JP2007012216A - レーザー集光装置、光ピックアップ装置、光ディスク記録再生装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 第1ディスク媒体の第1保護層の厚みに応じた開口数の第1領域と、第2ディスク媒体の第2保護層の厚み(>第1保護層の厚み)に応じた開口数の第1方向に直線偏光した第1レーザー光を透過し第1方向と直交する第2方向に直線偏光した同一波長の第2レーザー光を回折して透過するホログラムパターンを有する第1領域内の第2領域と、を有する偏光ホログラム素子と、第1保護層の厚みに応じた開口数を有し第2領域を含む第1領域を透過した第1レーザー光を第1保護層の情報面に集光し、第2領域を透過した第2レーザー光を第2保護層の情報面に集光する対物レンズと、偏光ホログラム素子、対物レンズを保持するホルダーと、を備えたことを特徴とする。
【選択図】 図2
Description
==レーザー集光装置を適用した光ピックアップ装置の全体構成例==
図1乃至図4を参照しつつ、本発明に係るレーザー集光装置(レーザー集光体)19及び当該レーザー集光装置19を適用した光ピックアップ装置の全体構成について説明する。図1は、本発明に係る光ピックアップ装置の全体構成の一例を示す機能ブロック図である。尚、図1に示す左斜め斜線は、レンズホルダー11の断面を表しており、図1以降の図面においても同様にレンズホルダー11の断面を表すものとする。図2は、図1に示す対物レンズ10及び偏光ホログラム素子8の詳細図である。図3は、偏光ホログラム素子8に形成されたホログラムパターンの平面図である。図4は、偏光ホログラム素子8に形成されたホログラムパターンの断面図である。尚、以下、HD DVD規格の光ディスク媒体をHD DVD媒体(第2ディスク媒体)21といい、Blu-ray規格の光ディスク媒体をBlu-ray媒体(第1ディスク媒体)20という。また、光ディスク媒体における情報が記録される層を情報面という。更に、光ピックアップ装置からのレーザー光が、光ディスク媒体の一方側の面に入射されてから情報面に達するまでの厚さを保護層の厚みという。
(1)Blu-ray媒体20に対する光ピックアップ装置の動作
先ず、図1乃至図4を参照しつつ、Blu-ray媒体20に対する、本発明に係るレーザー集光装置19及び当該レーザー集光装置19を適用した光ピックアップ装置の動作について説明する。
次に、図2乃至図9を参照しつつ、HD DVD媒体21に対する、本発明に係るレーザー集光装置19及び当該レーザー集光装置19を適用した光ピックアップ装置の動作について説明する。図5は、HD DVD媒体21に対する、図1に示す光ピックアップ装置の動作を説明するための全体構成図である。図6は、レーザー集光装置19及びHD DVD媒体21におけるY方向レーザー光の様子を模式的に示した図である。図7は、NA0.65の領域以外のNA0.85の領域に設けられた拡散ホログラムパターンを示した図である。図8、図9は、ホログラムパターンのその他の断面形状を示す図である。
==レーザー集光装置を適用した光ピックアップ装置の全体構成例==
図3、図4、図10、図11、図13を参照しつつ、本発明に係るレーザー集光装置(レーザー集光体)22及び当該レーザー集光装置22を適用した光ピックアップ装置の全体構成について説明する。図10は、本発明に係る光ピックアップ装置の全体構成の一例を示す機能ブロック図である。図11、図13は、図10に示す対物レンズ10及び無偏光ホログラム素子24の詳細図である。尚、図10において図1と同様の構成については、同一符号を付して説明を省略する。
(1)Blu-ray媒体20に対する光ピックアップ装置の動作
先ず、図10、図11、図14を参照しつつ、Blu-ray媒体20に対する、本発明に係るレーザー集光装置22及び当該レーザー集光装置22を適用した光ピックアップ装置の動作について説明する。図14は、0次光及び透過レーザー光の光強度分布を示す図である。尚、図14紙面上下方向は、0次光及び透過レーザー光の光強度のレベルを示しており、上方向にいくにつれて光強度のレベルが大きいことを表している。
次に、図6、図8、図9、図12、図13、図15を参照しつつ、HD DVD媒体21に対する、本発明に係るレーザー集光装置22及び当該レーザー集光装置22を適用した光ピックアップ装置の動作について説明する。図12は、HD DVD媒体21に対する、図10に示す光ピックアップ装置の動作を説明するための全体構成を示す図である。図15は、ホログラムパターンのその他の形態を示す図である。
この結果、Blu-ray媒体20の情報面には、80%の光強度の0次光と、NA0.65の領域以外のNA0.85の領域を透過した透過レーザー光(回折されていないため100%の光強度)とが照射され、記録/再生を行うことが可能となる。一方、HD DVD媒体21の情報面には、10%の光強度の+1次光が照射され、再生のみを行うことが可能となる。
この結果、Blu-ray媒体20の情報面には、20%の光強度の0次光と、NA0.65の領域以外のNA0.85の領域を透過した透過レーザー光(回折されていないため100%の光強度)とが照射され、再生のみを行うことが可能となる。一方、HD DVD媒体21の情報面には、80%の光強度の+1次光が照射され、記録/再生を行うことが可能となる。
この結果、使用する波長(400nm〜410nm)が同じであって、保護層の厚みが異なる光ディスク媒体(Blu-ray媒体20及びHD DVD媒体21)に対する記録/再生を、1つの対物レンズ10にて行うことが可能となる。
この結果、フレア光によるHD DVD媒体21に対する記録/再生への影響を軽減することが可能となる。
この結果、Blu-ray媒体20及びHD DVD媒体21に対する記録/再生をより確実に行うことが可能となる。
==レーザー集光装置を適用した光ピックアップ装置の全体構成例==
図3、図4、図9、図16乃至図18を参照しつつ、本発明に係るレーザー集光装置29(レーザー集光体)及び当該レーザー集光装置29を適用した光ピックアップ装置の全体構成について説明する。図16は、本発明に係る光ピックアップ装置の全体構成の一例を示す機能ブロック図である。図17は、図16に示す対物レンズ10、無偏光ホログラム素子33、偏光ホログラム素子30の詳細図である。図18は、図17に示す無偏光ホログラム素子33に形成されるホログラムパターンの詳細図である。尚、以下、DVD規格の光ディスク媒体をDVD媒体(第3ディスク媒体)34という。また、図16において図1と同様の構成については、同一符号を付して説明を省略する。
ダイクロックミラー27は、赤色用コリメータレンズ26からのX方向赤色レーザー光を反射して、ミラー28に出射する。また、ダイクロックミラー27は、液晶素子4からのX方向レーザー光及びY方向レーザー光を透過して、ミラー28に出射する。
ミラー28は、X方向赤色レーザー光、X方向レーザー光(第1レーザー光)、Y方向レーザー光(第2レーザー光)を反射して、偏光ホログラム素子30に出射する。
図6、図16乃至図19を参照しつつ、DVD媒体34に対する、本発明に係るレーザー集光装置29及び当該レーザー集光装置29を適用した光ピックアップ装置の動作について説明する。図19は、無偏光ホログラムパターンのその他の形態を示す図である。尚、Blu-ray媒体20及びHD DVD媒体21に対する光ピックアップ装置の動作は、第1の実施形態と同様のため、説明を省略する。
===レーザー集光装置を適用した光ピックアップ装置の全体構成例==
図3、図9、図20、図21を参照しつつ、本発明に係るレーザー集光装置(レーザー集光体)35及び当該レーザー集光装置35を適用した光ピックアップ装置の全体構成について説明する。図20は、本発明に係る光ピックアップ装置の全体構成の一例を示す機能ブロック図である。図21は、図20に示す、対物レンズ10及び無偏光ホログラム素子36の詳細図である。尚、図20において図10、図16と同様の構成については、同一符号を付して説明を省略する。
図11、図13、図20、図21を参照しつつ、DVD媒体34に対する、本発明に係るレーザー集光装置35及び当該レーザー集光装置35を適用した光ピックアップ装置の動作について説明する。尚、Blu-ray媒体20及びHD DVD媒体21に対する光ピックアップ装置の動作は、第2の実施形態と同様のため、説明を省略する。
2、31 LD駆動回路
3 コリメータレンズ
4 液晶素子
5 液晶駆動回路
6、28、40 ミラー
7、9、12,13 ガラス基板
8、30 偏光ホログラム素子
10 対物レンズ
11 レンズホルダー
14、15 透明電極
16 液晶分子層
17 複屈折材料
18 NA制限部
19、22、29、35 レーザー集光装置
20 Blu-ray媒体
21 HD DVD媒体
24、33、36 無偏光ホログラム素子
26、38 赤色用コリメータレンズ
27、39 ダイクロックミラー
32、37 赤色半導体レーザー
34 DVD媒体
Claims (18)
- 第1ディスク媒体の第1保護層の厚みに応じた開口数で定まる第1領域と、第2ディスク媒体の第2保護層の厚み(>前記第1保護層の厚み)に応じた開口数で定まり、第1方向に直線偏光した第1レーザー光を回折せずに透過するとともに、前記第1方向と直交する第2方向に直線偏光した前記第1レーザー光と同一波長の第2レーザー光を回折して透過するためのホログラムパターンを有する前記第1領域の内側の第2領域と、を有する偏光ホログラム素子と、
前記第1保護層の厚みに応じた前記開口数を有し、前記第2領域を含む前記第1領域を透過した後の第1レーザー光を前記第1保護層の一方側の情報面に集光するとともに、前記第2領域を透過した後の第2レーザー光を前記第2保護層の一方側の情報面に集光するための対物レンズと、
前記偏光ホログラム素子及び前記対物レンズを保持するホルダーと、
を備えたことを特徴とするレーザー集光装置。 - 前記偏光ホログラム素子は、
前記第2領域を除く前記第1領域に対して、
前記第1レーザー光を回折せずに透過するとともに、前記第2領域を除く前記第1領域を透過した後の第2レーザー光が、前記第2保護層の一方側の情報面に集光しないように当該第2レーザー光を回折する拡散ホログラムパターンを有する、
ことを特徴とする請求項1に記載のレーザー集光装置。 - 前記第2レーザー光の光軸方向における前記ホログラムパターンの断面形状は、略直線状又は階段状の傾斜を有する鋸歯形である、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のレーザー集光装置。 - (A)第1方向に直線偏光した第1レーザー光を出射する半導体レーザーと、
(B)前記第1レーザー光の偏光方向を保持したまま透過し、又は、前記第1レーザー光の偏光方向を前記第1方向と直交する第2方向に回転した第2レーザー光を透過する偏光方向切替素子と、
(C)第1ディスク媒体の第1保護層の厚みに応じた開口数で定まる第1領域と、第2ディスク媒体の第2保護層の厚み(>前記第1保護層の厚み)に応じた開口数で定まり、前記第1レーザー光を回折せずに透過するとともに、前記第2レーザー光を回折して透過するためのホログラムパターンを有する前記第1領域の内側の第2領域と、を有する偏光ホログラム素子と、
前記第1保護層の厚みに応じた前記開口数を有し、前記第2領域を含む前記第1領域を透過した後の第1レーザー光を前記第1保護層の一方側の情報面に集光するとともに、前記第2領域を透過した後の第2レーザー光を前記第2保護層の一方側の情報面に集光するための対物レンズと、
前記偏光ホログラム素子及び前記対物レンズを保持するホルダーと、からなるレーザー集光体と、
を備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。 - 第1ディスク媒体の第1保護層の厚みに応じた開口数で定まる第1領域と、第2ディスク媒体の第2保護層の厚み(>前記第1保護層の厚み)に応じた開口数で定まり、レーザー光を0次光及び1次以上の高次回折光とするためのホログラムパターンを有する前記第1領域の内側の第2領域と、を有する無偏光ホログラム素子と、
前記第1保護層の厚みに応じた前記開口数を有し、前記第2領域を除く前記第1領域を透過したレーザー光及び前記第2領域を透過した0次光を前記第1保護層の一方側の情報面に集光するとともに、前記第2領域を透過した高次回折光を前記第2保護層の一方側の情報面に集光するための対物レンズと、
前記無偏光ホログラム素子及び前記対物レンズを保持するホルダーと、
を備えたことを特徴とするレーザー集光装置。 - 前記無偏光ホログラム素子は、
前記第2領域を除く前記第1領域に対して、
前記第2領域を除く前記第1領域を透過した後のレーザー光が、前記第2保護層の一方側の情報面に集光しないように当該レーザー光を0次光及び1次以上の高次回折光とするための拡散ホログラムパターンを有する、
ことを特徴とする請求項5に記載のレーザー集光装置。 - 前記無偏光ホログラム素子は、
前記対物レンズと対向する側の面、又は、前記対物レンズと対向しない側の面の何れか一方に対して、前記ホログラムパターンを有する、
ことを特徴とする請求項5又は請求項6に記載のレーザー集光装置。 - (A)レーザー光を出射する半導体レーザーと、
(B)第1ディスク媒体の第1保護層の厚みに応じた開口数で定まる第1領域と、第2ディスク媒体の第2保護層の厚み(>前記第1保護層の厚み)に応じた開口数で定まり、前記レーザー光を0次光及び1次以上の高次回折光とするためのホログラムパターンを有する前記第1領域の内側の第2領域と、を有する無偏光ホログラム素子と、
前記第1保護層の厚みに応じた前記開口数を有し、前記第2領域を除く前記第1領域を透過したレーザー光及び前記第2領域を透過した0次光を前記第1保護層の一方側の情報面に集光するとともに、前記第2領域を透過した高次回折光を前記第2保護層の一方側の情報面に集光するための対物レンズと、
前記無偏光ホログラム素子及び前記対物レンズを保持するホルダーと、からなるレーザー集光体と、
を備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。 - 第1ディスク媒体の第1保護層の厚みに応じた開口数で定まる第1領域と、第2ディスク媒体の第2保護層の厚み(>前記第1保護層の厚み)に応じた開口数で定まり、第1方向に直線偏光した第1レーザー光を回折せずに透過し、前記第1方向と直交する第2方向に直線偏光した前記第1レーザー光と同一波長の第2レーザー光を回折して透過し、前記第1及び第2レーザー光とは波長が異なる第3レーザー光を回折せずに透過するための偏光ホログラムパターンを有する前記第1領域の内側の第2領域と、を有する偏光ホログラム素子と、
第3ディスク媒体の第3保護層の厚み(>前記第1保護層の厚み)に応じた開口数で定まり、前記第1及び第2レーザー光を回折せずに透過するとともに、前記第3レーザー光を1次以上の高次回折光とするための無偏光ホログラムパターンを有する第3領域、を有する波長選択性の無偏光ホログラム素子と、
前記第1保護層の厚みに応じた前記開口数を有し、前記第2領域を含む前記第1領域を透過した後の第1レーザー光を前記第1保護層の一方側の情報面に集光し、前記第2領域を透過した後の第2レーザー光を前記第2保護層の一方側の情報面に集光し、前記第3領域を透過した高次回折光を前記第3保護層の一方側の情報面に集光するための対物レンズと、
前記偏光ホログラム素子、前記無偏光ホログラム素子及び前記対物レンズを保持するホルダーと、
を備えたことを特徴とするレーザー集光装置。 - 前記第3レーザー光は、前記第1方向に直線偏光しており、
前記第1及び第2レーザー光の光軸方向における前記無偏光ホログラムパターンの断面形状は、
当該光軸方向の深さが、前記第1及び第2レーザー光の波長を、前記無偏光ホログラム素子の屈折率から1を減じた値で除した除算結果の整数倍となる矩形、
又は、当該光軸方向の各深さが、前記第1及び第2レーザー光の波長を、前記無偏光ホログラム素子の屈折率から1を減じた値で除した除算結果の整数倍となる階段状の傾斜を有する鋸歯形である、
ことを特徴とする請求項9に記載のレーザー集光装置。 - 前記偏光ホログラム素子は、
前記第2領域を除く前記第1領域に対して、
前記第1及び第3レーザー光を回折せずに透過するとともに、前記第2領域を除く前記第1領域を透過した後の第2レーザー光が、前記第2保護層の一方側の情報面に集光しないように当該第2レーザー光を回折する拡散ホログラムパターンを有する、
ことを特徴とする請求項9または請求項10に記載のレーザー集光装置。 - (A)第1方向に直線偏光した第1レーザー光を出射する第1半導体レーザーと、
(B)前記第1レーザー光の偏光方向を保持したまま透過し、又は、前記第1レーザー光の偏光方向を前記第1方向と直交する第2方向に回転した第2レーザー光を透過する偏光方向切替素子と、
(C)前記第1及び第2レーザー光とは波長が異なる第3レーザー光を出射する第2半導体レーザーと、
(D)第1ディスク媒体の第1保護層の厚みに応じた開口数で定まる第1領域と、第2ディスク媒体の第2保護層の厚み(>前記第1保護層の厚み)に応じた開口数で定まり、前記第1レーザー光を回折せずに透過し、前記第2レーザー光を回折して透過し、前記第3レーザー光を回折せずに透過するための偏光ホログラムパターンを有する前記第1領域の内側の第2領域と、を有する偏光ホログラム素子と、
第3ディスク媒体の第3保護層の厚み(>前記第1保護層の厚み)に応じた開口数で定まり、前記第1及び第2レーザー光を回折せずに透過するとともに、前記第3レーザー光を1次以上の高次回折光とするための無偏光ホログラムパターンを有する第3領域、を有する波長選択性の無偏光ホログラム素子と、
前記第1保護層の厚みに応じた前記開口数を有し、前記第2領域を含む前記第1領域を透過した後の第1レーザー光を前記第1保護層の一方側の情報面に集光し、前記第2領域を透過した後の第2レーザー光を前記第2保護層の一方側の情報面に集光し、前記第3領域を透過した高次回折光を前記第3保護層の一方側の情報面に集光するための対物レンズと、
前記偏光ホログラム素子、前記無偏光ホログラム素子及び前記対物レンズを保持するホルダーと、からなるレーザー集光体と、
を備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。 - 第1ディスク媒体の第1保護層の厚みに応じた開口数で定まる第1領域と、第2ディスク媒体の第2保護層の厚み(>前記第1保護層の厚み)に応じた開口数で定まり、第1レーザー光を0次光及び1次以上の第1高次回折光とするとともに、前記第1レーザー光とは波長が異なる第2レーザー光を回折せずに透過するための第1ホログラムパターンを有する前記第1領域の内側の第2領域と、を有する波長選択性の第1無偏光ホログラム素子と、
第3ディスク媒体の第3保護層の厚み(>前記第1保護層の厚み)に応じた開口数で定まり、前記第1レーザー光を回折せずに透過するとともに、前記第2レーザー光を1次以上の第2高次回折光とするための第2ホログラムパターンを有する第3領域、を有する波長選択性の第2無偏光ホログラム素子と、
前記第1保護層の厚みに応じた前記開口数を有し、前記第2領域を除く前記第1領域を透過した第1レーザー光及び前記第2領域を透過した0次光を前記第1保護層の一方側の情報面に集光し、前記第2領域を透過した第1高次回折光を前記第2保護層の一方側の情報面に集光し、前記第3領域を透過した第2高次回折光を前記第3保護層の一方側の情報面に集光するための対物レンズと、
前記第1無偏光ホログラム素子、第2無偏光ホログラム素子及び前記対物レンズを保持するホルダーと、
を備えたことを特徴とするレーザー集光装置。 - 前記第2レーザー光の光軸方向における前記第1ホログラムパターンの断面形状は、
当該当軸方向の深さが、前記第2レーザー光の波長を、前記第1無偏光ホログラム素子の屈折率から1を減じた値で除した除算結果の整数倍となる矩形、
又は、当該光軸方向の各深さが、前記第2レーザー光の波長を、前記第1無偏光ホログラム素子の屈折率から1を減じた値で除した除算結果の整数倍となる階段状の傾斜を有する鋸歯形であり、
前記第1レーザー光の光軸方向における前記第2ホログラムパターンの断面形状は、
当該光軸方向の深さが、前記第1レーザー光の波長を、前記第2無偏光ホログラム素子の屈折率から1を減じた値で除した除算結果の整数倍となる矩形、
又は、当該光軸方向の各深さが、前記第1レーザー光の波長を、前記第2無偏光ホログラム素子の屈折率から1を減じた値で除した除算結果の整数倍となる階段状の傾斜を有する鋸歯形である、
ことを特徴とする請求項13に記載のレーザー集光装置。 - 前記第1無偏光ホログラム素子は、
前記第2領域を除く前記第1領域に対して、
前記第2領域を除く前記第1領域を透過した後の第1レーザー光が、前記第2保護層の一方側の情報面に集光しないように当該第1レーザー光を0次光及び1次光以上の高次回折光とするための拡散ホログラムパターンを有する、
ことを特徴とする請求項13または請求項14に記載のレーザー集光装置。 - (A)第1レーザー光を出射する第1半導体レーザーと、
(B)前記第1レーザー光とは波長が異なる第2レーザー光を出射する第2半導体レーザーと、
(C)第1ディスク媒体の第1保護層の厚みに応じた開口数で定まる第1領域と、第2ディスク媒体の第2保護層の厚み(>前記第1保護層の厚み)に応じた開口数で定まり、第1レーザー光を0次光及び1次以上の第1高次回折光とするとともに、前記第2レーザー光を回折せずに透過するための第1ホログラムパターンを有する前記第1領域の内側の第2領域と、を有する波長選択性の第1無偏光ホログラム素子と、
第3ディスク媒体の第3保護層の厚み(>前記第1保護層の厚み)に応じた開口数で定まり、前記第1レーザー光を回折せずに透過するとともに、前記第2レーザー光を1次以上の第2高次回折光とするための第2ホログラムパターンを有する第3領域、を有する波長選択性の第2無偏光ホログラム素子と、
前記第1保護層の厚みに応じた前記開口数を有し、前記第2領域を除く前記第1領域を透過した第1レーザー光及び前記第2領域を透過した0次光を前記第1保護層の一方側の情報面に集光し、前記第2領域を透過した第1高次回折光を前記第2保護層の一方側の情報面に集光し、前記第3領域を透過した第2高次回折光を前記第3保護層の一方側の情報面に集光するための対物レンズと、
前記第1無偏光ホログラム素子、第2無偏光ホログラム素子及び前記対物レンズを保持するホルダーと、からなるレーザー集光体と、
を備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。 - 前記偏光方向切替素子は、液晶素子である、
ことを特徴とする請求項4または請求項12に記載の光ピックアップ装置。 - 請求項3、8、12、16の何れかに記載の光ピックアップ装置を搭載した、
ことを特徴とする光ディスク記録再生装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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