(57)【要約】【課題】モニタ光検出器を備える光ピックアップを提供する。【解決手段】光源から出射された光を対物レンズで集束させて記録媒体の記録面に光スポットを形成し、光を利用した記録及び／または再生を行うように、前記光源の光出力を制御するために、前記光源から出射された光量の一部を受光して検出するモニタ光検出器の前にモニタ光検出器の方に入射される光度、ビームプロファイル及び進行方向のうち少なくともいずれか１つを調節できる光学素子を備えることを特徴とする。よって、モニタ光検出器前に入射される光度、ビームプロファイル及び進行方向のうち少なくともいずれか１つを調節できる光学素子を備えるので、モニタ光検出器を使用して状況に合わせて光源出力光パワーを正しく制御できる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射された光を対物レンズで集束させて記録媒体の記録面に光スポットを形成し、光を利用した記録及び／または再生を行う光ピックアップにおいて、
前記光源の光出力を制御するために、前記光源から出射された光量の一部を受光して検出するモニタ光検出器の前にモニタ光検出器の方に入射される光度、ビームプロファイル及び進行方向のうち少なくともいずれか１つを調節できる光学素子を備えることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
前記光学素子はホログラム素子であることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項３】
前記光学素子は入射光度を弱められるように設けられたことを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ。
【請求項４】
前記光源は相異なる波長の光を出射する複数光源よりなり、前記光学素子は入射される光の波長により透過効率を異にすることを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ。
【請求項５】
前記光学素子は入射される光の発散、収束を調節することを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ。
【請求項６】
前記光学素子は入射される光を整形する機能を果たすことを特徴とする請求項２または５に記載の光ピックアップ。
【請求項７】
前記光学素子は＋１次または−１次ビームの方向を調節できるように設けられたことを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ。
【請求項８】
前記光源から出射された光のうち一部は光路変換器により分岐されて前記モニタ光検出器の方に進むことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項９】
前記光路変換器はキュービック型ビームスプリッタ、プレート型ビームスプリッタ及びくさび型ビームスプリッタのうちいずれか１つであることを特徴とする請求項８に記載の光ピックアップ。
【請求項１０】
前記光学素子は前記光路変換器と一体であるか分離型構造をなすことを特徴とする請求項８に記載の光ピックアップ。
【請求項１１】
前記記録媒体はＣＤ系列の光ディスク及び／またはＤＶＤ系列の光ディスクであることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ピックアップに係り、さらに詳細には光源出力光パワーを制御するためのモニタ用光検出器を備える光ピックアップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤ系列の光ディスク（以下、ＣＤ）やＤＶＤ系列の光ディスク（以下、ＤＶＤ）用記録機器は光ピックアップの光源であるレーザダイオードから出射されたレーザ光を対物レンズを使用して光ディスクに集光させて記録を具現する。かような記録機器においては、正確な記録のために適切な光パワーを保持せねばならず、記録のためのアルゴリズムである記録戦略（Ｗｒｉｔｅ−Ｓｔｒａｔｅｇｙ）に合わせて光源出力を制御する必要がある。
【０００３】
かように光源出力の制御のために光ピックアップで使用する部品がモニタ用光検出器（フロント光検出器とも言う）である。
【０００４】
一般的に、光ピックアップではビームスプリッタを使用して対物レンズに入射されるビームを一部分けてモニタ光検出器に入射させ、モニタ光検出器に入射される光度を利用し、ＣＤやＤＶＤ用光源から出射される光パワーを制御する。
【０００５】
光検出器は光電変換により受光される光量に比例して発生し、そこから出力される電流信号が所定ゲイン値ほど増幅されるように増幅回路と連結されている。すなわち、光検出器は特定ゲインを有するように設定されている。
【０００６】
従って、複数光源を備える光ピックアップで複数光源の光パワーを制御するために１つのモニタ用光検出器を使用することが、製造単価、空間的な配置などさまざまな面でメリットがあるが、１つのモニタ用光検出器にＣＤ用光源とＤＶＤ用光源の光パワーを同時に制御することは次のような理由ゆえに困難である。
【０００７】
すなわち、ＣＤ用光パワーとＤＶＤ用光パワーとは大きな差があるので、モニタ用光検出器が一定ゲインを有するように設定された状態では、ＣＤ用光源及びＤＶＤ用光源双方に関する光量検出のためのダイナミックレンジを十分に確保し難い。例えば、ＣＤ用記録光パワーとＤＶＤ用光パワーとには大きな差があるために、ＣＤ記録時とＤＶＤ記録時とにモニタ光検出器に入射される光度に大きな差がある。従って、ＣＤ用光パワー及びＤＶＤ用光パワーのうちいずれか１つがモニタ光検出器の検出可能な範囲を外れることがあり、適切なＣＤ及びＤＶＤ記録光パワーをどちらも得られるように光パワーを制御し難い。
【０００８】
また、記録機器の場合、倍速が高いほど大きな記録光パワーを必要とする。従って、高倍速記録に適した光パワーを満足させるために対物レンズに入射される光度を調節する場合、モニタ光検出器のゲインに対応してモニタ光検出器に受光される光度が不足したり又は大きな場合が発生しうる。
【０００９】
また、光源、すなわち半導体レーザから出射されてモニタ用光検出器の方に向かう光はガウスビームプロファイルを有し、モニタ光検出器の有効受光領域はモニタ光検出器の方に入射される光のビームと比べて小さいために、高倍速記録制御時に光学部品、特に光源のシフトやチルトによりモニタ光検出器に受光される光量は大きく影響を受けて光パワー制御を正しくし難い。すなわち、入射光ビームに対応してモニタ光検出器の有効受光領域が小さいためにビームのひねりに対して検出信号が大きく変わりうる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記のような問題点を改善するために案出されたものであり、光源出力光パワーを正しく制御できる光ピックアップを提供するところにその目的がある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明は、光源から出射された光を対物レンズで集束させて記録媒体の記録面に光スポットを形成し、光を利用した記録及び／または再生を行う光ピックアップにおいて、前記光源の光出力を制御するために、前記光源から出射された光量の一部を受光して検出するモニタ光検出器の前にモニタ光検出器の方に入射される光度、ビームプロファイル及び進行方向のうち少なくともいずれか１つを調節できる光学素子を備えることを特徴とする。
【００１２】
前記光学素子はホログラム素子であることが望ましい。
【００１３】
前記光学素子は入射光度を弱められるように設けられうる。
【００１４】
前記光源は相異なる波長の光を出射する複数光源よりなり、前記光学素子は入射される光の波長により透過効率を異ならせうる。
【００１５】
前記光学素子は入射される光の発散、収束を調節するように設けられうる。
【００１６】
前記光学素子は入射される光を整形する機能を果たすべく設けられうる。
【００１７】
前記光学素子は＋１次または−１次ビームの方向を調節できるように設けられうる。
【００１８】
前記光源から出射された光のうち一部は光路変換器により分岐されて前記モニタ光検出器の方に進むことが望ましい。
【００１９】
前記光路変換器はキュービック型ビームスプリッタ、プレート型ビームスプリッタ及びくさび型ビームスプリッタのうちいずれか１つでありうる。
【００２０】
前記光学素子は前記光路変換器と一体であるか分離型構造をなしうる。
【００２１】
前記記録媒体はＣＤ系列の光ディスク及び／またはＤＶＤ系列の光ディスクであることが望ましい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、添付された図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は本発明の第１実施例による光ピックアップの光学的構成を概略的に示した図面である。
【００２３】
図面を参照すれば、本発明による光ピックアップは、光源１０と、前記光源１０から出射された光を対物レンズ３５に集束させて記録媒体１の記録面１ａに光スポットを形成させる対物レンズ３５と、入射光の進行経路を変換するための光路変換器２０と、記録媒体１の記録面１ａで反射された光を受光して情報信号及び／または誤差信号を検出するためのメイン光検出器３９と、光源１０の光出力を制御するためのモニタ光検出器４５と、前記モニタ光検出器４５の前端に設けられた光学素子４０とを含んで構成される。
【００２４】
前記光源１０としては単一光源を備えるか、相異なる波長の光を出射する２つの光源を備えることもできる。
【００２５】
例えば、本発明による光ピックアップは、前記光源１０として６５０ｎｍ波長の光を出射する単一光源を備え、ＤＶＤ専用またはＤＶＤ及びＣＤ互換型（ＤＶＤを記録及び／または再生し、ＣＤ再生）に使われうる。また、本発明による光ピックアップは、前記光源１０として７８０ｎｍ波長の光を出射する単一光源を備え、ＣＤ記録及び／または再生用に使われうる。また、本発明による光ピックアップは前記光源１０としてＣＤに適した、例えば７８０ｎｍ波長及びＤＶＤに適した、例えば６５０ｎｍ波長の光を出射する２つの光源を備え、ＤＶＤ再生及びＣＤ記録／再生、ＤＶＤ記録／再生及びＣＤ記録／再生用に使われうる。
【００２６】
前記光源１０が２つの光源よりなる場合、前記光源１０としては、例えばＤＶＤ及びＣＤのための相異なる波長、すなわち６５０ｎｍ及び７８０ｎｍ波長の光を出射する２つの光源（２つの半導体レーザ（ＬＤ）チップ）を１つのパッケージの中に一体型に構成した光源モジュール（別名、ＴＷＩＮ−ＬＤ）を備えることが望ましい。ここで、前記光源１０は別々の２つの光源より構成しても良いが、この場合には２つの光源から出射された光パワーがどちらも前記光路変換器２０方向に入射されるようにする光路変換器（図示せず）をさらに備えることが望ましい。
【００２７】
前記光路変換器２０は前記光源１０から出射された光を記録媒体１方向に向け、記録媒体１から反射された光をメイン光検出器３９方向に向かうように光の進行経路を変換し、光源１０から出射された光のうち一部を分岐させてモニタ光検出器４５方向に進める。
【００２８】
例えば、前記光路変換器２０は図１に示したように、光源１０から出射された光を反射させて記録媒体１方向に向け、記録媒体１から反射された光を透過させてメイン光検出器３９方向に向け、光源１０から出射された光のうち一部を透過させてその一側に配されたモニタ光検出器４５方向に向ける。
【００２９】
前記光路変換器２０としては図１に示したようにキュービック型ビームスプリッタ２１を備えうる。代案として、前記光路変換器２０としては図２及び図３に示したようなプレート型ビームスプリッタ２５やくさび型ビームスプリッタ２７を備えることもできる。
【００３０】
図３を参照すれば、光路変換器２０としてくさび型ビームスプリッタ２７を備える場合には、光源及びメイン光検出器が光パワーモジュール化されたホログラム光パワーモジュール１５を備えることが望ましい。すなわち、図１に示したように別々に分離された光源１０及びメイン光検出器３９を備える代わりに、例えば６５０ｎｍ用及び７８０ｎｍ用ホログラム光パワーモジュールのうちいずれか１つまたは２つとも備えることが望ましい。ここで、ホログラム光パワーモジュール１５については本技術分野にてよく知られているのでさらに詳細な説明は省略する。
【００３１】
前記モニタ光検出器４５は光源１０から出射された光の一部を受光して検出するように前記光路変換器２０の一側に配される。前記モニタ光検出器４５の検出信号は光源１０を駆動するドライバにフィードバックされて光源１０の光出力を制御するのに使われる。
【００３２】
前記光学素子４０はモニタ光検出器４５方向に入射される光度、ビームプロファイル及び進行方向のうち少なくともいずれか１つを調節できることが望ましい。かような機能を果たす光学素子４０としてはホログラム素子を備えうる。
【００３３】
本発明による光ピックアップにおいて、前記光学素子４０は光路変換器２０と一体に形成されるか分離型構造より形成されうる。
【００３４】
図１にて、参照番号３１は光源１０側から発散光形態に入射される光を平行光に変えるためのコリメーティングレンズ、参照番号３７はメイン光検出器３９に受光される光スポットの大きさを拡大するための検出レンズである。本発明による光ピックアップが非点収差法によりフォーカスエラー信号を検出する場合、前記検出レンズ３７は非点収差レンズとして機能を果たすべく設けられてもいる。
【００３５】
以下では、前記光学素子４０の多様な実施例について説明する。
例えば、本発明による光ピックアップが前記光源１０に相異なる波長の光を出射する２つの光源、すなわちＤＶＤ用光源とＣＤ用光源とを備える場合、前記光学素子４０はＣＤ用光パワー及びＤＶＤ用光パワーについて透過効率を異にするよう設けられることが望ましい。
【００３６】
この場合、前記モニタ光検出器４５のゲイン値が一定の場合にも、ＣＤ及びＤＶＤ用光パワーを適切に制御できる。すなわち、本発明による光ピックアップがＣＤ及びＤＶＤ記録及び／または再生用である場合、ＤＶＤ用記録光パワーがＣＤ用記録光パワーより大きくなる。従って、前記光学素子４０がＤＶＤ用光パワーについては低い透過率を有する一方で、ＣＤ用光パワーについてはＤＶＤ用光パワーに比べて高い透過率を有するならば、モニタ光検出器４５に受光されるＣＤ及びＤＶＤ用光度がどちらも検出可能な範囲内に入りうるので、ＤＶＤ用光源１０及びＣＤ用光源１０の記録光パワーを正しく制御できる。
【００３７】
かように相異なる波長の光を出射する２つの光源を備え、光学素子４０が波長により透過効率を異にするように設けられ、モニタ光検出器４５で２つの光源出力光パワーを正しく制御する場合、本発明による光ピックアップは相対的に低密度記録媒体、すなわちＣＤ記録だけではなく、相対的に高密度記録媒体、すなわちＤＶＤ記録を行える。
【００３８】
ここで、入射光の波長による透過率はホログラム素子のホログラムパターンを階段型構造に形成しつつ、その階段の高さなどを適切に設計することにより調節できる。ホログラム素子にて光パワー透過率が階段の高さ及び階段の数などに依存し、入射光の波長によりホログラム素子での透過率が変わりうるのはホログラム素子に関する技術分野ではよく知られているので、ここでは詳細な説明及び図示を省略する。
【００３９】
一方、前記光源１０として単一光源を備えたり、２つの光源を備えるとしても前記モニタ光検出器４５が１つの光源１０の出力光パワーだけを制御する場合に、前記光学素子４０がモニタ光検出器４５方向に進む光度を調節するように設けられるならば、光路変換器２０の仕様を変えなくても高倍速記録時に光源１０の出力光パワー制御を正しく行える。
【００４０】
すなわち、光路変換器２０に使われるビームスプリッタ２１または２５は、例えば光源１０から出射された光を反射させて記録媒体１方向に向け、記録媒体１から反射されて戻ってきた光を透過させてメイン光検出器３９に向けるために非常に大きな透過率を有するために、光路変換器２０を経由してモニタ光検出器４５に向かう光度は相対的に非常に強い。
【００４１】
従って、例えばモニタ光検出器４５のゲインが低倍速記録時に光源１０の出力光パワーを検出可能なように設定されているならば、高倍速記録のために光源１０の出力光パワーを高めれば、モニタ光検出器４５には検出可能範囲を超えた光度の光が入射され、光源１０の出力光パワーを正しく検出するのは困難になる。
【００４２】
しかし、本発明でのように光路変換器２０とモニタ光検出器４５間に光学素子４０を備え、モニタ光検出器４５方向に進む光度を調節（結果的には、減少）すれば、光路変換器２０の仕様を変えなくても高倍速記録時に光源１０の出力光パワー制御を正しく行える。
【００４３】
一方、本発明による光ピックアップにおいて、前記光学素子４０は先に言及した如く入射される光のビームプロファイル及び進行方向などを調節するように設けられてもいる。
【００４４】
図４ないし図６は本発明による光ピックアップに光学素子４０として適用できるホログラム素子のホログラムパターン実施例を概略的に示した図面である。図４は入射される光を発散させたり収束させてレンズとしての機能を果たすホログラム素子のホログラムパターンを概略的に示す。図５は入射される光パワービームを整形できるホログラム素子のホログラムパターンを示す。図６は＋１次または−１次ビームの方向を調節できるホログラム素子のホログラムパターンを示す。
【００４５】
前記光学素子４０として図４に示したようなレンズとしての機能を果たすホログラムパターンを有するホログラム素子を備える場合、従来に比べてモニタ光検出器４５方向に進む光パワービームの径を小さくし、モニタ光検出器４５に十分な光量が受光されうる。図１は前記光学素子４０により光パワービームが小さくなる例を示す。
【００４６】
かように、モニタ光検出器４５方向に進む光パワービームを小さくする場合には、高倍速記録制御時に光学部品、特に光源１０のシフトやチルトが発生する場合にもモニタ光検出器４５に受光される光量はほとんど変わらないので、光パワー制御を正しくできる。
【００４７】
前記光学素子４０として図５に示したような光パワービームを整形できるホログラムパターンを有するホログラム素子を備える場合、モニタ光検出器４５に受光される光パワーはホログラム素子により整形されて概略的に強さ分布が均一なビームプロファイルを示すので、高倍速記録制御時に光学部品、特に光源１０のシフトやチルトにモニタ光検出器４５に受光される光量が大きく影響を受けないので、光パワー制御を正しくできる。
【００４８】
ここで、前記光学素子４０として図４及び図５に示されたホログラムパターンを複合した構造のホログラムパターンを有するホログラム素子を備えることもできる。
【００４９】
図４及び図５を参照して説明したような入射される光の発散、収束を調節してビームプロファイルを調節及び／またはビームを整形してビームプロファイルを調節する光学素子４０を備える場合には、高倍速記録制御時に光学部品、特に光源１０のシフトやチルトにモニタ光検出器４５に受光される光量が大きく影響を受けないので、光パワー制御を正しくできる。
【００５０】
前記光学素子４０として図６に示したような回折ビーム方向を再生するホログラムパターンを有するホログラム素子を備える場合には、モニタ光検出器４５に対してスリム型の空間制約状況に対応して配置でき、スリム型光ピックアップ構成に有利である。
【００５１】
前記のように、本発明による光ピックアップに適用される光学素子４０は入射光度調節機能、図４ないし図６を参照して説明したビームプロファイル及び光の進行方向調節機能のうち少なくともいずれか１つの機能を果たすべく設けられる。
【００５２】
従って、本発明による光ピックアップは必要により適した機能を果たすべく設計された光学素子４０を適用すれば、モニタ光検出器４５を使用して光源１０の出力光パワーを正しく制御できる。
【００５３】
【発明の効果】
前記のような本発明による光ピックアップはモニタ光検出器前に入射される光度、ビームプロファイル及び進行方向のうち少なくともいずれか１つを調節できる光学素子を備えるので、モニタ光検出器を使用して状況に合わせて光源出力光パワーを正しく制御できる。
【００５４】
特に、前記光学素子を入射光の波長により透過効率が変わるように整えれば、１つのモニタ光検出器を利用して、例えばＣＤ用光パワーとＤＶＤ用光パワーとをどちらも制御できる。
【００５５】
また、前記光学素子を入射光度を狭めるように整えれば、高倍速記録のために記録光パワーを強くする場合にもモニタ光検出器に光源出力光パワーを正しく制御できる。
【００５６】
また、光のビームプロファイルを調節すれば、高倍速記録制御時に光学部品、特に光源のシフトやチルト時にもモニタ光検出器に受光される光量は大きく影響を受けない光パワー制御を正しくできる。
【００５７】
前記のような本発明による光ピックアップはＣＤ系列の光ディスク及び／またはＤＶＤ系列の光パワーディスクを記録及び／または再生するのに適用できる。
【００５８】
ここで、本発明による光ピックアップは前記の実施例に限定されずに、本発明の技術的思想の範囲内で多様に変形しうる。すなわち、本発明による光ピックアップはモニタ光検出器前に光を調節するための光学素子を備え、全体的な光学的構成を多様に変形できる。従って、本発明の真の技術的保護範囲は特許請求範囲により決まるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光ピックアップの一実施例の光学的構成を概略的に示した図面である。
【図２】本発明による光ピックアップが光路変換器にプレート型ビームスプリッタを備える実施例を概略的に示した図面である。
【図３】本発明による光ピックアップが光路変換器にくさび型ビームスプリッタを備える実施例を概略的に示した図面である。
【図４】入射光を発散／収束させてレンズとして機能を果たすホログラム素子のホログラムパターンを概略的に示した平面図である。
【図５】入射される光パワービームを整形できるホログラム素子のホログラムパターンを示した平面図である。
【図６】＋１次または−１次ビームの方向を調節できるホログラム素子のホログラムパターンを示した平面図である。
【符号の説明】
１　記録媒体
１ａ　記録面
１０　光源
２０　高路変換器
２１　キュービック型ビームスプリッタ
３１　コリメーティングレンズ
３５　対物レンズ
３７　検出レンズ
３９　メイン光検出器
４０　光学素子
４５　光検出器
【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】
2004030895.tif 000007
【図６】
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