JPH09274728A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発光素子の出力を一定に保持するためのモニ
ター機能を有する光ピックアップ装置において、光ピッ
クアップ装置の部品点数の削減及び小型化を図る。 【解決手段】 レーザーダイオード４と、信号光検出素
子５と、モニター光検出素子６とを基板３上に設け、パ
ッケージ２内に収納し、光束分岐手段として、透明基板
７上に設けられた光回折溝１０や反射膜１３等をパッケ
ージ２に一体的に設け、集積化光学素子１を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、音声及び画像用フ
ァイル、文書ファイル、コンピューター用外部メモリー
装置等として情報の記録及び再生を行う光学式記録再生
装置において用いられる光ピックアップ装置、特に、そ
の光源の出力光量を一定に保つ技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ピックアップ装置の光源の出力光量を
一定に保つ手法として、例えば特開昭５６−４４１２９
号公報に示されたものが知られている。以下、従来の光
ピックアップ装置の構成を図５を用いて説明する。

【０００３】図５に示す従来の光ピックアップ装置にお
いて、光源として直線偏光の光束を放射するレーザーダ
イオード２１を用いる。ここで、レーザーダイオード２
１から出射される直線偏光の偏光方向はＰ偏光からわず
かに回転した方向である。従って、レーザーダイオード
２１からの放射光は、わずかにＳ偏光成分を有する。偏
光プリズム２２は、レーザーダイオード２１から出射さ
れた光束のうちＰ偏光の光束を透過し、Ｓ偏光の光束を
略直交する方向（図中Ａ方向）に反射する。Ａ方向に反
射された光束はモニター光検出素子２８に入射する。モ
ニター光検出素子２８は、制御回路２９とともにレーザ
ーダイオード２１の発光量を一定にするループを形成す
る。

【０００４】偏光プリズム２２を透過した直線偏光の光
束は、四分の一波長板２３を透過し、円偏光に変換され
出射される。対物レンズ２４は、四分の一波長板２３か
ら出射された光束を情報記録媒体２５上に集光する。情
報記録媒体２５により反射された光束は、再度対物レン
ズ２４及び四分の一波長板２３を透過し、偏光プリズム
２２により略直交する方向（図中Ｂ方向）に反射され
る。Ｂ方向に反射された光束は、シリンドリカルレンズ
２６に入射する。シリンドリカルレンズ２６は、入射し
た光束に非点収差を発生させて出射する。シリンドリカ
ルレンズ２６から出射された光束は、信号光検出素子２
７に入射する。信号光検出素子２７は分割された複数の
受光領域を持つ。

【０００５】次に、以上のように構成された従来の光ピ
ックアップ装置の基本的な情報再生動作を説明する。レ
ーザーダイオード２１より放射された直線偏光の光束は
Ｐ偏光からわずかに回転し、若干のＳ偏光成分を有す
る。そのため、Ｓ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ２
２により第１の方向に反射され、モニター光検出素子２
８に入射し、モニター光検出素子２８により受光された
モニター光に基づいて、制御回路２９により、レーザー
ダイオード２１の発光量の制御が行われる。一方、偏光
ビームスプリッタ２２を透過したＰ偏光の光束は、四分
の一波長板２３により円偏光に変換され、集光素子２４
により情報記録媒体２５上に集光される。

【０００６】情報記録媒体２５上で情報信号を得て反射
された円偏光の光束は、再び集光素子２４及び四分の一
波長板２３を透過し、四分の一波長板２３によりレーザ
ーダイオード２１から放射されたときの偏光方向と直交
する直線偏光、すなわち略Ｓ偏光に再変換され出射され
る。偏光ビームスプリッタ２２に入射した略Ｓ偏光の信
号光は大部分が反射され、シリンドリカルレンズ２６を
透過し、信号光検出素子２７に到達する。従って、信号
光検出素子２７の分割された複数の受光領域における光
検出信号を演算することにより、情報記録媒体２５上で
情報信号が再生される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の光ピックアップ装置においては、レーザーダイオー
ド２１の発光量をモニターするためのモニター光検出素
子２８と、信号光検出素子２７と光源としてのレーザー
ダイオード２１がそれぞれ独立して離れた位置に設けら
れているので、偏光ビームスプリッタ２２を中心とした
これらの素子の位置調整に工数を必要とし、また光ピッ
クアップ装置全体の小型化及び低コスト化を図ることが
著しく困難であるという問題点を有していた。

【０００８】本発明は上記従来の問題点を解決するため
になされたものであり、安定な光出力が得られ、小型
で、かつ部品点数が少なく、部品コストも安価な光学式
記録再生装置用の光ピックアップ装置を提供することを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、本発明の光ピックアップ装置は、発光素子と、前記
発光素子から放射された光束を情報記録媒体へ集光させ
る集光素子と、前記情報記録媒体からの反射光束を第１
の所定方向に導く第１の光分岐手段と、前記第１の所定
方向に設けられ前記情報記録媒体からの反射光束を受光
する信号光検出素子と、前記発光素子と前記集光素子と
の間に設けられ、前記発光素子から放射された光束の一
部を第２の所定方向に導く第２の光分岐手段と、前記第
２の所定方向に設けられ、前記発光素子からの放射され
た光束の一部を受光するモニター光検出素子とを備え、
少なくとも前記発光素子と前記信号光検出素子と前記モ
ニター光検出素子とを同一の集積化光学素子内に一体的
に設けたものである。

【００１０】上記構成において、前記第１の光分岐手段
は光回折素子であり、前記集積化光学素子と一体的に設
けていることが好ましい。また、上記構成において、前
記第２の光分岐手段は光学的導波路であり、前記第１の
光分岐手段と前記集光素子との間に設けられていること
が好ましい。

【００１１】または、前記第２の光分岐手段は光学的導
波路であり、前記集積化光学素子の内部に一体的に設け
られていることが好ましい。

【００１２】または、前記第１の光分岐手段を透明基板
の一方の面に、前記第２の光分岐手段を前記透明基板の
他方の面にそれぞれ設けたことが好ましい。また、上記
構成において、前記第１の光分岐手段は光回折素子であ
り、前記第２の光分岐手段は前記透明基板の一つの面の
全面又は一部の領域に設けられた反射膜であることが好
ましい。

【００１３】または、上記構成において、前記透明基板
を、前記発光素子から放射される光束の一部を前記モニ
ター光検出素子へ導くように傾斜させたことが好まし
い。または、上記構成において、前記発光素子から放射
される光束の一部を前記モニター光検出素子へ導くよう
に、前記透明基板の下面の一部に楔型の突起部を設けた
ことが好ましい。

【００１４】または、上記構成において、前記透明基板
は、上面が前記発光素子から放射された光束の光軸に略
垂直であり、下面が前記発光素子から放射される光束の
一部を前記モニター光検出素子へ導くように傾斜した楔
型状であることが好ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】

（第１の実施形態）本発明の光ピックアップ装置の第１
の実施形態を、その構成を示す断面図である図１を参照
しつつ説明する。図１において、直線偏光の光束を放射
するレーザーダイオード４と、受光した光を電気信号に
変換する信号光検出素子５及びモニター光検出素子６が
基板３上に設けられ、基板３は、例えばエポキシ系樹脂
や、鉄や銅等の金属で構成されたパッケージ２の内部に
設けられている。パッケージ２の上部には、例えばアク
リルやポリカーボネート等の樹脂又は光学ガラスで構成
された透明基板７がレーザーダイオード４から放射され
た光束の光軸に対して略垂直となるように設けられてい
る。透明基板７の上面には、第１の分岐手段として機能
する光回折溝（回折格子）１０が設けられている。パッ
ケージ２、基板３、レーザーダイオード４、信号光検出
素子５、モニター光検出素子６及び透明基板７等で集積
化光学素子１を構成している。

【００１６】レーザーダイオード４から放射された光束
の光軸上には、例えばアクリルやポリカーボネート等の
樹脂又は光学ガラスで構成され、集光手段として機能す
る対物レンズ８が設けられている。対物レンズ８は、レ
ーザーダイオード４から放射され、透明基板７の光回折
溝１０を透過した光束を情報記録媒体である光ディスク
９上に集光させるとともに、光ディスク９上で反射され
た光束を再び集積化光学素子１へ戻す作用を有する。

【００１７】集積化光学素子１と対物レンズ８との間に
は、第２の分岐手段として機能する分光プリズム１１が
設けられている。分光プリズム１１は、例えばレーザー
ダイオード４から放射される光束の光軸に対して略４５
°傾斜した第１の反射面１１ａと、第１の反射面１１ａ
面と略９０°の角度をなす第２の反射面１１ｂを有す
る。具体的には、断面が略三角形の光学ガラス１１１，
１１２，１１３を、第１の反射面１１ａ及び第２の反射
面１１ｂにおいて光学接着で接合することにより分光プ
リズム１１を構成している。また、第１の反射面１１ａ
には、例えば略８０％を透過させ、略２０％を反射する
光学膜を形成し、第２の反射面１１ｂには、第１の反射
面１１ａで反射された光束をモニター光検出素子６へ導
く全反射膜を形成している。なお、図１において、レー
ザーダイオード４の発光量を制御する回路は省略してい
る。

【００１８】次に、上記構成の第１の実施形態における
光ピックアップ装置の基本的な情報再生動作を説明す
る。レーザーダイオード４より放射された光束はカバー
ガラス７を透過して集積化光学素子１より出射され、分
光プリズム１１に入射する。分光プリズム１１におい
て、レーザーダイオード４から放射された光束の略８０
％は第１の反射面１１ａを透過し、対物レンズ８により
光ディスク９上に集光される。光ディスク９上で情報信
号を得て反射された光束（信号光）は、再び対物レンズ
８及び分光プリズム１１の第１の反射面１１ａを透過
し、透明基板７に入射する。ここで、透明基板７上に設
けられた光回折溝１０により、信号光は略５°〜２０°
の回折角で第１の方向（図中Ｃ方向）に回折され、信号
光検出素子５へ導かれる。信号光検出素子５による光検
出信号を演算することにより、光ディスク９上の情報信
号が再生される。

【００１９】一方、レーザーダイオード４から放射され
た光束のうち残りの略２０％は、第１の反射面１１ａに
より、レーザーダイオード４から放射された光束の光軸
に略直交する第２の方向（図中Ｄ方向）に反射され、第
２の反射面１１ｂにより再び反射されて、モニター光検
出素子６へ導かれる。モニター光検出素子６により受光
されたモニター光により、レーザーダイオード４の発光
量の制御が行われる。

【００２０】以上のように、第１の実施形態によれば、
レーザーダイオード４と、信号光検出素子５と、モニタ
ー光検出素子６とを基板３上に設け、第１の分岐手段と
して機能する光回折溝１０とともに集積化光学素子１と
して一体的に構成したので、第１に光回折溝１０や分光
プリズム１１等に対するレーザーダイオード４と、信号
光検出素子５と、モニター光検出素子６との相対的な位
置調整が不要となるとともに光ピックアップの大幅な小
型化が可能となる。第２に、部品点数を少なくすること
ができ、部品コストの安価な光学式記録再生装置用の光
ピックアップ装置を提供することができる。

【００２１】（第２の実施形態）本発明の光ピックアッ
プ装置の第２の実施形態を、その構成を示す断面図であ
る図２を参照しつつ説明する。なお、図１に示す第１の
実施形態の場合と同一の符号を付した部材は実質的に同
一であるため、その説明を省略する。図２に示す第２の
実施形態は、図１に示す第１の実施形態において集積化
光学素子１の外に設けられた分光プリズム１１の代わり
に、集積化光学素子１内に光学的導波路１２を設けた点
が異なる。光学的導波路１２は、例えば光学ガラス等に
より構成され、入射光を導波路の内面で全反射させなが
ら所定の位置に光束を導くものである。第２の実施形態
では、レーザーダイオード４から放射された光束のう
ち、光軸方向とは異なる方向に放射される光束の一部を
モニター光検出素子６へ導くように構成されている。

【００２２】次に、上記構成の第２の実施形態における
光ピックアップ装置の基本的な情報再生動作を説明す
る。レーザーダイオード４より高軸方向に放射された光
束は、透明基板７に設けられた光回折溝１０を透過して
集積化光学素子１より出射され、対物レンズ８により光
ディスク９上に集光される。光ディスク９上で情報信号
を得て反射された光束（信号光）は、再び対物レンズ８
を透過し、透明基板７に入射する。ここで、透明基板７
上に設けられた光回折溝１０により、信号光は略５°〜
２０°の回折角で第１の方向（図中Ｃ方向）に回折さ
れ、信号光検出素子５へ導かれる。信号光検出素子５に
よる光検出信号を演算することにより、光ディスク９上
の情報信号が再生される。一方、レーザーダイオード４
より放射された光束のうち光軸とは異なる方向に放射さ
れた光束の一部は、直接光学的導波路１２に入射し、内
部で全反射を繰り返しながら、モニター光検出素子６へ
導かれる。モニター光検出素子６により受光されたモニ
ター光により、レーザーダイオード４の発光量の制御が
行われる。

【００２３】以上のように、第２の実施形態によれば、
第２の分岐手段として機能する光学的導波路１２も集積
化光学素子１と一体的に構成されているため、第１の実
施形態の効果に加えて、光ピックアップ装置全体をさら
に小型化することができるとともに、集積化光学素子１
内における不要な迷光を抑えることができるという効果
を奏する。

【００２４】（第３の実施形態）本発明の光ピックアッ
プ装置の第３の実施形態を、その構成を示す断面図であ
る図３を参照しつつ説明する。なお、図１に示す第１の
実施形態の場合と同一の符号を付した部材は実質的に同
一であるため、その説明を省略する。図３に示す第３の
実施形態は、図１に示す第１の実施形態において集積化
光学素子１の外に設けられた分光プリズム１１の代わり
に、集積化光学素子１の上部に設けられた透明基板７の
下面の一部の領域に反射膜１３を設けた点が異なる。反
射膜１３は、例えばアルミニウム等の金属膜や多層の誘
電体膜等で構成され、反射率を略１００％ととした光学
膜であり、レーザーダイオード４から放射される光束の
一部を反射し、モニター光検出素子６へ導くように構成
されている。なお、第３の実施形態における光ピックア
ップ装置の基本的な情報再生動作は、上記第２の実施形
態の場合と同様であるため、その説明を省略する。

【００２５】以上のように、第３の実施形態によれば、
第２の分岐手段として機能する反射膜１３を透明基板７
の下面に設けたので、第１の分岐手段として機能する光
回折溝１０と一体的に構成することができ、上記第１及
び第２の実施形態の効果に加えて、部品点数をさらに減
少させることができ、部品コストの安価な光学式記録再
生装置用の光ピックアップ装置を提供することができ
る。

【００２６】なお、第３の実施形態では、第２の分岐手
段として反射膜１３を設けたが、これに限定されるもの
ではなく、反射膜１３の代わりに反射型回折溝を設けて
もよい。あるいは、例えばフッ化マグネシウム等の誘電
体膜を少なくとも一層以上蒸着により設けた光学膜であ
って、例えば透過率９８％、反射率２％程度の透過反射
特性を持つものを透明基板７の下面の全面に設けても同
様の効果が得られる。

【００２７】（第４の実施形態）本発明の光ピックアッ
プ装置の第４の実施形態を、その構成を示す断面図であ
る図４を参照しつつ説明する。なお、図１に示す第１の
実施形態の場合と同一の符号を付した部材は実質的に同
一であるため、その説明を省略する。図４に示す第４の
実施形態は、図１に示す第１の実施形態において集積化
光学素子１の外に設けられた分光プリズム１１を廃止
し、集積化光学素子１の上部に設けられた透明基板７を
傾斜させて、レーザーダイオード４より光軸方向に出射
された光束の一部をモニター光検出素子６へ導くように
した点が異なる。なお、第４の実施形態における光ピッ
クアップ装置の基本的な情報再生動作は、上記第２又は
第３の実施形態の場合と同様であるため、その説明を省
略する。

【００２８】以上のように、第４の実施形態によれば、
レーザーダイオード４より光軸方向に出射された光束の
一部をモニター光検出素子６へ導くように透明基板７を
傾斜させたので、第２又は第３の実施形態の効果に加え
て、モニター光検出素子６へ入射する光量を増加させる
ことができ、レーザーダイオード４の発光量制御の性能
をさらに向上させることができる。

【００２９】なお、第４の実施形態では、平坦な透明基
板７を傾斜させる構成としたが、透明基板７をレーザー
ダイオード４から放射された光束の光軸に略垂直に設
け、透明基板７の下面の一部に楔型の突起部を設けても
よい。または、透明基板７として、上面がレーザーダイ
オード４から放射された光束の光軸に略垂直であり、下
面が傾斜した楔型状の基板を用いてもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上のように、本発明の光ピックアップ
装置は、発光素子と、発光素子から放射された光束を情
報記録媒体へ集光させる集光素子と、情報記録媒体から
の反射光束を第１の所定方向に導く第１の光分岐手段
と、第１の所定方向に設けられ情報記録媒体からの反射
光束を受光する信号光検出素子と、発光素子と集光素子
との間に設けられ、発光素子から放射された光束の一部
を第２の所定方向に導く第２の光分岐手段と、第２の所
定方向に設けられ、発光素子からの放射された光束の一
部を受光するモニター光検出素子とを備え、少なくとも
発光素子と信号光検出素子とモニター光検出素子とを同
一の集積化光学素子内に一体的に設けたものである。そ
のため、第１及び／又は第２の光分岐手段等に対する発
光素子と、信号光検出素子と、モニター光検出素子の相
対的な位置調整が不要となるとともに光ピックアップの
大幅な小型化が可能となる。

【００３１】上記構成において、第１の光分岐手段を光
回折素子とし、集積化光学素子と一体的に設けることに
より、部品点数を少なくすることができ、部品コストの
安価な光学式記録再生装置用の光ピックアップ装置を提
供することができる。

【００３２】また、上記構成において、第２の光分岐手
段を光学的導波路とし、第１の光分岐手段と集光素子と
の間に設けるこにより、集積化光学素子の内部の発光素
子、信号光検出素子及びモニター光検出素子等が設けら
れた基板をコンパクトにすることができ、集積化光学素
子の構成を簡単かつ小型にすることができる。また、部
品としての集積化光学素子の製造が容易になる。

【００３３】または、第２の光分岐手段を光学的導波路
とし、集積化光学素子の内部に一体的に設けることによ
り、光ピックアップ装置を構成する部品点数を少なくす
ると共に、装置全体の小型化を図ることができる。

【００３４】または、第１の光分岐手段を透明基板の一
方の面に、第２の光分岐手段を透明基板の他方の面にそ
れぞれ設けることにより、第１の光分岐手段と第２の光
分岐手段とを同一の部品で実現することができ、光ピッ
クアップ装置を構成する部品点数をさらに少なくすると
共に、装置全体の小型化を図ることができる。

【００３５】また、上記構成において、第１の光分岐手
段を光回折素子とし、第２の光分岐手段を透明基板の一
つの面の全面又は一部の領域に設けられた反射膜として
も同様の効果が得られる。

【００３６】または、上記構成において、透明基板を、
発光素子から放射される光束の一部をモニター光検出素
子へ導くように傾斜させることにより、光量の多い発光
素子の光軸方向に放射される光束をもちいて発光素子の
発光量を制御することができ、発光素子の発光量制御の
性能をさらに向上させることができる。

【００３７】または、上記構成において、発光素子から
放射される光束の一部をモニター光検出素子へ導くよう
に、透明基板の下面の一部に楔型の突起部を設けても同
様の効果が得られる。

【００３８】または、上記構成において、透明基板を、
上面が発光素子から放射された光束の光軸に略垂直であ
り、下面が発光素子から放射される光束の一部をモニタ
ー光検出素子へ導くように傾斜した楔型状としても同様
の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ピックアップ装置の第１の実施形態
の構成を示す断面図

【図２】本発明の光ピックアップ装置の第２の実施形態
の構成を示す断面図

【図３】本発明の光ピックアップ装置の第３の実施形態
の構成を示す断面図

【図４】本発明の光ピックアップ装置の第４の実施形態
の構成を示す断面図

【図５】従来の光ピックアップの構成を示す断面図

【符号の説明】

１ ：集積化光学素子 ２ ：パッケージ ３ ：基板 ４ ：レーザーダイオード ５ ：信号光検出素子 ６ ：モニター光検出素子 ７ ：透明基板 ８ ：対物レンズ ９ ：光ディスク １０ ：光回折溝 １１ ：分光プリズム １１ａ：第１の反射面 １１ｂ：第２の反射面 １２ ：光学的導波路 １３ ：部分反射膜 ２１ ：レーザーダイオード ２２ ：偏光プリズム ２３ ：四分の一波長板 ２４ ：集光素子 ２５ ：情報記録媒体 ２６ ：シリンドリカルレンズ ２７ ：信号光検出素子 ２８ ：モニター光検出素子 ２９ ：発光量制御回路 １１１ ：断面が略三角形の光学ガラス １１２ ：断面が略三角形の光学ガラス １１３ ：断面が略三角形の光学ガラス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒井 昭浩 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光素子と、前記発光素子から放射され
   た光束を情報記録媒体へ集光させる集光素子と、前記情
   報記録媒体からの反射光束を第１の所定方向に導く第１
   の光分岐手段と、前記第１の所定方向に設けられ前記情
   報記録媒体からの反射光束を受光する信号光検出素子
   と、前記発光素子と前記集光素子との間に設けられ、前
   記発光素子から放射された光束の一部を第２の所定方向
   に導く第２の光分岐手段と、前記第２の所定方向に設け
   られ、前記発光素子からの放射された光束の一部を受光
   するモニター光検出素子とを備え、少なくとも前記発光
   素子と前記信号光検出素子と前記モニター光検出素子と
   を同一の集積化光学素子内に一体的に設けた光ピックア
   ップ装置。
2. 【請求項２】 前記第１の光分岐手段は光回折素子であ
   り、前記集積化光学素子と一体的に設けている請求項１
   記載の光ピックアップ装置。
3. 【請求項３】 前記第２の光分岐手段は光学的導波路で
   あり、前記第１の光分岐手段と前記集光素子との間に設
   けられている請求項１又は２記載の光ピックアップ装
   置。
4. 【請求項４】 前記第２の光分岐手段は光学的導波路で
   あり、前記集積化光学素子の内部に一体的に設けられて
   いる請求項１又は２記載の光ピックアップ装置。
5. 【請求項５】 前記第１の光分岐手段を透明基板の一方
   の面に、前記第２の光分岐手段を前記透明基板の他方の
   面にそれぞれ設けた請求項１記載の光ピックアップ装
   置。
6. 【請求項６】 前記第１の光分岐手段は光回折素子であ
   り、前記第２の光分岐手段は前記透明基板の一つの面の
   全面又は一部の領域に設けられた反射膜である請求項５
   記載の光ピックアップ装置。
7. 【請求項７】 前記透明基板を、前記発光素子から放射
   される光束の一部を前記モニター光検出素子へ導くよう
   に傾斜させた請求項５記載の光ピックアップ装置。
8. 【請求項８】 前記発光素子から放射される光束の一部
   を前記モニター光検出素子へ導くように、前記透明基板
   の下面の一部に楔型の突起部を設けた請求項５記載の光
   ピックアップ装置。
9. 【請求項９】 前記透明基板は、上面が前記発光素子か
   ら放射された光束の光軸に略垂直であり、下面が前記発
   光素子から放射される光束の一部を前記モニター光検出
   素子へ導くように傾斜した楔型状である請求項５記載の
   光ピックアップ装置。