JP4644471B2

JP4644471B2 - 光ピックアップ及び光ディスクシステム

Info

Publication number: JP4644471B2
Application number: JP2004325814A
Authority: JP
Inventors: 友人川村; 明子伊藤; 大輔冨田
Original assignee: Hitachi Media Electronics Co Ltd
Current assignee: Hitachi Media Electronics Co Ltd
Priority date: 2004-11-10
Filing date: 2004-11-10
Publication date: 2011-03-02
Anticipated expiration: 2024-11-10
Also published as: US20060098552A1; US20090147661A1; CN101504845A; CN1773617A; US7948858B2; US7502303B2; JP2006139814A

Description

本発明は、光処理関係の技術分野に属する。

近年、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ等の情報の記録および再生が可能な光ディスクドライブが広く普及している。その光ディスクドライブは内蔵された光ピックアップにより光ディスクに光ビームを照射して情報を記録、光ディスクからの反射光ビームを検出して情報を読み取る構成を持つものである。

光ピックアップによる情報の記録および再生においては、安定した記録再生処理を行うために光ディスクに照射する光ビームの光量を正確に制御する必要がある。このため、光ピックアップでは、レーザ光源から出射する光ビームの光量を検出する手段を有しており、その検出された光量をレーザ光源にフィードバックすることで、光ディスクに照射する光ビームの光量を正確に制御している。

レーザ光源から出射した光ビームの光量を検出するには、レーザ光源から前方に向けて出射される光ビームの一部を受光する受光素子を設けるのが一般的である。このようにレーザ光源のチップ前方に向けて出射する光ビームを受光する受光素子のことを以下ではフロントモニタと記すことにする。

フロントモニタへレーザ光源からの光ビームを導く手段は様々なものが知られている。

例えば特許文献１に示す光ピックアップでは、レーザ光源から出射した光ビームのうち対物レンズ有効径外の光ビームを一部フロントモニタで検出する構成をとっている。

この構成では、対物レンズ有効径外の光ビームをモニタするため、レーザ光源から出射した光ビームと、光ディスクを反射した反射光ビームとがフロントモニタの検出面上で干渉することによりフロントモニタでの検出光量が大きく変動するという課題を回避することが可能である。

また例えば特許文献２に示す光ピックアップでは対物レンズとレーザ光源の間に回折素子を配置し、対物レンズ有効径外の光ビームの光量をより多くフロントモニタへ導く構成を取ったものである。

特開２００１−１８４７０９（第７項、第１図）特開２００３−７７１７０（第６項、第１図、第２図）

近年ＣＤやＤＶＤでは高速記録に対応するため、大パワーのレーザ光源を光ピックアップに搭載する必要がある。大パワーのレーザ光源は光出力を大きくしていくと、光軸中心が傾くことがある。特許文献１ように対物レンズ有効径外の光ビームを一部フロントモニタで検出する構成の光ピックアップでは、光軸中心が傾くと、例えば光ディスクへ照射される光量がほとんど変わらないのにも関わらず、フロントモニタの光量は大きく変化することになり、正確に光量をモニタできなくなるという課題がある。

一方、特許文献２のように回折素子を用いる構成では、回折素子は所望の回折角度以外の光ビームも生成するが、これが迷光となり情報信号を検出する検出器等に入射し高精度の信号再生を阻害する可能性がある。このため、大量生産する光ピックアップにおいて単体毎に迷光対策が必要となり、歩留まりの向上の妨げとなっていた。

また、ビームスプリッタは、光ディスクへ照射するパワーＵＰのため反射率を高く、光検出器のＳＮを向上させるため透過率を高くと、反射率と透過率互いに高いものが要求される。このような特殊な反射透過特性をもたせるため、表面に特殊な膜を形成させている。しかしこのような特殊な膜の作製は非常に困難で反射透過特性が大きく変動してしまう。このため、例えば、従来ではビームスプリッタの反射率が落ちると、フロントモニタの光量は変わらないのに光ディスク上の光量が減るという課題があった。

前記課題は、一例として特許請求の範囲に記載の構成によって改善される。具体的には、例えば、波長の異なる２種類の光ビームを出射する光出射手段と、前記光出射手段から出射した光ビームを光学的情報記録媒体に集光する集光手段と、前記光出射手段から出射した光ビームを受光する受光手段と、前記光出射手段と前記集光手段の間に配置され、前記光出射手段から出射した前記集光手段の有効径外の光ビームの内、少なくも一部を屈折により進行方向を変えて前記受光手段へ到達させる所定の形状を有する導光手段と、前記導光手段と前記集光手段との間に配置され、前記導光手段を透過した前記有効径内の光ビームを前記集光手段に向けて反射させ、且つ前記集光手段を透過し前記光学的情報記録媒体で反射した光ビームを透過させる光分岐面が形成されたビームスプリッタとを備え、前記導光手段における前記所定の形状は、平面で形成され、且つ波長の異なる２種類の光ビームのそれぞれに最適な角度の中間付近となるように、入射面及び出射面の角度が形成されており、前記受光手段は、前記ビームスプリッタよりも前記光出射手段から出射した光ビームの進行方向に進んだ位置に配置されており、前記導光手段を透過した前記有効径外の光ビームの内、少なくとも一部は、前記ビームスプリッタの前記光分岐面で反射され、前記受光手段に受光されることを特徴とする光ピックアップを用いる。

本発明によれば、光ディスク上のレーザパワーをより高精度に制御することが可能となる。

以下、発明を実施するための最良の形態を実施例１から実施例６に述べていく。

実施例１ではＤＶＤの記録および再生が可能な光ディスクドライブに対応した光ピックアップについて説明する。

図１は光ピックアップ１００の光学系構成を示す図である。レーザ光源１から光ビームが発散光として出射される。情報の記録または情報の再生をＤＶＤ系の光ディスクに行うには、波長約６６０ｎｍの半導体レーザを用いるのが一般的であり、レーザ光源２も波長約６６０ｎｍの光ビームを出射する半導体レーザを想定している。また、レーザ光源１内にあるレーザチップ活性層は図中ｘとｙの成す平面と平行であることを想定している。また図中のチェックのハッチングで形成された光路は光ビーム２、一点鎖線で形成された光路は光ビーム３を示す。

まず、光ビーム２について説明する。レーザ光源１から出射した光ビーム２は透明基板であるフロントモニタ導光板４に入射する。フロントモニタ導光板４は入射面と出射面が所定の角度に設定された領域５が形成されており、フロントモニタ導光板４の領域５に入射した光ビーム２は屈折により所定の角度で出射する。フロントモニタ導光板４を出射した光ビーム２は一旦ビームスプリッタ６で反射し、フロントモニタ７に入射する。

光ディスクドライブでは、先述したように光ディスクに信号を記録する際、光ディスク上に所定の光量を照射させるため、レーザ光源の光量を正確に制御する必要があり、フロントモニタ７はレーザ光源１の光量変化を検出し、レーザ光源１の出射光量を制御するため設置されている。フロントモニタ７の出力信号はレーザ光源１の駆動回路（図示なし）にフィードバックされ、レーザ光源１の出射光量を制御し光ディスク上に所望の光量を照射することができる。

次に光ビーム３について説明する。レーザ光源１から出射した光ビーム３はフロントモニタ導光板４に入射する。フロントモニタ導光板４は、領域５と異なる領域には格子溝が形成されており、光ビーム３はその格子溝により３本に分岐されディファレンシャルプッシュプル法（以下ＤＰＰ法と記す）による光ディスクのトラッキングサーボ信号（以下ＴＥＳ）に用いられる。尚、ＤＰＰ法はごく一般的なＴＥＳの検出法なので説明は省略する。フロントモニタ導光板４を透過した光ビーム３はビームスプリッタ６を反射し、コリメートレンズ８に導かれ略平行な光ビームに変換される。コリメートレンズ８を出射した光ビーム３は、立ち上げミラー９を図中ｚ方向に反射しアクチュエータ１０に搭載された対物レンズ１１により光ディスク（図示せず）上に集光される。

光ディスクにより光ビーム３は反射し、対物レンズ１１、立ち上げミラー９、コリメートレンズ８、ビームスプリッタ６、検出レンズ１２を経て、光検出器１３に到達する。光ビーム３はビームスプリッタ６を透過するとき所定の非点収差が与えられ、非点収差法による光ディスクのフォーカシングサーボ信号（以下ＦＥＳと記す）の検出に使用される。尚、非点収差法はごく一般的なＦＥＳの検出法なので説明は省略する。検出レンズ１２は非点収差の方向を所定の方向に回転させると同時に光検出器１３上での光スポットの大きさを決める働きがある。光検出器１３に導かれた光ビーム２は、光ディスク上に記録されている情報信号の検出と、ＴＥＳおよびＦＥＳなど光ディスク上に集光された光スポットの位置制御信号の検出に使用される。

さて、図２はフロントモニタ導光板４の構成を示す概略図である。本図を用いてフロントモニタ導光板４について詳細に説明する。左図は図１のａ点、右図は図１のｂ点から見たフロントモニタ導光板４を図視したものである。

フロントモニタ導光板４は、入射面と出射面が所定の角度に設定された領域５が形成させている。入射面はｙ軸およびｚ軸に各々所定の角度に設定されている。また出射面も同様にｙ軸およびｚ軸に各々所定の角度に設定されている。このように領域５の入射面と出射面の面形状を所定の角度とすることで、フロントモニタ導光板４の領域５を透過した光ビーム２は、屈折によりフロントモニタ４へ導かれることになる。

右図の円１４は対物レンズ１１の有効径内に進行する光ビーム３がフロントモニタ導光板４に照射する領域である。また、光ディスク中の所定の位置情報を記録または再生するとき、対物レンズ１１を光ディスクの半径方向に移動させて用いる。このため、破線で描かれた円１５、１６のようにフロントモニタ導光板４に照射される領域は±ｙ方向に広いものである。さて、近年光ディスクシステムでは、記録速度を増すため、レーザ光源のパワーＵＰだけでなく、光学的に光ディスクまでの効率をＵＰさせなければならない。このため、フロントモニタ導光板４の領域５は対物レンズ有効径に進行する光ビーム３の外に配置している。このように対物レンズ有効径外の光ビーム２を使用するため、光ディスクへ導かれる光効率を下げることが無いという効果がある。

また、レーザ光源は通常レーザチップの活性層に直交した方向に長手の楕円な強度分布を持つため、右図点線のような楕円の強度分布１８になる。このため、フロントモニタ導光板４の領域５は光ビーム３の光線中心からレーザ光源１内にあるレーザチップの活性層に垂直な方向の直線（図中線１７）と交わる領域があるように配置する。このように配置することで、フロントモニタ７へ到達する光量をＵＰさせ、ＳＮ（シグナルとノイズの比）の良い信号が得られる効果がある。

また、フロントモニタ導光板４は、レーザ光源１と対物レンズ１１の間の光路に配置させ、フロントモニタ導光板４の対物レンズ有効径内に進行する光ビーム３が照射する領域には格子溝が形成させる。これにより、フロントモニタ導光板４は通常の回折格子と同等の機能も合わせ持つことになる。特許文献１のようにフロントモニタ導光板と回折格子を別々に配置させることなく、１個の部品で２種類の機能をもたせることができ、小型化が図れ、部品点数が減ると同時に組み立て時間短縮による低コスト化も図れるという効果が得られる。

また、屈折によりフロントモニタへ光ビームを導く構成であるため、特許文献２のように光の回折によりフロントモニタへ光ビームを導く構成と比べ迷光対策が必要ないという効果もある。

また、フロントモニタ導光板４の領域５の入射面と出射面を所定の角度に設定することによりフロントモニタ７の配置位置は実装自由度が増すものでもある。

光ディスクシステムでは、ビームスプリッタ６は、光ディスクへ照射するパワーＵＰのため反射率を高く、光検出器のＳＮを向上させるため透過率と高くと、反射率と透過率互いに高いものが要求される。このような特殊な反射透過特性をもたせるため、表面に特殊な膜を形成させている。しかしこのような特殊な膜の作製は非常に困難で反射透過特性が大きく変動してしまう。このため、例えば、従来ではビームスプリッタ６の反射率が落ちると、フロントモニタの光量は変わらないのに光ディスク上の光量が減るという矛盾があった。そこで本発明では、フロントモニタ７は、ビームスプリッタ６よりもレーザ光源１から出射した光ビーム２の進行方向に進んだ位置に配置している。これによりフロントモニタ７の検出光量はビームスプリッタ６の反射透過特性に依存しないとういう効果が得られるものである。

図１０は、フロントモニタ導光板４の領域５にて光ビームが屈折により進行方向を変える様子を図視したものである。図１０のＡ点より光ビームが領域５に入射する。入射面は光ビームに対して所定の角度θＡだけ傾けて配置させる。スネルの屈折の法則に従いθＡと異なる角度θａで領域５中を進行する。また出射面は出射面に入射する光ビームに対してθｂだけ傾けて配置させる。スネルの屈折の法則に従いθｂと異なる角度θＢで領域５を出射する。Ａ点より領域５へ入射した光ビームは、領域５を出射するとき、元の角度とは異なる角度となる。入射面と出射面の面を任意に設定することにより任意の角度の光ビームを得ることができる。このような屈折現象を利用し、本発明は対物レンズ有効径外の光ビームをフロントモニタ導光板４にてフロントモニタへ光ビームを導いたものである。

尚、実施例１ではＤＶＤの記録および再生が可能な光ディスクドライブに対応した光ピックアップについて説明したが、ＣＤ、ＢＤ、ＨＤ−ＤＶＤなどの記録および再生が可能な光ディスクドライブに対応した光ピックアップに用いてもなんら構わない。もちろんＣＤとＤＶＤの２波長互換光ピックアップ、ＢＤとＤＶＤとＣＤの３波長互換光ピックアップなどの複数波長の互換光ピックアップに用いても良い。

実施例２ではＤＶＤの記録および再生が可能な光ディスクドライブに対応した光ピックアップについて説明する。実施例２は実施例１の光ピックアップ１００とフロントモニタ導光板４の構成が異なるものであり、フロントモニタ導光板４以外は光ピックアップ１００と変わらないため光ピックアップの詳細な説明は省略する。

図３は、実施例２のフロントモニタ導光板４の概略を図示したものである。実施例２のフロントモニタ導光板４とは、入射面と出射面が所定の角度に設定された領域２０が形成されているところが異なっている。領域２０の入射面はｙ軸およびｚ軸に各々所定の角度に設定されている。また出射面も同様にｙ軸およびｚ軸に各々所定の角度に設定されている。なお、領域２０の入射面と出射面の角度は各々領域５のものとは異なるものである。領域２０の入射面と出射面の面形状を所定の角度とすることで、フロントモニタ導光板４の領域２０を透過した光ビームも、屈折によりフロントモニタ４へ導かれることになる。

実施例２では、レーザ光源１より出射した光ビームはフロントモニタ導光板４の領域５と領域２０の２箇所からフロントモニタ７へ導かれるため、実施例１に比べてフロントモニタ７へ到達する光量が２倍近く増やす効果がある。

また、フロントモニタ導光板４の領域２０も領域５と同様に対物レンズ有効径に進行する光ビーム３の外に配置している。このように領域２０も対物レンズ有効径外の光ビームを使用するため、光ディスクへ導かれる光効率を下げることが無い。

また、レーザ光源は通常レーザチップの活性層に直交した方向に長手の楕円な強度分布強度分布１８なため、フロントモニタ４の領域２０も光ビーム３の光線中心からレーザ光源１内にあるレーザチップの活性層に垂直な方向の直線（図中線１７）と交わる領域があるように配置する。このように配置することで、フロントモニタ７へ到達する光量をＵＰさせ、ＳＮ（シグナルとノイズの比）の良い信号が得られる。

先述したように近年ＣＤやＤＶＤでは高速記録に対応するための大パワーのレーザ光源レーザ光源は光出力を大きくしていくと、光軸中心が傾くことがある。特許文献１ように対物レンズ有効径外の光ビームを一部フロントモニタで検出する構成の光ピックアップでは、光軸中心が傾くと、光ディスクへ照射される光量がほとんど変わらないのにも関わらず、フロントモニタの光量は大きく変化することになり、正確に光量をモニタできなくなるという課題があった。これは対物レンズにより光ディスクへ照射される光ビームは光ビームの光軸中心に強度ピークがあるため、対物レンズ有効径内で多少光軸が傾いても光ディスクへ照射されるパワーの変化は大きくはない。しかしフロントモニタへ導かれる光ビームは対物レンズ有効径外の光ビームを一部使用しているため、光軸中心が傾くと光ビームの強度分布位置の変化がそのまま光量に反映してしまうため光量が大きく変動してしまうものである。

このため実施例２では、フロントモニタ導光板４の領域２０は、レーザ光源１内にあるレーザチップ活性層に平行な方向の直線（図中線２１）に対し領域５とは反対側に配置している。このように領域５と領域２０を配置すると、例えば光軸中心が傾き領域５よりフロントモニタ７へ到達する光量が大きく減少した場合、領域２０よりフロントモニタ７へ到達する光量は大きく増加するため、フロントモニタ７での検出光量はほとんど変化させないようにできる。すなわち光軸傾きによる変化が小さく抑えられるという効果がある。

実施例３ではＤＶＤの記録および再生が可能な光ディスクドライブに対応した光ピックアップについて説明する。

図４は光ピックアップ１０１の光学系構成を示す図である。実施例３の光ピックアップ１０１は実施例１の光ピックアップ１００と比べて、光学部品全体を対物レンズの中心に対してｚ軸周りに４５°回転させたところが異なる。

まず、光ピックアップ１０１の光学系について説明する。レーザ光源１から出射した光ビームは発散光として出射される。光ピックアップ１００と同様レーザ光源１も波長約６６０ｎｍの光ビームを出射する半導体レーザを想定している。また、レーザ光源１内にあるレーザチップ活性層は図中ｘとｙの成す平面をｘ軸中心として半時計周りに４５度回転させた平面と平行であることを想定している。図中のチェックのハッチングで形成された光路は光ビーム２、一点鎖線で形成された光路は光ビーム３を示す。

光学部品全体が対物レンズの中心に対してｚ軸周りに回転しているため、光ピックアップ１０１のフロントモニタ導光板４の構成が光ピックアップ１００のものとは異なった構成になっている。フロントモニタ導光板４は後で図を用い詳細に説明する。

次に光ビーム３について説明する。レーザ光源１から出射した光ビーム３はフロントモニタ導光板４に入射する。フロントモニタ導光板４は、領域５と異なる領域には格子溝が形成されており、光ビーム３はその格子溝により３本に分岐されＤＰＰ法による光ディスクのＴＥＳに用いられる。フロントモニタ導光板４を透過した光ビーム３はビームスプリッタ６を反射し、コリメートレンズ８に導かれ略平行な光ビームに変換される。コリメートレンズ８を出射した光ビーム３は、立ち上げミラー９を図中ｚ方向に反射しアクチュエータ１０に搭載された対物レンズ１１により光ディスク（図示せず）上に集光される。

光ディスクにより光ビーム３は反射し、対物レンズ１１、立ち上げミラー９、コリメートレンズ８、ビームスプリッタ６を経て、光検出器１３に到達する。光ビーム３はビームスプリッタ６を透過するとき所定の非点収差が与えられ、非点収差法による光ディスクのＦＥＳの検出に使用される。光ピックアップ１０１では、光学系全体をｚ軸周りに４５°傾け、レーザ光源１内にあるレーザチップ活性層は図中ｘとｙの成す平面をｘ軸中心として半時計周りに４５度回転させた平面と平行としたことにより、検出レンズ１２を削除することができる。光検出器１３に導かれた光ビーム２は、光ディスク上に記録されている情報信号の検出と、ＴＥＳおよびＦＥＳなど光ディスク上に集光された光スポットの位置制御信号の検出に使用される。

図５はフロントモニタ導光板４の構成を示す概略図である。本図を用いてフロントモニタ導光板４について詳細に説明する。図５は図４のｂ点から見たフロントモニタ導光板４を図視したものである。実施例１のフロントモニタ導光板４（図２）と比べて実施例３のフロントモニタ導光板４は光線中心を軸（ｘ軸）に反時計回りに４５°傾けたことが異なる。レーザ光源１内にあるレーザチップ活性層は図中ｘとｙの成す平面をｘ軸中心として半時計周りに４５度回転させた平面と平行としたため、レーザチップの活性層に直交した方向に長手の楕円な強度分布は点線のような楕円の強度分布１８になる。このため、フロントモニタ導光板４の領域５は光ビーム３の光線中心からレーザ光源１内にあるレーザチップの活性層に垂直な方向の直線（図中線１７）と交わる領域があるように配置するため、実施例１のフロントモニタ導光板４（図２）と比べて実施例３のフロントモニタ導光板４は光線中心を軸（ｘ軸）に反時計回りに４５°傾けたものである。このように配置することで、フロントモニタ７へ到達する光量をＵＰさせ、ＳＮ（シグナルとノイズの比）の良い信号が得られる効果がある。

尚、もちろん領域５の入射面と出射面の角度は図２のものとは異なっており、フロントモニタ７へ光ビームが到達するように入射面と出射面は各々所望の角度に設定されている。

もちろん光ピックアップ１０１のフロントモニタ導光板４に図３の構成のフロントモニタ導光板を光線中心を軸（ｘ軸）に反時計回りに４５°傾けることで使用することもできる。この時、実施例２で説明したのと同じ効果が得られる。

また、近年人気のモバイル用のノートパソコンに光ディスクシステムを搭載する場合、持ち運びの利便性よりより厚みの薄い光ディスクシステムが好ましい。モバイル用のノートパソコンに搭載する場合、図５のようにフロントモニタ導光板４を光軸方向に傾けることにより、光学部品は光ピックアップの厚み方向に小さくすることができるという効果も得られる。

実施例４ではＤＶＤおよびＣＤの記録および再生が可能なコンビタイプの光ディスクドライブに対応した光ピックアップについて説明する。

図６は光ピックアップ１０２の光学系構成を示す図である。実施例４の光ピックアップ１０１は実施例１の光ピックアップ１００と比べて、２波長マルチレーザ光源３０を搭載した点とフロントモニタ導光板４の構成が異なる点である。２波長マルチレーザとは、２つの異なるレーザチップが１つのレーザ光源の中に形成されたものである。

情報の記録または情報の再生をＤＶＤ系の光ディスクに行うには、波長約６６０ｎｍの半導体レーザを用いるのが一般的であり、ＣＤ系の光ディスクに行うには、７８０ｎｍの半導体レーザを用いるが一般的である。このため２波長マルチレーザ光源からは、ＤＶＤ系の光ディスクの記録または再生を行う場合は波長６６０ｎｍの光ビームが出射され、ＣＤ系の光ディスクの記録または再生を行う場合は波長７８０ｎｍの光ビームが出射されることを想定している。また、レーザ光源３０内にあるレーザチップ活性層は図中ｘとｙの成す平面と平行であることを想定している。尚、２波長マルチレーザ光源から出射したＤＶＤとＣＤの各光ビームは各々実施例１と同じ光路を進行するため、詳細の説明は省略する
レーザ光源３０より出射したＤＶＤとＣＤの光ビームは各々波長が異なるため、フロントモニタ導光板４の領域５に入射した光ビームの屈折角度が若干異なり、フロントモニタ７上でもっとも光量が多くなる領域５の入射面と出射面の角度が異なってしまう。

図７は実施例４フロントモニタ導光板４の構成を図示したものである。図３のフロントモニタ導光板４の構成とは、領域５と領域２０の構成が異なっている。領域３１ａと領域３２ａはＤＶＤの光ビームがフロントモニタ上で最も光量が大きくなるように入射面と出射面の角度を設定し、領域３１ｂと領域３２ｂはＣＤの光ビームがフロントモニタ上で最も光量が大きくなるように入射面と出射面の角度を設定したものである。図７の構成のフロントモニタ導光板４では、ＤＶＤとＣＤ各々最適な光量をフロントモニタ７へ導くことができ、ＤＶＤとＣＤの各々光ディスク上の光量を高精度に検出することが可能となる。

また、図３のフロントモニタ導光板の構成において、領域５の入射面と反射面をＤＶＤに最適な角度に設定し、領域２０をＣＤに最適な角度としても、ＤＶＤとＣＤの各々光ディスク上の光量を高精度に検出することが可能となる。

また、ＤＶＤとＣＤのように波長の異なる光ビームにおいても図２の構成のフロントモニタ導光板４で各光ビームは各々フロントモニタ７へ導く場合、領域５の入射面と出射面をＤＶＤとＣＤの最良な角度の中間に持ってくるようにしても良い。

実施例５ではＤＶＤおよびＣＤの記録および再生が可能なコンビタイプの光ディスクドライブに対応した光ピックアップについて説明する。

図８は光ピックアップ１０３の光学系の概略を示す図である。

まずＤＶＤ光学系について説明する。ＤＶＤレーザ光源４０からＤＶＤ光ビームが発散光として出射される。ＤＶＤの情報の記録または情報の再生を行うため、ＤＶＤレーザ光源４０も波長約６６０ｎｍの光ビームを出射する半導体レーザを想定している。また、ＤＶＤレーザ光源４０内にあるレーザチップ活性層は図中ｘとｙの成す平面を光軸中心に半時計周りに４５度傾けた面と平行であることを想定している。

ＤＶＤレーザ光源４０から出射したＤＶＤ光ビームはＤＶＤフロントモニタ導光板４２に入射する。ＤＶＤフロントモニタ導光板４２は、レーザチップ活性層を光軸中心に傾けているため、ここでは図５のような形状を想定している。領域５と異なる領域には格子溝が形成されており、ＤＶＤ光ビームはその格子溝により３本に分岐されＤＰＰ法による光ディスクのＴＥＳに用いられる。ＤＶＤフロントモニタ導光板４２の領域５を透過したＤＶＤ光ビームはビームスプリッタ４３、ビームスプリッタ４４を各々反射し、立ち上げミラーの下（図中−ｚ方向）に配置されたフロントモニタ４５に進行する。フロントモニタ４５で検出された出力信号はレーザ光源４０の駆動回路（図示なし）にフィードバックされ、レーザ光源４０の出射光量を制御し光ディスク上に所望の光量を照射するために用いられる。

さて、ＤＶＤフロントモニタ導光板４２の格子溝形成領域を通過したＤＶＤ光ビームは、ビームスプリッタ４３、ビームスプリッタ４４、立ち上げミラー４６を各々反射し、コリメートレンズ４７に導かれ略平行な光ビームに変換される。コリメートレンズ４７を出射したＤＶＤ光ビームは、アクチュエータ（図示なし）に搭載された対物レンズ４８により光ディスク（図示せず）上に集光される。

光ディスクによりＤＶＤ光ビームは反射し、対物レンズ４８、コリメートレンズ４７、立ち上げミラー４６、ビームスプリッタ４４、ビームスプリッタ４３を経て、光検出器４９に到達する。ＤＶＤ光ビームはビームスプリッタ４３を透過するとき所定の非点収差が与えられ、非点収差法による光ディスクのＦＥＳの検出に使用される。光ピックアップ１０３では、光学系全体をｚ軸周りに４５°傾け、レーザ光源４０内にあるレーザチップ活性層は図中ｘとｙの成す平面を光軸中心として半時計周りに４５度回転させた平面と平行としたことにより、検出レンズを削除することができる。光検出器４９に導かれたＤＶＤ光ビームは、光ディスク上に記録されている情報信号の検出と、ＴＥＳおよびＦＥＳなど光ディスク上に集光された光スポットの位置制御信号の検出に使用される。

次にＣＤ光学系について説明する。ＣＤレーザ光源５０からＣＤ光ビームが発散光として出射される。ＣＤの情報の記録または情報の再生を行うため、ＣＤレーザ光源５０も波長約７８０ｎｍの光ビームを出射する半導体レーザを想定している。また、ＣＤレーザ光源５０内にあるレーザチップ活性層は図中ｘとｙの成す平面を光軸中心に半時計周りに４５度傾けた面と平行であることを想定している。

ＣＤレーザ光源５０から出射したＣＤ光ビームは補正レンズ５１に入射する。ＤＶＤとＣＤは一般的に最適な光学倍率（＝コリメートレンズの焦点距離／対物レンズの焦点距離）が異なるため、ＣＤ光学系には補正レンズ５１を配備しコリメートレンズ４７との組み合わせにより実質的なコリメートレンズの焦点距離を変換している。補正レンズ５１を通過したＣＤ光ビームはＣＤフロントモニタ導光板５２に入射する。ＣＤフロントモニタ導光板５２は、レーザチップ活性層を光軸中心に傾けているため、ここでは図５のような形状を想定している。領域５と異なる領域には格子溝が形成されており、ＣＤ光ビームはその格子溝により３本に分岐されＤＰＰ法による光ディスクのＴＥＳに用いられる。ＣＤフロントモニタ導光板５２の領域５を透過したＣＤ光ビームはビームスプリッタ４４を透過し、立ち上げミラーの下（図中−ｚ方向）に配置されたフロントモニタ４５に進行する。フロントモニタ４５で検出された出力信号はレーザ光源５０の駆動回路（図示なし）にフィードバックされ、レーザ光源５０の出射光量を制御し光ディスク上に所望の光量を照射するために用いられる。

さて、ＣＤフロントモニタ導光板４２の格子溝形成領域を通過したＣＤ光ビームは、ビームスプリッタ４４を透過する。ビームスプリッタ４４のような傾いた平行平板を発散光が透過すると、非点収差とコマ収差が発生する。ビームスプリッタ４４を透過する際に発生する非点収差とコマ収差を除去するように、補正レンズ５２の出射面をシリンドリカル面に設定している。ビームスプリッタ４４を透過した後、立ち上げミラー４６を反射し、コリメートレンズ４７に導かれ略平行な光ビームに変換される。コリメートレンズ４７を出射したＣＤ光ビームは、アクチュエータ（図示なし）に搭載された対物レンズ４８により光ディスク（図示せず）上に集光される。

光ディスクによりＣＤ光ビームは反射し、対物レンズ４８、コリメートレンズ４７、立ち上げミラー４６、ビームスプリッタ４４、ビームスプリッタ４３を経て、光検出器４９に到達する。ＣＤ光ビームはＤＶＤ光ビームと同様にビームスプリッタ４３を透過するとき所定の非点収差が与えられ、非点収差法による光ディスクのＦＥＳの検出に使用される。光検出器４９に導かれたＣＤ光ビームは、光ディスク上に記録されている情報信号の検出と、ＴＥＳおよびＦＥＳなど光ディスク上に集光された光スポットの位置制御信号の検出に使用される。

上述したようにフロントモニタ導光板は図８のようにＤＶＤとＣＤの光学系で別々に配置してもなんら構わない。別々に配置することで、フロントモニタ導光板の領域５を各々最適な角度に設定することができるので、ＤＶＤとＣＤの光ディスク上のパワーをより高精度に制御することが可能となる。

実施例６では、これまでに説明した光ピックアップを搭載した、光ディスクシステムについて説明する。

図９に光ピックアップ１００を搭載した記録および再生用光ディスクシステムの概略ブロック図を示す。光ピックアップ１から検出された信号は信号処理回路内のサーボ信号生成回路７１、フロントモニタ用回路７２、情報信号再生回路７５に送られる。サーボ信号生成回路７１では、これら検出信号から各光ディスクに適したＦＥＳやＴＥＳが生成され、これをもとにアクチュエータ駆動回路７０を経て光ピックアップ１内の対物レンズアクチュエータを駆動し、対物レンズの位置制御を行う。フロントモニタ用回路７２では、フロントモニタからの検出信号からレーザ光源の光量モニタ信号を検出し、これをもとにレーザ光源制御回路７３を駆動し光ディスク１５０上の光量を正確に制御する。また情報信号再生回路７５では前記検出信号から光ディスク１５０に記録された情報信号が再生され、その情報信号は情報信号出力端子７９へ出力される。

また記録情報が記録情報入力端子８０から入力されると、記録情報信号変換回路７６で所定のレーザ駆動用記録信号に変換される。このレーザ駆動用記録信号はコントロール回路７８に送られ、レーザ光源制御回路７３を駆動させレーザ光源の光量制御を行い、光ディスク１５０に記録信号を記録する。なお、このコントロール回路７８にはアクセス制御回路７４とスピンドルモータ駆動回路７７が接続されており、それぞれ光ピックアップ１のアクセス方向の位置制御や光ディスク１５０のスピンドルモータ８１の回転制御が行われる
この実施例６では光ピックアップ１００などの、ＤＶＤ単独機に関して説明したが、実施例６の光ディスクシステムは、ＣＤ、ＢＤ、ＨＤ−ＤＶＤなどの光ディスクに対するどのような光ピックアップでも使用可能である。

また、実施例６では、光ピックアップ１００などのＤＶＤ単独機に関して説明したが、実施例６の光ディスクシステムは、ＤＶＤ／ＣＤ両方記録光ピックアップや、ＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤ記録光ピックアップなど複数の光ディスクに対応した光ピックアップでも使用可能である。

また、実施例１ないし６において、フロントモニタ導光板のフロントモニタへ光ビームを導く屈折の領域以外の領域に格子溝を形成させたが、もちろんレンズ面であってもなんら構わない。

また、実施例１ないし６において、フロントモニタ導光板のフロントモニタへ光ビームを導く屈折の領域は平面を想定したが、もちろん曲率をもっていてもなんら構わない。

また、本実施例において、フロントモニタ導光板をお椀状のレンズにすることで自由に屈折率を取るようにしても良い。

実施例１ないし６によれば、本発明光ピックアップでは、小型かつ低コストな光ピックアップにおいて、フロントモニタへ十分な光量を導くことができ、迷光の影響がなく、光ディスクへ照射される光量を正確にモニタすることができる

実施例１における光ピックアップの光学系の構成を示す図である。実施例１においけるフロントモニタ導光板の概略を示す図である。実施例２におけるフロントモニタ導光板の概略を示す図である。実施例３における光ピックアップの光学系の構成を示す図である。実施例３におけるフロントモニタ導光板の概略を示す図である。実施例４における光ピックアップの光学系の構成を示す図である。実施例４におけるフロントモニタ導光板の概略を示す図である。実施例５における光ピックアップの光学系の構成を示す図である。実施例６における光ディスクシステムの構成を示す図である。実施例１における屈折の原理を示す図である。

符号の説明

１００・・・光ピックアップ
１・・・レーザ光源
４・・・フロントモニタ導光板
６・・・ビームスプリッタ
７・・・フロントモニタ
１１・・・対物レンズ
１３・・・光検出器
７３・・・レーザ光源制御回路

Claims

波長の異なる２種類の光ビームを出射する光出射手段と、
前記光出射手段から出射した光ビームを光学的情報記録媒体に集光する集光手段と、
前記光出射手段から出射した光ビームを受光する受光手段と、
前記光出射手段と前記集光手段の間に配置され、前記光出射手段から出射した前記集光手段の有効径外の光ビームの内、少なくも一部を屈折により進行方向を変えて前記受光手段へ到達させる所定の形状を有する導光手段と、
前記導光手段と前記集光手段との間に配置され、前記導光手段を透過した前記有効径内の光ビームを前記集光手段に向けて反射させ、且つ前記集光手段を透過し前記光学的情報記録媒体で反射した光ビームを透過させる光分岐面が形成されたビームスプリッタとを備え、
前記導光手段における前記所定の形状は、平面で形成され、且つ波長の異なる２種類の光ビームのそれぞれに最適な角度の中間付近となるように、入射面及び出射面の角度が形成されており、
前記受光手段は、前記ビームスプリッタよりも前記光出射手段から出射した光ビームの進行方向に進んだ位置に配置されており、
前記導光手段を透過した前記有効径外の光ビームの内、少なくとも一部は、前記ビームスプリッタの前記光分岐面で反射され、前記受光手段に受光されることを特徴とする光ピックアップ。
波長の異なる２種類の光ビームを出射する光出射手段と、
前記光出射手段から出射した光ビームを光学的情報記録媒体に集光する集光手段と、
前記光出射手段から出射した光ビームを受光する受光手段と、
前記光出射手段と前記集光手段の間に配置され、前記光出射手段から出射した前記集光手段の有効径外の光ビームの内、少なくも一部を屈折により進行方向を変えて前記受光手段へ到達させる所定の形状を有する導光手段と、
前記導光手段と前記集光手段との間に配置され、前記導光手段を透過した前記有効径内の光ビームを前記集光手段に向けて透過させ、且つ前記集光手段を透過し前記光学的情報記録媒体で反射した光ビームを反射させる光分岐面が形成されたビームスプリッタとを備え、
前記導光手段における前記所定の形状は、平面で形成され、且つ波長の異なる２種類の光ビームのそれぞれに最適な角度の中間付近となるように、入射面及び出射面の角度が形成されており、
前記受光手段は、前記ビームスプリッタよりも前記光出射手段から出射した光ビームの進行方向に進んだ位置に配置されており、
前記導光手段を透過した前記有効径外の光ビームの内、少なくとも一部は、前記ビームスプリッタの前記光分岐面で透過され、前記受光手段に受光されることを特徴とする光ピックアップ。
請求項１又は２に記載の光ピックアップであって、前記導光手段は、前記光出射手段から出射した有効径外の光ビームの内、少なくも一部を屈折により進行方向を変えて前記受光手段へ到達させる領域には、前記受光手段に照射する光ビームの光線中心から前記光出射手段にあるレーザチップの活性層に垂直な方向の直線と交わる領域があることを特徴とする光ピックアップ。
波長の異なる２種類の光ビームを出射する光出射手段と、
前記光出射手段から出射した光ビームを光学的情報記録媒体に集光する集光手段と、
前記光出射手段から出射した光ビームを受光する受光手段と、
前記光出射手段と前記集光手段の間に配置され、前記光出射手段から出射した前記集光手段の有効径外の光ビームの内、少なくも一部を屈折により進行方向を変えて前記受光手段へ到達させる所定の形状を有する導光手段と、
前記導光手段と前記集光手段との間に配置され、前記導光手段を透過した前記有効径内の光ビームを前記集光手段に向けて反射させ、且つ前記集光手段を透過し前記光学的情報記録媒体で反射した光ビームを透過させる光分岐面が形成されたビームスプリッタとを備え、
前記導光手段は、当該導光手段の中心線に対して互いに略対称の位置に第１の領域と第２の領域を有しており、前記第１の領域と第２の領域が、前記光出射手段から出射した前記集光手段の有効径外の光ビームの内、少なくも一部を屈折により進行方向を変えて前記受光手段へ到達させるよう構成され、
前記導光手段における前記第１の領域及び前記第２の領域は、平面で形成され、且つ波長の異なる２種類の光ビームのそれぞれに最適な角度の中間付近となるように、入射面及び出射面の角度が形成されており、
前記受光手段は、前記ビームスプリッタよりも前記光出射手段から出射した光ビームの進行方向に進んだ位置に配置されており、
前記導光手段を透過した前記有効径外の光ビームの内、少なくとも一部は、前記ビームスプリッタの前記光分岐面で反射され、前記受光手段に受光されることを特徴とする光ピックアップ。
波長の異なる２種類の光ビームを出射する光出射手段と、
前記光出射手段から出射した光ビームを光学的情報記録媒体に集光する集光手段と、
前記光出射手段から出射した光ビームを受光する受光手段と、
前記光出射手段と前記集光手段の間に配置され、前記光出射手段から出射した前記集光手段の有効径外の光ビームの内、少なくも一部を屈折により進行方向を変えて前記受光手段へ到達させる所定の形状を有する導光手段と、
前記導光手段と前記集光手段との間に配置され、前記導光手段を透過した前記有効径内の光ビームを前記集光手段に向けて透過させ、且つ前記集光手段を透過し前記光学的情報記録媒体で反射した光ビームを反射させる光分岐面が形成されたビームスプリッタとを備え、
前記導光手段は、当該導光手段の中心線に対して互いに略対称の位置に第１の領域と第２の領域を有しており、前記第１の領域と第２の領域が、前記光出射手段から出射した前記集光手段の有効径外の光ビームの内、少なくも一部を屈折により進行方向を変えて前記受光手段へ到達させるよう構成され、
前記導光手段における前記第１の領域及び前記第２の領域は、平面で形成され、且つ波長の異なる２種類の光ビームのそれぞれに最適な角度の中間付近となるように、入射面及び出射面の角度が形成されており、
前記受光手段は、前記ビームスプリッタよりも前記光出射手段から出射した光ビームの進行方向に進んだ位置に配置されており、
前記導光手段を透過した前記有効径外の光ビームの内、少なくとも一部は、前記ビームスプリッタの前記光分岐面で透過され、前記受光手段に受光されることを特徴とする光ピックアップ。
請求項４又は５に記載の光ピックアップであって、前記導光手段の前記第１の領域及び前記第２の領域には、前記受光手段に照射する光ビームの光線中心から前記光出射手段にあるレーザチップの活性層に垂直な方向の直線と各々交わる領域があることを特徴とする光ピックアップ。
請求項６記載の光ピックアップであって、前記導光手段の前記第１の領域は、前記受光手段に照射する光ビームの光線中心から前記レーザ光源内にあるレーザチップの活性層に平行な方向の直線に対し前記第２の領域と反対側に配置したことを特徴とする光ピックアップ。
請求項１から７いずれか１項に記載の光ピックアップであって、前記導光手段は前記所定の形状をもった領域と異なる領域に格子溝が形成されていることを特徴とする光ピックアップ。
請求項１から８いずれか１項に記載の光ピックアップであって、前記導光手段は前記所定の形状をもった領域と異なる領域に曲率を持たせたことを特徴とする光ピックアップ。
請求項４から６いずれか１項に記載の光ピックアップであって、前記導光手段は前記第１の領域及び前記第２の領域と異なる領域に格子溝が形成されていることを特徴とする光ピックアップ。
請求項４から６いずれか１項に記載の光ピックアップであって、前記導光手段は前記第１の領域および前記第２の領域と異なる領域に曲率を持たせたことを特徴とする光ピックアップ。
請求項１０に記載の光ピックアップであって、前記導光手段は前記第１の領域および前記第２の領域と異なる領域に曲率を持たせたことを特徴とする光ピックアップ。
請求項１から１２いずれか１項に記載の光ピックアップを搭載し、前記光ピックアップの前記受光手段から出力した信号を用いて前記光出射手段の出射光量を制御する光出射手段制御回路を搭載したことを特徴とする光ディスクシステム。