(57)【要約】【課題】半導体レーザー素子から出射されるレーザー光の偏光方向のバラツキによる影響を抑えることができる光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】光ピックアップ装置において、偏光ビームスプリッタ１３ａとフロントモニターＰＤ１４との間に偏光フィルター２２を配置する。偏光フィルターのフィルター面は、入射するレーザー光の光軸に垂直な面に対して傾斜させてある。【選択図】図２
2009211789.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ピックアップ装置において、
偏光ビームスプリッタとフロントモニターとの間に偏光フィルターを配置し、該偏光フィルターのフィルター面を光軸に対して傾斜させたことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記フィルター面が前記光軸に垂直な面に対して３〜８度傾斜していることを特徴とする請求項１の光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記フィルター面の傾斜角度が、５度であることを特徴とする請求項２の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記フィルター面の傾斜角度が、前記偏光フィルターを搭載する光学ベースの形状に基づいて決まることを特徴とする請求項２の光ピックアップ装置。
【請求項５】
前記偏光フィルターの背面の一部を前記光学ベースの取り付け面に密着させた状態で、前記偏光フィルターが接着剤により前記光学ベースに固定されていることを特徴とする請求項４の光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップ装置に関し、特に光ディスクに照射されるレーザー光のビーム強度の制御精度を向上させた光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクに対する情報の記録又はその再生のために光ピックアップ装置が用いられる。光ピックアップ装置は、レーザー光を光ディスクに照射し、またその反射光を検出する。光ディスクに照射するレーザー光のビーム強度を一定に保つため、光ピックアップ装置は、半導体レーザー素子から出射されるレーザー光をモニターするように構成されている。
【０００３】
レーザー光をモニターする方式として、フロントモニター方式とリヤモニター方式が知られているが、多くの場合、フロントモニター方式が採用される。フロントモニター方式では、光ディスクへ向けて半導体レーザー素子から出射されたレーザー光の一部を分離し、分離したレーザー光を光検出器で検出する。このフロントモニター方式は、半導体レーザー素子自体に光検出器を内蔵させ、後方へ向かう光を検出するリヤモニター方式に比べ、半導体素子の温度変化の影響を受けないなど、いくつかの点で優れている。
【０００４】
フロントモニター方式を採用する従来の光ピックアップ装置の一例を図１に示す。
【０００５】
図１の光ピックアップ装置は、半導体レーザー素子１１、グレーティング１２、偏光ビームスプリッタ１３、フロントモニターＰＤ（Photo Diode）１４、コリメータレンズ１５、立ち上げミラー１６、１／４波長板１７、対物レンズ１８、センサレンズ１９及び受光素子２０を含む。
【０００６】
半導体レーザー素子１１から出射されたレーザー光は、グレーティング１２により３分岐されて、偏光ビームスプリッタ１３に入射する。半導体レーザー素子１１からのレーザー光は、ほぼ均一な直線偏光なので、偏光ビームスプリッタ１３は、その偏光膜特性に応じて入射したレーザー光の一部を透過させ、残りを反射する。これにより、光ディスクへ向かうレーザー光の一部が分離される。
【０００７】
偏光ビームスプリッタ１３を透過したレーザー光は、フロントモニターＰＤ１４に入射する。このフロントモニターＰＤ１４に入射したレーザー光の光量に応じて、図示しない制御回路が半導体レーザー素子１１の出射パワーを任意に制御する。
【０００８】
一方、偏光ビームスプリッタ１３で反射されたレーザー光は、コリメータレンズ１５により平行光に変換される。この平行光は、立ち上げミラー１６に入射し、全反射されて進行方向を９０度変える。そして、立ち上げミラー１６で反射されたレーザー光は、１／４波長板１７及び対物レンズ１８を介して記録媒体（光ディスク）２１の記録面に照射される。これにより、記録媒体２１に対する情報の記録又は再生が行われる。
【０００９】
情報再生時には、記録媒体２１からの反射光が、対物レンズ１８、１／４波長板１７、立ち上げミラー１６及びコリメータレンズ１５を介して偏光ビームスプリッタ１３へと戻る。そして、偏光ビームスプリッタ１３を透過した反射光が、センサレンズ１９を介して受光素子２０に入射する。
【００１０】
以上のように、従来の光ピックアップ装置では、記録媒体２１へ向けて出射されたレーザー光の一部を分離してフロントモニターＰＤ１４に入射させることにより、半導体レーザー素子１１の出射パワーをモニターしている。
【００１１】
また、他の従来の光ピックアップ装置として、半導体レーザー素子の出射パワーの制御精度を向上させるために、上述と同様の構成に加え、フロントモニターＰＤの前に偏光フィルターを配置したものものある（例えば、特許文献１又は２参照）。
【００１２】
【特許文献１】特開平８−２８７５０５号公報
【特許文献２】特開２００７−２１３６４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
半導体レーザー素子から出射されるレーザー光の偏光方向は、ほぼ一様であるが、半導体レーザー素子の温度、即ち、動作に伴う発熱や周囲の温度（雰囲気温度）に依存して変化する。つまり、半導体レーザー素子の温度が変化すると、出射されるレーザー光の偏光方向にバラツキが生じる（バラツキの程度が大きくなる）。このような場合、偏光ビームスプリッタを透過するレーザー光の光量の変化と、偏光ビームスプリッタで反射されるレーザー光の光量の変化とは、一方が増加すると他方が減少するという関係になる。つまり、フロントモニターＰＤに入射するレーザー光の光量と記録媒体に入射するレーザー光の光量との比例関係が成り立たなくなる。その結果、フロントモニターＰＤで検出したレーザー光の光量に基づいて制御される半導体レーザー素子の出射パワーが変動する。
【００１４】
このように、従来の光ピックアップ装置には、半導体レーザー素子の温度に応じてフロントモニターＰＤに入射する光量が変化するため、記録媒体に集光照射されるレーザー光の光量を任意に精度良く制御することが困難であるという問題点がある。
【００１５】
また、特許文献１には、フロントモニターＰＤの前に偏光フィルターを設けて自然発光成分を除去する技術が、特許文献２には、フロントモニターＰＤの前に設けられた偏光フィルターの光学軸を回転させてフロントモニターＰＤに入射するレーザー光の光量を調節する技術が、夫々記載されている。しかしながら、これらの技術は、実際の装置において、半導体レーザー素子から出射されるレーザー光の偏光方向のバラツキに対して顕著な特性改善の効果が得られないという問題点がある。
【００１６】
そこで、本発明は、半導体レーザー素子から出射されるレーザー光の偏光方向のバラツキによる影響を抑えることができる光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、光ピックアップ装置において、偏光ビームスプリッタ（１３ａ）とフロントモニター（１４）との間に偏光フィルター（２２）を配置し、該偏光フィルターのフィルター面を光軸に対して傾斜させたことを特徴とする。
【００１８】
偏光フィルターの傾斜角度は、光軸に垂直な面に対して３〜８度が望ましく、特に５度前後が特に望ましい。
【００１９】
なお、上記カッコ内の参照符号は、本発明の理解を容易にすることを目的とするものであって、何ら本発明を限定するものではない。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、変更ビームスプリッタとフロントモニターＰＤとの間に偏光フィルターを設け、そのフィルター面を光軸に対して傾斜させたことで、半導体レーザー素子の温度変化に伴うレーザー光の偏光方向のバラツキによる影響を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２２】
図２に、本発明の一実施の形態に係る光ピックアップ装置の概略構成図を示す。ここにおいて、従来と同一のものには同一符号を付してある。
【００２３】
図示の光ピックアップ装置は、例えばハンディタイプのＤＶＤカメラ等に用いられるものである。この光ピックアップ装置は、従来と同様に、半導体レーザー素子１１と、グレーティング１２と、偏光ビームスプリッタ１３ａと、フロントモニターＰＤ１４と、コリメータレンズ１５と、立ち上げミラー１６と、１／４波長板１７と、対物レンズ１８と、センサレンズ１９と、受光素子２０とを備えている。また、この光ピックアップ装置は、上記構成に加え、偏光ビームスプリッタ１３ａとフロントモニターＰＤ１４との間に偏光フィルター２２を備えている。これらのデバイス及び光学素子は、光学ベース（図４参照）に共通に搭載される。
【００２４】
図２の光ピックアップ装置が図１の装置と異なる点は、偏光フィルター２２を備えている点である。図２の光ピックアップ装置は、半導体レーザー素子１１やフロントモニターＰＤ１４等の配置が図１のものとは異なっているが、これは板状の偏光ビームスプリッタ１３に代えて、キューブ型の偏光ビームスプリッタ１３ａを採用したことによるものであって、本発明の本質とは関係がない。
【００２５】
偏光フィルター２２は、そのフィルター面が、入射するレーザー光の光軸に垂直な面から３〜８度、例えば５度、傾くように、光学ベースに取り付けられる。偏光フィルター２２を光学ベースに取り付ける際の角度調節を不要とするため、光学ベースの形状は予め適切に定められている。つまり、偏光フィルター２２の光学ベースへの取り付け角度は、光学ベースの形状に依存して決まる。
【００２６】
光学ベースは、図３に示すような、偏光フィルター２２を受け入れるフレーム部３１を有し、また、接着剤（又は固定樹脂）を塗布するための突起３２及び窪み３３を有している。偏光フィルター２２は、裏面の一部をフレーム部３１に密着させるように配置される。この状態で、突起３２内及び窪み３３内に接着剤を充填、固化させることで、偏光フィルター２２は、上部両端及び下部中央部がフレーム３１に固定される。こうして、偏光フィルター２２は、光軸に対して傾斜した状態となる。
【００２７】
図４（ａ）に、光学ベース４１の平面図を示す。図４（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ、図４（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図及びＣ−Ｃ線断面図である。図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、偏光フィルター２２は、３箇所で接着剤４２により光学ベース４１に固定されている。また、図４（ｃ）から理解されるように、偏光フィルター２２は、光軸（図の左右方向）に直交する面に対して傾斜して光学ベース４１に固定されている。
【００２８】
次に、図２の光ピックアップ装置の動作について説明する。
【００２９】
半導体レーザー装置１１から出射されたレーザー光は、グレーティング１２により３分岐された後、偏光ビームスプリッタ１３ａへ入射する。
【００３０】
偏光ビームスプリッタ１３ａは、入射したレーザー光の一部を反射し、残りを透過させる。
【００３１】
偏光ビームスプリッタ１３ａで反射されたレーザー光は、偏光フィルター２２へ入射する。偏光フィルター２２は、特定方向の直線偏光のみを透過させ、フロントモニターＰＤ１４へ入射させる。
【００３２】
偏光ビームスプリッタ１３ａを透過したレーザー光は、コリメータレンズ１５で平行光に変換され、立ち上げミラー１６、１／４波長板１７を介して対物レンズ１８に入射する。対物レンズ１８は、入射したレーザー光を集光して記録媒体２１の記録面に照射する。
【００３３】
記録媒体２１からの反射光は、対物レンズ１８、１／４波長板１７、立ち上げミラー１６及びコリメータレンズ１５を介して偏光ビームスプリッタ１３ａへと戻り、偏光ビームスプリッタ１３ａで反射され、センサレンズ１９を介して受光素子２０によって受光される。
【００３４】
さて、理想状態においては、半導体レーザー素子１１から出射されるレーザー光はｐ成分のみからなる。偏光ビームスプリッタ１３ａは、このｐ成分のみからなるレーザー光を数％反射し、残りを透過させるように設計されている。以下では、説明を簡易にするため、偏光ビームスプリッタ１３ａは、このｐ成分のみからなるレーザー光を１０％反射し、９０％透過させるものとする。
【００３５】
半導体レーザー素子１１の温度が、動作による加熱や周囲の温度の変化により変化し、半導体レーザー素子１１から出射されるレーザー光にバラツキが生じたとする。即ち、レーザー光のｐ成分が減少し、ｓ成分が増加したと仮定する。
【００３６】
偏光ビームスプリッタ１３ａは、レーザー光のｐ成分を１０％反射し、９０％透過させるので、ｐ成分の減少は主に記録媒体へ向かうレーザー光の減少として現れる。一方、偏光ビームスプリッタ１３ａは、レーザー光のｓ成分に対しては、９０％を反射し、１０％を透過させるように作用する。したがって、ｓ成分の増加は、主にフロントモニターＰＤ１４へ向かうレーザー光の光量の増加として現れる。しかも、フロントモニターＰＤへ向かうレーザー光のｐ成分の光量は、記録媒体２１ヘ向かうレーザー光のｐ成分の光量に比べて著しく少ないため、ｓ成分の増加の影響は相対的に大きくなる。
【００３７】
そこで、本実施の形態では、偏光フィルター２２によりフロントモニターＰＤ１４へ向かうレーザー光のｓ成分を除去する。
【００３８】
偏光フィルター２２は、そのフィルター面が入射するレーザー光の光軸に対して垂直になるように設けられるとよいように思えるが、実際に試してみると良好な結果が得られなかった。試行錯誤の結果、偏光フィルター２２のフィルター面が入射するレーザー光の光軸に垂直な面から３〜８度傾斜しているときに良好な結果が得られた。
【００３９】
図５に、偏光フィルター２２を持たない従来の光ピックアップ装置において、記録媒体２１へ集光させたレーザー光の光量を一定に保った場合の、半導体レーザー素子１１の温度とフロントモニターＰＤ１４の出力電圧との関係を示す。また、図６に、偏光フィルター２２を備えた本実施の形態に係る光ピックアップ装置において、記録媒体２１へ集光させたレーザー光の光量を一定に保った場合の、半導体レーザー素子１１の温度とフロントモニターＰＤ１４の出力電圧との関係を示す。
【００４０】
図５を見ると、温度によって出力電圧がバラツキを持つことが分かる。このような温度特性を持つ光ピックアップ装置において、通常の制御、即ち、フロントモニターＰＤ１４の出力を任意の値に保つフィードバック制御を行うと、記録媒体２１に照射されるレーザー光の光量は温度変化に依存して大きく変化することになる。
【００４１】
一方、図６では、温度変化に伴うフロントモニターＰＤ１４の出力電圧の変化が抑制されている。したがって、このような温度特性を持つ光ピックアップ装置において、通常の制御を行っても、記録媒体２１に照射されるレーザー光の光量が温度変化に依存して大きく変化することはない。つまり、偏光フィルター２２を設けたことにより、半導体レーザー素子から出射されるレーザー光の偏光方向のバラツキの影響が抑えられている。
【００４２】
以上のことから、本実施の形態によれば、入射するレーザー光の光軸に垂直な面対して傾斜させたフィルター面を持つ偏光フィルター２２を設けたことにより、記録媒体に照射されるレーザー光の光量を精度よく制御することができる。
【００４３】
また、図６の出力電圧変化は、温度変化に対してほぼリニアに変化しているので、これを補正することは容易であり、さらに精度の高い制御も可能である。
【００４４】
また、本実施の形態によれば、偏光フィルター２２が安価であるため、取り付け工程の増加等によるコストアップを考慮しても、歩留向上によるコスト低減が実現できる。
【００４５】
さらに、本実施の形態によれば、偏光ビームスプリッタの偏光膜特性のマージンを緩和することもできる。
【００４６】
以上、本発明について一実施の形態に即して説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲から逸脱することなく、種々の改良、変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】従来の光ピックアップ装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る光ピックアップ装置の概略構成図である。
【図３】図２の光ピックアップ装置に用いられる偏光フィルターの取り付け構造を説明するための斜視図である。
【図４】図２の光ピックアップ装置に用いられる光学ベースの（ａ）平面図、（ｂ）は図４（ａ）の平面図におけるＢ−Ｂ線断面図及び（ｃ）は図４（ａ）の平面図におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【図５】フロントモニターＰＤの前に偏光フィルターを持たない従来の光ピックアップ装置における、半導体レーザー素子の温度とフロントモニターＰＤの出力電圧との関係を示すグラフである。
【図６】図２の光ピックアップ装置における、半導体レーザー素子の温度とフロントモニターＰＤの出力電圧との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４８】
１１    半導体レーザー素子
１２    グレーティング
１３，１３ａ    偏光ビームスプリッタ
１４    フロントモニターＰＤ
１５    コリメータレンズ
１６    立ち上げミラー
１７    １／４波長板
１８    対物レンズ
１９    センサレンズ
２０    受光素子
２１    記録媒体
２２    偏光フィルター
【図１】
2009211789.tif 000003
【図２】
2009211789.tif 000004
【図３】
2009211789.tif 000005
【図４】
2009211789.tif 000006
【図５】
2009211789.tif 000007
【図６】
2009211789.tif 000008