(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ピックアップ装置の光源の発光レーザビームの光強度を制御するレーザ光強度制御装置であって、
前記光源から発せられたレーザビームの進行方向に垂直なｘ方向偏光成分及びその進行方向に平行なｙ方向偏光成分のいずれか一方の方向偏光成分の大部分を通過させその一方の方向偏光成分の一部分をモニタ光として反射する偏光分離手段と、
前記偏光分離手段によって反射された前記モニタ光を受光して受光強度を示す第１光強度信号を生成する第１受光手段と、
前記第１光強度信号に応じて前記光源を駆動する駆動手段と、を備え、
前記第１受光手段は前記ｘ方向偏光成分及び前記ｙ方向偏光成分の他方の方向偏光成分を反射してこれに感応せず、前記一方の方向偏光成分を吸収してこれに感応することを特徴とするレーザ光強度制御装置。
【請求項２】
前記光源と前記偏光分離手段との間に前記光源から発せられたレーザビームを平行ビームに変換する変換手段を有することを特徴とする請求項１記載のレーザ光強度制御装置。
【請求項３】
前記偏光分離手段は、前記変換手段の出力平行ビーム中の前記他方の方向偏光成分の大部分を前記モニタ光の方向に反射し前記他方の方向偏光成分の一部分を通過させ、
前記第１受光手段によって反射された前記他方の方向偏光成分を受光して受光強度を示す第２光強度信号を生成する第２受光手段と、
前記第１及び第２光強度信号に応じて前記光源の実出力レーザビームパワーを算出してその実出力レーザビームパワーが前記光源の最大定格パワーより小さくなるように前記駆動手段を制御する制御手段と、を含むことを特徴とする請求項２記載のレーザ光強度制御装置。
【請求項４】
前記変換手段は、コリメータレンズであることを特徴とする請求項２記載のレーザ光強度制御装置。
【請求項５】
前記偏光分離手段は、偏光ビームスプリッタであることを特徴とする請求項１記載のレーザ光強度制御装置。
【請求項６】
前記第１受光手段は、透明なアクリル平板で表面が覆われたフォトダイオードからなることを特徴とする請求項１記載のレーザ光強度制御装置。
【請求項７】
前記駆動手段は、前記第１光強度信号が基準レベルになるように前記光源を駆動することを特徴とする請求項１記載のレーザ光強度制御装置。
【請求項８】
前記基準レベルは可変にされていることを特徴とする請求項７記載のレーザ光強度制御装置。
【請求項９】
前記一方の方向偏光成分はＰ偏光成分であり、前記他方の偏光成分はＳ偏光成分であることを特徴とする請求項１記載のレーザ光強度制御装置。
【請求項１０】
光ピックアップ装置の光源の発光レーザビームの光強度を制御するレーザ光強度制御装置であって、
前記光源から発せられたレーザビームの進行方向に垂直なｘ方向偏光成分及びその進行方向に平行なｙ方向偏光成分のいずれか一方の方向偏光成分の大部分と他方の方向偏光成分の一部分とを通過させその一方の方向偏光成分の一部分と他方の方向偏光成分の大部分とをモニタ光として反射する第１偏光分離手段と、
前記モニタ光から前記一方の方向偏光成分と前記他方の方向偏光成分とを分離する第２偏光分離手段と、
前記第２偏光分離手段によって分離された前記一方の方向偏光成分を受光して受光強度を示す第１光強度信号を生成する第１受光手段と、
前記第２偏光分離手段によって分離された前記他方の方向偏光成分を受光して受光強度を示す第２光強度信号を生成する第２受光手段と、
前記第１光強度信号に応じて前記光源を駆動する駆動手段と、
前記第１及び第２光強度信号に応じて前記光源の実出力レーザビームパワーを算出してその実出力レーザビームパワーが前記光源の最大定格パワーより小さくなるように前記駆動手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とするレーザ光強度制御装置。
【請求項１１】
前記光源と前記第１偏光分離手段との間に前記光源から発せられたレーザビームを平行ビームに変換する変換手段を有することを特徴とする請求項１０記載のレーザ光強度制御装置。
【請求項１２】
前記第２偏光分離手段は、偏光ビームスプリッタであることを特徴とする請求項１０記載のレーザ光強度制御装置。
【請求項１３】
前記第２偏光分離手段は、ウォラストンプリズムであることを特徴とする請求項１０記載のレーザ光強度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、光ピックアップ装置に適用されるレーザ光強度制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクからの情報読み取り又はディスクへの情報の書き込みに用いられる光ピックアップ装置においては、光源から発せられたレーザビームの一部分をモニタしてディスクに対して適切な光強度でレーザビームの照射がおこなわれるようにレーザ光強度制御装置が備えられている。
【０００３】
かかるレーザ光強度制御装置においては、温度変化が光源等の光学部品に影響してレーザビームの偏光面が回転してディスクに照射されるレーザビームの光強度が低下してしまうことを防止するために、ディスクに照射されるレーザビームがＰ偏光成分であるならば、光源から発せられたレーザビーム中のＰ偏光成分の一部分を偏光ビームスプリッタで分離して受光手段であるフロントモニタで受光し、そのフロントモニタの出力信号に応じて光源を駆動することが行われている（特開平７−３２６０６４号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のレーザ光強度制御装置においては、光学部品が多くなったり、また光学系が複雑になるという問題点があった。
そこで、本発明の目的は、光ピックアップ装置の光源から発せられるレーザビームの偏光面が回転してもそのレーザビームの光強度を簡単な構成で安定に制御することができるレーザ光強度制御装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のレーザ光強度制御装置は、光ピックアップ装置の光源の発光レーザビームの光強度を制御するレーザ光強度制御装置であって、光源から発せられたレーザビームの進行方向に垂直なｘ方向偏光成分及びその進行方向に平行なｙ方向偏光成分のいずれか一方の方向偏光成分の大部分を通過させその一方の方向偏光成分の一部分をモニタ光として反射する偏光分離手段と、偏光分離手段によって反射されたモニタ光を受光して受光強度を示す第１光強度信号を生成する第１受光手段と、第１光強度信号に応じて光源を駆動する駆動手段と、を備え、第１受光手段はｘ方向偏光成分及びｙ方向偏光成分の他方の方向偏光成分を反射してこれに感応せず、一方の方向偏光成分を吸収してこれに感応することを特徴としている。
【０００６】
本発明のレーザ光強度制御装置は、光ピックアップ装置の光源の発光レーザビームの光強度を制御するレーザ光強度制御装置であって、光源から発せられたレーザビームの進行方向に垂直なｘ方向偏光成分及びその進行方向に平行なｙ方向偏光成分のいずれか一方の方向偏光成分の大部分と他方の方向偏光成分の一部分とを通過させその一方の方向偏光成分の一部分と他方の方向偏光成分の大部分とをモニタ光として反射する第１偏光分離手段と、モニタ光から一方の方向偏光成分と他方の方向偏光成分とを分離する第２偏光分離手段と、第２偏光分離手段によって分離された一方の方向偏光成分を受光して受光強度を示す第１光強度信号を生成する第１受光手段と、第２偏光分離手段によって分離された他方の方向偏光成分を受光して受光強度を示す第２光強度信号を生成する第２受光手段と、第１光強度信号に応じて光源を駆動する駆動手段と、第１及び第２光強度信号に応じて光源の実出力レーザビームパワーを算出してその実出力レーザビームパワーが光源の最大定格パワーより小さくなるように駆動手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は本発明によるレーザ光強度制御装置を適用した光ピックアップ装置の構成を示している。この光ピックアップ装置は、半導体レーザ素子１１が発するレーザビームによって光ディスク１０に情報を書き込んだり、或いは光ディスク１０に記録された情報を読み取るものである。光ディスク１０は、例えば、ＤＶＤ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＣＤ、ＣＤ−Ｒである。
【０００９】
半導体レーザ素子１１は２つの互いに異なる波長のレーザビームを発するものでも良い。例えば、ＤＶＤ用の波長６５０ｎｍのレーザビームとＣＤ用の波長７８０ｎｍのレーザビームとが後述するＬＤドライバ２３によって選択的に発せられる。
半導体レーザ素子１１から発せられたレーザビームはコリメータレンズ１２を介して偏光板付きＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）１３に平行光として到達する。ＰＢＳ１３の偏光板１３ａは半導体レーザ素子１１側とは反対側、すなわち、光ディスク１０側に位置するようにＰＢＳ１３は配置されている。ＰＢＳ１３はコリメータレンズ１２を介して入射したレーザビームのＰ偏光成分（入射面に平行な電界成分、すなわちｘ方向偏光成分）の大部分（例えば、９０％）を通過させ、Ｐ偏光成分の一部分（例えば、１０％）を偏光分離面１３ｂで反射する。また、コリメータレンズ１２を介して入射したレーザビームのＳ偏光成分（入射面に垂直な電界成分、すなわちｙ方向偏光成分）の一部分（例えば、１０％）を通過させ、Ｓ偏光成分の大部分（例えば、９０％）を偏光分離面１３ｂで反射する。ＰＢＳ１３で反射されたレーザビームの方向は通過レーザビーム方向とほぼ垂直な方向である。偏光板１３ａは通過したレーザビームの直線偏光を円偏光に変換する。
【００１０】
偏光板１３ａ付きのＰＢＳ１３を通過したレーザビームは対物レンズ１４を介してディスク１０に達してその記録面で反射される。ディスク１０の記録面で反射されたレーザビームは、対物レンズ１４及び偏光板１３ａを介してＰＢＳ１３まで戻る。偏光板１３ａは反射されたレーザビームの円偏光を直線偏光に変換する。ＰＢＳ１３は戻りのレーザビームを偏光分離面１３ｂで反射し、その反射レーザビームは集光レンズ１５、マルチレンズ１６を介して光検出器１７の受光面に到達する。
【００１１】
一方、ＰＢＳ１３によって反射されたレーザビームの方向にはフロントモニタ１８が備えられている。フロントモニタ１８は透明なアクリル平板で表面が覆われたフォトダイオードからなる。フロントモニタ１８の入射面は反射レーザビームの方向に垂直ではなく、傾けられている。この傾斜角度θはレーザビームのＰ偏光成分に対しては上記のアクリル平板に入射し、Ｓ偏光成分を上記のアクリル平板表面で反射してしまうブルースター角度(Brewster's angle)である。よって、フロントモニタ１８は入射したレーザビームの光強度に応じた電気信号、すなわちフロントモニタ信号を生成する。
【００１２】
フロントモニタ１８にはヘッドアンプ２１を介してＡＰＣ（オートパワーコントローラ）２２が接続されている。ＡＰＣ２２はヘッドアンプ２１で増幅されたフロントモニタ信号のレベルが基準レベルになるようにＬＤドライバ２３の駆動信号レベルを制御する。基準レベルはディスク１０からデータ読み取り時とディスク１０へのデータ書き込み時とでは異なり、マイクロコンピュータ２４によって指定される。
【００１３】
書き込み時にはメモリ２５から記録データが読み出され、スイッチ信号生成回路２７に供給される。スイッチ信号生成回路２７は記録データに応じてＬＤドライバ２３の駆動パワーを制御する。すなわち、ディスク１０にピットを形成させる部分でＬＤドライバ２３の駆動パワーを高レベルに切り換えさせ、ピットを形成しない部分ではＬＤドライバ２３の駆動パワーを低レベル（読み取り時の駆動パワー）に切り換えさせる。
【００１４】
かかる構成の光ピックアップ装置においては、ＬＤドライバ２３の駆動信号が半導体レーザ素子１１に供給され、その駆動信号レベルに応じた強度のレーザビームが半導体レーザ素子１１から発射される。発射されたレーザビームのＰ偏光成分の一部分及びＳ偏光成分の大部分がＰＢＳ１３で反射されて、フロントモニタ１８に向かう。フロントモニタ１８では上記したようにレーザビームのＰ偏光成分が入射し、Ｓ偏光成分は反射されてしまう。フロントモニタ１８は入射したレーザビームのＰ偏光成分に感応し、そのＰ偏光成分の光強度に応じたフロントモニタ信号がフロントモニタ１８から生成される。そのフロントモニタ信号はヘッドアンプ２１によって増幅された後、ＡＰＣ２２に供給される。
【００１５】
ＡＰＣ２２はフロントモニタ信号が基準レベルに等しくなるように制御信号を発生する。すなわち、フロントモニタ信号が基準レベルより低い場合には制御信号はＬＤドライバ２３による半導体レーザ素子１１に対する駆動信号レベルを増加させ、フロントモニタ信号が基準レベルより高い場合には制御信号はＬＤドライバ２３による半導体レーザ素子１１に対する駆動信号レベルを低下させる。この結果、レーザビームの偏光面の回転が起きてもＰＢＳ１３を通過してディスク１０に到達するレーザビームのＰ偏光成分を所望の強度に維持することができる。
【００１６】
図２は本発明の他の実施例を示している。この実施例の光ピックアップ装置においては、図１の光ピックアップ装置の構成に更にＳ偏光用フロントモニタ３１が備えられている。Ｓ偏光用フロントモニタ３１は、フロントモニタ１８の入射面で反射されたＳ偏光成分を受光するように配置されている。フロントモニタ３１は入射したレーザビームの光強度に応じた電気信号、すなわちＳ偏光成分フロントモニタ信号を生成する。
【００１７】
Ｓ偏光用フロントモニタ３１はヘッドアンプ３２を介してマイクロコンピュータ２４に接続されている。マイクロコンピュータ２４にはヘッドアンプ２１の出力も接続されており、Ｓ偏光用及びＰ偏光用フロントモニタ信号双方が供給される。
その他の構成は図１に示した光ピックアップ装置と同様である。
【００１８】
かかる図２の構成の光ピックアップ装置においては、ＬＤドライバ２３の駆動信号が半導体レーザ素子１１に供給され、その駆動信号レベルに応じた強度のレーザビームが半導体レーザ素子１１から発射される。発射されたレーザビームのＰ偏光成分の一部分及びＳ偏光成分の大部分がＰＢＳ１３で反射されて、フロントモニタ１８に向かう。フロントモニタ１８では上記したようにレーザビームのＰ偏光成分が入射し、Ｓ偏光成分は反射されてＳ偏光用フロントモニタ３１に向かう。フロントモニタ１８からは入射したレーザビームのＰ偏光成分の光強度に応じたＰ偏光成分フロントモニタ信号が生成され、そのＰ偏光成分フロントモニタ信号はヘッドアンプ２１によって増幅された後、ＡＰＣ２２及びマイクロコンピュータ２４に供給される。一方、Ｓ偏光用フロントモニタ３１からは入射したレーザビームのＳ偏光成分の光強度に応じたＳ偏光成分フロントモニタ信号が生成され、そのＳ偏光成分フロントモニタ信号はヘッドアンプ２１によって増幅された後、マイクロコンピュータ２４に供給される。
【００１９】
ＡＰＣ２２はＰ偏光成分フロントモニタ信号が基準レベルに等しくなるように制御信号を発生する。すなわち、Ｐ偏光成分フロントモニタ信号が基準レベルより低い場合には制御信号はＬＤドライバ２３による半導体レーザ素子１１に対する駆動信号レベルを増加させ、Ｐ偏光成分フロントモニタ信号が基準レベルより高い場合には制御信号はＬＤドライバ２３による半導体レーザ素子１１に対する駆動信号レベルを低下させる。一方、マイクロコンピュータ２４はＰ偏光成分フロントモニタ信号とＳ偏光成分フロントモニタ信号とに応じて半導体レーザ素子１１による実出力レーザビームパワーを算出する。例えば、Ｐ偏光成分フロントモニタ信号の自乗値とＳ偏光成分フロントモニタ信号の自乗値とを加算し、その加算結果の平方根を実出力レーザビームパワーとする。
【００２０】
マイクロコンピュータ２４は実出力レーザビームパワーが最大定格パワーより低いリミット値に達すると、基準レベルを低下させてＡＰＣ２２に対して供給する。基準レベルの低下によってＡＰＣ２２から発生される制御信号はＬＤドライバ２３による半導体レーザ素子１１に対する駆動信号レベルを低下させる。この結果、Ｐ偏光成分フロントモニタ信号のみに応じた半導体レーザ素子１１の出力レーザビームパワー制御のために、レーザビームの偏光面の回転時に半導体レーザ素子１１が最大定格パワーを越える光強度のレーザビームを発するという不具合が回避され、半導体レーザ素子１１の劣化を防止することができる。
【００２１】
図３は本発明の実施例を更に示している。この実施例の光ピックアップ装置においては、図２の光ピックアップ装置の構成に更にＰＢＳ３３が設けられている。ＰＢＳ３３はコリメータレンズ１２から入射されたレーザビームをＰＢＳ１３が反射する方向に配置されている。すなわち、ＰＢＳ３３にはＰＢＳ１３からのフロントモニタ用の反射レーザビームが入射する。ＰＢＳ３３は入射したレーザビームのＰ偏光成分をほぼ１００％通過させ、そのレーザビームのＳ偏光成分を偏光分離面３３ａでほぼ１００％反射する。Ｐ偏光成分の反射及びＳ偏光成分の通過はほぼ０％である。
【００２２】
ＰＢＳ３３をレーザビームが通過する方向には、Ｐ偏光用フロントモニタ１８が備えられている。ＰＢＳ３３で反射されたレーザビームが進む方向には、Ｓ偏光用フロントモニタ３１が備えられている。Ｐ偏光用フロントモニタ１８及びＳ偏光用フロントモニタ３１共に入射レーザビームに対して受光面が垂直となるように配置されている。
【００２３】
その他の構成は図２に示した光ピックアップ装置と同様である。
かかる図３の構成の光ピックアップ装置においては、ＬＤドライバ２３の駆動信号が半導体レーザ素子１１に供給され、その駆動信号レベルに応じた強度のレーザビームが半導体レーザ素子１１から発射される。発射されたレーザビーム中のＰ偏光成分の一部分及びＳ偏光成分の大部分がＰＢＳ１３で反射される。反射されたＰ偏光成分はＰＢＳ３３を通過してＰ偏光用フロントモニタ１８に向かう。一方、反射されたＳ偏光成分はＰＢＳ３３の偏光分離面３３ａで反射されてＳ偏光用フロントモニタ３１に向かう。
【００２４】
フロントモニタ１８では入射したレーザビームのＰ偏光成分の光強度に応じたＰ偏光成分フロントモニタ信号が生成され、そのＰ偏光成分フロントモニタ信号はヘッドアンプ２１によって増幅された後、ＡＰＣ２２及びマイクロコンピュータ２４に供給される。一方、Ｓ偏光用フロントモニタ３１からは入射したレーザビームのＳ偏光成分の光強度に応じたＳ偏光成分フロントモニタ信号が生成され、そのＳ偏光成分フロントモニタ信号はヘッドアンプ３１によって増幅された後、マイクロコンピュータ２４に供給される。ＡＰＣ２２及びマイクロコンピュータ２４の動作は上記した図２の装置の場合と同一であるので、ここでの説明は省略する。
【００２５】
図４は本発明の他の実施例を更に示している。この実施例の光ピックアップ装置においては、図２の光ピックアップ装置の構成に加えてウォラストンプリズム３４が設けられている。また、図２の装置に備えられたフロントモニタ１８及び３１に代わってフロントモニタ３５が備えられている。
ウォラストンプリズム３４は、コリメータレンズ１２から入射されたレーザビームをＰＢＳ１３が反射する方向に配置されている。すなわち、ウォラストンプリズム３４にはＰＢＳ１３からのフロントモニタ用の反射レーザビームが入射する。ウォラストンプリズム３４は入射するレーザビームをＰ偏光成分とＳ偏光成分とに分離して互いに異なる方向に出射する。Ｐ偏光成分とＳ偏光成分との出射方向は入射線を中心にして対称である。
【００２６】
フロントモニタ３５は２分割の受光面を有して受光面毎の個別の出力を生成する。一方の受光面にはウォラストンプリズム３４からＰ偏光成分が照射され、他方の受光面にはウォラストンプリズム３４からＳ偏光成分が照射される。なお、フロントモニタ３５に代えてＰ偏光用及びＳ偏光用フロントモニタを個別に備えても良い。
【００２７】
その他の構成は図２に示した光ピックアップ装置と同様である。
かかる図４の構成の光ピックアップ装置においては、ＬＤドライバ２３の駆動信号が半導体レーザ素子１１に供給され、その駆動信号レベルに応じた強度のレーザビームが半導体レーザ素子１１から発射される。発射されたレーザビーム中のＰ偏光成分の一部分及びＳ偏光成分の大部分がＰＢＳ１３で反射され、ウォラストンプリズム３４でＰ偏光成分とＳ偏光成分とに分離される。Ｐ偏光成分はフロントモニタ３５の一方の受光面に向かい、Ｓ偏光成分はフロントモニタ３５の他方の受光面に向かう。
【００２８】
フロントモニタ３５では入射したレーザビームのＰ偏光成分の光強度に応じたＰ偏光成分フロントモニタ信号と、Ｓ偏光成分の光強度に応じたＰ偏光成分フロントモニタ信号とが個別に生成される。そのＰ偏光成分フロントモニタ信号はヘッドアンプ２１によって増幅された後、ＡＰＣ２２及びマイクロコンピュータ２４に供給される。一方、Ｓ偏光成分フロントモニタ信号はヘッドアンプ３１によって増幅された後、マイクロコンピュータ２４に供給される。ＡＰＣ２２及びマイクロコンピュータ２４の動作は上記した図２の装置の場合と同一であるので、ここでの説明は省略する。
【００３３】
なお、上記した本発明の各実施例では、光源から発せられた発散光であるレーザビームをコリメータレンズにより平行光に変換する、いわゆる無限光学系の場合について説明したが、この例に限られることなく、コリメータレンズを省いて平行光への変換を行わない有限光学系の場合であっても本発明を適用することは可能である。
【００３４】
【発明の効果】
以上の如く、本発明によれば、光源から発せられるレーザビームの偏光面が回転してもそのレーザビームの光強度を簡単な構成で安定に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す図である。
【図２】本発明の他の実施例を示す図である。
【図３】本発明の実施例を示す図である。
【図４】本発明の他の実施例を示す図である。
【符号の説明】
１１ 半導体レーザ素子
１２ コリメータレンズ
１３，３３，３６ ＰＢＳ
１４ 対物レンズ
１５ 集光レンズ
１６ マルチレンズ
１７，３７ 光検出器
２２ ＡＰＣ
２４ マイクロコンピュータ
３４ ウォラストンプリズム
３５ フロントモニタ
【図１】
0004157265.tif 000002
【図２】
0004157265.tif 000003
【図３】
0004157265.tif 000004
【図４】
0004157265.tif 000005