JPH07296414A

JPH07296414A - 光ピックアップ装置

Info

Publication number: JPH07296414A
Application number: JP6111757A
Authority: JP
Inventors: Ikuo Honda; 郁雄本田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1994-04-28
Filing date: 1994-04-28
Publication date: 1995-11-10

Abstract

(57)【要約】【目的】超解像効果を実現できるとともに小型化でき
る光ピックアップ装置を提供することを目的としてい
る。【構成】したがって、超解像度効果を得るための遮光
部材に、半導体レーザ素子の出力レベルをモニタするた
めの受光素子を設けているので、この受光素子を配設・
固定するための部材を他に設ける必要がなく、光ピック
アップ装置の部品点数が減少し、光ピックアップ装置を
小型化することができる。また、受光素子の受光面を絞
ったり、あるいは、受光量を制限することで、受光素子
の受光信号の高域での周波数特性を向上することがで
き、半導体レーザ素子の出力モニタ信号として、良好な
特性を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザ素子から
出力したレーザ光をカップリングレンズにより平行ビー
ムに変換し、遮光部材により平行ビームの中央部の光束
を遮光した状態で対物レンズにより光記憶媒体に結像す
る光ピックアップ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、光ディスク装置のように、光記
録媒体を記録媒体として用いる装置では、レーザスポッ
トを光記録媒体の記録面に集束することで、データを記
録および再生している。したがって、このレーザスポッ
トの径をより小さい値に設定することができれば、光デ
ィスク装置の記録容量を増大することができる。

【０００３】このように、レーザスポットの径を小さく
するには、使用するレーザ光の波長を短くしたり、ある
いは、レーザ光を絞る対物レンズの開口数（ＮＡ）を大
きくするという方法がある。また、近年では、対物レン
ズで絞ったレーザ光束の中央の一部を遮光することで、
実効的な開口数を大きくする効果を利用した、いわゆ
る、超解像法も用いられるようになってきている。

【０００４】この超解像法を用いると、比較的小口径の
対物レンズを用いて、より小さな径のレーザスポットを
得ることができるので、光記録媒体にデータを記録また
は再生するための光ピックアップ装置を小型化する場合
に有利である。

【０００５】図９は、超解像法を適用した光ピックアッ
プ装置の光学系の要部を示している。

【０００６】同図において、半導体レーザ素子１から出
力されるレーザ光は、カップリングレンズ２によって平
行光に変換され、その平行レーザビームは、ビームスプ
リッタ３の分離面３ａを透過して、対物レンズ４によっ
て収束されて、光ディスク５の記録面に結像される。

【０００７】光ディスク５からの反射光は、対物レンズ
４によって略平行光に変換され、ビームスプリッタ３の
分離面３ａで反射されて、図示しない周知の検出光学系
に導かれる。

【０００８】また、カップリングレンズ２とビームスプ
リッタ３との間の光路中には、遮光部材６が配設されて
いる。この遮光部材６は、図１０（ａ）に示すように、
カップリングレンズ２により形成された平行レーザビー
ムＬＳを上下方向に突き抜ける態様の寸法に形成されて
いる。

【０００９】したがって、この遮光部材６の直後の平行
レーザビームＬＳの光の強度分布は、同図（ｂ）に示し
たように、中央部の強度が「０」になる態様のものとな
る。そして、この強度分布の平行レーザビームＬＳが対
物レンズ４により収束されると、その結像点に形成され
る光スポットの強度分布は、同図（ｃ）に実線で示すよ
うに、その半値幅がＤになるような形態（両側にそれぞ
れサイドローブをもつ）になる。

【００１０】ここで、遮光部材６を設けなかったとき
に、対物レンズ４の結像点に形成される光スポットの強
度分布は、同図（ｃ）に破線で示すような態様となり、
この場合の半値幅はＤ’になる。

【００１１】したがって、半値幅Ｄは、半値幅Ｄ’より
も小さくなるので、より小さなスポットを光ディスク５
に形成することができ、その結果、データの記録密度を
向上することができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来装置では、遮光部材６によって遮光された部分
の光束は無駄になるので、光源光量の利用率が悪くなる
という不都合を生じていた。

【００１３】そこで、図１１に示すように、遮光部材６
に代えて鏡７を配設し、この鏡７により反射した光束を
受光素子８で受光し、この受光素子８の受光信号に基づ
いて、半導体レーザ素子１の出力レベルを検出するよう
な装置も提案されている。

【００１４】この場合でも、鏡７が、カップリングレン
ズ２により形成された平行レーザビームＬＳの中央部の
光束を遮光するので、図９と同様の超解像効果を得るこ
とができる。

【００１５】しかしながら、このような従来装置では、
受光素子８を配設・固定するための部材が必要となり、
光ピックアップ装置の構成部品が増えて、光ピックアッ
プ装置が大型化し、重量も重くなるという不都合を生じ
る。

【００１６】本発明は、かかる実情に鑑みてなされたも
のであり、超解像効果を実現できるとともに小型化でき
る光ピックアップ装置を提供することを目的としてい
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、半導体レーザ
素子から出力したレーザ光をカップリングレンズにより
平行ビームに変換し、遮光部材により平行ビームの中央
部の光束を遮光した状態で対物レンズにより光記憶媒体
に結像する光ピックアップ装置において、上記遮光部材
には、上記半導体レーザ素子の出力レベルを検出するた
めの受光素子を備えたものである。また、前記遮光部材
は、前記平行ビームの光軸に対してその面が垂直に配設
されているものである。また、前記遮光部材は、前記平
行ビームの光軸に対してその面が非垂直に配設されてい
るものである。また、前記受光素子の受光面には、受光
面積を制限する枠部材が配設されているものである。

【００１８】また、半導体レーザ素子から出力したレー
ザ光をカップリングレンズにより平行ビームに変換し、
遮光部材により平行ビームの中央部の光束を遮光した状
態で対物レンズにより光記憶媒体に結像する光ピックア
ップ装置において、上記遮光部材には、上記半導体レー
ザ素子の出力レベルを検出するための受光素子を備え、
この受光素子の受光信号に基づいて、半導体レーザ素子
の出力レベルを所定値に制御するようにしたものであ
る。

【００１９】

【作用】したがって、超解像度効果を得るための遮光部
材に、半導体レーザ素子の出力レベルをモニタするため
の受光素子を設けているので、この受光素子を配設・固
定するための部材を他に設ける必要がなく、光ピックア
ップ装置の部品点数が減少し、光ピックアップ装置を小
型化することができる。

【００２０】また、受光素子の受光面を絞ったり、ある
いは、受光量を制限することで、受光素子の受光信号の
高域での周波数特性を向上することができ、半導体レー
ザ素子の出力モニタ信号として、良好な特性を得ること
ができる。

【００２１】また、遮光部材を光軸に対して非垂直に配
設することで、遮光部材および受光素子からの反射光が
半導体レーザ素子に戻ることが防止され、半導体レーザ
素子に悪影響を及ぼすような事態を回避することができ
る。

【００２２】

【実施例】以下、添付図面を参照しながら、本発明の実
施例を詳細に説明する。

【００２３】図１は、本発明の一実施例にかかる光ピッ
クアップ装置の光学系の要部を示している。なお、同図
において、図９と同一部分および相当する部分には、同
一符号を付している。

【００２４】同図において、半導体レーザ素子１から出
力されるレーザ光は、カップリングレンズ２によって平
行光に変換され、その平行レーザビームは、ビームスプ
リッタ３の分離面３ａを透過して、対物レンズ４によっ
て収束されて、光ディスク５の記録面に結像される。

【００２５】光ディスク５からの反射光は、対物レンズ
４によって略平行光に変換され、ビームスプリッタ３の
分離面３ａで反射されて、図示しない周知の検出光学系
に導かれる。

【００２６】また、カップリングレンズ２とビームスプ
リッタ３との間の光路中には、遮光部材１０が配設され
ている。この遮光部材１０は、図２に示すように、カッ
プリングレンズ２により形成された平行レーザビームＬ
Ｓを上下方向に突き抜ける態様の寸法に形成されてお
り、半導体レーザ素子１に対向する面の略中央部には、
受光素子１１が配設されている。また、遮光部材１０
は、受光素子１１の駆動のための信号配線の基板も兼ね
る。

【００２７】また、受光素子１１は、その受光面に、受
光面積を絞るための枠部材１２が設けられている。この
枠部材１２には、受光素子１１の受光面の有効受光領域
１１ａよりも小さい面積の開口部１２ａが設けられてお
り、それにより、受光素子１１に入射される光束の面積
が枠部材１２により絞られる。

【００２８】このように、受光素子１１に枠部材１２を
設けた理由を、次に説明する。

【００２９】受光素子１１の受光面に光束を入射したと
き、受光有効領域１１ａの範囲内に光束が入射している
ときの受光素子１１の周波数特性は、図４（ａ）に示す
ようなものになる。一方、受光有効領域１１ａの外側に
まで光束が入射しているときの受光素子１１の周波数特
性は、同図（ｂ）に示すようなものとなる。すなわち、
受光有効領域１１ａの外側にまで光束が入射していると
きには、受光素子１１の高域におけるゲインが低下し、
受光信号のレベルが低下する。

【００３０】ここで、動作時の受光素子１１の受光信号
の周波数帯域は、数ＭＨｚ〜２０ＭＨｚ程度の周波数範
囲に含まれ、したがって、受光素子１１の受光信号は、
この周波数帯域の信号ゲインが大きいことが望ましい。

【００３１】一方、図２に示したように、平行レーザビ
ームＬＳの径は、受光素子１１の受光面よりも大きいの
で、受光素子１１をそのままの状態で使用すると、光束
が受光有効領域１１ａの外側にまで位置するために、必
要な周波数帯域での受光信号のゲインが低下するおそれ
がある。

【００３２】そこで、枠部材１２を設けることで、受光
素子１１の受光面に入射される光束を絞り、必要な周波
数帯域での受光信号のゲインが十分に得られるようにし
ている。

【００３３】図５は、本発明の一実施例にかかる光ディ
スク装置の制御系の要部を示している。

【００３４】同図において、検出光学系信号処理部１５
は、検出光学系に設けられている種々の受光素子から出
力される受光信号に基づいて、光ディスク５に対するレ
ーザビームの焦点誤差をあらわすフォーカシング誤差信
号ＦＥ、光ディスク５の記録トラックに対する追従誤差
をあらわすトラッキング誤差信号ＴＥ、および、光ディ
スク５からの再生信号ＲＦを形成するものであり、フォ
ーカシング誤差信号ＦＥはフォーカスサーボ制御部１６
に加えられ、トラッキング誤差信号ＴＥはトラッキング
サーボ制御部１７に加えられ、再生信号ＲＦは信号再生
部１８に加えられている。

【００３５】フォーカシングサーボ制御部１６は、入力
したフォーカシング誤差信号ＦＥに基づいて、フォーカ
シング誤差を０に変化させるフォーカシング制御信号Ｓ
Ｆを形成するものであり、そのフォーカシング制御信号
ＳＦは、フォーカシングコイル駆動部１９に加えられて
いる。

【００３６】フォーカシングコイル駆動部１９は、入力
したフォーカシング制御信号ＳＦに基づき、対物レンズ
４を移動する対物レンズ移動機構において、対物レンズ
４をフォーカシング方向に移動するためのフォーカスコ
イルに駆動電流を供給するものである。

【００３７】トラッキングサーボ制御部１７は、入力し
たトラッキング誤差信号ＴＥに基づいて、トラッキング
誤差を０に変化させるトラッキング制御信号ＳＴを形成
するものであり、そのトラッキング制御信号ＳＴは、ト
ラッキングコイル駆動部２０に加えられている。

【００３８】トラッキングコイル駆動部２０は、入力し
たトラッキング制御信号ＳＴに基づき、対物レンズ移動
機構において対物レンズ４をトラッキング方向に移動す
るトラックコイルに駆動電流を供給するものである。

【００３９】信号再生部１８は、入力した再生信号ＲＦ
に基づいて、光ディスク５に記録されているデータを再
生するものであり、その再生データは、復号器２１に加
えられている。

【００４０】復号器２１は、入力する再生データに付加
されている誤り訂正符号を用いて、再生データに含まれ
ている誤りを検出して訂正するものであり、その出力デ
ータは、再生データとして制御部２２に加えられてい
る。

【００４１】符号器２３は、制御部２２から出力される
記録データに、所定の誤り訂正符号を付加するものであ
り、その出力データは、記録信号として半導体レーザ駆
動制御部２４に加えられている。また、受光素子１１か
ら出力される受光信号ＰＰは、半導体レーザ駆動制御部
２４に加えられている。

【００４２】半導体レーザ駆動制御部２４は、受光信号
ＰＰに基づいて、半導体レーザ素子１の発光レベルを判
定するとともに、制御部２２から再生モードが指令され
ているときには、所定の再生レベルで半導体レーザ素子
１を点灯駆動し、制御部２２から記録モードが指令され
ているときには、入力した記録信号に対応して、半導体
レーザ素子１の出力レベルを所定の記録レベルに制御す
るものである。これにより、記録データに対応して半導
体レーザ素子１の出力レベルが変化し、記録データに対
応した記録情報が光ディスク５の記録トラックに記録さ
れる。

【００４３】位置検出器２５は、シークモータ２６によ
り移動される光ピックアップ装置の移動光学系の筺体
（図示略）の位置を検出するものであり、その検出信号
は、位置検出信号ＳＰとしてシークモータ制御部２７に
加えられている。

【００４４】シークモータ制御部２７は、位置検出信号
ＳＰの値が、制御部２２から指令された目標位置に対応
する値になるようにシークモータ２６を駆動するもので
ある。

【００４５】速度検出器２８は、光ディスク５を回転駆
動するスピンドルモータ２９の回転速度を検出するもの
であり、その検出信号は、速度検出信号ＳＶとしてスピ
ンドルモータ制御部３０に加えられている。

【００４６】スピンドルモータ制御部３０は、速度検出
信号ＳＶの値が、制御部２２から指令された目標速度に
対応する値になるように、スピンドルモータ２９を駆動
するものである。

【００４７】また、ホストインタフェース回路３１は、
この光ディスク駆動装置を外部記憶装置として用いるホ
スト装置との間で、種々のデータをやりとりするための
ものである。

【００４８】このようにして、受光素子１１から出力さ
れる受光信号ＰＰにより、半導体レーザ素子１１の出力
レベルがモニタされ、半導体レーザ素子１１の出力が制
御される。

【００４９】ところで、受光素子１１は、受光量に応じ
て、その周波数特性が変化する。

【００５０】例えば、受光量が少ない場合の受光信号Ｐ
Ｐの周波数特性は、図６（ａ）に示したようなものにな
り、一方、受光量が多い場合の受光信号ＰＰの周波数特
性は、同図（ｂ）に示したようなものとなる。すなわ
ち、動作時の周波数領域における受光素子１１の受光信
号ＰＰの周波数特性は、受光量が少ない方が良好であ
る。

【００５１】そこで、図７（ａ），（ｂ）に示すよう
に、受光素子１１の受光面と、枠部材１２との間に、減
光フィルタ（ＮＤ（ＮｅｕｔｒａｌＤｅｎｓｉｔｙ）
フィルタ）１３を配設し、受光素子１１の受光有効領域
１１ａにおける受光量を制限することで、受光素子１１
の周波数特性を良好にすることができる。

【００５２】図８は、本発明の他の実施例にかかる光ピ
ックアップ装置の光学系の要部を示している。なお、同
図において、図１と同一部分および相当する部分には、
同一符号を付している。

【００５３】同図において、カップリングレンズ２とビ
ームスプリッタ３との間の光路中には、その表面が光軸
と４５度をなすように配置された態様で、遮光部材１４
が配設されている。この遮光部材１４は、上述した実施
例の遮光部材１０と同様に、カップリングレンズ２によ
り形成された平行レーザビームＬＳを上下方向に突き抜
ける態様の寸法に形成されており、半導体レーザ素子１
に対向する面の略中央部には、受光素子１５が配設され
ている。また、遮光部材１４は、受光素子１５の駆動の
ための信号配線の基板も兼ねる。

【００５４】したがって、この場合には、遮光部材１４
の表面で反射した光、および、受光素子１５の受光面で
反射した光は、光学系の光軸と交差する方向に偏向され
て、半導体レーザ素子１への戻り光とはならないので、
半導体レーザ素子１の動作が不安定になるなどの不都合
を防止できる。

【００５５】ところで、上述した実施例では、半導体レ
ーザ素子の出力レベルモニタ用の受光素子を遮光部材に
配設するようにしているが、例えば、遮光部材とほぼ同
じ形状の受光面を備えた受光素子を、遮光部材に代えて
用いることもできる。この場合、受光素子が遮光部材を
兼ねるので、光ピックアップ装置の構成部品点数をより
削減することができる。

【００５６】また、上述した実施例では、光ディスク装
置に本発明を適用しているが、それ以外の同様の装置、
例えば、光磁気ディスク装置や相変化型光ディスク装置
にも、本発明を同様にして適用することができる。それ
以外でも、超解像効果を適用する光学装置には、本発明
を同様にして適用することができる。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
超解像度効果を得るための遮光部材に、半導体レーザ素
子の出力レベルをモニタするための受光素子を設けてい
るので、この受光素子を配設・固定するための部材を他
に設ける必要がなく、光ピックアップ装置の部品点数が
減少し、光ピックアップ装置を小型化することができる
という効果を得る。また、受光素子の受光面を絞った
り、あるいは、受光量を制限することで、受光素子の受
光信号の高域での周波数特性を向上することができ、半
導体レーザ素子の出力モニタ信号として、良好な特性を
得ることができるという効果も得る。また、遮光部材を
光軸に対して非垂直に配設することで、遮光部材および
受光素子からの反射光が半導体レーザ素子に戻ることが
防止され、半導体レーザ素子に悪影響を及ぼすような事
態を回避することができるという効果も得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかる光ピックアップ装置
の光学系の要部を示した概略構成図。

【図２】遮光部材と受光素子の取付関係の一例を示した
概略図

【図３】受光素子に設けた枠部材を説明するための概略
図、および、Ａ−Ａ’矢視断面図。

【図４】受光素子の受光面積と受光信号の周波数特性と
の関係を説明するためのグラフ図。

【図５】本発明の一実施例にかかる光ディスク装置の制
御系の要部の一例を示したブロック図。

【図６】受光素子の受光量と受光信号の周波数特性との
関係を説明するためのグラフ図。

【図７】受光素子にＮＤフィルタを設けたときの一例を
示した概略図、および、Ｂ−Ｂ’矢視断面図

【図８】本発明の他の実施例にかかる光ピックアップ装
置の光学系の要部を示した概略構成図。

【図９】超解像効果を利用した光ピックアップ装置の光
学系の従来の一例を示した概略構成図。

【図１０】遮光部材と光束との関係、および、各部の光
束の光の強度分布を例示した概略図。

【図１１】超解像効果を利用した光ピックアップ装置の
光学系の従来の他の例を示した概略構成図。

【符号の説明】

１０，１４遮光部材１１，１５受光素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体レーザ素子から出力したレーザ光
をカップリングレンズにより平行ビームに変換し、遮光
部材により平行ビームの中央部の光束を遮光した状態で
対物レンズにより光記憶媒体に結像する光ピックアップ
装置において、上記遮光部材には、上記半導体レーザ素子の出力レベル
を検出するための受光素子を備えたことを特徴とする光
ピックアップ装置。
【請求項２】前記遮光部材は、前記平行ビームの光軸
に対してその面が垂直に配設されていることを特徴とす
る請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】前記遮光部材は、前記平行ビームの光軸
に対してその面が非垂直に配設されていることを特徴と
する請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】前記受光素子の受光面には、受光面積を
制限する枠部材が配設されていることを特徴とする請求
項１または請求項２または請求項３記載の光ピックアッ
プ装置。
【請求項５】前記受光素子の受光面には、受光量を制
限するフィルタ部材が配設されていることを特徴とする
請求項１または請求項２または請求項３または請求項４
記載の光ピックアップ装置。