１、受光素子７での受光量をＰ２、光ディスク８上に集光される光量をＰ３、ビームスプリッタ３の透過率をＫｔ、反射率をＫｒとすると、ビームスプリッタ３を透過する光量においてＫｔ×Ｐ０＝Ｐ２＋Ｐ３、反射する光量においてＫｒ×Ｐ０＝Ｐ１となるため、次式が成り立つ。
【００２６】
Ｐ３＝（Ｋｔ／Ｋｒ）×Ｐ１−Ｐ２ （数１）
（数１）により光ディスク８上に集光される光量Ｐ３は受光素子４および受光素子７で受光される光量と、既存値から求めることが可能である。
【００２７】
図１の例では、受光素子４から得られるＰ１に対応する出力信号を増幅率ＧがＰ１に対応する出力信号をＫｔ／Ｋｒ倍するに相当する増幅器で増幅したものと、受光素子１２から得られるＰ２に対応する出力信号との差を差動増幅器により出力することで、光ディスク８に集光される光量Ｐ３を間接的に得ることができる。この得た信号をＡＰＣ回路へ送りＡＰＣ回路は、得られた信号が一定となるように半導体レーザの発光量を制御する。
【００２８】
従って、本発明の光学ヘッドでは、実際に対物レンズ５を透過して光ディスク８上に集光される光量を（数１）の演算によって間接的にモニタすることが可能であり、この演算によって得られる信号が一定となるように半導体レーザ１の発光量を制御することにより、光ディスク８上に集光される光量を所定の値に制御することができる。
【００２９】
以上のように、本発明の光学ヘッドでは、従来、光源である半導体レーザの発光量をモニタしてＡＰＣを行っていたのに対し、実際に光ディスク上に集光される光量を間接的にモニタしてＡＰＣを行うため、サーボ駆動により対物レンズが移動した場合にも光ディスク上の光量を所定の値に制御することができる。
【００３０】
なお、（数１）の演算式は、受光素子４は光束１１の全光束を受光し、受光素子７は光束１０のうち対物レンズ５を透過しない全ての光束を受光すると仮定しているが、実質的にこれらの受光量Ｐ１およびＰ２に略比例する光量が検出できるのであれば、受光する光束は領域の一部であっても良い。但しその場合は、受光された信号にそれぞれ比例係数倍のゲインを与えて演算することになる。
【００３１】
（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２における光学ヘッドの構成図である。２１は光源に対応する半導体レーザ、２２は半導体レーザから出射する不要な光を遮る開口、２３はビームスプリッタ、２４は第１の受光手段に対応する受光素子、２５は集光手段に対応する対物レンズ、２６は対物レンズホルダ、２７は対物レンズホルダ２６に一体に設けられた反射手段に対応するミラー、２８は情報記録媒体に対応する光ディスク、２９は複数の受光領域を持ち、第２の受光手段に対応する受光素子、３０は検出レンズ、プリズム、或いは回折素子等の光学素子と受光素子２９とを具備する信号検出手段、３１はビームスプリッタ２３で透過する光束、３２はビームスプリッタ２３を反射する光束、３３の破線はミラー２７で反射した光束、３４は詳細は図示しないが、光ディスク２８に対して水平方向および垂直方向に対物レンズ２５を駆動する移動手段であるアクチュエータである。
【００３２】
本実施の形態におけるミラー２７は、図２に示した実施の形態1における受光素子７の受光領域１７と同様の位置に配置され、対物レンズ２５を透過する光束の周囲の光を反射し、受光素子２９に導くように構成される。
【００３３】
このように構成された光学ヘッドにおいて、半導体レーザ２１を出射した光は、開口２２を通過し、ビームスプリッタ２３へ入射し、一部が透過、一部が反射される。ビームスプリッタ２３で反射された光束３１は受光素子２４で受光され、ビームスプリッタ２３を透過した光束３０の一部は対物レンズ２５により光ディスク２８上に集光され、光束３０の残りはミラー２７で反射された後、破線で図示している光束３３のようにビームスプリッタ２３で反射し、受光素子２９で受光される。
【００３４】
ここで、受光素子２４で検出された光量と受光素子２９で検出された光量を演算して得られる信号が所定の値となるようにＡＰＣ回路により、半導体レーザ１の発光量が制御される。
【００３５】
光ディスク２８で反射した光は再び対物レンズ２５を透過し、ビームスプリッタ２３で反射され、信号検出手段３０により、サーボ信号および情報記録信号が検出される。サーボ信号および情報記録信号の検出は、ミラー２７の反射光を受光する受光素子２９の基板上に設けられた別の受光領域を用いる。
【００３６】
以上のような光学ヘッドにおいて、開口２２を通過する光量をＰ０、受光素子２４での受光量をＰ１、受光素子２９での受光量をＰ４、光ディスク２８上に集光される光量をＰ３、ビームスプリッタ２３の透過率をＫｔ、反射率をＫｒとすると、ビームスプリッタ２３を透過する光量においてＫｔ×Ｐ０＝Ｐ３＋Ｐ４、反射する光量においてＫｒ×Ｐ０＝Ｐ１となるため、次式が成り立つ。
【００３７】
Ｐ３＝（Ｋｔ／Ｋｒ）×Ｐ１−Ｐ４ （数２）
（数２）により光ディスク２８上に集光される光量Ｐ３は受光素子２４および受光素子２９で受光される光量と、既存値から求めることが可能である。
【００３８】
図３の例では、受光素子２４から得られるＰ１に対応する出力信号を増幅率ＧがＰ１に対応する出力信号をＫｔ／Ｋｒ倍するに相当する増幅器で増幅したものと、受光素子２９から得られるＰ２に対応する出力信号との差を差動増幅器により出力することで、光ディスク２８に集光される光量Ｐ４を間接的に得ることができる。この得た信号をＡＰＣ回路へ送りＡＰＣ回路は、得られた信号が一定となるように半導体レーザの発光量を制御する。
【００３９】
従って、本実施の形態においても、実際に対物レンズ２５を透過して光ディスク２８上に集光される光量を（数２）の演算によって間接的にモニタすることが可能であり、この演算によって得られる信号が一定となるように半導体レーザ２１の発光量を制御することにより、光ディスク２８上に集光される光量を所定の値に制御することができる。
【００４０】
さらに、本実施の形態では、実施の形態１の効果に加え、サーボ信号および情報記録信号を検出する受光素子と、対物レンズ２５の周囲の光を検出する受光素子を一体化することにより、受光素子の数が減らせるため、低コスト化が図れる。また、アクチュエータ内に受光素子を設けなくてもよいため、配線等の構成が簡単になる。
【００４１】
なお、本実施の形態ではミラー２７は対物レンズホルダ２６に一体に設けるとしたが、対物レンズ２５の縁の部分に蒸着等の手段で設けてもよい。
【００４２】
（実施の形態３）
図４は本発明の実施の形態３における光学ヘッドの構成図である。４１は光源に対応する半導体レーザ、４２は半導体レーザ４１の背面から出射した光を受光する第１の受光手段に対応する受光素子、４３はビームスプリッタ、４４は集光手段に対応する対物レンズ、４５は対物レンズホルダ、４６は対物レンズホルダ４５に一体に設けられた第２の受光手段に対応する受光素子、４７は情報記録媒体に対応する光ディスク、４８は検出レンズ、プリズム、或いは回折素子等の光学素子と受光素子から成る信号検出手段、４９は半導体レーザ４１から対物レンズ４４に向かって出射する光束、５０は半導体レーザ４１において光束４７が出射する面の背面から出射する光束、５１は内部に半導体レーザ４１および受光素子４２を有する筐体、５４は詳細は図示しないが、光ディスク４７に対して水平方向および垂直方向に対物レンズ４４を駆動する移動手段に対応するアクチュエータである。
【００４３】
本実施の形態における受光素子４６は、実施の形態1における受光素子７と同様の構成であり、図２に示した受光領域１７と同じ受光領域を持つ。このように構成された光学ヘッドにおいて、半導体レーザ４１を出射した光束４９はビームスプリッタ４３を透過し、一部は対物レンズ４４により光ディスク４７上に集光され、光束４９の残りは受光素子４６で受光される。光ディスク４７で反射した光は再び対物レンズ４４を透過し、ビームスプリッタ４３で反射され、信号検出手段４８により、サーボ信号および情報記録信号が検出される。
【００４４】
一方、半導体レーザ４１の背面から出射した光束５０は受光素子４２で受光され、受光素子４２で検出された光量と受光素子４６で検出された光量を演算して得られる信号が所定の値となるようにＡＰＣ回路により、半導体レーザ４１の発光量が制御される。
【００４５】
以上のように構成された本実施の形態においても、半導体レーザ４１の背面から出射する光束５０の光量を受光素子４２で検出した後、増幅器を用いて適切なゲインをかけて光束４９の光量を推定し、受光素子４６で得られる受光量との差動演算をすることにより、光ディスク４７上に集光される光量を間接的にモニタすることが可能であり、この演算によって得られる信号が一定となるように半導体レーザ４１の発光量をＡＰＣ回路により制御することにより、光ディスク４７上に集光される光量を所定の値に制御することができる。
【００４６】
さらに、本実施の形態では、実施の形態1の効果に加え、半導体レーザの背面から出る光を受光する、いわゆるバックモニタを利用することにより、半導体レーザ４１と受光素子４２を一つの筐体５１内に収めることができるため、構成を簡略化できる。
【００４７】
（実施の形態４）
図５は本発明の実施の形態４における光学ヘッドの構成図である。７１は光源に対応する半導体レーザ、７２は半導体レーザ７１の背面から出射した光を受光する第１の受光手段に対応する受光素子、７３は反射面７３ａおよびビームスプリッタ面７３ｂを有する台形プリズム、７４は集光手段に対応する対物レンズ、７５は対物レンズホルダ、７６は対物レンズホルダ７５に一体に設けられた第２の受光手段に対応する受光素子、７７は情報記録担体に相当する光ディスク、７８は検出レンズ、プリズム、或いは回折素子等の光学素子から成る信号分岐手段、７９は信号分岐手段で分岐した光束を受光する受光素子、８０は内部に半導体レーザ７１、受光素子７２および受光素子７９を有する筐体、８１は台形プリズム７３から対物レンズ７４に向かって出射する光束、８２は半導体レーザ７１において光束８１が出射する面の背面から出射する光束、８３は詳細は図示しないが、光ディスク７７に対して水平方向および垂直方向に対物レンズ７４を駆動する移動手段に対応するアクチュエータである。
【００４８】
このように構成された光学ヘッドにおいて、半導体レーザ７１を出射した光束８１は台形プリズム７３に入射し、反射面７３ａおよびビームスプリッタ面７３ｂを反射した後、一部は対物レンズ７４により光ディスク７７上に集光され、光束８１の残りは受光素子７６で受光される。光ディスク７７で反射した光は再び対物レンズ７４を透過し、台形プリズム７３のビームスプリッタ面７３ｂを透過し、信号分岐手段７８により、受光素子７９に導かれ、サーボ信号および情報記録信号が検出される。
【００４９】
一方、半導体レーザ７１の背面から出射した光束８２は受光素子７２で受光され、受光素子７２で検出された後、増幅器を用いて適切なゲインをかけて光束８１の光量を推定したものと、受光素子７６で検出された光量とを差動演算して得られる信号が所定の値となるようにＡＰＣ回路を用いて制御することにより、半導体レーザ７１の発光量が制御される。
【００５０】
以上のような構成においても図４に示した実施の形態３と同様に、半導体レーザ７１の背面から出射する光束８２の光量に適切なゲインをかけて光束８１の光量を推定し、受光素子７６で得られる受光量との差動演算をすることにより、光ディスク７７上に集光される光量を間接的にモニタすることが可能であり、この演算によって得られる信号が一定となるように半導体レーザ７１の発光量を制御することにより、光ディスク７７上に集光される光量を所定の値に制御することができる。
【００５１】
さらに、この実施の形態では、半導体レーザ７１、受光素子７２および受光素子７９を同一の筐体８０内に収めることができるため、さらに構成を簡略化できる。
【００５２】
なお、図５に示した本実施の形態では、対物レンズホルダ７５に受光素子７６が一体に設けられる構成としたが、実施の形態２のように、対物レンズホルダ７５にミラーを設け、その反射光を筐体８０内部の受光素子で受光する構成としてもよい。
【００５３】
また信号分岐手段７８として例えばホログラム等の回折素子８４を用いると、図６に示すように台形プリズム７３を省略することもできる。図８において８４は回折素子であり、その他の構成要素は図５と同じ符号をつけて示し、説明は省略する。
【００５４】
（実施の形態５）
実施の形態５において、図１に示した実施の形態1と異なるのは受光素子７のみであり、その他の構成要素は図１と同様であるので説明を省略する。
【００５５】
図７は実施の形態４における対物レンズ５および受光素子７の配置を光源側から見た図であり、１５は光源からの光が対物レンズを透過する領域、１７ａ、１７ｂは受光素子７の受光領域であり、受光領域１７ａ、１７ｂは情報トラックに対して平行な直線に対して対称に配置されると共に、対物レンズ５を透過する光束の周囲の光を受光するように構成される。このように構成された光学ヘッドの動作を図１を用いて説明する。
【００５６】
半導体レーザ１を出射した光は、開口２を通過し、ビームスプリッタ３へ入射し、一部が透過、一部が反射される。ビームスプリッタ３で反射された光束１１は受光素子４で受光され、ビームスプリッタ３を透過した光束１０の一部は対物レンズ５により光ディスク８上に集光され、光束１０の残りは受光素子７の受光領域１７ａおよび１７ｂで受光される。
【００５７】
ここで、受光素子４で検出された光量と、受光素子７の受光領域１７ａおよび１７ｂで検出された光量の和信号を演算して得られる信号が所定の値となるようにＡＰＣ回路により、半導体レーザ１の発光量が制御される。また、受光素子７の受光領域１７ａおよび１７ｂで検出された信号の差信号により対物レンズ６の位置を検出し、トラッキング信号の補正を行う。光ディスク８で反射した光は再び対物レンズ５を透過し、ビームスプリッタ３で反射され、信号検出手段９により、サーボ信号および情報記録信号が検出される。
【００５８】
以上のように構成された本実施の形態においても、受光領域１７ａおよび１７ｂでの受光量の和信号を用いて（数１）の演算を行うことにより、実施の形態1と同様の効果が得られる。
【００５９】
さらに、本実施の形態では、受光領域１７ａおよび１７ｂでの受光量の差を演算することにより、対物レンズの光ディスク半径方向の移動距離を検出することができる。なぜなら、半導体レーザ１から出射する光束の光量分布は光束の中心部の光強度が高く、中心から離れるほど光強度が低くなるため、対物レンズが光ディスク半径方向に移動すると、光束の中心部は対物レンズの中心からずれ、受光領域１７ａおよび１７ｂで検出される光量に差が生じ、明らかに、この光量差は対物レンズの移動量に応じて変化するためである。
【００６０】
１ビームのトラッキング方式として知られるプッシュプル法は、光学ヘッドの構成が簡単であり、小型化、低コスト化に適した方式であるが、対物レンズの光ディスク半径方向の移動によりトラッキングエラー信号がオフセットする課題がある。本実施の形態では、上述のように対物レンズの位置の検出が可能なため、プッシュプル法のオフセットを補正することも可能である。
【００６１】
従って、本実施の形態では、実施の形態1の効果に加え、プッシュプル法或いはプッシュプル法を応用した１ビームトラッキング方式を用いながらも、その課題であるオフセットを補正し、良好なサーボ特性を得ることができる。
【００６２】
なお、本実施の形態では、対物レンズホルダに２分割受光素子を一体に設ける構成としたが、実施の形態２のように、受光素子の代わりにミラーを対物レンズホルダに設けると共に、その反射光を受光する複数の受光素子を設ける構成としても同様の効果が得られる。
【００６３】
また、半導体レーザ１の発光量を検出する方法は、実施の形態３のようにバックモニタでもよい。
また、本実施の形態においては、対物レンズ５の位置を受光素子７の信号により得ているが、これまで数多く提案されている他の対物レンズ位置検出方法を用いて、位置信号を検出し、対物レンズの位置の移動により変動する光ディスク上の光量を補正したＡＰＣの制御を行っても同様の効果が得られる。
【００６４】
【発明の効果】
本発明の光学ヘッドは光源と、前記光源からの光の一部を検出する第１の受光手段と、前記光源からの光を情報記録媒体上の情報トラックに集光するように構成され、かつ、前記光源からの光の光束径よりも光透過有効径が小さい集光手段と、前記集光手段を光軸と直交する方向に移動させる移動手段と、前記集光手段の移動に応じて移動するように構成され、かつ、前記光源から前記集光手段に向かう光の内、前記集光手段に入射しない部分の光を検出する第２の受光手段を備え、前記第１の受光手段と前記第２の受光手段で検出された信号を演算して得られる信号により、前記光源の発光量を制御するので、サーボ動作時の対物レンズの移動による光ディスク上の光量の変動を抑えることができる。これにより、記録時の情報の書き込みムラ、および、再生時のＳ／Ｎ比の劣化を抑え、良好な記録、再生特性を有する光学ヘッドが提供できる。
【００６５】
また、情報記録媒体からの反射光を受光する第３の受光素子を備え、前記光源と前記第３の受光素子が同一の筐体内に配置されるようにすれば、構成が簡略化され、小型化が図れる。
【００６６】
また、前記第１の受光手段は前記光源と前記集光手段の間に設けられた光分岐素子と前記光分岐素子で分岐した光を受光する受光素子を有するようにすれば、前記光源から出射する光を精度良く検出することが可能となり、光ディスク上の光量の変動をより小さく抑えることができる。
【００６７】
また、前記光源は半導体レーザから成り、前記第１の受光手段は、前記半導体レーザにおいて前記集光手段へ向かう光が出射する面の背面から出射する光を受光する受光素子とすれば、前記半導体レーザと前記受光素子を一つの筐体内に収めることができるため、構成が簡略化され、小型化が図れる。
【００６８】
また、前記第２の受光手段は、前記移動手段上に配置された受光素子とすれば、前記集光手段の移動に応じて移動し、かつ、前記集光手段に入射しない部分の光を検出する受光手段を部品点数を増やすことなく実現できる。
【００６９】
また、前記第２の受光手段は、前記移動手段上に配置された反射手段と、前記反射手段で反射した光を受光する受光素子とすれば、サーボ信号および情報記録信号を検出する受光素子と、対物レンズの周囲の光を検出する受光素子を一体化することができ、受光素子の数が減らせるため、低コスト化が図れる。また、前記移動手段上に受光素子を設けなくてもよいため、配線等の構成が簡単になる。
【００７０】
また、前記受光素子は、前記情報トラックに対して平行な直線に対して対称に配置された複数の受光領域を有し、前記複数の受光領域で検出される信号を演算することにより前記集光手段の移動量を検出すれば、構成が簡単な１ビームトラッキング方式のプッシュプル法の課題である、対物レンズの移動によるオフセットを補正し良好なサーボ特性が得られる。
【００７１】
また、前記反射手段は、前記情報トラックに対して平行な直線に対して対称に配置された複数の反射領域を有し、前記複数の受光素子で検出される信号を演算することにより前記集光手段の移動量を検出すれば、サーボ信号および情報記録信号を検出する受光素子と、対物レンズの周囲の光を検出する受光素子を一体化することができ、受光素子の数が減らせるため、低コスト化が図れると共に、
構成が簡単な１ビームトラッキング方式のプッシュプル法の課題である、対物レンズの移動によるオフセットを補正し良好なサーボ特性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における光学ヘッドの構成図
【図２】本発明の実施の形態１の光学ヘッドにおいて対物レンズおよび受光素子の配置を光源側から見た図
【図３】本発明の実施の形態２における光学ヘッドの構成図
【図４】本発明の実施の形態３における光学ヘッドの構成図
【図５】本発明の実施の形態４における光学ヘッドの構成図
【図６】本発明の実施の形態４の光学ヘッドにおいて信号分岐手段として回折素子を用いたときの構成図
【図７】本発明の実施の形態５の光学ヘッドにおいて対物レンズおよび受光素子の配置を光源側から見た図
【図８】従来の実施の形態の構成図
【符号の説明】
１ 半導体レーザ
２ 開口
３ ビームスプリッタ
４ 受光素子
５ 対物レンズ
６ 対物レンズホルダ
７ 受光素子
８ 光ディスク
９ 信号検出手段
１０，１１ 光束
１２ アクチュエータ
１５ 光が対物レンズを透過する領域
１７ 受光領域
１７ａ，１７ｂ 受光領域
２１ 半導体レーザ
２２ 開口
２３ ビームスプリッタ
２４ 受光素子
２５ 対物レンズ
２６ 対物レンズホルダ
２７ ミラー
２８ 光ディスク
２９ 受光素子
３０ 信号検出手段
３１，３２，３３ 光束
３４ アクチュエータ
４１ 半導体レーザ
４２ 受光素子
４３ ビームスプリッタ
４４ 対物レンズ
４５ 対物レンズホルダ
４６ 受光素子
４７ 光ディスク
４８ 信号検出手段
４９，５０ 光束
５１ 筐体
５４ アクチュエータ
６１ 半導体レーザ
６２ ビームスプリッタ
６３ 対物レンズ
６４ 光ディスク
６５ 受光素子
６６ 信号検出手段
６７ アクチュエータ
７１ 半導体レーザ
７２ 受光素子
７３ 台形プリズム
７３ａ 反射面
７３ｂ ビームスプリッタ面
７４ 対物レンズ
７５ 対物レンズホルダ
７６ 受光素子
７７ 光ディスク
７８ 信号分岐手段
７９ 受光素子
８０ 筐体
８１，８２ 光束
８３ アクチュエータ
８４ 回折素子
Claims (7)
- 光源と、
前記光源からの光が通過し、前記光源からの光のうち一部の光を遮る開口部と、
前記光源からの光のうち、前記開口部を通過した光を第１の光と第２の光とに分岐する光分岐手段と、
前記第１の光を検出する第１の受光手段と、
前記第２の光を情報記録媒体上の情報トラックに集光するように構成され、かつ、前記第２の光の光束径よりも光透過有効径が小さい集光手段と、
前記集光手段を光軸と直交する方向に移動させる移動手段と、
前記集光手段の移動に応じて移動するように構成され、かつ、前記第２の光の内、前記集光手段に入射しない部分の光を検出する第２の受光手段を備え、
前記第１の受光手段と前記第２の受光手段で検出された信号を演算して得られる信号により、前記情報記録媒体上に集光される光量を間接的にモニタすることで、前記光源の発光量を制御することを特徴とする光ヘッド。 - 前記第１の受光手段で検出される光量をＰ１、前記第２の受光手段で検出される光量をＰ２、前記光分岐手段に入射した光のうち前記第１の光の割合をＫｒ、前記第２の光の割合をＫｔとしたとき、
（Ｋｔ／Ｋｒ）×Ｐ１−Ｐ２
で表される前記情報記録媒体上に集光される光量をモニタすることで、前記光源の発光量を制御することを特徴とする請求項１に記載の光ヘッド。 - 情報記録媒体からの反射光を受光する第３の受光素子を備え、
前記光源と前記第３の受光素子が同一の筐体内に配置されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光学ヘッド。 - 前記第２の受光手段は、前記移動手段上に配置された受光素子であることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の光学ヘッド。
- 前記第２の受光手段は、前記移動手段上に配置された反射手段と、
前記反射手段で反射した光を受光する受光素子を有することを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の光学ヘッド。 - 前記受光素子は、前記情報トラックに対して平行な直線に対して対称に配置された複数の受光領域を有し、前記複数の受光領域で検出される信号を演算することにより前記集光手段の移動量を検出することを特徴とする請求項４記載の光学ヘッド。
- 前記反射手段は、前記情報トラックに対して平行な直線に対して対称に配置された複数の反射領域を有し、前記複数の受光素子で検出される信号を演算することにより前記集光手段の移動量を検出することを特徴とする請求項５記載の光学ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002117246A JP3988513B2 (ja) | 2002-04-19 | 2002-04-19 | 光学ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002117246A JP3988513B2 (ja) | 2002-04-19 | 2002-04-19 | 光学ヘッド |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003317294A JP2003317294A (ja) | 2003-11-07 |
| JP2003317294A5 JP2003317294A5 (ja) | 2005-08-25 |
| JP3988513B2 true JP3988513B2 (ja) | 2007-10-10 |
Family
ID=29534521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002117246A Expired - Fee Related JP3988513B2 (ja) | 2002-04-19 | 2002-04-19 | 光学ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3988513B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4293235B2 (ja) | 2006-12-08 | 2009-07-08 | 株式会社日立製作所 | ヘッドスタックアセンブリ及び情報記録装置 |
-
2002
- 2002-04-19 JP JP2002117246A patent/JP3988513B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003317294A (ja) | 2003-11-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3988513B2 (ja) | 光学ヘッド | |
| JPH04255925A (ja) | 光ディスク装置 | |
| JP3392206B2 (ja) | 光ピックアップ | |
| JPH01138627A (ja) | 光デイスク装置 | |
| JP2005235276A (ja) | 光ヘッド、光再生装置及び光記録再生装置 | |
| US6697398B2 (en) | Laser light intensity controller | |
| JP3841287B2 (ja) | 光ピックアップおよびこれを用いる光情報処理装置 | |
| JP2003296958A (ja) | 光ピックアップ装置、及び電子機器 | |
| US20070274366A1 (en) | Optical unit, optical pickup apparatus and optical information-processing apparatus | |
| JPH1083540A (ja) | フォーカスエラー信号検出方法及び信号読取装置 | |
| JP2003059083A (ja) | 光学ヘッドおよび光ディスク再生装置 | |
| JP3667111B2 (ja) | 光ピックアップ装置及びクロストーク除去方法 | |
| JP4000388B2 (ja) | 光学装置および光ピックアップ装置 | |
| JP2628972B2 (ja) | 光記録装置 | |
| JP2710961B2 (ja) | 光学的情報記録再生装置 | |
| JP3722670B2 (ja) | 光ピックアップ装置 | |
| KR100586097B1 (ko) | 광 픽업 장치 | |
| JPH1083539A (ja) | ウォブル信号読取方法及び信号読取装置 | |
| KR100655547B1 (ko) | 광 픽업 장치 | |
| JP4609288B2 (ja) | 光ピックアップ装置 | |
| JP2002319699A (ja) | 光学装置 | |
| US8488425B2 (en) | Optical pickup device and optical disc apparatus | |
| JP2796418B2 (ja) | 光磁気記録装置 | |
| JPH04263124A (ja) | 光学式情報再生装置 | |
| JP2004014047A (ja) | 光ディスク装置および光ディスク装置における収差補償方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050218 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050218 |
|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20050706 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070209 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070220 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070405 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070626 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070709 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100727 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110727 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110727 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120727 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120727 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130727 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |