JPH0810494B2 - 光学式ピツクアツプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はレーザダイオードの記録媒体側に出射される
光ビームをモニタする受光手段を設けた光学式ピックア
ップに関する。

［従来の技術］ 近年光ビームを記録媒体に集光照射し、その反射又は
透過光を受光することによって、記録媒体に情報を高密
度で記録したり、記録媒体に記録された情報を高速度で
再生したりすることのできる光学式情報記録再生装置が
注目されるようになった。

上記光ビームを記録媒体に集光照射したり、戻り光を
受光するために光学式ピックアップを用いられ、この光
学式ピックアップは対物レンズ等の光学系、光源、及び
受光素子等を備えている。又、この光学式ピックアップ
は、記録媒体の任意のトラックにランダムにアクセスで
きるように、リニアモータ等で移動できるようにしてあ
る。このため、光学式ピックアップは小型で、軽量であ
ることが望ましく、光源としてはレーザダイオードが広
く用いられる。

ところで、上記レーザダイオードは、温度等に依存し
て、その発光出力が変化するため、レーザダイオードか
ら発せられるレーザ光をピンダイオードのモニタ用受光
手段等で受光し、この受光手段による出力電流によっ
て、レーザダイオードに供給される電流を制御して、出
射レーザ光の出力を適正レベルに自動制御する自動出力
制御（APC）が広く用いられる。

上記APC制御する場合の受光素子は、例えば特開昭58
−161156号公報に開示されている従来例のようにレーザ
ダイオードの両端から発せられる光における記録媒体側
に出射されるものと反対側に出射されるモニタ光を受光
して行っていた。しかして、モニタ光が異常発光した場
合にはレーザダイオードの両端を短絡して保護してい
る。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記従来例では直接、記録媒体側に出射される光を受
光しないため、信頼性が十分でない。例えば、モニタ光
では異常が生じなくても記録媒体側への出射光が以上発
光する場合がある。この場合には記録媒体にすでに記録
されている情報を破壊してしまう虞れがあり、大きな欠
点となる。又、異常発光に至らないまでも、モニタ光側
と記録媒体出射側との出射光量が経年変化等で特性が変
化して、両者の出射光量の関係が変化すると、適正なレ
ベルでの記録とか再生を行うことができなくなり、信号
読取りミスの発生率が大きくなったり、読取りミスが発
生し易いような記録を行うことにもなる。従って、記録
あるいは再生装置の信頼性が低下してしまう。

本発明は上述した点にかんがみてなされたもので、記
録及び再生を読取りミス等が生じることなく適正なレベ
ルで行うことのできる光学式ピックアップを提供するこ
とを目的とする。

［問題点を解決するための手段及び作用］ 本発明では、光源からの発散光を平行光にするコリメ
ータレンズと、前記平行光を記録媒体に集光照射させる
対物レンズと、前記コリメータレンズと前記対物レンズ
との間の光路に配置され、前記記録媒体からの反射され
る光の光路を前記光源から出射される光の光路と分岐さ
せるビームスプリッタと、前記ビームスプリッタで分岐
された光を受光する情報用光検出器および制御用光検出
器とを備え、前記記録媒体に対し情報を光学的に記録あ
るいは再生を行う光学式ピックアップにおいて、前記光
源と前記ビームスプリッタとの間の光路途中に、前記光
源側に受光面が対向するように配置され、前記光源から
の光の中央側を遮光するモニタ用受光手段を設けて、こ
のモニタ用受光手段の光電変換出力によってAPC制御を
行うことにより、記録媒体に照射される光量を適正なレ
ベルに保持できるようにしている。また、この受光手段
は、光源からの光束の中央を遮光する役割も果たしてお
り、記録媒体に集光照射に用いる光束を円環状光束にし
て焦点はずれの焦点誤差などを小さくできるようにして
いる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図ないし第４図は本発明の第１実施例に係り、第
１図は第１実施例の光学式ピックアップを示し、第２図
はモニタ用に配置した受光素子によって記録媒体側に照
射される光ビームが遮られる様子を示し、第３図は光学
式ピックアップ全体を示し、第４図はAPC回路を示す。

第３図に示すように第１実施例の光学式ピックアップ
１は、スピンドルモータ２によって回転駆動される円盤
状記録媒体（以下ディスクと記す。）３に対向して配設
され、図示しないリニアモータ等でディスク３の半径方
向（第３図では左右方向、第１図では紙面垂直方向）Ｒ
に移動できるようにしてある。

上記光学式ピックアップ１は、第１図に示すようにそ
のハウジング内に光源としてのレーザダイオード４が取
付けられ、このレーザダイオード４の（モニタ側でな
い）記録媒体側出射端面4Aから出射されたレーザ光はコ
リメータレンズ５で平行光束にされた後、整形プリズム
６に入射され、楕円形の断面の光束は円形に整形され
る。この整形プリズム６の出射面側には、第２図に示す
ように光ビームの中心軸にその中心が位置するように、
且つ入射レーザ光を受光する向きに受光面が対向するよ
うに、例えば円盤状のモニタ用受光素子７が取付けてあ
る。この受光素子７で受光された光量に対応した光電変
換出力は、APC回路８に入力され、この出力でレーザダ
イオード４の光出力を制御している。

ところで、上記受光素子７で中央部分が遮光された周
辺側の円環状の断面を有する光ビームは、偏光プリズム
（偏光ビームスプリッタ）９に入射され、この偏光プリ
ズム９に入射された例えばＰ偏光の光ビームは殆んど10
0％透過し、さらにλ／板を11を透過して円偏光にされ
る。しかして、この円偏光の光ビームは対物レンズ12で
集光されて、ディスク３に照射される。

このディスク３は、例えば両側の各基盤3Aの内側の面
に情報に対応したピット列が形成される記録膜3B部分が
設けられ、この場合下部側の記録膜3B面にスポット状に
フォーカスして照射される。しかして、このディスク３
で反射された戻り光は対物レンズ12で集光され、さらに
λ/4板11で往路とは90゜偏光方向が異るＳ偏光にされ
て、偏光プリズム９側に戻る。この偏光プリズム９で殆
んど100％反射された後、ハーフミラー（ビームスプリ
ッタ）13で透過光と反射光に分岐される。このハーフミ
ラー13の透過光は、集光レンズ14で集光されて、情報用
光検出器15で受光される。又、上記ハーフミラー13の反
射光は、臨界角プリズム16を経て、制御用光検出器17で
受光される。

上記情報用光検出器15で光電変換された信号は波形整
形回路等の信号処理されて、ディスク３にピット列等で
記録された情報の再生を行うことができるようにしてあ
る。

又、制御用光検出器17は、例えば４分割された受光素
子で形成され、互いに直交する方向に２分割された各１
対の作動出力でフォーカス制御用及びトラッキング制御
用の各信号が得られる。つまり第１図では上下に２分さ
れた１対の素子（上及び下における紙面垂直方向に隣接
する素子については加算する）の差動出力で臨界角法に
よるフォーカス制御用信号が得られ、紙面垂直方向に２
分された１対の素子の差動出力でプッシュプル法による
トラッキング制御用信号が得られる。しかして、フォー
カス制御用及びトラッキング制御用の各信号は移送補償
回路及びドライブ回路をそれぞれ経てレンズアクチュエ
ータを形成するフォーカスコイル18及びトラッキングコ
イル19にそれぞれ印加してフォーカス制御及びトラッキ
ング制御が行われる。

ところで、第１実施例の光学式ピックアップ１では、
第１図及び第２図に示すようにモニタ用受光素子７が、
ディスク３に出射される側の光路上で光軸が受光素子７
の中心となる様に設定してある。しかして、この受光素
子７の光電変換出力がAPC回路８に入力され、レーザダ
イオード４の発光出力を自動制御する様にしている。

上記APC回路８は、例えば第４図に示す様な構成であ
る。ピンフォトダイオード等の受光素子７のアノード電
位はAPC制御用の差動アンプ21,22に入力される。各差動
アンプ21,22によってそれぞれ他方の入力端に印加され
る基準電位V1,V2と比較され、スイッチ23がオンされた
側の差動出力でレーザダイオード４に流れる電流をリー
ドモードあるいはライトモードで適正なレベルに保持す
る定電流回路24の制御端に印加される。

上記スイッチ23は、リードモードではこのスイッチ23
の切換制御端に印加される信号レベルが常時ハイレベル
に保持され、リードモードレベル設定用の差動アンプ21
の出力で定電流回路24の定電流がリードモード時の発光
出力に適した値に保持される。

一方、ライトモードになると、ライト発光時のみにス
イッチ23の切換制御端にローレベルのパルスが印加され
ることになり、このローレベルのパルス印加時にはライ
トレベル設定用の差動アンプ22の出力でレーザダイオー
ド４の発光出力が制御される。この場合には、レーザダ
イオード４の発光出力は、リードモード時よりも高レベ
ルであり、ディスク３にピットを形成することができ
る。

一方、上記APC制御の他にAPC制御が正常に機能しない
場合の対処手段として異常状態検出用のコンパレータ25
が設けてある。しかして、発光素子７で受光される光量
が許容レベルV₃以上である場合には、レーザダイオード
４の両端に並列接続されたリレースイッチ、アナログス
イッチ等のスイッチ26を閉じてレーザダイオード４両端
を短絡して、レーザダイオード４による発光を停止して
ディスク３に希望しないデータの書込みが行われる等を
防止できる保護手段を設けている。この第１実施例では
ディスク３に集光照射される光束の一部を直接受光し
て、レーザダイオード４の発光出力を制御しているた
め、たとえば異常発光による破壊はもとより、経年変化
等でレーザダイオード４の発光出力が変化する場合で
も、その変化による影響を殆んど解消できる。

又、第２図に示す様に、上記受光素子７で、ディスク
３に集光照射するのに用いる対物レンズ12に入射される
円状光束部分の中央部を遮光して、対物レンズ12におけ
るこの受光素子７の外周側の円環状部分で集光してい
る。従って、特開昭56−16004号公報で述べている様
に、この円環状部分のみで集光を行うことによって、焦
点外れ等の収差を実質上減らすことができる。従って、
ディスク３に集光照射されたスポット光のスポット径を
小さくできる。このため、記録密度の高密度化がはかれ
る。

又、このスポット系を小さくできることにより、集光
密度を大きくできるので、ディスクの内周側及び外周側
とで周速度が異る場合、外周側でピット形成のためのエ
ネルギー密度が不足したりすることもなく行うことがで
る。又、フォーカス状態からわずかにディフォーカスし
た状態でもピットの形成が不能になってしまうことを防
止することもできる。つまり、記録可能な許容範囲を広
くできるので、光学系に許されるばらつき範囲を広くし
たり、最適値に設定した場合、誤動作するまでの余裕を
大きくでき安定した動作を行わせるようにできたり、あ
るいは信頼性を高くできる。

第５図は本発明の第２実施例の光学式ピックアップ31
を示す。

このピックアップ31は、異る２波長λ1,λ２のレーザ
ダイオード32,33を用い、例えば波長λ１のレーザダイ
オード32で再生及び記録を行い、他方の（波長λ１の）
レーザダイオード33で消去を行うことのできるものであ
り、例えば相変化型の消去可能なディスク34に用いられ
る。

消去用レーザダイオード33のレーザ光束はコリメータ
レンズ34で平行光束にされた後、偏光プリズム35にＳ偏
光で入射される。しかして、この偏光プリズム35で反射
された後、λ/4板36で円偏光にされ、さらにダイクロイ
ックミラー等で形成された波長分離フィルタ37で反射さ
れる。この反射光は再びλ/4板36を通ることによりＰ偏
光にされて、偏光プリズム35を透過する。この偏光プリ
ズム35を透過した光は、さらにλ/4板38を透過して円偏
光にされた後、対物レンズ39によってディスク34に集光
照射される。この集光照射されたスポット光により、デ
ィスク34の記録情報は消去される。このディスク34で反
射された光は、λ/4板38でＳ偏光にされるため、偏光プ
リズム35で反射される。

一方、記録・再生用レーザダイオード32の光束はコリ
メータレンズ41で平行光束にされた後、整形プリズム42
に入射され、楕円状光束が円形状光束に整形される。そ
の後、偏光プリズム35にＳ偏光で入射され、反射された
後、λ/4板38で円偏光になる。その後対物レンズ39によ
って、ディスク34にスポット状に集光照射される。

記録・再生用の光束がディスク34に集光照射される位
置は、消去用光束が照射された下流側になる様にしてあ
る。後えば第５図において、紙面上のトラックを走査し
ている場合（例えばディスク34の回転によりディスク34
のトラックが矢印Ａで示す方向に移動する場合、消去用
光束が照射された後、この光束より下流側の記録・再生
用光束が同一トラック上で後から集光照射できるように
してあり、消去後データの記録を行なうことができる。
このため、消去用光束に対する光軸と、記録再生用光束
の光軸とは若干ずらしてある。

上記ディスク34で反射された（記録・再生用）光束
は、対物レンズ39を通り、λ/4板38でＰ偏光にされる。
このＰ偏光は偏光プリズム35を透過し、さらにλ/4板36
で円偏光にされて波長分離フィルタ37を透過する。この
フィルタ37を透過した光はハーフミラー43で透過光と反
射光に分割される。しかして透過光は、集光レンズ44に
よって、集光された情報用光検出器45で受光される。

一方、上記ハーフミラー43で反射された光は、臨界角
プリズム46に入射され、この臨界角プリズム47で反射さ
れた光は、４分割の光検出器47で受光され、制御用信号
を得ている。

ところで、例えば偏光プリズム35における消去用レー
ザダイオード33に受光面が対向し、且つコリメータレン
ズ34の光軸上にその受光面の中央が位置する様にモニタ
用受光素子51が配設してある。しかして、この受光素子
51の出力をAPC回路52に入力して、レーザダイオード33
の発光出力を制御している。尚、APC回路52は第４図に
示すような構成を用いても良いし、他の構成でも良い。

又、整形プリズム42における記録再生用レーザダイオ
ード32側に受光面が臨み、この整形プリズム42で円状光
束にされた円の中心に受光面の中心が位置する様にモニ
タ用受光素子53が配設してある。この受光素子53の光電
変換出力は、APC回路54に入力され、レーザダイオード3
2の発光出力の制御を行うようにしてある。

この第２実施例においても、ディスク34側に集光照射
される光を直接受光して、発光出力の制御を行うように
してあるので、第１実施例と同様の効果を有する。

第６図は本発明の第３実施例を示す。

この第３実施例は光磁気方式の光学式ピックアップ71
を示す。

このピックアップ71では、レーザダイオード72の光を
コリメータレンズ73で平行光束にし、さらに整形プリズ
ム74で整形した後、モニタ用受光素子75を設けた遮光板
76を取付けたハーフミラー77に入射させている。このハ
ーフミラー77を透過した光は、対物レンズ78で集光され
て、光磁気ディスク79に集光照射される。この光磁気デ
ィスク79に集光照射される光は、例えば第６図の矢印Ｐ
で示す様に偏光しており、基盤79Aを通って磁気記録膜7
9Bにスポット状にフォーカスされる。この記憶膜79Bで
反射された光は、その照射部分の磁化方向に応じて偏光
方向が微小角度回転する。この反射光はハーフミラー77
でほぼ50％が反射される。この反射光はさらにハーフミ
ラー81で透過光と反射光に分割される。しかして、透過
光は検光子82を通した後、集光レンズ83によって情報用
光検出器84で受光される。一方、反射光は、臨界角プリ
ズム85を経て４分割光検出器86で受光され、制御用信号
を得る様にしている。

上記モニタ様受光素子75の出力はAPC回路87に入力さ
れ、このAPC回路87の出力でレーザダイオード72の発光
出力を自動制御している。

ところで、上記ハーフミラー77に取付けられた遮光光
76は、第７図に示す様に、十字形状で、この十字は偏光
方向Ｐと45゜なす角度に設定してあり、この十字状遮光
板76の中央部に受光素子75を貼着等して取付けてある。

この第３実施例は、ディスク79を形成する基盤79Aが
斜めに入射される光束に対し、厚み方向に複屈折を示す
部材等を用いた場合に有効である。つまり、厚み方向に
複屈折を示す基盤を用いた場合には、集光した光束が、
この基盤を透過する際、複屈折の影響で特にＰ偏光及び
Ｓ偏光成分を有する入射光、つまり遮光板76のクロス方
向に沿って入射される入射光に対して、楕円化が生じる
割合が大きくなる。このため、記録膜79Bに集光照射さ
れる光が直線偏光成分以外の成分を有することになり、
C/N比が悪化するし、又、記録膜79Bで反射された戻り光
に対しても、同様にC/Nを低下させることになるが、ク
ロス状に遮光することにより、C/Nの低下を防止でき
る。尚、第６図では光磁気ディスク79に対する場合のも
のであるが、光ディスク等の場合にも適用できる。

尚、モニタ用受光手段を設ける位置は上述したものに
限定されるものでなく、レーザダイオード等の光源が出
射される端面と、ディスクに集光照射する対物レンズ周
辺との間の光路上に配置すれば良い。又、光軸上にその
受光面の中央を配置して、円状光束の中央部を遮光する
ものに限らず周辺を遮光しても良いし、中央部と周辺部
を遮光する様に配置しても良い。

尚、本発明はディスクからの反射光を受光している
が、透過光を受光する方式の場合にも用いることができ
る。又、本発明はディスクに限らずカード状の記録媒体
に対しても適用できる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、光源からの発散光
を平行光にするコリメータレンズと、前記平行光を記録
媒体に集光照射させる対物レンズと、前記コリメータレ
ンズと前記対物レンズとの間の光路に配置され、前記記
録媒体からの反射される光の光路を前記光源から出射さ
れる光の光路と分岐させるビームスプリッタと、前記ビ
ームスプリッタで分岐された光を受光する情報用光検出
器および制御用光検出器とを備え、前記記録媒体に対し
情報を光学的に記録あるいは再生を行う光学式ピックア
ップにおいて、前記光源と前記ビームスプリッタとの間
の光路途中に、前記光源側に受光面が対向するように配
置され、前記光源からの光の中央側を遮光するモニタ用
受光手段を設けたので、記録媒体に集光照射される出射
光量を確実に検出して、適正な出射光量に制御できる。
従って、異常発光等により貴重な記録データを破壊する
ことを確実に防止できるとともに、対物レンズを通して
記録媒体に集光照射される光束の中央側を遮光すること
によって、収差等の影響を軽減でき、記録媒体に集光照
射されるスポットの光の径を小さくでき、高密度記録等
を可能にする。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は第１実施例の光学式ピックアップを示す構成図、第
２図はモニタ用受光素子が設けられた部分周辺を拡大し
て示す説明図、第３図は第１実施例の外形を示す説明
図、第４図は自動出力制御回路の構成を示す回路図、第
５図は本発明の第２実施例の構成図、第６図は本発明の
第３実施例を示す構成図、第７図は本発明の第３実施例
におけるＢ−Ｂ′線拡大図である。 １……光学式ピックアップ ３……ディスク、４……レーザダイオード ５……コリメータレンズ ６……整形プリズム、７……モニタ用受光素子 12……対物レンズ、15……情報用光検出器 17……制御用光検出器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源からの発散光を平行光にするコリメー
   タレンズと、 前記平行光を記録媒体に集光照射させる対物レンズと、 前記コリメータレンズと前記対物レンズとの間の光路に
   配置され、前記記録媒体からの反射される光の光路を前
   記光源から出射される光の光路と分岐させるビームスプ
   リッタと、 前記ビームスプリッタで分岐された光を受光する情報用
   光検出器および制御用光検出器とを備え、 前記記録媒体に対し情報を光学的に記録あるいは再生を
   行う光学式ピックアップにおいて、 前記光源と前記ビームスプリッタとの間の光路途中に、
   前記光源側に受光面が対向するように配置され、前記光
   源からの光の中央側を遮光するモニタ用受光手段を設け
   たことを特徴とする光学式ピックアップ。