JP3580040B2 - Optical pickup device and disc player device - Google Patents

Description

【００２４】
とし、
【００２５】
【数９】

【００２６】
として、上記光源より発せられる光束の光出力が低出力であるときの該光出力検出器の受光面部に入射される光束の光出力を、
【００２７】
【数１０】

【００２８】
（Ｋ_２Ｐは、光出力検出器の受光面部上の強度分布のピーク値）
で示し、該集光手段を介して光学記録媒体上に集光される光束の光出力を、
【００２９】
【数１１】

【００３０】
（Ｋ_１Ｐは、集光手段の入射瞳上の強度分布のピーク値）
で示し、これら関数の比を、
ｆ（σ_ｘＡ，σ_ｙＡ）＝ｆａｐｃ（σ_ｘＡ，σ_ｙＡ）／Ｂａｎｍｅｎ（σ_ｘＡ，σ_ｙＡ）
で示し、上記光源より発せられる光束の光出力が高くなってこの光束の発散角が狭くなったときの該光出力検出器の受光面部に入射される光束の光出力を、
【００３１】
【数１２】

【００３２】
（Ｋ_２Ｑは、光出力検出器の受光面部上の強度分布のピーク値）
で示し、該集光手段を介して光学記録媒体上に集光される光束の光出力を、
【００３３】
【数１３】

【００３４】
（Ｋ_１Ｑは、集光手段の入射瞳上の強度分布のピーク値）
で示し、これら関数の比を、
ｆ（σ_ｘＣ，σ_ｙＣ）＝ｆａｐｃ（σ_ｘＣ，σ_ｙＣ）／Ｂａｎｍｅｎ（σ_ｘＣ，σ_ｙＣ）
で示したとき、上記交点（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）は、
【００３５】
【数１４】

【００３６】
を成立させる値となっていることとしたものである。
【００３７】
そして、本発明に係るディスクプレーヤ装置は、光学記録媒体を保持する媒体保持機構と、発光出力の変化に応じて発散角が変化する光束を発する光源と、この光源から発せられた光束が光束分岐手段を介して入射され、この光束を光学記録媒体の信号記録面上に集光させる集光手段と、上記光源より発せられ上記集光手段に入射される前の光束の一部が上記光学分岐手段を介して入射され、この光束の光出力を検出する光出力検出器と、上記集光手段に入射される光束の径を規定する第１のアパーチャと、上記光出力検出器に入射される光束の径を規定する第２のアパーチャと、上記光出力検出器より出力される検出出力に応じて、上記光源の発光出力を制御する制御手段とを備え、上記第１及び第２のアパーチャとは、少なくとも上記光束の光軸に直交する方向であって上記光源の発光出力の変化に応じて発散角が変化する方向についての開口距離が光束分岐手段を介して互いに共役となされている。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００３９】
この実施の形態は、本発明に係る光学ピックアップ装置を、図１に示すように、光学記録媒体として光ディスク１０１を用いて、情報信号の書き込み及び読み出しを行う装置として構成したものである。この光ディスク１０１は、ポリカーボネイト（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）やポリメチルメタクリレート（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）の如き透明材料からなる円盤状のディスク基板と、このディスク基板に被着形成された信号記録層１０２とを有して構成されている。この信号記録層１０２は、上記ディスク基板上に形成されたピットを覆って形成された金属反射膜、または、後述する光磁気ディスクの場合には、磁性材料膜から形成されている。この信号記録層１０２の上記ディスク基板に接合された表面部は、信号記録面となっている。
【００４０】
そして、上記光学ピックアップ装置は、図１及び図２に示すように、光源となる半導体レーザチップ１を有している。この半導体レーザチップ１は、封入缶２内に収納され、図示しない光学ブロック部内に固定して配設されている。上記封入缶２の前面部には、上記半導体レーザチップ１より発せられた光束（レーザ光束）が射出されるための、ガラスの如き透明材料により閉蓋された開口部が設けられている。
【００４１】
上記半導体レーザチップ１より発せられる光束は、発散光束であって、断面形状が楕円形となっている。すなわち、上記半導体レーザチップ１より発せられる光束の発散角は、図２に示すように、この光束が該半導体レーザチップ１より射出されるときの回折の影響等によって、この半導体レーザチップ１における半導体層の接合面に垂直な方向の垂直発散角θＬよりも、該接合面に平行な方向の平行発散角θ／／のほうが狭くなっている。例えば、上記垂直発散角θＬは、２０°程度なの対し、上記平行発散角θ／／は、１０°程度である。また、この半導体レーザチップ１において、発光光束の短波長化（例えば６３５ｎｍ）を図っている場合には、上記平行発散角θ／／は、６°程度となる。さらに、この半導体レーザチップ１は、いわゆる自励発振型（モジュールレス）の半導体レーザ等であって、発光出力の変化に伴って発光光束の発散角、特に、上記平行発散角θ／／が変化する。すなわち、この半導体レーザチップ１においては、図３に示すように、発光出力を上昇させるのに伴い、上記平行発散角θ／／が狭くなる。
【００４２】
そして、この光学ピックアップ装置は、上記半導体レーザチップ１から発せられた光束が入射され、この光束を上記光ディスク１０１の信号記録面上に集光させる集光手段となる対物レンズ１１を有している。すなわち、上記半導体レーザチップ１より発せられた光束は、上記光学ブロック部内に配設されたグレーティング（回折格子）３、光束分岐手段となるビームスプリッタ４及びコリメータレンズ５を透過して、該光学ブロック部の上方側に配設された上記対物レンズ１１に導かれる。上記グレーティング３は、入射光束を０次光及び±１次光に分岐させることにより、後述するトラッキングエラー信号の検出を可能とするものである。
【００４３】
そして、この光学ピックアップ装置においては、上記信号記録面に照射された光束の該信号記録面による反射光を上記光学ブロック部内に配設された光検出器（Ｐ．Ｄ．：フォトダイオード）９によって検出することにより、上記光ディスク１０１の信号記録層１０２に記録された情報信号の読み出しと、上記光束の該信号記録面上への集光を維持するためのエラー信号、すなわち、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号の検出とが行われる。
【００４４】
すなわち、上記反射光は、上記対物レンズ１１及び上記コリメータレンズ５を経て、上記ビームスプリッタ４に戻る。この反射光は、上記信号記録面上に記録された情報信号に応じて、光強度を変調されている。この反射光は、上記ビームスプリッタ４の反射面により反射されて、９０°偏向されて、ウォラストンプリズム７及びマルチレンズ８を透過して、上記光検出器１１に入射される。上記ウォラストンプリズム７は、互いに結晶軸方向を異なる方向として接合された一対の一軸性結晶体からなり、これら結晶体同士の接合面を入射光束の光軸に対して傾斜させたプリズムである。このウォラストンプリズム７は、入射された光束の偏光成分に応じて、この光束を分割させる。上記マルチレンズ８は、入射面がシリンドリカル（円筒）面となされ、出射面が凹面となされたレンズであって、入射光束に上記フォーカスエラー信号の検出のための非点収差を生じさせるとともに、この入射光束の集光点を後方側に移動させるレンズである。
【００４５】
上記フォーカスエラー信号は、上記光束の集光点と上記信号記録面との、上記対物レンズ１１の光軸方向についての距離を示す信号である。上記光学ピックアップ装置においては、上記フォーカスエラー信号が０となるように、図１中矢印Ｆで示すように、上記対物レンズ１１のこの対物レンズ１１の光軸方向への移動操作、すなわち、フォーカスサーボ動作が行われる。
【００４６】
上記トラッキングエラー信号は、上記光束の集光点と上記記録トラックとの、この記録トラックの接線及び上記対物レンズ１１の光軸に直交する方向、すなわち、上記光ディスクの径方向についての距離を示す信号である。上記光学ピックアップ装置においては、上記トラッキングエラー信号が０となるように、図１中矢印Ｔで示すように、上記記録トラックの接線方向及び上記対物レンズ１１の光軸に直交する方向への該対物レンズ１１の移動操作、すなわち、トラッキングサーボ動作が行われる（なお、図１においては、後述する対物レンズ駆動機構１０の構成を図示するために、この対物レンズ１０のみを上記光束の光軸回りに９０°回転させた状態で示している）。
【００４７】
上記フォーカスサーボ動作及びトラッキングサーボ動作は、上記対物レンズ１１を移動操作可能に支持する対物レンズ駆動機構（２軸アクチュエータ）１０において行われる。この対物レンズ駆動機構１０は、アクチュエータベース１５を有して構成されている。このアクチュエータベース１５は、略々平板状に形成され、上記光学ブロック部上に固定して配設される。このアクチュエータベース１５の一端側には、支持壁部１６が設けられている。この支持壁部１６には、弾性支持部材１７の基端側が固定されている。この弾性支持部材１７は、金属材料や合成樹脂材料からなる板バネの如き部材であり、弾性変位により、先端側を移動可能としている。この弾性支持部材１７の先端側には、レンズホルダ１２が取付けられている。
【００４８】
上記レンズホルダ１２は、上記弾性支持部材１７の変位により、移動可能となされている。このレンズホルダ１２には、上記対物レンズ１１が両面部を外方側に臨ませた状態で取付けられている。上記アクチュエータベース１５の上記対物レンズ１１に対向する部分には、この対物レンズ１１に入射される光束が通過するための透孔２２が設けられている。
【００４９】
そして、上記レンズホルダ１２には、フォーカスコイル１３及びトラッキングコイル１４が取付けられている。上記アクチュエータベース１５上には、上記フォーカスコイル１３及びトラッキングコイル１４に対向して、それぞれマグネット１９，２１が取付けられた一対のヨーク１８，２０が立設されている。これらマグネット１９，２１及びヨーク１８，２０は、上記各コイル１３，１４を、発生する磁界中に位置させている。
【００５０】
この対物レンズ駆動機構１０においては、上記フォーカスコイル１３にフォーカス駆動電流が供給されると、このフォーカスコイル１３が上記マグネット１９，２１の発する磁界より力を受け、図１中矢印Ｆで示すように、上記レンズホルダ１２を上記対物レンズ１１の光軸方向、すなわち、フォーカス方向に移動操作する。上記フォーカス駆動電流が上記フォーカスエラー信号に基づいて供給されることにより、上記フォーカスサーボ動作が実行される。また、この対物レンズ駆動機構１０においては、上記トラッキングコイル１４にトラッキング駆動電流が供給されると、このトラッキングコイル１４が上記マグネット１９，２１の発する磁界より力を受け、図１中矢印Ｔで示すように、上記レンズホルダ１２を上記対物レンズ１１の光軸に直交する方向、すなわち、トラッキング方向に移動操作する。上記トラッキング駆動電流が上記トラッキングエラー信号に基づいて供給されることにより、上記トラッキングサーボ動作が実行される。上記トラッキング方向は、上記光ディスク１０１上において上記光束が集光されて形成されるビームスポットの記録トラックに沿う方向の径を小さくするために、上記半導体レーザチップ１における平行発散角θ／／の方向となされている。
【００５１】
そして、この光学ピックアップ装置においては、上記半導体レーザチップ１より発せられて上記ビームスプリッタ４に入射された光束（すなわち、上記対物レンズ１１に入射される前の光束）の一部は、このビームスプリッタ４の反射面において反射され、上記コリメータレンズ５に入射されることなく、光出力検出器（ＦＡＰＣ−ＰＤ）６に入射されて受光される。この光出力検出器６は、上記半導体レーザチップ１の発光出力をモニタしてこの半導体レーザチップ１の発光出力を制御する、いわゆるオート・パワー・コントロール（ＡＰＣ）に使用される光検出出力を得るためのものである。なお、このように、光出力検出器６を半導体レーザ１の外部に設けてオート・パワー・コントロールを行う方式を、フロント・オート・パワー・コントロール（ＦＡＰＣ）という。
【００５２】
上記光出力検出器６は、フォトダイオードの如き受光素子からなり、受光した光の強度に応じた検出出力を出力する。したがって、この光学ピックアップ装置においては、上記光出力検出器６から出力される検出出力に基づいて、制御回路を介して、上記半導体レーザチップ１の発光出力の制御を行う。
【００５３】
そして、この光学ピックアップ装置においては、図１中矢印Ａ_１で示す上記対物レンズ１１に入射される光束の径を規定する第１のアパーチャＡ_１と、図１及び図２中矢印Ａ_２で示す上記光出力検出器６の受光面に入射される光束の径を規定する第２のアパーチャＡ_２とは、図３に示すように、上記ビームスプリッタ４の反射面を介して互いに共役なものとなっている。すなわち、上記光出力検出器６の受光面部上には、上記第１のアパーチャＡ_１に対して上記ビームスプリッタ４の反射面を介して共役な開口部６ａを有する遮光板６ｂが配設されている。
【００５４】
上記半導体レーザチップ１の発光出力と上記光出力検出器６の光検出出力とは、該発光出力の上昇に伴って上記平行発散角θ／／が狭くなるにも拘らず上記第２のアパーチャＡ_２が一定であるため、図４に示すように、直線的（リニア）な比例関係にはならず、該発光出力の上昇に伴って該光出力検出器６の光検出出力が該発光出力に対する比例的な上昇よりもさらに上昇するという関係にある。
【００５５】
また、上記半導体レーザチップ１の発光出力と上記光ディスク１０１の信号記録面上に照射される光束の量（盤面パワー）とは、該発光出力の上昇に伴って上記平行発散角θ／／が狭くなるにも拘らず上記第１のアパーチャＡ_１が一定であるため、図５に示すように、直線的（リニア）な比例関係にはならず、該発光出力の上昇に伴って該信号記録面上に照射される光束の量が該発光出力に対する比例的な上昇よりもさらに上昇するという関係にある。
【００５６】
そして、上記光ディスク１０１の信号記録面上に照射される光束の量（盤面パワー）と上記光出力検出器６の光検出出力とは、上記第１のアパーチャＡ_１と上記第２のアパーチャＡ_２とが上記ビームスプリッタ４の反射面を介して互いに共役であるため、図６に示すように、直線的（リニア）な比例関係になる。
【００５７】
したがって、この光学ピックアップ装置においては、上記光出力検出器６より出力される光検出出力に基づいて上記半導体レーザチップ１における発光出力を制御することにより、上記光ディスク１０１の信号記録面上に照射される光束の量を、容易、かつ、正確に制御することができる。
【００５８】
なお、上記光ディスク１０１に対して情報信号を書き込む記録モード実行時には、上記半導体レーザチップ１の発光出力は、図４及び図５に示すように、該光ディスク１０１より情報信号を読み出す再生モード実行時よりも高い。これは、記録モードの実行に際しては、上記光ディスク１０１に対して、相変化効果や光磁気効果を生じさせるのに充分な出力の光束を照射する必要があるためである。また、記録モード実行時には、上記半導体レーザチップ１の発光出力は、環境温度変化に応じても制御される。これは、環境温度が低いときには上記半導体レーザチップ１の発光出力を高くし、環境温度が高いときには該半導体レーザチップ１の発光出力を低くして、この半導体レーザチップ１の発する光束の照射により加熱される信号記録層の温度を一定の温度（例えば、光磁気ディスクの信号記録層材料のキュリー温度以上の温度）に維持する必要があるためである。
【００５９】
上記光出力検出器６に入射する光束の径を規定する第２のアパーチャＡ_２は、図７に示すように、該光出力検出器６に対して離間して配設された遮光板６ｂによって構成してもよい。この遮光板６ｂには、上記第１のアパーチャＡ_１に対して上記ビームスプリッタ４の反射面を介して共役な開口部６ａが設けられている。
【００６０】
また、図８に示すように、上記光出力検出器６の受光面部と上記第１のアパーチャＡ_１とは、互いに形状が異なっていても、後述する一定の条件を満足することにより、上記ビームスプリッタ４の反射面を介して互いに共役とみなすことができる。この場合にも、上記光ディスク１０１の信号記録面上に照射される光束の量（盤面パワー）と上記光出力検出器６の光検出出力とは、略々直線的（リニア）な比例関係になる。
【００６１】
なお、このように、上記光出力検出器６の受光面部の形状が矩形である場合に、上記光ディスク１０１の信号記録面上に照射される光束の量（盤面パワー）と該光出力検出器６の光検出出力とを直線的な比例関係とする手法については、後述する。
【００６２】
さらに、上記半導体レーザチップ１の発光出力の変化に伴って上記垂直発散角θＬが殆ど変化せず、上記平行発散角θ／／のみが変化するような場合には、図９に示すように、該平行発散角θ／／の方向についてのみ、上記第２のアパーチャＡ_２（または、上記光出力検出器６の受光面部の大きさ）を上記第１のアパーチャＡ_１に対して実質的に共役なものとしておけば、上記光ディスク１０１の信号記録面上に照射される光束の量（盤面パワー）と該光出力検出器６の光検出出力とを、略々直線的（リニア）な比例関係とすることができる。この場合には、上記信号記録面上に照射される光束の量と上記光出力検出器６の光検出出力との比例関係を維持しつつ、該光出力検出器６の受光面部の面積を縮小することができる。
【００６３】
ここで、上記光ディスク１０１の信号記録面上に照射される光束の量（盤面パワー）と上記光出力検出器６の光検出出力とを、直線的な比例関係とする手法について、より詳しく検討する。図８に示すように、上記対物レンズ１１の入射瞳半径を１と規格化し、往きの光路（対物レンズ１１に入射される光路）における上記半導体レーザチップ１の平行発散角θ／／の方向をｘ軸方向、垂直発散角θＬの方向をｙ軸方向とする。上記光出力検出器６の４辺の位置（ｘ₋，ｘ_＋，ｙ₋，ｙ_＋）を、（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）とする。
【００６４】
上記対物レンズ１１に入射される光束の、上記平行発散角θ／／に対応する方向の開き角をＮＡｒ、上記垂直発散角θＬに対応する方向の開き角をＮＡｔとすると、該対物レンズ１１の入射瞳上の光束の強度分布は、ピーク値を１に規格化すると、次式により示される。
【００６５】
【数１５】

【００６６】
【数１６】

【００６７】
上記光ディスク１０１の信号記録面上に集光される光束の量（盤面パワー）は、次式により示される。
【００６８】
【数１７】

【００６９】
そして、上記光出力検出器（ＦＡＰＣ−ＰＤ）６により受光される光束の光出力（パワー）は、次式により示される。
【００７０】
【数１８】

【００７１】
上式で示す上記光出力検出器６により受光される光束の光出力は、この光出力検出器６と上記対物レンズ１１とが上記ビームスプリッタ４の反射面を介して共役でない場合には、図２３に示すように、区間Ａ、区間Ｂ及び区間Ｃにおいて傾きが変化する。ここで、区間Ａは、上記平行発散角θ／／＝θ／／_Ａ、上記垂直発散角θＬ＝θＬ_Ａである区間、区間Ｂは、上記平行発散角θ／／及び上記垂直発散角θＬが変化する区間、また、区間Ｃは、上記平行発散角θ／／＝θ／／_Ｃ、上記垂直発散角θＬ＝θＬ_Ｃである区間である。図２３中の点Ｐにおいては、次式が成り立つ（関数Ｂａｎｍｅｎは、盤面パワーを、関数ｆａｐｃは、上記光出力検出器６が受光する光出力を示す）。
【００７２】
【数１９】

【００７３】
【数２０】

【００７４】
また、図２３中の点Ｑにおいては、次式が成り立つ。
【００７５】
【数２１】

【００７６】
【数２２】

【００７７】
上記光ディスク１０１の信号記録面上に照射される光束の量（盤面パワー）と上記光出力検出器６の光検出出力とを、直線的な比例関係とするには、次式を成立させる必要がある。
【００７８】
【数２３】

【００７９】
ここで、ピーク値の比は保たれるから、次式が成り立つ。
【００８０】
【数２４】

【００８１】
したがって、
【００８２】
【数２５】

【００８３】
に対して、
【００８４】
【数２６】

【００８５】
が成り立つような（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）を求めればよい。
【００８６】
ここで、（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）は、一意には定まらない。例えば、上記平行発散角θ／／のみが変化するのであれば、（ｃ，ｄ）は、任意でよい。また、上記垂直発散角θＬのみが変化するのであれば、（ａ，ｂ）は、任意でよい。上記平行発散角θ／／のみが変化する場合であっても、１つの数式中に変数がａ、ｂと２つあるため、これらａ、ｂは、一意には定まらない。ここで、光学系の対称性を考え、ａ＝−ｂとすれば、これらａ、ｂは、一意に定まる。このようにして、（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）を実際に定めた例は、後述の〔実施例〕において示す。
【００８７】
そして、本発明に係る光学ピックアップ装置は、図１０及び図１１に示すように、光源となる半導体レーザチップ１、第１及び第２の信号読み出し用光検出器２８，２９及び光出力検出器６が上面部上に配設、形成された半導体基板２５を用いて構成することができる。
【００８８】
上記半導体レーザチップ１は、上記半導体基板２５の上面部上に配設されたヒートシンク部２４の上面部に配設されている。上記信号読み出し用光検出器２８，２９及び上記光出力検出器６は、上記半導体基板２５の表面部に形成されている。
【００８９】
上記半導体レーザチップ１は、光束を、上記半導体基板２５の上面部に平行に、上記各信号読み出し用光検出器２８，２９及び上記光出力検出器６が設けられた側に向けて射出する。この半導体レーザチップ１より発せられる光束は、上述したように、断面形状が楕円形の発散光束であり、この半導体レーザチップ１における半導体層の接合面に垂直な方向の垂直発散角θＬよりも、該接合面に平行な方向の平行発散角θ／／のほうが狭い。また、この半導体レーザチップ１は、いわゆる自励発振型の半導体レーザであり、発光光束の光出力を高くすると、この光出力の上昇に伴って、上記平行発散角θ／／が狭くなる。この半導体レーザチップ１は、上記平行発散角θ／／の方向を半導体基板２５の表面部に平行として配設されている。
【００９０】
そして、この光学ピックアップ装置は、一端部が光束分岐手段となる傾斜面部２７となされ上記各信号読み出し用光検出器２８，２９上に位置して上記半導体基板２５上に配設されたプリズム２６を有している。上記傾斜面部２７は、上記半導体基板２５の表面部に対する傾斜角が、４５°となされている。この傾斜面部２７上には、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）膜が被着形成されている。上記プリズム２６は、一軸性結晶または二軸性結晶により形成されている。このプリズム２６を形成する結晶の結晶軸は、このプリズム２６内の反射面（すなわち、天面部及び底面部）の法線に垂直な面内に設定されている。
【００９１】
上記プリズム２６は、上記半導体レーザチップ１より発射された光束が、上記傾斜面部２７に入射される。この傾斜面部２７には、上記半導体レーザチップ１よりの光束が、Ｓ偏光状態で入射される。この傾斜面部２７は、上記半導体レーザチップ１より入射された光束の大部分を上記偏光ビームスプリッタ膜により反射して上記半導体基板２５の表面部に対して垂直な方向に偏向させる。上記半導体基板２５は、ケース３０内に収納されている。上記傾斜面部２７において反射されて偏向された光束は、上記ケース３０の上面部に形成された透孔を介して、このケース３０の外方側に射出される。
【００９２】
上記半導体レーザチップ１より射出され上記傾斜面部２７上の偏光ビームスプリッタ膜により反射された光束は、上記対物レンズ駆動機構１０に支持された集光手段となる対物レンズ１１に入射される。上記対物レンズ駆動機構１０は、上記ケース３０の上面部に上記アクチュエータベース１５の底面部を接合させて配設されている。上記対物レンズ１１は、上記半導体基板２５の上方側において支持され、上記光ディスク１０１の信号記録面に対向される。上記対物レンズ１１は、入射された光束を、上記光ディスク１０１の信号記録面上に集光させる。
【００９３】
また、上記傾斜面部２７は、上記半導体レーザチップ１より入射された光束の残部を透過させ、上記光出力検出器６の受光部に導く。この光出力検出器６は、上記半導体レーザチップ１の側より見て上記プリズム２６の後方側に位置して形成されている。すなわち、上記半導体レーザチップ１より射出されて上記傾斜面部２７を透過した光束は、上記プリズム２６中を進行し、このプリズム２６の他端面を介してこのプリズム２６の外方側に射出されて、上記光出力検出器６により受光される。この光出力検出器６は、上記半導体レーザチップ１の発光出力をモニタしてこの半導体レーザチップ１の発光出力を制御する、いわゆるオート・パワー・コントロール（ＡＰＣ）に使用される光検出出力を得るものである。この光出力検出器６は、フォトダイオードであり、一の受光部を有して構成されている。
【００９４】
この光学ピックアップ装置においては、図１１中矢印Ａ_１で示す上記対物レンズ１１に入射される光束の径を規定する第１のアパーチャＡ_１と、図１１中矢印Ａ_２で示す上記光出力検出器６の受光面に入射される光束の径を規定する第２のアパーチャＡ_２とは、上記傾斜面部２７を介して互いに実質的に共役なものとなっている。したがって、上記対物レンズ１１を介して上記光ディスク１０１の信号記録面上に照射される光束の量（盤面パワー）と上記光出力検出器６の光検出出力とは、直線的（リニア）な比例関係になる。
【００９５】
したがって、この光学ピックアップ装置においては、上記光出力検出器６より出力される光検出出力に基づいて上記半導体レーザチップ１における発光出力を制御することにより、上記光ディスク１０１の信号記録面上に照射される光束の量を、容易、かつ、正確に制御することができる。
【００９６】
上記対物レンズ１１により上記信号記録面上に集光された光束は、この信号記録面により反射され、該対物レンズ１１を介して、上記傾斜面部２７に戻る。この傾斜面部２７に戻った上記信号記録面による反射光は、この傾斜面部２７を透過して上記プリズム２６内に進入し、このプリズム２６の下面部よりこのプリズム２６の外方側に射出されて上記各信号読み出し用光検出器２８，２９に導かれ受光される。
【００９７】
すなわち、上記対物レンズ１１を経て上記傾斜面部２７に入射した反射光は、この傾斜面部２７において屈折されて上記プリズム２６内に進入し、一部がこのプリズム２６の底面部を透過して上記第１の信号読み出し用光検出器２８に受光され、残部が該底面部により反射される。この底面部により反射された光束は、上記プリズム２６の天面部において全反射された後、このプリズム２６の底面部を透過して上記第２の信号読み出し用光検出器２９に受光される。
【００９８】
上記第１の信号読み出し用光検出器２８の受光部は、中央部分の一対の受光部２８ｂ，２８ｃとこれら中央部分の各受光部２８ｂ，２８ｃの両側側に位置する一対の受光部２８ａ，２８ｄの４面の受光部に平行に分割されている（端から順に、２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ）。これら受光部２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄは、それぞれフォトダイオードである。また、上記第２の信号読み出し用光検出器２９の受光部は、前後の部分に分割され、これら前後部分のそれぞれが、中央部分の受光部２９ｙ１，２９ｙ２とこれら中央部分の受光部２９ｙ１，２９ｙ２の両側側に位置する一対の受光部２９ｘ１，２９ｘ１、２９ｘ２，２９ｘ２の３面の受光部に平行に分割されている。これら受光部２９ｙ１，２９ｘ１，２９ｘ１、２９ｙ２，２９ｘ２，２９ｘ２は、それぞれフォトダイオードである。
【００９９】
この光学ピックアップ装置を用いた記録再生装置においては、上記各信号読み出し用光検出器２８，２９を構成する各受光部より個々に出力され増幅された光検出出力を演算することにより、上記光ディスク１０１よりの情報信号の読み出し信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号を得ることができる。上記フォーカスエラー信号は、上記光束の集光点と上記信号記録面との、上記対物レンズ１１の光軸方向についての距離を示す信号である。上記光学ピックアップ装置においては、上記フォーカスエラー信号が０となるように、図１０及び図１１中矢印Ｆで示すように、上記対物レンズ１１のこの対物レンズ１１の光軸方向への移動操作、すなわち、フォーカスサーボ動作が行われる。また、上記トラッキングエラー信号は、上記光束の集光点と上記記録トラックとの、この記録トラックの接線及び上記対物レンズ１１の光軸に直交する方向、すなわち、上記光ディスクの径方向についての距離を示す信号である。上記光学ピックアップ装置においては、上記トラッキングエラー信号が０となるように、図１０及び図１１中矢印Ｔで示すように、上記記録トラックの接線方向及び上記対物レンズ１１の光軸に直交する方向への該対物レンズ１１の移動操作、すなわち、トラッキングサーボ動作が行われる。
【０１００】
この光学ピックアップ装置において、上記光ディスク１０１より情報信号を読み出す場合には、この光ディスク１０１がいわゆるピットディスクである場合には、この光ディスク１０１の信号記録面上に照射された光束は、この信号記録面上のピットによる回折により、この信号記録面に記録された情報信号に応じて反射光量を変調されて反射される。
【０１０１】
このとき、上記プリズム２６においては、上記光ディスク１０１の信号記録面により反射され上記対物レンズ１１を経て上記傾斜面部２７に入射した反射光は、この傾斜面部２７において屈折されて上記プリズム２６内に進入し、一部がこのプリズム２６の底面部を透過して上記第１の信号読み出し用光検出器２８に受光され、残部が該底面部により反射される。この上記第１の信号読み出し用光検出器２８を構成する各受光部２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄより上記半導体基板２５上に形成された図示しない電流電圧増幅器を介して出力される各光検出出力ａ，ｂ，ｃ，ｄの合計が、上記光ディスク１０１よりの読み出し信号（いわゆるＲＦ信号）となる。すなわち、読み出し信号ＲＦは、以下の信号となる。
【０１０２】
ＲＦ＝ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ
上記底面部により反射された光束は、上記プリズム２６の天面部において全反射された後、このプリズム２６の底面部を透過して上記第２の信号読み出し用光検出器２９に受光される。この上記第２の信号読み出し用光検出器２９において、上記反射光は、前側の３面の受光部２９ｘ１，２９ｙ１，２９ｘ１、または、後側の３面の受光部２９ｘ２，２９ｙ２，２９ｘ２により受光される。これら第２の信号読み出し用光検出器２９を構成する各受光部２９ｘ１，２９ｙ１，２９ｘ１、２９ｘ２，２９ｙ２，２９ｘ２より上記電流電圧増幅器を介して出力される光検出信号をｘ１（分割された２面の受光部２９ｘ１，２９ｘ１よりの出力の合計），ｙ１，ｘ２（分割された２面の受光部２９ｘ２，２９ｘ２よりの出力の合計），ｙ２とすると、上記フォーカスエラー信号ＦＣＳは、いわゆる作動同心円法により、以下の信号となる。
【０１０３】
ＦＣＳ＝（（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ））−（ｘ１−ｙ１）
または、ＦＣＳ＝（（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ））−（ｘ２−ｙ２）
また、トラッキングエラー信号ＴＲＫは、いわゆるプッシュプル法により、以下の信号となる。
【０１０４】
ＴＲＫ＝（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）
また、この光学ピックアップ装置において、上記光ディスク１０１がいわゆる光磁気ディスクである場合には、この光ディスク１０１の信号記録面上に照射された光束は、いわゆるカー効果により、この信号記録面に記録された情報信号に応じて偏光方向を変調されて反射される。
【０１０５】
このとき、上記プリズム２６においては、上記光ディスク１０１の信号記録面により反射され上記対物レンズ１１を経て上記傾斜面部２７に入射した反射光は、この傾斜面部２７において屈折されて上記プリズム２６内に進入し、このプリズム２６内において偏光方向成分に応じて分岐され、一部がこのプリズム２６の底面部を透過して上記第１の信号読み出し用光検出器２８に受光され、残部が該底面部により反射される。この底面部により反射された光束は、上記プリズム２６の天面部において全反射された後、このプリズム２６の底面部を透過して上記第２の信号読み出し用光検出器２９に受光される。この上記第２の信号読み出し用光検出器２９において、上記反射光は、偏光方向成分に応じて分離されて集光され、それぞれが受光される。したがって、これら偏光方向成分に応じて分離されて集光された各光束に対応する２つの光検出出力の差信号を得れば、この差信号は、上記光磁気ディスク１０３に記録された情報信号の読み出し信号（いわゆるＭＯ信号）である。すなわち、上記第２の信号読み出し用光検出器２９を構成する各受光部２９ｘ１，２９ｙ１，２９ｘ２，２９ｙ２より上記電流電圧増幅器を介して出力される光検出出力をそれぞれｘ１（分割された２面の受光部２９ｘ１，２９ｘ１からの出力の合計），ｙ１，ｘ２（分割された２面の受光部２９ｘ２，２９ｘ２からの出力の合計），ｙ２とすれば、読み出し信号ＭＯは、以下の信号となる。
【０１０６】
ＭＯ＝（ｘ１＋ｙ１）−（ｘ２＋ｙ２）
そして、上記フォーカスエラー信号ＦＣＳは、上述と同様の作動同心円法により、以下の信号となる。
【０１０７】
ＦＣＳ＝（（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ））−（（ｘ１−ｙ１）＋（ｘ２−ｙ２））
また、トラッキングエラー信号ＴＲＫは、上述と同様に、以下の信号となる。
ＴＲＫ＝（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）
そして、この光学ピックアップ装置において、上記光磁気ディスクである光ディスク１０１に対して情報信号を書き込む場合には、上記半導体レーザチップ１が発する光束の光出力は、該光束が該光ディスク１０１の信号記録面上において上記対物レンズ１１により集光されたときに、この光ディスク１０１の信号記録層を該光束の集光点において該信号記録層をなす材料のいわゆるキュリー温度以上の温度に加熱できる程度の出力となされる。
【０１０８】
そして、上記信号記録層には、上記光束の集光点に対応して、磁気ヘッドにより外部磁界が印加される。この外部磁界は、上記光ディスク１０１に書き込まれる情報信号に応じて変調されている。すなわち、上記光ディスク１０１の信号記録層には、いわゆる磁界変調方式により、情報信号の書き込みがなされる。
【０１０９】
このとき、上記フォーカスエラー信号ＦＣＳは、上述と同様に、以下の信号となる。
【０１１０】
ＦＣＳ＝（（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ））−（（ｘ１−ｙ１）＋（ｘ２−ｙ２））
また、トラッキングエラー信号ＴＲＫは、上述と同様に、以下の信号となる。
ＴＲＫ＝（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）
この光学ピックアップ装置において、上記フォーカスサーボ動作及びトラッキングサーボ動作は、上記ケース３０上に配設された上記対物レンズ駆動機構（２軸アクチュエータ）１０によって行われる。なお、上記トラッキング方向は、上記光ディスク１０１上において上記光束が集光されて形成されるビームスポットの記録トラックに沿う方向の径を小さくするために、上記半導体レーザチップ１における平行発散角θ／／の方向となされている。
【０１１１】
そして、本発明に係る光学ピックアップ装置は、図１２乃至図１４に示すように、上記半導体レーザチップ１及び上記各信号読み出し用光検出器２８，２９が形成された半導体基板２５を用いるとともに、上記光束分岐手段及び上記集光手段としてホログラムレンズ３２を用いて構成してもよい。
【０１１２】
上記ホログラムレンズ３２は、上記フレーム３０上に支持されたカバーガラス３１の上面部に配設されている。この光学ピックアップ装置においては、図１２に示すように、上記半導体基板２５上に配設された半導体レーザチップ１より発せられた光束は、上記カバーガラス３１を透して上記ホログラムレンズ３２に入射され、このホログラムレンズ３２により、上記光学記録媒体の信号記録面上に集光される。そして、この信号記録面により反射された反射光束は、上記ホログラムレンズ３２に戻り、このホログラムレンズ３２により、上記半導体レーザチップ１に戻る光路より分岐されて上記各信号読み出し用光検出器２８，２９に向かう。そして、上記半導体レーザチップ１より発せられた光束の一部は、上記カバーガラス３１の下面部により反射されて、上記半導体基板２５上に形成された光出力検出器６により受光される。
【０１１３】
さらに、この光学ピックアップ装置は、図１３に示すように、上記半導体レーザチップ１より発せられた光束の一部が、上記カバーガラス３１内に進入しこのカバーガラス３１の上面部により反射されて、上記光出力検出器６により受光されるように構成してもよい。
【０１１４】
そして、この光学ピックアップ装置は、図１４に示すように、上記半導体レーザチップ１より発せられた光束が上記半導体基板２５上に設けられた斜面部６５により反射されて上記ホログラムレンズ３２に入射されるように構成してもよい。この場合には、上記半導体レーザチップ１より発せられた光束の一部は、上記斜面部６５上に形成された光出力検出器６により受光される。
【０１１５】
これら光学ピックアップ装置においても、上記ホログラムレンズ３２に入射される光束の径を規定する第１のアパーチャＡ_１と、上記光出力検出器６の受光面に入射される光束の径を規定する第２のアパーチャＡ_２とは、該ホログラムレンズ３２を介して互いに共役なものとなっている。したがって、上記ホログラムレンズ３２を介して上記光ディスク１０１の信号記録面上に照射される光束の量（盤面パワー）と上記光出力検出器６の光検出出力とは、直線的（リニア）な比例関係になる。
【０１１６】
そして、本発明に係るディスクプレーヤ装置は、上述した本発明に係る光学ピックアップ装置と、上記光ディスク１０１を保持して回転操作する回転操作機構と、制御手段とを備えて構成される。
【０１１７】
上記回転操作機構は、スピンドルモータと、このスピンドルモータの駆動軸に取付けられたディスクテーブルとを有して構成されている。このディスクテーブルは、上記光ディスク１０１の中心部分を保持するように構成されている。上記スピンドルモータは、上記ディスクテーブルとともに、このディスクテーブルが保持している光ディスク１０１を回転操作する。そして、このディスクプレーヤ装置においては、上記光学ピックアップ装置は、上記ディスクテーブルに保持された光ディスク１０１の信号記録面に上記対物レンズ１１を対向させた状態で支持される。また、この光学ピックアップ装置は、上記光ディスク１０１の内外周に亘って、上記スピンドルモータに対する接離方向に移動操作可能となされている。
【０１１８】
そして、上記制御手段は、上記光学ピックアップ装置の光出力検出器６より出力される光検出出力に基づいて、上記半導体レーザチップ１の発光出力を制御する。すなわち、このディスクプレーヤ装置においては、上記光出力検出器６より出力される光検出出力に基づいて上記半導体レーザチップ１における発光出力が制御されることにより、上記光ディスク１０１の信号記録面上に照射される光束の量が正確に制御される。
【０１１９】
【実施例】
以下、上述の〔数２６〕において示した（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）を実際に定めた例を示す。
【０１２０】
〔実施例１〕
上記第１のアパーチャに入射される光束のｘ軸方向の開き角ＮＡｒと該第１のアパーチャに入射される光束のｙ軸方向の開き角ＮＡｔとが、
ＮＡｒ＝ＮＡｔ＝０．１２
であり、上記平行発散角θ／／が１０°乃至１５°で変化し、上記垂直発散角θＬが３０°で一定の場合においては、（ｃ，ｄ）は、任意である（例えば、（−１，１）でよい）。そして、（ａ，ｂ）については、以下に示すように、
（ａ，ｂ）＝（−０．８５３，０．８５３）
のとき、
ｆ（σ_ｘＡ，σ_ｙＡ）≒ｆ（σ_ｘＣ，σ_ｙＣ）
となる。ここで、
（ｃ，ｄ）＝（−１，１）
とし、上記光出力検出器６の受光面部の中心位置（（ａ＋ｂ）／２）と幅（｜ａ−ｂ｜／２）とを変数としたときの、
ベｆ（σ_ｘＣ，σ_ｙＣ）ボ／ベｆ（σ_ｘＡ，σ_ｙＡ）ボ
の値の変化は、該中心位置（（ａ＋ｂ）／２）を横軸とし該幅（｜ａ−ｂ｜／２）を縦軸としてグラフ化すると、図１５に示すように、等高線表示することができる。ここで、
ベｆ（σ_ｘＣ，σ_ｙＣ）ボ／ベｆ（σ_ｘＡ，σ_ｙＡ）ボ＝１
となるとき、上記光ディスク１０１の信号記録面上に照射される光束の量（盤面パワー）と上記光出力検出器６の光検出出力とが、直線的（リニア）な比例関係になる（リニアリティが最良になる）。
【０１２１】
ここで、
ベｆ（σ_ｘＣ，σ_ｙＣ）ボ／ベｆ（σ_ｘＡ，σ_ｙＡ）ボ＝１
であって、かつ、ａ＝−ｂ、すなわち、（ａ＋ｂ）／２＝０とすれば、図１６に示すように、
（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）＝（−０．８５３，０．８５３，−１，１）
となる（第１の解の例）が、ａ≠−ｂ、かつ、ａ＝０とすれば、図１７に示すような解（第２の解の例）となる。この第１の解の例においては、上記盤面パワーと上記光出力検出器６の光検出出力とのリニアリティを維持するうえにおいて、該光出力検出器６の受光面部の中心のずれ（または、上記ＬＤの光束射出方向のずれや、上記対物レンズ１１の位置ずれ、移動）には強いが、該受光面部の幅の変化には弱い。一方、上記第２の解の例においては、上記盤面パワーと上記光出力検出器６の光検出出力とのリニアリティを維持するうえにおいて、該光出力検出器６の受光面部の幅の変化には強いが、該受光面部の中心ずれには弱い。
【０１２２】
なお、（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）＝（−０．５，０．５，−１，１）とした場合には、上記区間Ａと上記区間Ｃとでは、上記盤面パワーに対する上記光出力検出器６の検出出力の変化率の傾きが、１２．５％変化する。
【０１２３】
〔実施例２〕
上記第１のアパーチャに入射される光束のｘ軸方向の開き角ＮＡｒと該第１のアパーチャに入射される光束のｙ軸方向の開き角ＮＡｔとが、
ＮＡｒ＝ＮＡｔ＝０．１２
であり、上記平行発散角θ／／が１０°乃至１５°で変化し、上記垂直発散角θＬが２５°乃至３０°で変化する場合においては、（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）が、
（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）＝（−０．８５３，０．８５３，−０．８９５，０．８９５）
のとき、
ｆ（σ_ｘＡ，σ_ｙＡ）≒ｆ（σ_ｘＣ，σ_ｙＣ）
となる。
【０１２４】
ここで、
（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）＝（α−０．５，α＋０．５，β−０．５，β＋０．５）
（すなわち、上記光出力検出器６の受光面部が、中心を（α，β）とする一辺の長さが１の正方形である場合）としたとき、
ベｆ（σ_ｘＣ，σ_ｙＣ）ボ／ベｆ（σ_ｘＡ，σ_ｙＡ）ボ
の値の変化は、該受光面部の中心のｘ座標成分（α）を横軸とし該受光面部の中心のｙ座標成分幅（β）を縦軸としてグラフ化すると、図１８に示すように、等高線表示することができる。ここで、
ベｆ（σ_ｘＣ，σ_ｙＣ）ボ／ベｆ（σ_ｘＡ，σ_ｙＡ）ボ＝１
となるとき、上記光ディスク１０１の信号記録面上に照射される光束の量（盤面パワー）と上記光出力検出器６の光検出出力とが、直線的（リニア）な比例関係になる（リニアリティが最良になる）。
【０１２５】
ここで、ベｆ（σ_ｘＣ，σ_ｙＣ）ボ／ベｆ（σ_ｘＡ，σ_ｙＡ）ボ＝１
であって、α＝０とすると、β≒±１となる。すなわち、
（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）＝（−０．５，０．５，−１．５，−０．５）
または、
（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）＝（−０．５，０．５，０．５，１．５）
において、上記盤面パワーと上記光出力検出器６の光検出出力とを略々直線的な比例関係とすることができる。
【０１２６】
なお、ここで、
（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）＝（−０．５，０．５，−０．５，０．５）
（すなわち、α＝β＝０）とした場合には、上記区間Ａと上記区間Ｃとでは、上記盤面パワーに対する上記光出力検出器６の検出出力の変化率の傾きが、１４．５％変化する。
【０１２７】
このように、この光学ピックアップ装置においては、上記光出力検出器６の受光面部の形状が限定されている場合においても、この光出力検出器６の中心位置を上述のように適宜に設定することによって、上記盤面パワーと上記光出力検出器６の光検出出力とのリニアリティを維持することができる。
【０１２８】
すなわち、この光学ピックアップ装置においては、上記光出力検出器６の受光面部の形状、大きさ及び配設位置について、該受光面部の形状、大きさ及び配設位置や、該光出力検出器６の光検出感度のリニアリティや、上記半導体レーザチップ１の発光光束の拡散角内における強度分布のガウシアン分布からのずれ等、実際の設計上において存在する各種の制約や条件を勘案して微修正した最善の解を求めることができる。
【０１２９】
【発明の効果】
上述のように、本発明に係る光学ピックアップ装置及びディスクプレーヤ装置においては、光源より射出された光束を光学記録媒体上に集光させる集光手段に入射される該光束の径を規定する第１のアパーチャと、光出力検出器の受光面に入射される該光束の径を規定する第２のアパーチャとは、光束分岐手段を介して互いに共役なものとなっている。
【０１３０】
したがって、この光学ピックアップ装置においては、上記光源より発せられる光束の発散角が変化しても、上記集光手段を介して上記光学記録媒体の信号記録面上に照射される光束の量と上記光出力検出器の光検出出力とは、直線的（リニア）な比例関係になる。
【０１３１】
すなわち、この光学ピックアップ装置においては、上記光出力検出器より出力される光検出出力に基づいて上記光源における発光出力を制御することにより、上記光学記録媒体の信号記録面上に照射される光束の量を、容易、かつ、正確に制御することができる。
【０１３２】
すなわち、本発明は、光源として使用される半導体レーザより発せられる光束の発散角がこの光束の光出力の変化に伴って変化する場合であっても、光学記録媒体の信号記録面上における光束の照射量の制御が正確に行えるようになされ、該光学記録媒体に対する情報信号の正確な書き込み及び読み出しが行えるようになされた光学ピックアップ装置を提供することができるものである。
【０１３３】
また、本発明は、上述のような光学ピックアップ装置を備えることにより良好な記録再生特性を有するディスクプレーヤ装置を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光学ピックアップ装置の構成を一部を破断して示す側面図である。
【図２】上記光学ピックアップ装置の光学系の要部の構成を示す斜視図である。
【図３】上記光学ピックアップ装置における半導体レーザの発光出力と光束の発散角との関係を示すグラフである。
【図４】上記光学ピックアップ装置における半導体レーザの発光出力と光出力検出器の出力との関係を示すグラフである。
【図５】上記光学ピックアップ装置における半導体レーザの発光出力と光ディスク上に照射される光束の量との関係を示すグラフである。
【図６】上記光学ピックアップ装置における光ディスク上に照射される光束の量と光出力検出器の出力との関係を示すグラフである。
【図７】上記光学ピックアップ装置における光出力検出器のためのアパーチャの構成の他の例を一部を破断して示す側面図である。
【図８】上記光学ピックアップ装置における光出力検出器の構成の他の例を示す正面図である。
【図９】上記光学ピックアップ装置における光出力検出器の構成のさらに他の例を示す正面図である。
【図１０】上記光学ピックアップ装置の構成の他の例を一部を破断して示す側面図である。
【図１１】上記図１０に示した光学ピックアップ装置の構成を示す平面図である。
【図１２】上記光学ピックアップ装置において集光手段としてホログラムレンズを用いた場合の構成を示す縦断面図である。
【図１３】上記光学ピックアップ装置において集光手段としてホログラムレンズを用いた場合の構成の他の例を示す縦断面図である。
【図１４】上記光学ピックアップ装置において集光手段としてホログラムレンズを用いた場合の構成のさらに他の例を示す縦断面図である。
【図１５】上記光学ピックアップ装置における光出力検出器の受光面部の中心位置と幅とオートパワーコントロールにおけるリニアリティとの関係を示すグラフである。
【図１６】上記光学ピックアップ装置における光出力検出器の受光面部を設定した例（第１の解の例）を示す正面図である。
【図１７】上記光学ピックアップ装置における光出力検出器の受光面部を設定した例（第２の解の例）を示す正面図である。
【図１８】上記光学ピックアップ装置において光出力検出器の受光面部の形状を限定した場合の該受光面部の中心位置とオートパワーコントロールにおけるリニアリティとの関係を示すグラフである。
【図１９】従来の光学ピックアップ装置の光学系の構成を示す側面図である。
【図２０】上記従来の光学ピックアップ装置における半導体レーザの発光出力と光束の発散角との関係を示すグラフである。
【図２１】上記従来の光学ピックアップ装置における半導体レーザの発光出力と光出力検出器の出力との関係を示すグラフである。
【図２２】上記従来の光学ピックアップ装置における半導体レーザの発光出力と光ディスク上に照射される光束の量との関係を示すグラフである。
【図２３】上記従来の光学ピックアップ装置における光ディスク上に照射される光束の量と光出力検出器の出力との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 半導体レーザチップ、６ 光出力検出器、１１ 対物レンズ、１２ レンズホルダ、１３ フォーカスコイル、１４ トラッキングコイル、１５ アクチュエータベース、１７ 弾性支持部材、１８，２０ ヨーク、１９，２１ マグネット、２６ プリズム、２７ 傾斜面部、２８，２９ 信号読み出し用光検出器、３２ ホログラムレンズ、１０１ 光ディスク、１０２ 信号記録層[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical pickup device for writing and reading an information signal to and from an optical recording medium such as an optical disk and a magneto-optical disk, and recording and reproducing of the information signal on the optical disk and the magneto-optical disk provided with the optical pickup device Belongs to a technical field related to a disc player device that performs the following.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, optical recording media such as optical disks (so-called pit disks, phase-change disks, rewritable disks, etc.) and magneto-optical disks have been proposed. Such an optical recording medium includes a transparent substrate and a signal recording layer formed on the substrate. In an optical disk or a magneto-optical disk, the substrate is formed as a disk-shaped disk substrate. In the optical disk and the magneto-optical disk, the information signal is recorded on the signal recording layer along a substantially concentric spirally formed recording track.
[0003]
Then, as shown in FIG. 19, an optical pickup device for writing and reading information signals to and from an optical disc 101 as such an optical recording medium has been proposed. This optical pickup device has a semiconductor laser 201 as a light source, and focuses a light beam emitted from the semiconductor laser 201 on a signal recording surface of the optical disc 101, that is, a surface portion of the signal recording layer 102 by an objective lens 205. It is configured to irradiate. The light beam emitted from the semiconductor laser 201 is guided to the objective lens 205 via a grating (diffraction grating) 202, a beam splitter 203, and a collimator lens 204. The grating 202 enables detection of a tracking error signal described later.
[0004]
In this optical pickup device, a light detector (PD: photodiode) 211 detects light reflected by the signal recording surface of the light beam irradiated on the signal recording surface, thereby detecting the optical disc 101. The reading of the information signal recorded on the signal recording layer 102 and the detection of an error signal for maintaining the light flux on the signal recording surface, that is, a focus error signal and a tracking error signal are performed.
[0005]
The reflected light returns to the beam splitter 203 via the objective lens 205 and the collimator lens 204. The reflected light is reflected by the beam splitter 203 and enters the photodetector 211 via the Wollaston prism 209 and the multi-lens 210. The Wollaston prism 209 is a prism that splits a light beam according to the polarization component of the light beam that has entered. The multi-lens 210 is a lens whose entrance surface is a cylindrical (cylindrical) surface and whose exit surface is a concave surface. The multi-lens 210 generates astigmatism in an incident light beam for detecting the focus error signal, and This is a lens that moves the focal point of the incident light beam backward.
[0006]
The focus error signal is a signal indicating a distance between the focal point of the light beam and the signal recording surface in the optical axis direction of the objective lens 205. In the optical pickup device, as shown by an arrow F in FIG. 19, the operation of moving the objective lens 205 in the optical axis direction of the objective lens 205, that is, the focus servo, so that the focus error signal becomes 0, The operation is performed.
[0007]
The tracking error signal is a signal indicating a tangent of the recording track to the recording track and a direction perpendicular to the optical axis of the objective lens 205, that is, a distance in the radial direction of the optical disk. is there. In the optical pickup device, as shown by an arrow T in FIG. 19, the operation of moving the objective lens 205 in a direction orthogonal to the optical axis of the objective lens 205, that is, so that the tracking error signal becomes 0, that is, , A tracking servo operation is performed.
[0008]
In this optical pickup device, a part of the light beam emitted from the semiconductor laser 201 is incident on the optical output detector 206 and received by the beam splitter 203 without being incident on the collimator lens 204. Is done. The optical output detector 206 is for performing so-called auto power control (APC) for monitoring the emission output of the semiconductor laser 201 and controlling the emission output of the semiconductor laser 201. Such a method in which the optical output detector 206 is provided outside the semiconductor laser 201 to perform auto power control is referred to as front auto power control (FAPC).
[0009]
By performing such an automatic power control, the emission output of the semiconductor laser 201 is maintained at a predetermined output in consideration of a change in the external temperature. By controlling the light emission output of the semiconductor laser in this way, the phase change effect and the magneto-optical effect in the optical recording medium are realized in a desired state.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the divergence angle of the light beam incident on the light output detector 206 among the light beams emitted from the semiconductor laser 201 used as a light source in the optical pickup device as described above is the divergence angle of the light beam. The divergence angle of the light beam incident on the objective lens 205 in the semiconductor laser 201 is not equal. This is because the diameter of the aperture defining the diameter of the light beam incident on the objective lens 205 and the diameter of the aperture defining the diameter of the light beam incident on the light output detector 206 are not substantially equal to each other (see above). It is not conjugate via the beam splitter 203).
[0011]
That is, in general, the diameter of the light receiving surface of the light output detector 206 is smaller than the diameter of the objective lens 205. Therefore, the light output detector 206 receives only a light beam corresponding to a light beam having a divergence angle smaller than the divergence angle of the light beam incident on the objective lens 205 in the semiconductor laser 201.
[0012]
By the way, the luminous flux emitted from the semiconductor laser 201 is larger than the vertical divergence angle θL in the direction perpendicular to the bonding surface of the semiconductor layer in the semiconductor laser 201 due to the influence of diffraction when emitted from the semiconductor laser 201. The parallel divergence angle θ // in the direction parallel to the joining surface is smaller. For example, while the vertical divergence angle θL is about 20 °, the parallel divergence angle θ // is about 10 °. In the case of a semiconductor laser in which the wavelength of the emitted light beam is shortened (for example, 635 nm), the parallel divergence angle θ // is about 6 °. In a so-called self-pulsation type (moduleless) semiconductor laser, the divergence angle of the luminous flux, particularly the parallel divergence angle θ //, changes with the change in the luminous output. That is, in the self-pulsation type semiconductor laser, as shown in FIG. 20, the parallel divergence angle θ // becomes narrower as the emission output increases.
[0013]
In the case where the parallel divergence angle θ // becomes narrower as the emission output of the semiconductor laser 201 increases, the relationship between the emission output and the amount of light received by the optical output detector 206, and As shown in FIGS. 21 and 22, the light emission output and the irradiation amount of the light beam on the signal recording surface of the optical recording medium (board surface power) do not have a linear proportional relationship. This is because, while the parallel divergence angle θ // changes, the diameter of each aperture that defines the diameter of the light beam incident on the objective lens 205 and the light output detector 206 is constant. is there. That is, when the parallel divergence angle θ // becomes narrow, the coupling efficiency between the emitted light beam and each of the apertures increases (the ratio of the emitted light beam incident on each of the apertures increases), and the light emission output increases. The degree of increase in the irradiation amount (board power) of the light beam on the signal recording surface of the optical recording medium becomes larger than the degree of increase.
[0014]
Then, as shown in FIG. 20, an aperture a for defining the diameter of the light beam incident on the objective lens 205 is provided. ₁ And an aperture a for defining the diameter of the light beam incident on the light output detector 206 ₂ FIG. 23 also shows the relationship between the irradiation amount of the light beam (board surface power) on the signal recording surface of the optical recording medium and the amount of light received by the optical output detector 206, considering that the values are not substantially equal to each other. Thus, a linear proportional relationship is not obtained (here, the case where the diameter of the optical output detector 206 is smaller than the diameter of the objective lens 205 is shown. When the diameter of the light output detector 206 is larger than that of the light output detector 206, the magnitude relationship is reversed. However, the irradiation amount of the light flux on the signal recording surface of the optical recording medium and the light output The relationship with the amount of received light is not a linear proportional relationship as shown by the dashed line in FIG. 23).
[0015]
As described above, if the relationship between the irradiation amount of the light beam on the signal recording surface of the optical recording medium and the amount of light received by the light output detector 206 is not linearly proportional, the light detection by the light output detector 206 It becomes extremely difficult to control the light beam irradiation amount on the signal recording surface based on the output. If the irradiation amount of the light beam on the signal recording surface of the optical recording medium is not accurately controlled, the phase change effect and the magneto-optical effect in the optical recording medium can be accurately realized in a desired state. As a result, accurate writing and reading of information signals to and from the optical recording medium cannot be performed.
[0016]
Therefore, the present invention is proposed in view of the above situation, and is directed to a case where the divergence angle of a light beam emitted from a semiconductor laser used as a light source changes with a change in the light output of the light beam. However, the present invention provides an optical pickup device in which the irradiation amount of a light beam on a signal recording surface of an optical recording medium can be accurately controlled, and an information signal can be accurately written and read on the optical recording medium. It is intended to solve such a problem.
[0017]
Another object of the present invention is to solve the problem of providing a disc player device having good recording / reproducing characteristics by including the above-described optical pickup device.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, an optical pickup device according to the present invention includes: Emits a luminous flux whose divergence angle changes according to the change of the light output A light source, and a light beam emitted from the light source is incident through a light beam branching device, and a light collecting device for condensing the light beam on a signal recording surface of an optical recording medium; the above Emitted from the light source the above Part of the luminous flux before being incident on the focusing means the above An optical output detector that is incident through an optical branching unit and detects an optical output of the light beam; the above A first aperture for defining a diameter of a light beam incident on the light collecting means; the above A second aperture for defining the diameter of the light beam incident on the optical output detector, wherein the first and second apertures are at least Of the above luminous flux In the direction perpendicular to the optical axis The direction in which the divergence angle changes according to the change in the light output of the light source The aperture distances are conjugate to each other via the light beam branching means.
[0021]
Further, the present invention provides the optical pickup device, wherein one end of the optical pickup device has an inclined surface serving as a light beam branching unit, and has a prism disposed on the signal readout photodetector, and the prism is emitted from a light source. A part of the light beam is reflected by the inclined surface and is incident on the objective lens which is a condensing means, and the rest of the light is transmitted through the inclined surface and guided to the light receiving portion of the light output detector. The reflected light flux reflected on the signal recording surface of the recording medium is returned to the inclined surface portion via the objective lens, and the reflected light beam is transmitted through the inclined surface portion and enters the prism, and the signal readout light detector It was decided to lead to.
[0022]
Further, the optical pickup device according to the present invention, a light source, a light beam emitted from the light source is incident via a light beam branching means, and a light condensing means for condensing this light beam on a signal recording surface of an optical recording medium, A part of the light beam emitted from the light source before being incident on the light condensing means is incident through the optical branching means, and an optical output detector for detecting the light output of the light beam, and incident on the light condensing means. A first aperture for defining a light beam and a second aperture for defining a light beam incident on the light output detector, and coordinate axes orthogonal to and orthogonal to the optical axis of the light beam emitted from the light source. Are defined as an x-axis and a y-axis, and the second aperture has a rectangular opening having two sides parallel to the x-axis and two sides parallel to the y-axis, and intersections of these four sides with the respective coordinate axes. Is (a, b, c, d), and The divergence angle of the x-axis direction in the light source bundle θ _x , The divergence angle in the y-axis direction is θ _y , The opening angle of the light beam incident on the first aperture in the x-axis direction is NA _x , The opening angle in the y-axis direction is NA _y The intensity distribution of the light beam on the entrance pupil of the first aperture is normalized by setting the radius of the entrance pupil to 1;
[0023]
(Equation 8)

[0024]
age,
[0025]
(Equation 9)

[0026]
As the light output of the light beam incident on the light receiving surface of the light output detector when the light output of the light beam emitted from the light source is low output,
[0027]
(Equation 10)

[0028]
(K _2P Is the peak value of the intensity distribution on the light receiving surface of the optical output detector)
In, the light output of the light flux condensed on the optical recording medium via the light condensing means,
[0029]
(Equation 11)

[0030]
(K _1P Is the peak value of the intensity distribution on the entrance pupil of the light condensing means)
And the ratio of these functions is
f (σ _xA , Σ _yA ) = Fapc (σ _xA , Σ _yA ) / Banmen (σ _xA , Σ _yA )
The light output of the light beam incident on the light receiving surface of the light output detector when the light output of the light beam emitted from the light source is increased and the divergence angle of the light beam is reduced,
[0031]
(Equation 12)

[0032]
(K _2Q Is the peak value of the intensity distribution on the light receiving surface of the optical output detector)
In, the light output of the light flux condensed on the optical recording medium via the light condensing means,
[0033]
(Equation 13)

[0034]
(K _1Q Is the peak value of the intensity distribution on the entrance pupil of the light condensing means)
And the ratio of these functions is
f (σ _xC , Σ _yC ) = Fapc (σ _xC , Σ _yC ) / Banmen (σ _xC , Σ _yC )
, The intersection (a, b, c, d) is
[0035]
[Equation 14]

[0036]
Is satisfied.
[0037]
And the disc player device according to the present invention has a medium holding mechanism for holding an optical recording medium, Emits a luminous flux whose divergence angle changes according to the change of the light output A light source, and a light beam emitted from the light source is incident through a light beam branching device, and a light collecting device for condensing the light beam on a signal recording surface of an optical recording medium; the above Emitted from the light source the above Part of the luminous flux before being incident on the focusing means the above An optical output detector that is incident through an optical branching unit and detects an optical output of the light beam; the above A first aperture for defining a diameter of a light beam incident on the light collecting means; the above A second aperture defining the diameter of the light beam incident on the light output detector; the above Depending on the detection output output from the optical output detector, the above Control means for controlling the light emission output of the light source, wherein the first and second apertures include at least Of the above luminous flux In the direction perpendicular to the optical axis The direction in which the divergence angle changes according to the change in the light output of the light source The aperture distances are conjugate to each other via the light beam branching means.
[0038]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0039]
In this embodiment, an optical pickup device according to the present invention is configured as a device for writing and reading information signals using an optical disc 101 as an optical recording medium, as shown in FIG. The optical disk 101 includes a disk-shaped disk substrate made of a transparent material such as polycarbonate (Polycarbonate) and polymethylmethacrylate (Polymethylmethacrylate), and a signal recording layer 102 formed on the disk substrate. I have. The signal recording layer 102 is formed of a metal reflective film formed over the pits formed on the disk substrate, or a magnetic material film in the case of a magneto-optical disk described later. The surface portion of the signal recording layer 102 joined to the disk substrate serves as a signal recording surface.
[0040]
The optical pickup device has a semiconductor laser chip 1 serving as a light source, as shown in FIGS. The semiconductor laser chip 1 is housed in a sealing can 2 and is fixedly disposed in an optical block (not shown). An opening closed by a transparent material such as glass is provided on the front surface of the sealing can 2 for emitting a light beam (laser light beam) emitted from the semiconductor laser chip 1.
[0041]
The light beam emitted from the semiconductor laser chip 1 is a divergent light beam and has an elliptical cross section. That is, as shown in FIG. 2, the divergence angle of the light beam emitted from the semiconductor laser chip 1 depends on the influence of diffraction when the light beam is emitted from the semiconductor laser chip 1 and the like. The parallel divergence angle θ // in the direction parallel to the joining surface is smaller than the vertical divergence angle θL in the direction perpendicular to the joining surface of the layer. For example, the vertical divergence angle θL is about 20 °, while the parallel divergence angle θ // is about 10 °. In the case where the wavelength of the emitted light beam is shortened (for example, 635 nm) in the semiconductor laser chip 1, the parallel divergence angle θ // is about 6 °. Further, the semiconductor laser chip 1 is a so-called self-pulsation type (moduleless) semiconductor laser or the like, and the divergence angle of the luminous flux, particularly the parallel divergence angle θ //, changes with the change of the luminous output. I do. That is, in the semiconductor laser chip 1, as shown in FIG. 3, the parallel divergence angle θ // becomes narrower as the emission output increases.
[0042]
The optical pickup device has an objective lens 11 which is a light collecting means for receiving a light beam emitted from the semiconductor laser chip 1 and condensing the light beam on a signal recording surface of the optical disc 101. . That is, a light beam emitted from the semiconductor laser chip 1 passes through a grating (diffraction grating) 3, a beam splitter 4 serving as a light beam branching unit, and a collimator lens 5 provided in the optical block unit. It is guided to the objective lens 11 arranged above the section. The grating 3 makes it possible to detect a tracking error signal, which will be described later, by splitting an incident light beam into zero-order light and ± first-order light.
[0043]
In this optical pickup device, reflected light of the light beam irradiated on the signal recording surface by the signal recording surface is detected by a photo detector (PD: photodiode) 9 disposed in the optical block unit. By detecting, an error signal for maintaining reading of the information signal recorded on the signal recording layer 102 of the optical disc 101 and focusing of the light beam on the signal recording surface, that is, a focus error signal and tracking An error signal is detected.
[0044]
That is, the reflected light returns to the beam splitter 4 via the objective lens 11 and the collimator lens 5. The light intensity of the reflected light is modulated according to the information signal recorded on the signal recording surface. The reflected light is reflected by the reflection surface of the beam splitter 4, is deflected by 90 °, passes through the Wollaston prism 7 and the multi-lens 8, and is incident on the photodetector 11. The Wollaston prism 7 is a prism made of a pair of uniaxial crystals joined to each other with the crystal axis directions different from each other, and the joining surfaces of these crystals are inclined with respect to the optical axis of the incident light beam. The Wollaston prism 7 splits this light beam according to the polarization component of the incident light beam. The multi-lens 8 is a lens whose entrance surface is a cylindrical (cylindrical) surface and whose exit surface is a concave surface. The multi-lens 8 causes astigmatism in an incident light beam for detecting the focus error signal, This is a lens that moves the focal point of the incident light beam backward.
[0045]
The focus error signal is a signal indicating a distance between the focal point of the light beam and the signal recording surface in the optical axis direction of the objective lens 11. In the optical pickup device, as shown by an arrow F in FIG. 1, the operation of moving the objective lens 11 in the optical axis direction of the objective lens 11, that is, the focus servo, so that the focus error signal becomes zero. The operation is performed.
[0046]
The tracking error signal is a signal indicating a distance between a convergence point of the light beam and the recording track and a direction orthogonal to a tangent to the recording track and an optical axis of the objective lens 11, that is, a radial direction of the optical disc. It is. In the optical pickup device, as shown by an arrow T in FIG. 1, the objective in the tangential direction of the recording track and in the direction orthogonal to the optical axis of the objective lens 11 so that the tracking error signal becomes zero. A movement operation of the lens 11, that is, a tracking servo operation is performed. (In FIG. 1, in order to illustrate a configuration of an objective lens driving mechanism 10 described later, only the objective lens 10 is moved around the optical axis of the light beam. It is shown rotated 90 °).
[0047]
The focus servo operation and the tracking servo operation are performed by an objective lens driving mechanism (biaxial actuator) 10 that supports the objective lens 11 so as to be movable. This objective lens driving mechanism 10 is configured to have an actuator base 15. The actuator base 15 is formed in a substantially flat plate shape, and is fixedly disposed on the optical block. A support wall 16 is provided at one end of the actuator base 15. The base end side of the elastic support member 17 is fixed to the support wall 16. The elastic support member 17 is a member such as a leaf spring made of a metal material or a synthetic resin material, and is movable on the distal end side by elastic displacement. The lens holder 12 is attached to the distal end side of the elastic support member 17.
[0048]
The lens holder 12 is movable by the displacement of the elastic support member 17. The objective lens 11 is attached to the lens holder 12 with both sides facing outward. In a portion of the actuator base 15 facing the objective lens 11, a through hole 22 through which a light beam incident on the objective lens 11 passes is provided.
[0049]
A focus coil 13 and a tracking coil 14 are attached to the lens holder 12. On the actuator base 15, a pair of yokes 18, 20 to which magnets 19, 21 are respectively mounted are erected to face the focus coil 13 and the tracking coil 14. The magnets 19 and 21 and the yokes 18 and 20 position the coils 13 and 14 in the generated magnetic field.
[0050]
In the objective lens drive mechanism 10, when a focus drive current is supplied to the focus coil 13, the focus coil 13 receives a force from a magnetic field generated by the magnets 19 and 21, and as shown by an arrow F in FIG. Then, the lens holder 12 is moved in the optical axis direction of the objective lens 11, that is, in the focus direction. The focus servo operation is performed by supplying the focus drive current based on the focus error signal. In the objective lens drive mechanism 10, when a tracking drive current is supplied to the tracking coil 14, the tracking coil 14 receives a force from a magnetic field generated by the magnets 19 and 21, and is indicated by an arrow T in FIG. As described above, the lens holder 12 is moved in the direction orthogonal to the optical axis of the objective lens 11, that is, in the tracking direction. The tracking servo operation is performed by supplying the tracking drive current based on the tracking error signal. The tracking direction is the direction of the parallel divergence angle θ // in the semiconductor laser chip 1 in order to reduce the diameter of the beam spot formed by condensing the light beam on the optical disc 101 along the recording track. It has been done.
[0051]
In the optical pickup device, a part of the light beam emitted from the semiconductor laser chip 1 and incident on the beam splitter 4 (that is, the light beam before being incident on the objective lens 11) is partially replaced by the beam splitter. The light is reflected by the reflection surface 4 and is incident on the optical output detector (FAPC-PD) 6 and received without being incident on the collimator lens 5. The light output detector 6 monitors the light emission output of the semiconductor laser chip 1 and controls the light emission output of the semiconductor laser chip 1 to obtain a light detection output used for so-called auto power control (APC). It is for. Note that a method of providing the optical output detector 6 outside the semiconductor laser 1 and performing auto power control in this manner is called front auto power control (FAPC).
[0052]
The light output detector 6 includes a light receiving element such as a photodiode, and outputs a detection output according to the intensity of the received light. Therefore, in the optical pickup device, the emission output of the semiconductor laser chip 1 is controlled via the control circuit based on the detection output output from the optical output detector 6.
[0053]
In this optical pickup device, an arrow A in FIG. ₁ A first aperture A for defining the diameter of a light beam incident on the objective lens 11 indicated by ₁ And arrow A in FIGS. 1 and 2 ₂ A second aperture A defining the diameter of the light beam incident on the light receiving surface of the light output detector 6 indicated by ₂ Are conjugate to each other via the reflection surface of the beam splitter 4 as shown in FIG. That is, the first aperture A is provided on the light receiving surface of the light output detector 6. ₁ A light-shielding plate 6b having an aperture 6a conjugate to the beam splitter 4 via the reflection surface is provided.
[0054]
The light emission output of the semiconductor laser chip 1 and the light detection output of the light output detector 6 are not restricted by the second aperture A despite the fact that the parallel divergence angle θ // becomes narrower as the light emission output increases. ₂ Is not linear, as shown in FIG. 4, the light detection output of the light output detector 6 is proportional to the light emission output as the light output increases. There is a relationship that rises even more than the typical rise.
[0055]
Further, the light emission output of the semiconductor laser chip 1 and the amount of light flux (board power) irradiated on the signal recording surface of the optical disc 101 are such that the parallel divergence angle θ // becomes narrower as the light emission output increases. Despite becoming the first aperture A ₁ Is not linear, as shown in FIG. 5, the amount of luminous flux irradiated on the signal recording surface with the rise of the light emission output is equal to the light emission output. Is higher than the proportional increase with respect to
[0056]
Then, the amount of light flux (board power) irradiated onto the signal recording surface of the optical disc 101 and the light detection output of the light output detector 6 are determined by the first aperture A. ₁ And the second aperture A ₂ Are conjugate to each other via the reflection surface of the beam splitter 4, and therefore have a linear proportional relationship as shown in FIG.
[0057]
Therefore, in the optical pickup device, the light emission output of the semiconductor laser chip 1 is controlled based on the light detection output output from the light output detector 6 to irradiate the signal on the signal recording surface of the optical disk 101. It is possible to easily and accurately control the amount of light flux.
[0058]
When the recording mode in which the information signal is written to the optical disc 101 is executed, the light emission output of the semiconductor laser chip 1 is higher than in the reproduction mode in which the information signal is read out from the optical disc 101 as shown in FIGS. Is also expensive. This is because, when the recording mode is executed, it is necessary to irradiate the optical disc 101 with a light flux having an output sufficient to cause a phase change effect and a magneto-optical effect. Further, when the recording mode is executed, the light emission output of the semiconductor laser chip 1 is controlled according to a change in environmental temperature. This is because the emission output of the semiconductor laser chip 1 is increased when the environmental temperature is low, and the emission output of the semiconductor laser chip 1 is reduced when the environmental temperature is high. This is because it is necessary to maintain the temperature of the signal recording layer to be maintained at a constant temperature (for example, a temperature equal to or higher than the Curie temperature of the signal recording layer material of the magneto-optical disk).
[0059]
A second aperture A for defining the diameter of a light beam incident on the light output detector 6 ₂ As shown in FIG. 7, the light output detector 6 may be constituted by a light-shielding plate 6b provided separately from the light output detector 6. The light blocking plate 6b has the first aperture A ₁ An aperture 6a conjugate to the beam splitter 4 via the reflection surface of the beam splitter 4 is provided.
[0060]
As shown in FIG. 8, the light receiving surface of the optical output detector 6 and the first aperture A ₁ Can be regarded as conjugate to each other via the reflection surface of the beam splitter 4 by satisfying certain conditions described later, even if the shapes are different from each other. Also in this case, the amount of the light beam irradiated on the signal recording surface of the optical disc 101 (board power) and the light detection output of the light output detector 6 have a substantially linear proportional relationship. .
[0061]
When the shape of the light receiving surface of the optical output detector 6 is rectangular as described above, the amount of light flux (board power) irradiated onto the signal recording surface of the optical disc 101 and the optical output detector 6 The method of making the photodetection output linearly proportional to the photodetection output will be described later.
[0062]
Further, in a case where the vertical divergence angle θL hardly changes with the change of the light emission output of the semiconductor laser chip 1 and only the parallel divergence angle θ // changes, as shown in FIG. Only in the direction of the parallel divergence angle θ //, the second aperture A ₂ (Or the size of the light receiving surface portion of the light output detector 6) by the first aperture A ₁ Is substantially conjugate to the optical disk 101, the amount of light flux (board power) irradiated on the signal recording surface of the optical disk 101 and the light detection output of the light output detector 6 are substantially linearly adjusted. A (linear) proportional relationship can be set. In this case, the area of the light receiving surface portion of the light output detector 6 is reduced while maintaining the proportional relationship between the amount of light beam irradiated on the signal recording surface and the light detection output of the light output detector 6. can do.
[0063]
Here, a more detailed study will be made of a method of making the amount of light flux (board power) irradiated onto the signal recording surface of the optical disc 101 and the light detection output of the light output detector 6 a linear proportional relationship. . As shown in FIG. 8, the entrance pupil radius of the objective lens 11 is normalized to 1, and the direction of the parallel divergence angle θ // of the semiconductor laser chip 1 in a going optical path (an optical path incident on the objective lens 11) is changed. The x-axis direction and the direction of the vertical divergence angle θL are defined as the y-axis direction. Positions (x) of the four sides of the optical output detector 6 ₋ , X ₊ , Y ₋ , Y ₊ ) Is (a, b, c, d).
[0064]
Assuming that the opening angle of the light beam incident on the objective lens 11 in the direction corresponding to the parallel divergence angle θ // is NAr and the opening angle in the direction corresponding to the vertical divergence angle θL is NAt, The intensity distribution of the light beam on the entrance pupil is represented by the following equation when the peak value is normalized to 1.
[0065]
(Equation 15)

[0066]
(Equation 16)

[0067]
The amount of light flux converged on the signal recording surface of the optical disc 101 (board power) is expressed by the following equation.
[0068]
[Equation 17]

[0069]
The light output (power) of the light beam received by the light output detector (FAPC-PD) 6 is expressed by the following equation.
[0070]
(Equation 18)

[0071]
The light output of the light beam received by the light output detector 6 represented by the above equation is shown in the figure when the light output detector 6 and the objective lens 11 are not conjugate via the reflection surface of the beam splitter 4. As shown in FIG. 23, the slope changes in the section A, the section B, and the section C. Here, the section A is the parallel divergence angle θ // = θ // _A , The vertical divergence angle θL = θL _A Is a section in which the parallel divergence angle θ // and the vertical divergence angle θL change, and a section C is the parallel divergence angle θ // = θ //. _C , The vertical divergence angle θL = θL _C Is a section. At the point P in FIG. 23, the following equation is satisfied (the function Banmen indicates the board power, and the function fapc indicates the light output received by the light output detector 6).
[0072]
[Equation 19]

[0073]
(Equation 20)

[0074]
At the point Q in FIG. 23, the following equation is established.
[0075]
[Equation 21]

[0076]
(Equation 22)

[0077]
In order to make a linear proportional relationship between the amount of light flux (board power) irradiated onto the signal recording surface of the optical disc 101 and the light detection output of the light output detector 6, the following equation must be satisfied. is there.
[0078]
(Equation 23)

[0079]
Here, since the ratio of the peak values is maintained, the following equation holds.
[0080]
(Equation 24)

[0081]
Therefore,
[0082]
(Equation 25)

[0083]
Against
[0084]
(Equation 26)

[0085]
(A, b, c, d) that satisfies
[0086]
Here, (a, b, c, d) is not uniquely determined. For example, if only the parallel divergence angle θ // changes, (c, d) may be arbitrary. If only the vertical divergence angle θL changes, (a, b) may be arbitrary. Even when only the parallel divergence angle θ // changes, these variables a and b are not uniquely determined because there are two variables a and b in one mathematical formula. Here, considering a symmetry of the optical system, if a = −b, these a and b are uniquely determined. An example in which (a, b, c, d) is actually determined as described above will be described in [Example] described later.
[0087]
As shown in FIGS. 10 and 11, the optical pickup device according to the present invention comprises a semiconductor laser chip 1 serving as a light source, first and second signal readout photodetectors 28 and 29, and a light output detector 6. Can be configured using the semiconductor substrate 25 provided and formed on the upper surface portion.
[0088]
The semiconductor laser chip 1 is disposed on an upper surface of a heat sink 24 disposed on an upper surface of the semiconductor substrate 25. The signal reading light detectors 28 and 29 and the light output detector 6 are formed on the surface of the semiconductor substrate 25.
[0089]
The semiconductor laser chip 1 emits a light beam parallel to the upper surface of the semiconductor substrate 25 toward the side where the signal readout light detectors 28 and 29 and the light output detector 6 are provided. As described above, the luminous flux emitted from the semiconductor laser chip 1 is a divergent luminous flux having an elliptical cross-sectional shape, and is smaller than the vertical divergence angle θL in the direction perpendicular to the bonding surface of the semiconductor layer in the semiconductor laser chip 1. The parallel divergence angle θ // in the direction parallel to the joining surface is smaller. The semiconductor laser chip 1 is a so-called self-excited oscillation type semiconductor laser. When the light output of the luminous flux is increased, the parallel divergence angle θ // is reduced with the increase of the light output. The semiconductor laser chip 1 is disposed such that the direction of the parallel divergence angle θ // is parallel to the surface of the semiconductor substrate 25.
[0090]
The optical pickup device includes a prism 26 disposed on the semiconductor substrate 25 at one end as an inclined surface 27 serving as a light beam branching unit and positioned on each of the signal reading photodetectors 28 and 29. Have. The angle of inclination of the inclined surface 27 with respect to the surface of the semiconductor substrate 25 is 45 °. A polarizing beam splitter (PBS) film is formed on the inclined surface 27. The prism 26 is formed of a uniaxial crystal or a biaxial crystal. The crystal axis of the crystal forming the prism 26 is set in a plane perpendicular to the normal of the reflection surface (that is, the top surface and the bottom surface) in the prism 26.
[0091]
In the prism 26, a light beam emitted from the semiconductor laser chip 1 is incident on the inclined surface 27. A light beam from the semiconductor laser chip 1 is incident on the inclined surface 27 in an S-polarized state. The inclined surface portion 27 reflects most of the light beam incident from the semiconductor laser chip 1 by the polarizing beam splitter film and deflects the light beam in a direction perpendicular to the surface of the semiconductor substrate 25. The semiconductor substrate 25 is housed in a case 30. The light beam reflected and deflected by the inclined surface portion 27 is emitted to the outside of the case 30 through a through hole formed in the upper surface of the case 30.
[0092]
The light beam emitted from the semiconductor laser chip 1 and reflected by the polarization beam splitter film on the inclined surface portion 27 is incident on an objective lens 11 serving as a condensing means supported by the objective lens driving mechanism 10. The objective lens driving mechanism 10 is provided with the bottom surface of the actuator base 15 joined to the upper surface of the case 30. The objective lens 11 is supported above the semiconductor substrate 25 and faces the signal recording surface of the optical disc 101. The objective lens 11 focuses the incident light beam on the signal recording surface of the optical disc 101.
[0093]
Further, the inclined surface portion 27 transmits the remaining portion of the light beam incident from the semiconductor laser chip 1 and guides the remaining light beam to the light receiving portion of the light output detector 6. The optical output detector 6 is formed on the rear side of the prism 26 when viewed from the semiconductor laser chip 1 side. That is, the light beam emitted from the semiconductor laser chip 1 and transmitted through the inclined surface portion 27 travels through the prism 26 and is emitted to the outside of the prism 26 through the other end surface of the prism 26. The light is detected by the optical output detector 6. The light output detector 6 monitors the light emission output of the semiconductor laser chip 1 and controls the light emission output of the semiconductor laser chip 1 to obtain a light detection output used for so-called auto power control (APC). Things. The light output detector 6 is a photodiode, and has one light receiving unit.
[0094]
In this optical pickup device, an arrow A in FIG. ₁ A first aperture A for defining the diameter of a light beam incident on the objective lens 11 indicated by ₁ And arrow A in FIG. ₂ A second aperture A defining the diameter of the light beam incident on the light receiving surface of the light output detector 6 indicated by ₂ Are substantially conjugate to each other via the inclined surface portion 27. Therefore, the amount of light flux (board power) irradiated onto the signal recording surface of the optical disk 101 via the objective lens 11 and the light detection output of the light output detector 6 are linearly proportional. become.
[0095]
Therefore, in the optical pickup device, the light emission output of the semiconductor laser chip 1 is controlled based on the light detection output output from the light output detector 6 to irradiate the signal on the signal recording surface of the optical disk 101. It is possible to easily and accurately control the amount of light flux.
[0096]
The light beam condensed on the signal recording surface by the objective lens 11 is reflected by the signal recording surface and returns to the inclined surface 27 via the objective lens 11. The reflected light from the signal recording surface that has returned to the inclined surface 27 passes through the inclined surface 27 and enters the prism 26, and is emitted from the lower surface of the prism 26 to the outside of the prism 26. The light is guided to the signal reading photodetectors 28 and 29 and received.
[0097]
That is, the reflected light that has entered the inclined surface portion 27 through the objective lens 11 is refracted by the inclined surface portion 27 and enters the prism 26, and a part of the reflected light passes through the bottom portion of the prism 26 and passes through the prism 26. The light is detected by the first signal readout photodetector 28, and the remaining portion is reflected by the bottom portion. The light beam reflected by the bottom surface portion is totally reflected by the top surface portion of the prism 26, then passes through the bottom surface portion of the prism 26, and is received by the second signal readout photodetector 29.
[0098]
The light receiving portion of the first signal readout photodetector 28 includes a pair of light receiving portions 28b and 28c in a central portion and a pair of light receiving portions 28a and 28d located on both sides of each of the light receiving portions 28b and 28c in the central portion. (In order from the end, 28a, 28b, 28c, 28d). Each of the light receiving sections 28a, 28b, 28c, 28d is a photodiode. The light receiving portion of the second signal readout photodetector 29 is divided into front and rear portions, and these front and rear portions are respectively divided into central light receiving portions 29y1 and 29y2 and central light receiving portions 29y1 and 29y2. Are divided in parallel to three pairs of light receiving portions 29x1, 29x1, 29x2, and 29x2 located on both sides of the light receiving portion. These light receiving sections 29y1, 29x1, 29x1, 29y2, 29x2, 29x2 are photodiodes, respectively.
[0099]
In the recording / reproducing apparatus using this optical pickup device, the optical disc 101 is calculated by calculating the photodetection outputs individually output from the respective light receiving sections constituting the signal reading photodetectors 28 and 29 and amplified. And a focus error signal and a tracking error signal. The focus error signal is a signal indicating a distance between the focal point of the light beam and the signal recording surface in the optical axis direction of the objective lens 11. In the optical pickup device, as shown by an arrow F in FIGS. 10 and 11, the operation of moving the objective lens 11 in the optical axis direction of the objective lens 11 so that the focus error signal becomes 0, that is, Then, a focus servo operation is performed. Further, the tracking error signal is a distance between a convergence point of the light beam and the recording track and a direction perpendicular to a tangent line of the recording track and an optical axis of the objective lens 11, that is, a radial direction of the optical disc. Signal. In the optical pickup device, as shown by an arrow T in FIGS. 10 and 11, in the tangential direction of the recording track and in the direction perpendicular to the optical axis of the objective lens 11, so that the tracking error signal becomes zero. Of the objective lens 11, that is, a tracking servo operation is performed.
[0100]
In this optical pickup device, when an information signal is read from the optical disk 101, when the optical disk 101 is a so-called pit disk, the light beam irradiated on the signal recording surface of the optical disk 101 is reflected by the signal recording surface. Due to diffraction by the upper pits, the amount of reflected light is modulated according to the information signal recorded on the signal recording surface and reflected.
[0101]
At this time, in the prism 26, the reflected light reflected by the signal recording surface of the optical disk 101 and entering the inclined surface 27 via the objective lens 11 is refracted by the inclined surface 27 and enters the prism 26. Part of the light passes through the bottom surface of the prism 26 and is received by the first signal readout photodetector 28, and the remainder is reflected by the bottom surface. Each light detection output output from each light receiving portion 28a, 28b, 28c, 28d constituting the first signal readout photodetector 28 via a current / voltage amplifier (not shown) formed on the semiconductor substrate 25. The sum of a, b, c, and d is a read signal (so-called RF signal) from the optical disc 101. That is, the read signal RF is the following signal.
[0102]
RF = a + b + c + d
The light beam reflected by the bottom surface portion is totally reflected by the top surface portion of the prism 26, then passes through the bottom surface portion of the prism 26, and is received by the second signal readout photodetector 29. In the second signal readout photodetector 29, the reflected light is received by the front three light receiving portions 29x1, 29y1, 29x1 or the rear three light receiving portions 29x2, 29y2, 29x2. You. The light detection signals output from the light receiving sections 29x1, 29y1, 29x1, 29x2, 29y2, and 29x2 constituting the second signal readout photodetector 29 via the current-voltage amplifier are denoted by x1 (two divided planes). The sum of the outputs from the light receiving sections 29x1 and 29x1), y1 and x2 (the sum of the outputs from the two divided light receiving sections 29x2 and 29x2) and y2, the focus error signal FCS is calculated by the so-called operation concentric method. Thus, the following signal is obtained.
[0103]
FCS = ((a + d)-(b + c))-(x1-y1)
Or FCS = ((a + d)-(b + c))-(x2-y2)
The tracking error signal TRK is the following signal obtained by a so-called push-pull method.
[0104]
TRK = (a + b)-(c + d)
In the optical pickup device, when the optical disk 101 is a so-called magneto-optical disk, the light beam irradiated on the signal recording surface of the optical disk 101 is recorded on the signal recording surface by the so-called Kerr effect. The polarization direction is modulated according to the information signal and reflected.
[0105]
At this time, in the prism 26, the reflected light reflected by the signal recording surface of the optical disk 101 and entering the inclined surface 27 via the objective lens 11 is refracted by the inclined surface 27 and enters the prism 26. Then, the light is branched in the prism 26 according to the polarization direction component, a part of the light is transmitted through the bottom surface of the prism 26 and received by the first signal readout photodetector 28, and the remaining portion is reflected by the bottom surface portion. Is reflected. The light beam reflected by the bottom surface portion is totally reflected by the top surface portion of the prism 26, then passes through the bottom surface portion of the prism 26, and is received by the second signal readout photodetector 29. In the second signal readout photodetector 29, the reflected light is separated and condensed according to the polarization direction component, and each is received. Therefore, if a difference signal between two photodetection outputs corresponding to the respective light fluxes separated and condensed according to the polarization direction components is obtained, this difference signal becomes an information signal recorded on the magneto-optical disk 103. (A so-called MO signal). That is, the light detection outputs output from the respective light receiving sections 29x1, 29y1, 29x2, and 29y2 constituting the second signal readout photodetector 29 via the current-voltage amplifier are respectively x1 (the divided two surfaces). Assuming that the sum of the outputs from the light receiving units 29x1 and 29x1), y1 and x2 (the sum of the outputs from the two divided light receiving units 29x2 and 29x2) and y2, the read signal MO is as follows.
[0106]
MO = (x1 + y1)-(x2 + y2)
The focus error signal FCS becomes the following signal by the same operation concentric circle method as described above.
[0107]
FCS = ((a + d)-(b + c))-((x1-y1) + (x2-y2))
Further, the tracking error signal TRK is the following signal, as described above.
TRK = (a + b)-(c + d)
In this optical pickup device, when an information signal is written on the optical disk 101 which is the magneto-optical disk, the light output of the light beam emitted from the semiconductor laser chip 1 is the light output of the light beam on the signal recording surface of the optical disk 101. When the light is condensed by the objective lens 11 above, the signal recording layer of the optical disc 101 is heated to a temperature higher than the so-called Curie temperature of the material forming the signal recording layer at the focal point of the light flux. Done.
[0108]
Then, an external magnetic field is applied to the signal recording layer by a magnetic head corresponding to the converging point of the light beam. This external magnetic field is modulated according to an information signal written on the optical disk 101. That is, information signals are written on the signal recording layer of the optical disc 101 by a so-called magnetic field modulation method.
[0109]
At this time, the focus error signal FCS is the following signal, as described above.
[0110]
FCS = ((a + d)-(b + c))-((x1-y1) + (x2-y2))
Further, the tracking error signal TRK is the following signal, as described above.
TRK = (a + b)-(c + d)
In this optical pickup device, the focus servo operation and the tracking servo operation are performed by the objective lens driving mechanism (biaxial actuator) 10 provided on the case 30. In order to reduce the diameter of the beam spot formed by condensing the light beam on the optical disk 101 in the direction along the recording track, the tracking direction is set to the parallel divergence angle θ // in the semiconductor laser chip 1. The direction has been made.
[0111]
The optical pickup device according to the present invention uses the semiconductor substrate 25 on which the semiconductor laser chip 1 and the signal readout photodetectors 28 and 29 are formed, as shown in FIGS. A hologram lens 32 may be used as the light beam branching means and the light condensing means.
[0112]
The hologram lens 32 is disposed on an upper surface of a cover glass 31 supported on the frame 30. In this optical pickup device, as shown in FIG. 12, a light beam emitted from the semiconductor laser chip 1 disposed on the semiconductor substrate 25 is incident on the hologram lens 32 through the cover glass 31. The light is condensed on the signal recording surface of the optical recording medium by the hologram lens 32. The reflected light flux reflected by the signal recording surface returns to the hologram lens 32, and is branched by the hologram lens 32 from the optical path returning to the semiconductor laser chip 1, and the signal reading light detectors 28 and 29 are separated. Head for. A part of the light beam emitted from the semiconductor laser chip 1 is reflected by the lower surface of the cover glass 31 and received by the optical output detector 6 formed on the semiconductor substrate 25.
[0113]
Further, in the optical pickup device, as shown in FIG. 13, a part of the light beam emitted from the semiconductor laser chip 1 enters the cover glass 31 and is reflected by the upper surface of the cover glass 31, The light output detector 6 may be configured to receive light.
[0114]
In this optical pickup device, as shown in FIG. 14, a light beam emitted from the semiconductor laser chip 1 is reflected by a slope portion 65 provided on the semiconductor substrate 25 and is incident on the hologram lens 32. It may be configured as follows. In this case, a part of the light beam emitted from the semiconductor laser chip 1 is received by the light output detector 6 formed on the slope 65.
[0115]
Also in these optical pickup devices, the first aperture A that defines the diameter of the light beam incident on the hologram lens 32 is used. ₁ And a second aperture A for defining the diameter of a light beam incident on the light receiving surface of the light output detector 6. ₂ Are conjugate to each other via the hologram lens 32. Therefore, the amount of light flux (board power) irradiated onto the signal recording surface of the optical disc 101 via the hologram lens 32 and the light detection output of the light output detector 6 are linearly proportional. become.
[0116]
The disk player device according to the present invention includes the above-described optical pickup device according to the present invention, a rotation operation mechanism that holds and rotates the optical disk 101, and a control unit.
[0117]
The rotary operation mechanism includes a spindle motor and a disk table attached to a drive shaft of the spindle motor. This disk table is configured to hold the central portion of the optical disk 101. The spindle motor rotates the optical disk 101 held by the disk table together with the disk table. In the disc player device, the optical pickup device is supported in a state where the objective lens 11 faces the signal recording surface of the optical disc 101 held on the disc table. Further, the optical pickup device can be moved in the direction of approaching and separating from the spindle motor over the inner and outer circumferences of the optical disk 101.
[0118]
The control means controls the light output of the semiconductor laser chip 1 based on the light detection output output from the light output detector 6 of the optical pickup device. That is, in the disc player device, the light emission output of the semiconductor laser chip 1 is controlled based on the light detection output output from the light output detector 6 to irradiate the signal recording surface of the optical disc 101 with the light. The amount of luminous flux emitted is precisely controlled.
[0119]
【Example】
Hereinafter, an example in which (a, b, c, d) shown in the above [Equation 26] is actually determined is shown.
[0120]
[Example 1]
The opening angle NAr of the light beam incident on the first aperture in the x-axis direction and the opening angle NAt of the light beam incident on the first aperture in the y-axis direction are:
NAr = NAt = 0.12
In the case where the parallel divergence angle θ // changes from 10 ° to 15 ° and the vertical divergence angle θL is constant at 30 °, (c, d) is arbitrary (for example, (− 1,1)). As for (a, b), as shown below,
(A, b) = (− 0.853, 0.853)
When,
f (σ _xA , Σ _yA ) ≒ f (σ _xC , Σ _yC )
It becomes. here,
(C, d) = (-1, 1)
Where the center position ((a + b) / 2) and the width (| ab− / 2) of the light receiving surface of the light output detector 6 are variables.
Be f (σ _xC , Σ _yC ) Bo / b f (σ _xA , Σ _yA ) Bo
The change of the value can be represented by a contour line as shown in FIG. 15 by plotting the center position ((a + b) / 2) on the horizontal axis and the width (| ab− / 2) on the vertical axis. Can be. here,
Be f (σ _xC , Σ _yC ) Bo / b f (σ _xA , Σ _yA ) Bo = 1
In this case, the amount of the light beam irradiated onto the signal recording surface of the optical disk 101 (board surface power) and the light detection output of the light output detector 6 have a linear proportional relationship (linearity is Will be the best).
[0121]
here,
Be f (σ _xC , Σ _yC ) Bo / b f (σ _xA , Σ _yA ) Bo = 1
And a = −b, that is, (a + b) / 2 = 0, as shown in FIG.
(A, b, c, d) = (− 0.853, 0.853, −1, 1)
(An example of a first solution), but if a ≠ −b and a = 0, a solution as shown in FIG. 17 (an example of a second solution) is obtained. In the example of the first solution, in maintaining the linearity between the board power and the light detection output of the light output detector 6, the center of the light receiving surface of the light output detector 6 is shifted (or, (A shift in the light beam emission direction of the LD and a positional shift and movement of the objective lens 11), but is weak against a change in the width of the light receiving surface. On the other hand, in the example of the second solution, in maintaining the linearity between the board power and the light detection output of the light output detector 6, the change in the width of the light receiving surface portion of the light output detector 6 is Strong, but weak against center shift of the light receiving surface.
[0122]
When (a, b, c, d) = (− 0.5, 0.5, −1, 1), in the sections A and C, the light output with respect to the board power is used. The gradient of the change rate of the detection output of the detector 6 changes by 12.5%.
[0123]
[Example 2]
The opening angle NAr of the light beam incident on the first aperture in the x-axis direction and the opening angle NAt of the light beam incident on the first aperture in the y-axis direction are:
NAr = NAt = 0.12
When the parallel divergence angle θ // changes from 10 ° to 15 ° and the vertical divergence angle θL changes from 25 ° to 30 °, (a, b, c, d) becomes
(A, b, c, d) = (− 0.853, 0.853, −0.895, 0.895)
When,
f (σ _xA , Σ _yA ) ≒ f (σ _xC , Σ _yC )
It becomes.
[0124]
here,
(A, b, c, d) = (α−0.5, α + 0.5, β−0.5, β + 0.5)
(That is, when the light receiving surface portion of the optical output detector 6 is a square having a center at (α, β) and a side length of 1)
Be f (σ _xC , Σ _yC ) Bo / b f (σ _xA , Σ _yA ) Bo
When the x-axis component (α) of the center of the light-receiving surface is plotted on the horizontal axis and the y-coordinate component width (β) of the center of the light-receiving surface is plotted on the vertical axis, the change of Contour lines can be displayed. here,
Be f (σ _xC , Σ _yC ) Bo / b f (σ _xA , Σ _yA ) Bo = 1
In this case, the amount of the light beam irradiated onto the signal recording surface of the optical disk 101 (board surface power) and the light detection output of the light output detector 6 have a linear proportional relationship (linearity is Will be the best).
[0125]
Where f (σ _xC , Σ _yC ) Bo / b f (σ _xA , Σ _yA ) Bo = 1
If α = 0, β ≒ ± 1. That is,
(A, b, c, d) = (− 0.5, 0.5, −1.5, −0.5)
Or
(A, b, c, d) = (− 0.5, 0.5, 0.5, 1.5)
In the above, the board surface power and the light detection output of the light output detector 6 can be in a substantially linear proportional relationship.
[0126]
Here,
(A, b, c, d) = (− 0.5, 0.5, −0.5, 0.5)
In the case of α = β = 0, in the section A and the section C, the gradient of the change rate of the detection output of the optical output detector 6 with respect to the board power changes by 14.5%. I do.
[0127]
As described above, in the optical pickup device, even when the shape of the light receiving surface of the optical output detector 6 is limited, the center position of the optical output detector 6 is appropriately set as described above. Thereby, the linearity between the board power and the light detection output of the light output detector 6 can be maintained.
[0128]
That is, in this optical pickup device, the shape, size, and arrangement position of the light receiving surface of the light output detector 6 are determined. It is best corrected finely in consideration of various restrictions and conditions existing in the actual design, such as linearity of light detection sensitivity and deviation of the intensity distribution from the Gaussian distribution within the diffusion angle of the luminous flux of the semiconductor laser chip 1. Can be found.
[0129]
【The invention's effect】
As described above, in the optical pickup device and the disc player device according to the present invention, the first beam diameter defining the diameter of the light beam incident on the light condensing means for condensing the light beam emitted from the light source on the optical recording medium is defined. And the second aperture defining the diameter of the light beam incident on the light receiving surface of the optical output detector are conjugated to each other via the light beam branching means.
[0130]
Therefore, in this optical pickup device, even if the divergence angle of the light beam emitted from the light source changes, the amount of the light beam irradiated onto the signal recording surface of the optical recording medium via the light condensing means and the light beam The light detection output of the output detector has a linear (linear) proportional relationship.
[0131]
That is, in this optical pickup device, by controlling the light emission output of the light source based on the light detection output output from the light output detector, the light flux irradiated on the signal recording surface of the optical recording medium is controlled. The amount can be easily and precisely controlled.
[0132]
In other words, the present invention provides a light source that emits light on a signal recording surface of an optical recording medium even when the divergence angle of the light emitted from a semiconductor laser used as a light source changes with a change in the light output of the light. An object of the present invention is to provide an optical pickup device capable of accurately controlling the irradiation amount and accurately writing and reading information signals to and from the optical recording medium.
[0133]
Further, the present invention can provide a disk player device having good recording / reproducing characteristics by including the above-described optical pickup device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view, partially broken away, showing a configuration of an optical pickup device according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of a main part of an optical system of the optical pickup device.
FIG. 3 is a graph showing a relationship between a light emission output of a semiconductor laser and a divergence angle of a light beam in the optical pickup device.
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a light emission output of a semiconductor laser and an output of a light output detector in the optical pickup device.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the emission output of a semiconductor laser in the optical pickup device and the amount of luminous flux irradiated on an optical disk.
FIG. 6 is a graph showing a relationship between an amount of a light beam irradiated on an optical disk and an output of an optical output detector in the optical pickup device.
FIG. 7 is a side view, partially cut away, showing another example of the configuration of the aperture for the optical output detector in the optical pickup device.
FIG. 8 is a front view showing another example of the configuration of the optical output detector in the optical pickup device.
FIG. 9 is a front view showing still another example of the configuration of the optical output detector in the optical pickup device.
FIG. 10 is a side view showing another example of the configuration of the optical pickup device, partially cut away.
FIG. 11 is a plan view showing a configuration of the optical pickup device shown in FIG. 10;
FIG. 12 is a longitudinal sectional view showing a configuration in a case where a hologram lens is used as a light condensing means in the optical pickup device.
FIG. 13 is a longitudinal sectional view showing another example of the configuration in the case where a hologram lens is used as the light condensing means in the optical pickup device.
FIG. 14 is a longitudinal sectional view showing still another example of a configuration in which a hologram lens is used as a light condensing means in the optical pickup device.
FIG. 15 is a graph showing a relationship between a center position and a width of a light receiving surface portion of an optical output detector in the optical pickup device and linearity in auto power control.
FIG. 16 is a front view illustrating an example (an example of a first solution) in which a light receiving surface of an optical output detector in the optical pickup device is set.
FIG. 17 is a front view showing an example (an example of a second solution) in which a light receiving surface of an optical output detector in the optical pickup device is set.
FIG. 18 is a graph showing the relationship between the center position of the light receiving surface and the linearity in the automatic power control when the shape of the light receiving surface of the optical output detector is limited in the optical pickup device.
FIG. 19 is a side view showing a configuration of an optical system of a conventional optical pickup device.
FIG. 20 is a graph showing a relationship between a light emission output of a semiconductor laser and a divergence angle of a light beam in the conventional optical pickup device.
FIG. 21 is a graph showing the relationship between the emission output of a semiconductor laser and the output of an optical output detector in the conventional optical pickup device.
FIG. 22 is a graph showing the relationship between the emission output of a semiconductor laser and the amount of luminous flux irradiated on an optical disk in the conventional optical pickup device.
FIG. 23 is a graph showing a relationship between an amount of a light beam irradiated on an optical disk and an output of an optical output detector in the conventional optical pickup device.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 semiconductor laser chip, 6 optical output detector, 11 objective lens, 12 lens holder, 13 focus coil, 14 tracking coil, 15 actuator base, 17 elastic support member, 18, 20 yoke, 19, 21 magnet, 26 prism, 27 Inclined surface portion, 28, 29 Photodetector for signal reading, 32 Hologram lens, 101 Optical disk, 102 Signal recording layer

Claims (4)

A light source that emits a luminous flux whose divergence angle changes in accordance with a change in light emission output ;
A light beam emitted from the light source is incident via a light beam branching device, and a light collecting device for condensing the light beam on a signal recording surface of an optical recording medium;
A part of the light beam emitted from the light source before being incident on the light condensing means is incident via the optical branching means, and an optical output detector for detecting the optical output of the light beam;
A first aperture for defining a diameter of a light beam incident on the condensing means;
A second aperture that defines a diameter of a light beam incident on the light output detector,
The first and second apertures are arranged such that an opening distance in at least a direction orthogonal to the optical axis of the light beam and in which a divergence angle changes in accordance with a change in the light emission output of the light source is transmitted through a light beam branching unit. Optical pickup device that is conjugated to each other. One end is formed as an inclined surface portion that is a light beam branching means, and has a prism disposed on the signal reading photodetector.The prism reflects a part of the light beam emitted from the light source by the inclined surface portion. The light beam is made incident on the objective lens, which is a condensing means, and the remaining part of this light beam is transmitted through the inclined surface portion and guided to the light receiving portion of the optical output detector. 2. The optical device according to claim 1, wherein the light is returned to the inclined surface portion through the objective lens, and the reflected light flux is transmitted through the inclined surface portion, enters the prism, and is guided to the signal reading photodetector. Pickup device. A light source,
A light beam emitted from the light source is incident via a light beam branching device, and a light collecting device for condensing the light beam on a signal recording surface of an optical recording medium;
A part of the light beam emitted from the light source before being incident on the light condensing means is incident via the optical branching means, and an optical output detector for detecting the optical output of the light beam;
A first aperture for defining a light beam incident on the light collecting means;
A second aperture for defining a light beam incident on the light output detector,
Coordinate axes orthogonal to the optical axis of the light beam emitted from the light source and orthogonal to each other are defined as an x-axis and a y-axis, and the second aperture is defined by two sides parallel to the x-axis and two sides parallel to the y-axis. And the intersections of these four sides with the respective coordinate axes are (a, b, c, d),
The light flux of the divergence angle of the x-axis direction in the light source theta _x, y-axis direction of the divergence angle theta _y, the first light flux incident on the aperture x-axis direction of the opening angle of the NA _{x, y-axis} direction Is defined as NA _y, and the intensity distribution of the light flux on the entrance pupil of the first aperture is normalized by setting the radius of the entrance pupil to 1.

age,

As
The light output of the light beam incident on the light receiving surface of the light output detector when the light output of the light beam emitted from the light source is low output,

(K _2P is the peak value of the intensity distribution on the light receiving surface of the light output detector), and the light output of the light beam condensed on the optical recording medium via the light condensing means is

(K _1P is the peak value of the intensity distribution on the entrance pupil of the light condensing means), and the ratio of these functions is
f ([sigma] _xA , [sigma] _yA ) = _fapc ([sigma] _xA , [sigma] _yA ) / Banmen ([sigma] _xA , [sigma] _yA )
The light output of the light beam incident on the light receiving surface of the light output detector when the light output of the light beam emitted from the light source is increased and the divergence angle of the light beam is reduced,

(K _2Q is the peak value of the intensity distribution on the light receiving surface of the light output detector), and the light output of the light beam condensed on the optical recording medium via the light condensing means is

(K _1Q is the peak value of the intensity distribution on the entrance pupil of the light condensing means), and the ratio of these functions is
_{f (σ xC, σ yC)} = f apc (σ xC, σ yC) / Banmen (σ xC, σ yC)
When indicated by
The intersections (a, b, c, d) are

The optical pickup device has a value that satisfies the condition. A medium holding mechanism for holding an optical recording medium;
A light source that emits a luminous flux whose divergence angle changes in accordance with a change in light emission output ;
A light beam emitted from the light source is incident via a light beam branching device, and a light collecting device for condensing the light beam on a signal recording surface of an optical recording medium;
A collecting means for moving the light collecting means in a direction tangential to a recording track on which an information signal is recorded on the signal recording surface of the optical recording medium held by the medium holding mechanism and in a direction perpendicular to the optical axis of the light collecting means. Light means driving mechanism;
A light output detector in which a part of the light beam emitted from the light source and before being incident on the light condensing means is incident via the light beam branching means,
A first aperture for defining a diameter of a light beam incident on the condensing means;
A second aperture defining a diameter of a light beam incident on the light output detector;
Control means for controlling the light emission output of the light source according to the detection output output from the light output detector,
The first and second apertures are arranged such that an opening distance in at least a direction orthogonal to the optical axis of the light beam and in which a divergence angle changes in accordance with a change in the light emission output of the light source is transmitted through a light beam branching unit. Disc players that are conjugated to each other.

Images