(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を発する光源と、
該光源から発せられるレーザ光の有効光路領域外に設置されており、複数の受光領域を有し、前記レーザ光の光量に応じて複数の信号を取り出すことができる受光素子と、
前記受光素子から出力される信号に応じて前記光源の出力を設定可能なドライバと、を有するレーザ光投光装置において、
前記受光素子と前記ドライバとの間に設けられ、前記受光素子の複数の受光領域とそれぞれ接続されている複数のスイッチを有するスイッチ回路をさらに備え、
前記光源に既知の一定の電流を供給した際に、該光源から発せられるレーザ光を基準光量とし、該基準光量における前記スイッチ回路から前記ドライバに出力される信号を基準信号とした上で、
前記光源に前記一定の電流を流した際に該光源から発せられるレーザ光の光量に応じて前記受光素子を介して前記スイッチ回路から前記ドライバに出力される信号が前記基準信号のレベルに近づくように、前記複数のスイッチの開閉パターンを選択することができるようになっていることを特徴とするレーザ光投光装置。
【請求項２】
前記受光素子の複数の受光領域は、前記レーザ光の光軸に近い側にある第１の受光領域と、前記光軸との距離が前記第１の受光領域より遠い側にある前記第２の受光領域とを含み、前記第１の受光領域および前記第２の受光領域からそれぞれ前記レーザ光の光量に応じた信号が取り出される請求項１に記載のレーザ光投光装置。
【請求項３】
前記スイッチ回路の複数のスイッチは、前記第１の受光領域と前記ドライバとの間、および前記第２の受光領域と前記ドライバとの間にそれぞれ設けられた開閉可能な第１および第２のスイッチを有しており、これらの第１および第２のスイッチの開閉パターンを選択することにより、前記スイッチ回路から出力される信号を少なくとも３段階に設定することができる請求項２に記載のレーザ光投光装置。
【請求項４】
前記レーザ光投光装置は、光ディスクの情報の読み出しおよび／または書き込みを行うためのものである請求項１ないし３のいずれかに記載のレーザ光投光装置。
【請求項５】
前記光源は、光ディスクの情報の読み出しを行う際の第１の出力と、光ディスクの情報の書き込みを行う際の第２の出力とに切り替え可能な請求項４に記載のレーザ光投光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、レーザ光投光装置、特に光ディスクの情報の読み出しや書き込みを行うためのレーザ光投光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤ−ＲＯＭのような光ディスクのドライブ装置には、光ディスクに記録された情報の読み出しを行うためのピックアップ装置が搭載されている。このピックアップ装置は、レーザ光を発するレーザ光源と、レーザ光を光ディスクへ導く光学系とを備えている。
【０００３】
近年、同一のピックアップ装置で、光ディスクに記録された情報の読み出しを行うのみならず、光ディスクへの情報の書き込みをも行うことができる装置（ＣＤ−Ｒ）が開発されている。
【０００４】
このような機能を有するピックアップ装置では、レーザ光源の出力が、情報の読み出し時と書き込み時とで切り替えられる。情報の書き込みは、レーザ光の照射により光ディスクの記録層にピットを形成するため、書き込み時におけるレーザ光源の出力は、読み出し時における出力に比べて大きく、例えば１０〜２０倍程度とされる。
【０００５】
ところで、このようなピックアップ装置には、レーザ光源から発せられるレーザ光の光量を変えるために、その光量をモニター（検出）する機構が設けられている。
【０００６】
この機構は、図４に示すように、レーザ光源２０から発せられるレーザ光の有効光路領域２６外に設置された受光素子（ＰＤ：フォトダイオード）２１を備え、該受光素子２１で有効光路領域２６外におけるレーザ光２８を受光し、光電変換して得られた信号（電流値）の強弱によりレーザ光源２０から発せられるレーザ光の光量を検出するものである。
【０００７】
しかしながら、レーザ光源２０の出力（レーザ光の光量）が一定であっても、次のような理由から、受光素子２１より出力される信号（電流値）にバラツキが生じ、レーザ光源２０の出力を正確にモニターすることができないという問題がある。
【０００８】
・受光素子は、個々にその特性（例えば感度）が異なる。
【０００９】
・レーザ光源は、それより発せられたレーザ光の輝度分布（ファーフィールドパターン）が個々に異なる。
【００１０】
・レーザ光の強度は、その光軸２５からの距離に対し所定の分布（ガウス分布）を有するが、受光素子の設置位置、特にレーザ光の光軸２５からの距離により、受光光量に差が生じる。
【００１１】
以上のような問題は、前述の情報の読み出し時と書き込み時のように、レーザ光源の出力を大幅に変更するような場合には、顕著に生じる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、レーザ光源から発せられるレーザ光の光量の検出を精度よく行うことができるレーザ光投光装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）〜（５）の本発明により達成される。
【００１４】
（１）  レーザ光を発する光源と、該光源から発せられるレーザ光の有効光路領域外に設置されており、複数の受光領域を有し、前記レーザ光の光量に応じて複数の信号を取り出すことができる受光素子と、前記受光素子から出力される信号に応じて前記光源の出力を設定可能なドライバと、を有するレーザ光投光装置において、前記受光素子と前記ドライバとの間に設けられ、前記受光素子の複数の受光領域とそれぞれ接続されている複数のスイッチを有するスイッチ回路をさらに備え、前記光源に既知の一定の電流を供給した際に、該光源から発せられるレーザ光を基準光量とし、該基準光量における前記スイッチ回路から前記ドライバに出力される信号を基準信号とした上で、前記光源に前記一定の電流を流した際に該光源から発せられるレーザ光の光量に応じて前記受光素子を介して前記スイッチ回路から前記ドライバに出力される信号が前記基準信号のレベルに近づくように、前記複数のスイッチの開閉パターンを選択することができるようになっていることを特徴とするレーザ光投光装置。
【００１５】
（２）  前記受光素子の複数の受光領域は、前記レーザ光の光軸に近い側にある第１の受光領域と、前記光軸との距離が前記第１の受光領域より遠い側にある前記第２の受光領域とを含み、前記第１の受光領域および前記第２の受光領域からそれぞれ前記レーザ光の光量に応じた信号が取り出される上記（１）に記載のレーザ光投光装置。
【００１６】
（３）  前記スイッチ回路の複数のスイッチは、前記第１の受光領域と前記ドライバとの間、および前記第２の受光領域と前記ドライバとの間にそれぞれ設けられた開閉可能な第１および第２のスイッチを有しており、これらの第１および第２のスイッチの開閉パターンを選択することにより、前記スイッチ回路から出力される信号を少なくとも３段階に設定することができる上記（２）に記載のレーザ光投光装置。
【００１７】
（４）前記レーザ光投光装置は、光ディスクの情報の読み出しおよび／または書き込みを行うためのものである上記（１）ないし（３）のいずれかに記載のレーザ光投光装置。
【００１８】
（５）  前記光源は、光ディスクの情報の読み出しを行う際の第１の出力と、光ディスクの情報の書き込みを行う際の第２の出力とに切り替え可能な上記（４）に記載のレーザ光投光装置。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のレーザ光投光装置を添付図面に示す好適実施例に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明のレーザ光投光装置の実施例を模式的に示す全体側面図、図２は、図１に示すレーザ光投光装置における受光素子の構成を示す正面図、図３は、レーザ光の輝度分布を示す図である。
【００２１】
図１に示すように、本発明のレーザ光投光装置１は、ＣＤ−Ｒのような光ディスク（図示せず）に対し情報の読み出しおよび書き込みを行うことができる装置であり、レーザ光を発するレーザ光源２と、レーザ光源２の正面に設置された回折格子３と、偏光ビームスプリッター４と、コリメータレンズ５と、受光素子６と、スイッチ回路７と、制御系８とを有している。
【００２２】
レーザ光源２は、例えばレーザダイオード（ＬＤ）のような半導体レーザ光源で構成され、例えばこの半導体レーザ光源は波長７８０〜７９０nm程度のレーザ光を発するものである。
【００２３】
このようなレーザ光源２は、制御系８によりその駆動が制御される。制御系８は、レーザ光源２を駆動するためのドライバ８２で構成されている。
【００２４】
ドライバ８２は、レーザ光源２への電力供給を行う供電回路を内蔵し、入力されるモニター用の信号（電流値）により作動する。レーザ光源２の出力は、例えば、情報の読み出し時では２mW、書き込み時では３５mWとされる。
【００２５】
レーザ光源２から発せられたレーザ光は、情報の読み出し時、書き込み時共に、図３に示すように、ガウス分布のような所定の強度分布（輝度分布）をもって広がりながら進む。レーザ光は、その光軸１５における強度が最も大きく、光軸１５から所定範囲内に、有効光路領域１６を形成する。この有効光路領域１６内のレーザ光１７は、光ディスクに対する実際の情報の読み出しおよび書き込みに用いられる。
【００２６】
情報の読み出し時、書き込み時共に、レーザ光源２から発せられた有効光路領域１６内のレーザ光１７は、回折格子３を経た後、偏光ビームスプリッター４の偏光面４１を透過し、コリメータレンズ５により平行光束とされ、図示しないミラーおよびピックアップレンズ（対物レンズ）を経て光ディスクの記録層上に集光され、スポット状に照射される。また、読み出しの際には、光ディスクの記録層からの反射光は、偏光ビームスプリッター４の偏光面４１で反射されて直角方向に屈曲し、情報検出用の受光素子（図示せず）へ至る。
【００２７】
図３に示すように、有効光路領域１６外のレーザ光１８は、有効光路領域１６内のレーザ光１７に比してその強度が小さく、情報の読み出しおよび書き込みには用いられない。この有効光路領域１６外には、レーザ光源２から発せられるレーザ光の光量を検出する受光素子６が基板６３上に固定された状態で設置されている。
【００２８】
この受光素子６は、いわゆる分割フォトダイオード（ＰＤ）と呼ばれるもので、互いに独立した第１の受光領域６１と第２の受光領域６２とを有している。第１の受光領域６１および第２の受光領域６２は、それぞれ、その受光した光を光電変換し、受光光量に応じた信号（電流値）を出力する。
【００２９】
この場合、第１の受光領域６１は、Ｌ字状をなし、その主要部分が光軸１５に近い位置に設置され、第２の受光領域６２は、前記第１の受光領域６１に比べ光軸１５から遠い位置に設置されている。
【００３０】
図３に示すように、レーザ光１８は、光軸１５からの距離が離れる程、その強度（輝度）が小さくなるので、第１の受光領域６１と第２の受光領域６２との有効受光面積が等しい場合、光軸１５に近い第１の受光領域６１の方が第２の受光領域６２に比べ、より大きい信号（電流値）を出力する。
【００３１】
基板６３には、３つの端子６４、６５、６６が設けられており、第１の受光領域６１のプラス端子およびマイナス端子は、それぞれ端子６４および６５に、第２の受光領域６２のプラス端子およびマイナス端子は、それぞれ端子６６および６５に接続されている。
【００３２】
端子６４および６６は、それぞれ、スイッチ回路７のスイッチ７１（第１のスイッチ）およびスイッチ７２（第２のスイッチ）を介してプラスの出力端子７３に接続され、端子６５は、マイナスの出力端子７４に接続されている。
【００３３】
受光素子６は、第１の受光領域６１と第２の受光領域６２の２つの受光領域で構成されるものであるが、スイッチ７１および７２の開閉パターンを選択すること、つまり、各受光領域６１、６２から出力される信号（電流値）の組み合わせを選択することにより、受光素子６の感度を３段階（受光領域の個数以上の段階数）に設定することができる。
【００３４】
すなわち、スイッチ７１を閉、スイッチ７２を開とすると、第１の受光領域６１の出力を取り出すことができ（３段階の感度のうちの中間の感度）、スイッチ７１を開、スイッチ７２を閉とすると、第２の受光領域６２の出力を取り出すことができ（３段階の感度のうちの最も低い感度）、スイッチ７１および７２と共に閉とすると、第１の受光領域６１と第２の受光領域６２の合計の出力を取り出すことができる（３段階の感度のうちの最も高い感度）。
【００３５】
以上のようなスイッチ回路７におけるスイッチ７１、７２の開閉は、自動的にまたは手動で切り替えることができる。
【００３６】
スイッチ回路７の出力端子７３、７４から出力されたアナログの信号（電流値）は、ドライバ８２へ入力され、この入力に基づいて、ドライバ８２は、レーザ光源２の出力を情報の読み出し時のもの（例えば２mW）または書き込み時のもの（例えば３５mW）に設定する。
【００３７】
なお、基板６３の裏面の少なくとも受光素子６のある部分には、受光素子６の変形防止等の目的で、補強部材（特に補強板）を設置するのが好ましい。
【００３８】
また、受光素子６の表面、すなわち、第１の受光領域６１および第２の受光領域６２の受光面は、保護等の目的で、被覆層で覆われているのが好ましい。この被覆層は、各種樹脂材料で構成することができる。
【００３９】
次に、レーザ光投光装置１におけるレーザ光源２の出力の調整方法の一例について説明する。
【００４０】
まず、レーザ光源２は、その特性が保証されているもの、すなわち既知の一定の電流（例えば７０mA）を供給したとき、レーザ光源２から発せられるレーザ光の光量（基準光量）が定められた値（例えば３５mW）となるようなものを用いる。
【００４１】
スイッチ７１を開、スイッチ７２を閉とした状態（３段階の感度のうちの最も低い感度）で、ドライバ８２を駆動してレーザ光源２に前記一定の電流を供給し、レーザ光を発光させ、スイッチ回路７（出力端子７３、７４）から出力される信号の強さをＰ1 とする。
【００４２】
スイッチ７１を閉、スイッチ７２を開とした状態（３段階の感度のうちの中間の感度）で、ドライバ８２を駆動してレーザ光源２に前記一定の電流を供給し、レーザ光を発光させ、スイッチ回路７（出力端子７３、７４）から出力される信号の強さをＰ2 とする。
【００４３】
スイッチ７１および７２を閉とした状態（３段階の感度のうちの最も高い感度）で、ドライバ８２を駆動してレーザ光源２に前記一定の電流を供給し、レーザ光を発光させ、スイッチ回路７（出力端子７３、７４）から出力される信号の強さをＰ3 とする。
【００４４】
レーザ光源２から発せられるレーザ光の基準光量におけるスイッチ回路７からの基準信号Ｐ0 （例えば２０μA ）が予め定められており、このＰ0 と、前記Ｐ1 、Ｐ2 およびＰ3 とを比較し、Ｐ1 、Ｐ2 、Ｐ3 のうちからＰ0 に最も近いものを１つ選択する。そして、スイッチ７１、７２の開閉パターンを選択された信号に相当するものに設定する。例えば、Ｐ2 が選択された場合には、スイッチ７１を閉、スイッチ７２を開とする。これにより、受光素子６の特性（光電感度）等に関するキャリブレーションが完了する。
【００４５】
なお、以上のような調整は、情報の読み出し時、書き込み時の少なくとも一方におけるレーザ光源２の出力に対し行われる。
【００４６】
このような調整がなされたレーザ光投光装置１では、受光素子６からの出力された信号のうち選択された１つに基づいて、レーザ光源２の出力の切り替えを行う。
【００４７】
すなわち、レーザ光源２を情報の書き込み時の出力に設定する場合には、受光素子６からの出力される信号（Ｐ1 、Ｐ2 またはＰ3 ）をモニターしつつ、レーザ光源２への供給電流を増大させ、すなわちレーザ光の光量を徐々に増大させ、前記出力される信号が基準信号Ｐ0のレベル（レーザ光源２の出力が３５mWに相当するレベル）に達したところで、レーザ光源２への供給電流を固定する。
【００４８】
一方、この状態から、レーザ光源２を情報の読み出し時の出力に設定する場合には、受光素子６から出力される信号（Ｐ1 、Ｐ2 またはＰ3 ）をモニターしつつ、レーザ光源２への供給電流を減少させ、すなわちレーザ光の光量を徐々に減少させ、前記出力される信号が基準信号Ｐ0のレベル（レーザ光源２の出力が２mWに相当するレベル）に達したところで、レーザ光源２への供給電流を固定する。
【００４９】
本発明のレーザ光投光装置１では、以上のような調整を行うことにより、受光素子６の固有の特性、受光素子６の設置位置（光軸１５からの距離やレーザ光源２からの距離）、レーザ光の輝度分布（ファーフィールドパターン）等にバラツキがあったとしても、それらの差を吸収し、レーザ光源２から発せられるレーザ光の所定の光量に対し常に一定レベルの検出信号を得ることができる。そのため、レーザ光源２レーザ光源２から発せられるレーザ光の光量の検出を精度よく行うことができ、前述したような情報の読み出し時、書き込み時のそれぞれにおけるレーザ光源２の出力の設定を正確に行うことができる。
【００５０】
以上、本発明のレーザ光投光装置を図示の各実施例について説明したが、本発明は、これらに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を発揮し得る任意のものと置換することができる。
【００５１】
特に、第１の受光領域６１と第２の受光領域６２の形状、配置、有効受光面積の大小関係等は、任意のものが可能であり、例えば、図２中縦方向に２分割されたもの、図２中横方向に２分割されたもの、それらの有効受光面積が異なるもの等、いかなるものでもよい。
【００５２】
また、受光素子６は、３つ以上の受光領域を有するものであってもよい。この場合には、レーザ光源の出力をさらに細かく調整、設定することが可能となる。
【００５３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のレーザ光投光装置によれば、レーザ光源から発せられるレーザ光の光量の検出を高精度で行うことができる。そのため、特に、本レーザ光投光装置を用いて光ディスクの情報の読み出し、書き込みを行う場合、情報の読み出し時、書き込み時のそれぞれにおけるレーザ光源の出力の設定を正確に行うことができる。
【００５４】
特に、光軸からの距離が異なる少なくとも２つの受光領域から出力される信号（電流値）の組み合わせを選択することにより、３段階以上の調整を行うことができ、簡単な構成で多段階の調整が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のレーザ光投光装置の実施例を模式的に示す全体側面図である。
【図２】図１に示すレーザ光投光装置における受光素子の構成を示す正面図である。
【図３】レーザ光の輝度分布を示す図である。
【図４】従来のレーザ光投光装置の構成を模式的に示す全体図である。
【符号の説明】
１    レーザ光投光装置
２    レーザ光源
３    回折格子
４    偏光ビームスプリッター
４１  偏光面
５    コリメータレンズ
６    受光素子
６１  第１の受光領域
６２  第２の受光領域
６３  基板
６４  端子
６５  端子
６６  端子
７    スイッチ回路
７１  スイッチ（第１のスイッチ）
７２  スイッチ（第２のスイッチ）
７３  出力端子
７４  出力端子
８    制御系
８２  ドライバ
１５  光軸
１６  有効光路領域
１７  レーザ光（有効光路領域内）
１８  レーザ光（有効光路領域外）
２０  レーザ光源
２１  受光素子
２５  光軸
２６  有効光路領域
２８  レーザ光（有効光路領域外）
【図１】
0003765348.tif 000002
【図２】
0003765348.tif 000003
【図３】
0003765348.tif 000004
【図４】
0003765348.tif 000005