(57)【要約】【課題】高出力のレーザ発光パワーに対するレーザパワーモニタの出力のリニアリティを改善し、レーザビーム光量の検出精度を向上する。【解決手段】半導体レーザ２からのレーザビームＬＢを光電変換してフィードバック制御のためのモニタ信号を生成出力するレーザパワーモニタ１０は、ビーム受光面ＬＳで、光軸ａの付近の中央受光部Ａと、その周囲の環状受光部Ｂを有する。半導体レーザに対するフィードバック制御信号Ｓｆを生成出力するフィードバック制御部１１は、中央受光部からのモニタ信号Ｓｍ１に対する第１の増幅器Ａｍ１と、環状受光部からのモニタ信号Ｓｍ２に対する第２の増幅器Ａｍ２と、第１の増幅器の出力信号と第２の増幅器の出力信号とを加算して出力する加算出力部１１ａを有し、第２の増幅器のゲインは第１の増幅器のゲインよりも高く設定されている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザから出射されるレーザビームを受光し、光電変換により、前記半導体レーザの発光パワーをフィードバック制御するためのモニタ信号を生成出力するレーザパワーモニタであって、ビーム受光面で光軸から所定距離の環状に形成された環状受光部を有しているレーザパワーモニタ。
【請求項２】
前記環状受光部の内側の光軸付近にも受光部があり、この中央受光部の光透過率は前記環状受光部の光透過率より低く設定されている請求項１に記載のレーザパワーモニタ。
【請求項３】
前記環状受光部は、前記ビーム受光面に形成された反射防止膜の膜厚を、当該環状受光部では他の部位とは厚さが異なることで構成されている請求項２に記載のレーザパワーモニタ。
【請求項４】
前記環状受光部は、前記ビーム受光面に形成された透過性封止樹脂において、前記光軸の付近に半透過性樹脂が形成されることで構成されている請求項２に記載のレーザパワーモニタ。
【請求項５】
半導体レーザから出射されるレーザビームを受光し、光電変換により、前記半導体レーザの発光パワーのモニタ信号を生成出力するレーザパワーモニタと、前記モニタ信号を増幅した上で前記半導体レーザに対するフィードバック制御信号を生成出力するフィードバック制御部とからなり、
前記レーザパワーモニタは、ビーム受光面で、光軸の付近の中央受光部と、前記中央受光部の周囲の環状受光部とを有し、
前記フィードバック制御部は、前記中央受光部からのモニタ信号に対する第１の増幅器と、前記環状受光部からのモニタ信号に対する第２の増幅器と、前記第１の増幅器の出力信号と前記第２の増幅器の出力信号とを加算して出力する加算出力部とを有し、前記第２の増幅器のゲインが前記第１の増幅器のゲインよりも高く設定されているレーザパワー制御装置。
【請求項６】
半導体レーザから出射されるレーザビームを受光し、光電変換により、前記半導体レーザの発光パワーのモニタ信号を生成出力するレーザパワーモニタと、前記モニタ信号を増幅した上で前記半導体レーザに対するフィードバック制御信号を生成出力するフィードバック制御部とからなり、
前記レーザパワーモニタは、ビーム受光面で、光軸の付近の中央受光部と、前記中央受光部の周囲の環状受光部とを有し、
前記フィードバック制御部は、前記中央受光部からのモニタ信号に対する第１の増幅器と、前記環状受光部からのモニタ信号に対する第２の増幅器と、前記第１の増幅器の出力信号と前記第２の増幅器の出力信号とを加算して出力する加算出力部とを有し、前記第２の増幅器の感度が前記第１の増幅器の感度よりも高く設定されているレーザパワー制御装置。
【請求項７】
半導体レーザと、
前記半導体レーザより出射されるレーザビームを光学的情報記録媒体上に集光する対物レンズと、
前記レーザビームの一部を受光することにより前記対物レンズにおけるレーザビームの発光パワーのモニタ信号を生成出力するレーザパワーモニタと、
前記モニタ信号を増幅した上で前記半導体レーザに対するフィードバック制御信号を生成出力するフィードバック制御部とからなり、
前記レーザパワーモニタとして請求項１から請求項４までのいずれかに記載のレーザパワーモニタを用いる光学的情報記録用光ヘッド装置。
【請求項８】
半導体レーザと、
前記半導体レーザより出射されるレーザビームを光学的情報記録媒体上に集光する対物レンズと、
前記レーザビームの一部を受光することにより前記対物レンズにおけるレーザビームの発光パワーのモニタ信号を生成出力するレーザパワーモニタと、
前記モニタ信号を増幅した上で前記半導体レーザに対するフィードバック制御信号を生成出力するフィードバック制御部とからなり、
前記フィードバック制御部として請求項５または請求項６に記載のフィードバック制御部を用いる光学的情報記録用光ヘッド装置。
【請求項９】
光学的情報記録媒体と、請求項７または請求項８に記載の前記光学的情報記録用光ヘッド装置とを備えた光学的情報記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザから出射されるレーザビームを受光し、光電変換により、半導体レーザに対するフィードバック制御のためのモニタ信号を生成出力するレーザパワーモニタ（フロントモニタ）に関する。また、レーザパワー制御装置、光学的情報記録用光ヘッド装置（光ピックアップ）および光学的情報記録装置（光ディスク装置）に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤ−ＲやＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲやＤＶＤ−ＲＡＭなどの光学的情報記録媒体（以下、光ディスク）に情報信号を記録する場合、それぞれの光ディスクに対して最適な記録パワーを設定する必要がある。そのため、光ディスク装置に搭載されている光ヘッド装置においては、半導体レーザの前方でレーザビームの一部を受光することにより対物レンズ出射光量をモニタするレーザパワーモニタを配置している。
【０００３】
従来の光ヘッド装置について、図９を用いて説明する（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
半導体レーザ２から出射されたレーザビームＬＢは、回折格子３により、そのまま透過する０次光と所定の回折角の±１次回折光の３つに分けられ、光軸ａに対して４５°の角度をなすハーフミラー４に至る。ハーフミラー４で反射されたレーザビームＬＢは、コリメートレンズ５によって平行ビームに変換され、対物レンズ６を透過して光ディスク１の情報記録面上に０次光および±１次回折光の３つの光スポットを形成する。対物レンズ６はアクチュエータ７に一体に保持されており、駆動コイル８により対物レンズ６を駆動してレーザビームＬＢを光ディスク１の情報記録面上に合焦させる。光ディスク１で反射されたレーザビームＬＢは、逆の経路で対物レンズ６、コリメートレンズ５を経て、ハーフミラー４を透過し、信号用受光素子９に集光される。
【０００５】
一方、ハーフミラー４を透過したレーザビームＬＢは、レーザパワーモニタ（フロントモニタ）１０に入射される。レーザパワーモニタ１０はレーザビームＬＢの光量を検出し、モニタ信号Ｓｍを生成してフィードバック制御部１１に与える。フィードバック制御部１１はフィードバック制御信号Ｓｆを半導体レーザ２に与え、レーザ発光パワーを一定に制御する。
【０００６】
従来、対物レンズ出射光量に対するレーザパワーモニタの検出光量の比率がほぼ一定であるような位置にレーザパワーモニタを配置するものが提案されている。
【特許文献１】特開平２００３−３１７２９６号公報（第２−４頁、第１−７図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、ＣＤ−ＲやＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲやＤＶＤ−ＲＡＭの高倍速化の進歩がめざましく、それに伴って出力が３００ｍＷを超える半導体レーザが使われるようになってきた。
【０００８】
図１０（ａ）に示すように、レーザ発光パワーが一定以上に大きくなると、レーザビームは広がり角θをもつ。すると、図１０（ｂ）に示すレーザビーム強度分布のように、レーザ発光パワーが増加しても、それに見合って光軸付近ではレーザビーム強度は大きくならず、レーザパワーモニタによるモニタ信号のレベルは、半導体レーザの発光パワーを下回るものとなる。
【０００９】
図１１はレーザ発光パワーとレーザパワーモニタの出力の関係を示す。光軸付近でレーザ発光パワー検出を行う場合、Ｐth以下のレーザ発光パワーでは、レーザパワーモニタの受光量は、光ディスクの記録再生に寄与している光量と比例関係にある。しかし、レーザ発光パワーがＰthを超えると、比例関係が成り立たなくなる。Ｐthより高い領域では、レーザパワーモニタの出力から換算されるレーザ発光パワーは、実際のレーザ発光パワーに比べて小さくなってしまう。結果として、フィードバック制御部１１は、半導体レーザ２の発光パワーを必要以上に上昇させてしまう。すなわち、レーザ発光パワーが高くなるに従って、フィードバック制御の安定性が悪くなり、制御されるべきレーザ発光パワーのリニアリティが悪化し、記録の不具合を生じる。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みて創作したものであり、高出力レーザを用いる場合において、レーザビームの光量を高精度に検出してレーザ発光パワーを高精度に制御できるレーザパワーモニタを提供することを目的としている。併せて、レーザ発光パワーの制御が高精度なレーザパワー制御装置、光学的情報記録用光ヘッド装置および光学的情報記録装置の提供も行う。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によるレーザパワーモニタは、半導体レーザから出射されるレーザビームを受光し、光電変換により、前記半導体レーザの発光パワーをフィードバック制御するためのモニタ信号を生成出力するレーザパワーモニタであって、ビーム受光面で光軸から所定距離の環状に形成された環状受光部を有しているものである。
【００１２】
この構成は、レーザビームを光軸を中心とする環状受光部において受光することに特徴がある。ビーム受光面に入射するレーザビームの強度分布は、その中腹付近では、光軸部に比べて、レーザ発光パワーの大小変化に対してより忠実に変化する傾向が高い。その結果、受光したレーザビームを光電変換して得られるフィードバック制御用のモニタ信号は、レーザ発光パワーの変化をより忠実に反映したものとなり、レーザ発光パワーに対するレーザパワーモニタの検出光量比が改善されることになる。したがって、半導体レーザの発光パワーが高出力になってレーザビームの広がり角が拡大しても、フィードバック制御に伴うレーザ発光パワーのリニアリティが向上する。ひいては、光学的情報記録媒体に対する記録品質が向上する。
【００１３】
上記構成のレーザパワーモニタにおいて、前記環状受光部の内側の光軸付近にも受光部があり、この中央受光部の光透過率は前記環状受光部の光透過率より低く設定されているという態様がある。中央受光部でも環状受光部でもレーザビームを受光するが、環状受光部での受光量を中央受光部での受光量を多めにすることにより、フィードバック制御用のモニタ信号を、レーザ発光パワーの変化をより忠実に反映した精度の高いものとすることが可能になる。
【００１４】
また上記構成のレーザパワーモニタにおいて、前記環状受光部は、前記ビーム受光面に形成された反射防止膜の膜厚を、当該環状受光部では他の部位とは厚さが異なることで構成されているという態様がある。反射防止膜は、その膜厚が大きいほど反射防止の機能が高い。すなわち、膜厚が大きいほど、レーザビームの透過性が高く、膜厚が大きい環状受光部では、レーザビームの受光量は光軸付近よりも多くなり、フィードバック制御用のモニタ信号を、レーザ発光パワーの変化をより忠実に反映した精度の高いものとすることが可能になる。
【００１５】
また上記構成のレーザパワーモニタにおいて、前記環状受光部は、前記ビーム受光面に形成された透過性封止樹脂において、前記光軸の付近に半透過性樹脂が形成されることで構成されているという態様がある。レーザパワーモニタのビーム受光面を透過性封止樹脂で被覆することでビーム受光面を保護しているが、その透過性封止樹脂において、光軸付近に半透過性樹脂を形成することにより、環状受光部においてレーザビームの透過性が高くなり、レーザビームの受光量は光軸付近よりも多くなる。その結果、フィードバック制御用のモニタ信号を、レーザ発光パワーの変化をより忠実に反映した精度の高いものとすることが可能になる。
【００１６】
本発明によるレーザパワー制御装置は、半導体レーザから出射されるレーザビームを受光し、光電変換により、前記半導体レーザの発光パワーのモニタ信号を生成出力するレーザパワーモニタと、前記モニタ信号を増幅した上で前記半導体レーザに対するフィードバック制御信号を生成出力するフィードバック制御部とからなり、前記レーザパワーモニタは、ビーム受光面で、光軸の付近の中央受光部と、前記中央受光部の周囲の環状受光部とを有し、前記フィードバック制御部は、前記中央受光部からのモニタ信号に対する第１の増幅器と、前記環状受光部からのモニタ信号に対する第２の増幅器と、前記第１の増幅器の出力信号と前記第２の増幅器の出力信号とを加算して出力する加算出力部とを有し、前記第２の増幅器のゲインが前記第１の増幅器のゲインよりも高く設定されているものである。
【００１７】
この構成において、レーザパワーモニタは、レーザビームの受光部として、光軸の付近の中央受光部とその周囲の環状受光部との２つを有している。フィードバック制御部において、第１の増幅器は中央受光部からのモニタ信号を増幅し、第２の増幅器は環状受光部からのモニタ信号を増幅する。このとき、第２の増幅器のゲインは第１の増幅器のゲインより高いので、第２の増幅器が環状受光部のモニタ信号をより強く増幅する。結果として、加算出力部における第１の増幅器の出力信号と第２の増幅器の出力信号との加算結果では、環状受光部のモニタ信号がより大きく強調され、フィードバック制御信号を、レーザ発光パワーの変化をより忠実に反映した精度の高いものとすることが可能になる。すなわち、半導体レーザに対するフィードバック制御の精度が高いものになる。この場合、中央受光部のモニタ信号と環状受光部のモニタ信号は同等レベルでよく、レーザパワーモニタ自体では、特別な構成は不要で、反射防止膜や透過性封止樹脂の工夫はしなくてもよい。
【００１８】
また、本発明によるレーザパワー制御装置は、半導体レーザから出射されるレーザビームを受光し、光電変換により、前記半導体レーザの発光パワーのモニタ信号を生成出力するレーザパワーモニタと、前記モニタ信号を増幅した上で前記半導体レーザに対するフィードバック制御信号を生成出力するフィードバック制御部とからなり、前記レーザパワーモニタは、ビーム受光面で、光軸の付近の中央受光部と、前記中央受光部の周囲の環状受光部とを有し、前記フィードバック制御部は、前記中央受光部からのモニタ信号に対する第１の増幅器と、前記環状受光部からのモニタ信号に対する第２の増幅器と、前記第１の増幅器の出力信号と前記第２の増幅器の出力信号とを加算して出力する加算出力部とを有し、前記第２の増幅器の感度が前記第１の増幅器の感度よりも高く設定されているものである。感度を高く設定するには、例えば、反転増幅器では非反転入力端子に対する基準電圧を高く設定すればよい。
【００１９】
この構成において、レーザパワーモニタは、レーザビームの受光部として、光軸の付近の中央受光部とその周囲の環状受光部との２つを有している。フィードバック制御部において、第１の増幅器は中央受光部からのモニタ信号を増幅し、第２の増幅器は環状受光部からのモニタ信号を増幅する。このとき、第２の増幅器の感度は第１の増幅器の感度より高いので、第２の増幅器が環状受光部のモニタ信号をより強く増幅する。結果として、加算出力部における第１の増幅器の出力信号と第２の増幅器の出力信号との加算結果では、環状受光部のモニタ信号がより大きく強調され、フィードバック制御信号を、レーザ発光パワーの変化をより忠実に反映した精度の高いものとすることが可能になる。すなわち、半導体レーザに対するフィードバック制御の精度が高いものになる。この場合、中央受光部のモニタ信号と環状受光部のモニタ信号は同等レベルでよく、レーザパワーモニタ自体では、特別な構成は不要で、反射防止膜や透過性封止樹脂の工夫はしなくてもよい。
【００２０】
本発明による光学的情報記録用光ヘッド装置は、半導体レーザと、前記半導体レーザより出射されるレーザビームを光学的情報記録媒体上に集光する対物レンズと、前記レーザビームの一部を受光することにより前記対物レンズにおけるレーザビームの発光パワーのモニタ信号を生成出力するレーザパワーモニタと、前記モニタ信号を増幅した上で前記半導体レーザに対するフィードバック制御信号を生成出力するフィードバック制御部とからなり、前記レーザパワーモニタとして上記のいずれかのレーザパワーモニタを用いるものである。この光学的情報記録用光ヘッド装置によれば、光学的情報記録媒体に対して照射するレーザビームのパワーを高精度に制御することが可能になる。
【００２１】
また、本発明による光学的情報記録用光ヘッド装置は、半導体レーザと、前記半導体レーザより出射されるレーザビームを光学的情報記録媒体上に集光する対物レンズと、前記レーザビームの一部を受光することにより前記対物レンズにおけるレーザビームの発光パワーのモニタ信号を生成出力するレーザパワーモニタと、前記モニタ信号を増幅した上で前記半導体レーザに対するフィードバック制御信号を生成出力するフィードバック制御部とからなり、前記フィードバック制御部として上記のいずれかのフィードバック制御部を用いるものである。この光学的情報記録用光ヘッド装置によれば、光学的情報記録媒体に対して照射するレーザビームのパワーを高精度に制御することが可能になる。
【００２２】
さらに、本発明による光学的情報記録装置は、光学的情報記録媒体と、上記のいずれかの光学的情報記録用光ヘッド装置とを備えたものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、レーザビームの強度分布においてレーザ発光パワーの大小変化をより忠実に反映する中腹付近を捕捉する環状受光部を設けたので、あるいは環状受光部でのモニタ信号を中央受光部より強調するようにしたので、フィードバック制御信号はレーザ発光パワーの変化をより忠実に反映したものとなり、半導体レーザの発光パワーが高出力になってレーザビームの広がり角が拡大しても、レーザ発光パワーに対するレーザパワーモニタの検出光量比を改善することができる。その結果、レーザ発光パワーの大小変化によらず、フィードバック制御に伴うレーザ発光パワーのリニアリティを向上させることができる。そして、最適な条件において光学的情報記録媒体への記録が実現でき、光学的情報記録媒体に対する記録品質を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明にかかわるの実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。
【００２５】
（実施の形態１）
図１（ａ）は本発明の実施の形態１における光学的情報記録用光ヘッド装置の概略構成図、図１（ｂ）は半導体レーザとレーザパワーモニタを示す斜視図である。
【００２６】
図１（ａ）において、１は光ディスク、２は半導体レーザ、３は回折格子、４はハーフミラー、５はコリメートレンズ、６は対物レンズ、７はアクチュエータ、８は駆動コイル、９は信号用受光素子、１０はレーザパワーモニタ（フロントモニタ）、１１はフィードバック制御部、ＬＢはレーザビーム、ａは光軸である。ハーフミラー４はレーザビームＬＢの光軸ａに対して、４５°の角度をなすように配置されている。対物レンズ６は、アクチュエータ７に一体に保持されており、駆動コイル８に通電することにより、対物レンズ６を透過したレーザビームＬＢを光ディスク１の情報記録面上に合焦させるように構成されている。レーザパワーモニタ１とフィードバック制御部１１とでレーザパワー制御装置ＬＣが構成されている。
【００２７】
図１（ｂ）に示すように、レーザパワーモニタ１０は、半導体レーザ２から出射されるレーザビームＬＢを受光し、光電変換により、半導体レーザ２の発光パワーをフィードバック制御するためのモニタ信号Ｓｍを生成し、フィードバック制御部１１へ出力する。このレーザパワーモニタ１０は、ビーム受光面ＬＳで光軸ａから所定距離の環状に形成された環状受光部Ｂを有している。すなわち、レーザパワーモニタ１０は、光軸ａを中心とする環状受光部ＢにおいてレーザビームＬＢを受光するものであり、この点に特徴がある。
【００２８】
図２（ａ）はレーザパワーモニタ１０のビーム受光面ＬＳに入射するレーザビームＬＢの強度分布Φを示す。強度分布Φは、その中腹付近Φｍでは、光軸部に比べて、レーザ発光パワーの大小変化に応じて変化する忠実度合いが高い。レーザパワーモニタ１０の環状受光部Ｂは、強度分布Φの中腹付近Φｍからの外周光のみを検出するような構成となっている。その結果、受光したレーザビームを光電変換して得られるフィードバック制御用のモニタ信号Ｓｍは、レーザ発光パワーの変化をより忠実に反映したものとなる。
【００２９】
図２（ｂ）はレーザ発光パワーに対するレーザパワーモニタ１０の検出光量の比（検出光量比）γを示す。レーザ発光パワーが増加するに従ってレーザビームの強度分布Φは広がる傾向があるため、レーザ発光パワーが高出力化された場合の検出光量比γの挙動は、光軸ａからの距離やビーム受光面ＬＳの大きさによって大きく異なる。光軸付近の場合は、破線で示すように、レーザ発光パワーが大きくなるに従って検出光量比γは急激に小さくなる。一方、環状受光部Ｂの場合には、実線で示すように、検出光量比γの低下が小さくなる。検出光量比γが１から減少するということは、モニタ信号Ｓｍの信号レベルから換算するレーザ発光パワーと実際のレーザ発光パワーに差が生じていることを示している。このことは、環状受光部Ｂでの検出感度を上げれば、検出光量比γの精度を上げることができることを意味している。
【００３０】
なお、光軸ａからの距離について一例を挙げると、７８０ｎｍ波長帯の半導体レーザの場合に、出力３００ｍＷ近辺で、θh方向に０．５ｍｍ、θv方向に０．５ｍｍである。
【００３１】
以上のように、光軸付近で受光する場合には、レーザ発光パワーの高出力化に伴って、検出光量比γは大幅に低下するが、環状受光部Ｂで受光する場合には、レーザ発光パワーの高出力化に伴う検出光量比γの低下は抑制され、半導体レーザ２の発光パワーが高出力化してレーザビームＬＢの広がり角が拡大しても、ビーム光量検出精度は高いものであり、フィードバック制御に伴うレーザ発光パワーのリニアリティが向上するので、光ディスク１に対する記録品質を向上することができる。
【００３２】
（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２におけるレーザパワーモニタの平面図と断面図である。
【００３３】
レーザパワーモニタ１０のビーム受光面ＬＳに、光透過率を調整するためのＳｉＮ（窒化シリコン）からなる反射防止膜１２が形成されている（膜厚２００ｎｍ）。環状受光部Ｂにおいては、反射防止膜１２の膜厚が他の部位よりも厚めに設定されている。反射防止膜１２は、光の波長により光の反射率が異なる。例えば、ＣＤ−Ｒに使用する赤外光（波長７８０ｎｍ）の場合、その膜厚が大きいほど反射防止の機能が高くて、レーザビームＬＢの透過性が高い。膜厚が大きい環状受光部Ｂでは、レーザビームＬＢの受光量は光軸付近よりも多くなる。
【００３４】
図４に反射防止膜１２の形成方法を示す。環状受光部Ｂの外側の非検出領域の反射防止膜１２ａはマスク１３を用いて５０ｎｍの膜厚にエッチングし、光軸付近の反射防止膜１２ｂはマスク１４を用いて１００ｎｍの膜厚にエッチングしている。
【００３５】
本実施の形態によれば、レーザパワーモニタ１０に入射されるレーザビームＬＢの光量を調整するために反射防止膜１２の厚みを調整したので、レーザ発光パワーが高出力化されても、レーザビーム強度分布Φの中腹付近Φｍでの検出感度を上げてモニタすることができ、ビーム光検出精度を向上させることができる。
【００３６】
（実施の形態３）
図５（ａ）は本発明の実施の形態３におけるレーザパワーモニタの平面図と断面図である。
【００３７】
レーザパワーモニタ１０において、ビーム受光面ＬＳの全面に透過性封止樹脂１５が形成され、さらに光軸付近に光透過率を調整するための半透過性樹脂１５ａが形成され、これによって半透過性樹脂１５ａの外周に環状受光部Ｂが形成されている。半透過性樹脂１５ａとしては、着色接着剤が好適である。
【００３８】
レーザパワーモニタ１０のビーム受光面ＬＳを透過性封止樹脂１５で被覆することでビーム受光面ＬＳを保護しているが、その透過性封止樹脂１５において、光軸付近を半透過性樹脂１５ａで形成することにより、環状受光部ＢにおいてレーザビームＬＢの透過性が高くなり、レーザビームＬＢの受光量は光軸付近よりも多くなる。
【００３９】
図５（ｂ）に半透過性樹脂１５ａを構成する着色接着剤の注入の仕方を示す。樹脂注入器具１６を用いて着色接着剤１５ｂを注入し、硬化させることで、半透過性樹脂１５ａを形成する。
【００４０】
本実施の形態によれば、透過性封止樹脂１５の光軸付近に半透過性樹脂１５ａを形成することにより、レーザ発光パワーが高出力化されても、レーザビーム強度分布Φの中腹付近Φｍでの検出感度を上げてモニタすることができ、ビーム光検出精度を向上させることができる。
【００４１】
（実施の形態４）
図６（ａ）は本発明の実施の形態４におけるレーザパワー制御装置の構成を示す回路図、図６（ｂ）はレーザパワーモニタの平面図である。
【００４２】
本実施の形態のレーザパワー制御装置ＬＣは、上記の半導体レーザ２から出射されるレーザビームＬＢを受光し、光電変換により、半導体レーザ２の発光パワーのモニタ信号を生成出力するレーザパワーモニタ１０と、モニタ信号を増幅した上で半導体レーザ２にフィードバックするフィードバック制御部１１とから構成されている。
【００４３】
レーザパワーモニタ１０におけるビーム受光面ＬＳは、レーザビームＬＢの受光部として、光軸ａの付近の中央受光部Ａとその周囲の環状受光部Ｂとの２つを有している。レーザパワーモニタ１０は、中央受光部Ａにおける第１の光電変換部１０Ａと、環状受光部Ｂにおける第２の光電変換部１０Ｂを備えている。これら第１の光電変換部１０Ａおよび第２の光電変換部１０Ｂは、フォトダイオードで構成されている。
【００４４】
フィードバック制御部１１は、第１の光電変換部１０Ａからのモニタ信号Ｓｍ１に対する第１の増幅器Ａｍ１と、第２の光電変換部１０Ｂからのモニタ信号Ｓｍ２に対する第２の増幅器Ａｍ２と、第１の増幅器Ａｍ１の出力信号Ｓａ１と第２の増幅器Ａｍ２の出力信号Ｓａ２とを加算し増幅して出力する加算出力部１１ａとを有している。
【００４５】
第１の増幅器Ａｍ１はオペアンプＯＰ１で構成され、その出力端子がゲイン調整用の抵抗Ｒ１を介して反転入力端子（−）に負帰還接続されている。第２の増幅器Ａｍ２はオペアンプＯＰ２で構成され、その出力端子がゲイン調整用の抵抗Ｒ２を介して反転入力端子（−）に負帰還接続されている。オペアンプＯＰ１の非反転入力端子（＋）とオペアンプＯＰ２の非反転入力端子（＋）には共通の基準電圧Ｖthが印加されるようになっている（逆バイアス電圧）。これら第１の増幅器Ａｍ１および第２の増幅器Ａｍ２は、電流‐電圧変換回路を構成している。そして、抵抗Ｒ２の抵抗値を抵抗Ｒ１より大きく設定することにより、第２の増幅器Ａｍ２のゲインを第１の増幅器Ａｍ１のゲインよりも高く設定している。
【００４６】
オペアンプＯＰ１の出力端子には抵抗Ｒ３が接続され、オペアンプＯＰ２の出力端子には抵抗Ｒ４が接続され、さらに互いに接続された上で、加算出力部１１ａに接続されている。加算出力部１１ａは、オペアンプＯＰ３で構成され、その出力端子がゲイン調整用の抵抗Ｒ５を介して反転入力端子（−）に負帰還接続されている。
【００４７】
中央受光部Ａにおける第１の光電変換部１０Ａにより光電変換された電流Ｉ１は低めのゲインをもつ第１の増幅器Ａｍ１で増幅され、電圧Ｖ１に変換される。また、環状受光部Ｂにおける第２の光電変換部１０Ｂにより光電変換された電流Ｉ２は高めのゲインをもつ第２の増幅器Ａｍ２で増幅され、電圧Ｖ２に変換される。第２の増幅器Ａｍ２が環状受光部Ｂのモニタ信号Ｓｍ２をより強く増幅する。電圧Ｖ１と電圧Ｖ２はそれぞれ抵抗Ｒ３，Ｒ４を介して加算出力部１１ａに入力されて電流加算され、さらに増幅されて電圧出力される。第１の増幅器Ａｍ１のゲインに対して第２の増幅器Ａｍ２のゲインを高めに設定しているので、環状受光部Ｂにおける第２の光電変換部１０Ｂの検出感度を上げることができる。その結果、レーザ発光パワーが高出力化されても、レーザパワー制御装置ＬＣは、強度分布Φの検出誤差の小さい中腹付近Φｍでの検出感度を上げてフィードバック制御信号Ｓｆを生成することができ、ビーム光検出精度を向上させることができる。
【００４８】
本実施の形態によれば、加算出力部１１ａにおける第１の増幅器Ａｍ１の出力信号Ｓａ１と第２の増幅器Ａｍ２の出力信号Ｓａ２との加算結果では、環状受光部Ｂのモニタ信号Ｓｍ２がより大きく強調され、半導体レーザ２に対するフィードバック制御の精度が高いものになる。この場合、中央受光部Ａのモニタ信号Ｓｍ１と環状受光部Ｂのモニタ信号Ｓｍ２は同等レベルでよく、レーザパワーモニタ１０自体では、特別な構成は不要で、反射防止膜や透過性封止樹脂の工夫はしなくてもよい。
【００４９】
（実施の形態５）
実施の形態５は図６（ａ）で示された実施の形態４と同じ構成である。本実施の形態では抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ１の抵抗値は等しく、抵抗Ｒ４の抵抗値を抵抗Ｒ３よりも低く設定することにより、第２の光電変換部１０Ｂからのモニタ信号Ｓｍ２の検出感度を、第１の光電変換部１０Ａからのモニタ信号Ｓｍ１の検出感度より高く設定している。
【００５０】
中央受光部Ａにおける第１の光電変換部１０Ａにより光電変換された電流Ｉ１は第１の増幅器Ａｍ１で増幅され、電圧Ｖ１に変換される。また、環状受光部Ｂにおける第２の光電変換部１０Ｂにより光電変換された電流Ｉ２は第２の増幅器Ａｍ２で増幅され、電圧Ｖ２に変換される。電圧Ｖ１と電圧Ｖ２はそれぞれ抵抗Ｒ３，Ｒ４を介して加算出力部１１ａに入力されて電流加算され、さらに増幅されて電圧出力される。抵抗Ｒ３よりも抵抗Ｒ４を低めに設定しているので、抵抗Ｒ３による電流変換量よりも抵抗Ｒ４による電流変換量が大きくなり、電圧Ｖ３を環状受光部Ｂにおける第２の光電変換部１０Ｂの検出感度を上げることができる。その結果、レーザ発光パワーが高出力化されても、レーザパワー制御装置ＬＣは、強度分布Φの検出誤差の小さい中腹付近Φｍでの検出感度を上げてフィードバック制御信号Ｓｆを生成することができ、ビーム光検出精度を向上させることができる。
【００５１】
（実施の形態６）
図７は本発明の実施の形態６におけるレーザパワー制御装置の構成を示す回路図である。
【００５２】
本実施の形態のレーザパワー制御装置ＬＣは、上記の実施の形態４に比べて、第２の増幅器Ａｍ２の感度が第１の増幅器Ａｍ１の感度よりも高く設定されている。感度を高く設定するには、例えば、反転増幅器では非反転入力端子に対する基準電圧を高くすればよい。第１の増幅器Ａｍ１を構成するオペアンプＯＰ１の基準電圧Ｖth1と第２の増幅器Ａｍ２を構成するオペアンプＯＰ２の基準電圧Ｖth2との間に差異がある。すなわち、オペアンプＯＰ２の基準電圧Ｖth2がオペアンプＯＰ１の基準電圧Ｖth1よりも高く設定されている。オペアンプＯＰ１における負帰還抵抗Ｒ１とオペアンプＯＰ２における負帰還抵抗Ｒ１は同じとなっている。その他の構成については、実施の形態４の場合の図６（ａ）と同様であるので、同一の構成要素について同一の参照符号を付すにとどめ、詳しい説明は省略する。
【００５３】
図８はレーザパワーモニタ１０の構成を半導体組成のレベルで図示するものである。図８において、２１はＰ型半導体基板、２２はＮ型エピタキシャル層、２３はＰ型拡散層、２４はＮ型拡散層、ＤＰ１は中央受光部Ａにおける第１の光電変換部１０Ａに形成される空乏層、ＤＰ２は環状受光部Ｂにおける第２の光電変換部１０Ｂの空乏層であり、これらはＰ型拡散層２３とＮ型拡散層２４との接合部に形成されている。中央受光部Ａのカソード側の印加電圧Ｖth1に対して環状受光部Ｂのカソード側の印加電圧Ｖth2を高く設定することにより、空乏層ＤＰ２が空乏層ＤＰ１よりも大きくなり、その結果として、第２の光電変換部１０Ｂの検出感度が第１の光電変換部１０Ａよりも高くなっている。その結果、レーザ発光パワーが高出力化されても、レーザパワー制御装置ＬＣは、強度分布Φの検出誤差の小さい中腹付近Φｍでの検出感度を上げてフィードバック制御信号Ｓｆを生成することができ、ビーム光検出精度を向上させることができる。
【００５４】
本実施の形態によれば、第２の増幅器Ａｍ２の感度を第１の増幅器Ａｍ１の感度より高く設定しているので、第２の増幅器Ａｍ２が環状受光部Ｂのモニタ信号Ｓｍ２をより強く増幅する。結果として、加算出力部１１ａにおける第１の増幅器Ａｍ１の出力信号Ｓａ１と第２の増幅器Ａｍ２の出力信号Ｓａ２との加算結果では、環状受光部Ｂのモニタ信号Ｓｍ２がより大きく強調され、半導体レーザ２に対するフィードバック制御の精度が高いものになる。この場合、中央受光部Ａのモニタ信号Ｓｍ１と環状受光部Ｂのモニタ信号Ｓｍ２は同等レベルでよく、レーザパワーモニタ１０自体では、特別な構成は不要で、反射防止膜や透過性封止樹脂の工夫はしなくてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明の技術は、光学的情報記録用光ヘッド装置等において、特にレーザパワーモニタに適用して光学的情報記録媒体に照射するレーザビームの光量検出精度を向上する技術として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の形態１における光学的情報記録用光ヘッド装置の概略構成図と半導体レーザとレーザパワーモニタを示す斜視図
【図２】本発明の実施の形態１におけるレーザパワーモニタのビーム受光面に入射するレーザビームの強度分布を示す図およびレーザ発光パワーに対するレーザパワーモニタの検出光量の比を示す図
【図３】本発明の実施の形態２におけるレーザパワーモニタの平面図と断面図
【図４】本発明の実施の形態２における反射防止膜の形成方法を示す図
【図５】本発明の実施の形態３におけるレーザパワーモニタの平面図と断面図および半透過性樹脂を構成する着色接着剤の注入の仕方を示す図
【図６】本発明の実施の形態４，５におけるレーザパワー制御装置の構成を示す回路図およびレーザパワーモニタのビーム受光面を示す平面図
【図７】本発明の実施の形態６におけるレーザパワー制御装置の構成を示す回路図
【図８】本発明の実施の形態６におけるレーザパワーモニタを半導体組成のレベルで図示する構成断面図
【図９】従来の技術における光ヘッド装置の概略構成図
【図１０】レーザ発光パワーに対するレーザビームの広がり角の変化を示す図およびレーザ発光パワーとレーザパワーモニタの出力信号のレベルとの関係を示すグラフ
【図１１】レーザ発光パワーに対するレーザパワーモニタ検出光量の比の関係を示す図
【符号の説明】
【００５７】
１  光ディスク（光学的情報記録媒体）
２  半導体レーザ
３  回折格子
４  ハーフミラー
５  コリメートレンズ
６  対物レンズ
７  アクチュエータ
８  駆動コイル
９  信号用受光素子
１０  レーザパワーモニタ（フロントモニタ）
１０Ａ  第１の光電変換部
１０Ｂ  第２の光電変換部
１１  フィードバック制御部
１１ａ  加算出力部
１２  反射防止膜
１５  透過性封止樹脂
１５ａ  半透過性樹脂
１５ｂ  着色接着剤
ａ  光軸
Ａ  中央受光部
Ｂ  環状受光部
Ａｍ１  第１の増幅器
Ａｍ２  第２の増幅器
ＬＢ  レーザビーム
ＬＣ  レーザパワー制御装置
ＬＳ  ビーム受光面
Ｓｍ，Ｓｍ１，Ｓｍ２  モニタ信号
Ｓｆ  フィードバック制御信号
Φ  レーザビームの強度分布
Φｍ  レーザビーム強度分布の中腹付近
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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